CN104977112A - 精密轴系动态扭矩测量仪 - Google Patents

Abstract

精密轴系动态扭矩测量仪，涉及一种轴系测量技术，解决现有技术存在对轴系摩擦力矩测量不够精确以及测试范围小等问题，包括结构调整子系统、俯仰和偏航检测轴系子系统、定位安装子系统、横滚轴检测轴系子系统和支撑与检测平台子系统；用于测量假负载竖直轴方向上的摩擦力矩，由扭矩电机通过齿式联轴器带动扭矩传感器旋转，竖直方向或水平方向上调整位移，通过手轮转动使丝杠螺母机构沿着直线导轨竖直或水平移动；转台带动与连接板固连在一起的竖直滑台实现一定角度变换的转动。为了保证不产生额外扭矩，在竖直滑台上的定滑轮加设配重块，保证垂直度精度。

Description

精密轴系动态扭矩测量仪

技术领域

本发明涉及一种轴系测量技术，具体涉及一种精密轴系动态扭矩测量仪。

背景技术

轴系摩擦力矩是综合评价轴系动态性能的技术指标。目前国内还没有轴系摩擦力矩测试的设备，大部分是采用装机前先测量各支撑轴承摩擦力矩值，然后根据支撑轴承摩擦力矩的实测值估算轴系组件的总摩擦力矩。这种方法测得的摩擦力矩值没有考虑轴系各连接件的安装误差，所以得到的轴系摩擦力矩存在很大误差。

发明内容

本发明为解决采用现有技术存在对轴系摩擦力矩测量不够精确以及测试范围小等问题，提供一种测量轴系摩擦力矩的精密轴系动态扭矩测量仪。

精密轴系动态扭矩测量仪，包括结构调整子系统、俯仰和偏航检测轴系子系统、定位安装子系统、横滚轴检测轴系子系统和支撑与检测平台子系统；

精密轴系动态扭矩测量仪，包括支撑与检测平台子系统、横滚轴检测轴系子系统、定位安装子系统、俯仰和偏航检测轴系子系统和结构调整子系统；

所述支撑与检测平台子系统，包括大理石测试平台和支撑架，所述测试平台放置在支撑架上；

定位安装子系统包括抓夹座、自动定心四爪夹盘、四爪连接座，目标转台座、第一磁滞电机和第二磁滞电机；

所述目标转台座与所述大理石测试平台通过沉孔螺纹连接，目标转台座通过转台轴承与四爪连接座连接，四爪连接座与自动定心四爪夹盘螺纹连接；自动定心四爪夹盘通过抓夹座抓紧假负载；第一磁滞电机的一端与假负载连接，第一磁滞电机的另一端与俯仰和偏航检测轴系子系统中的第二竖直力矩传感器连接；所述第二磁滞电机的一端与与假负载连接，第二磁滞电机的另一端与横滚轴检测轴系子系统中的第一竖直力矩传感器连接；

横滚轴检测轴系子系统还包括第一水平轴、第一扭矩电机和第一旋转变压器；

所述第一旋转变压器通过压盖固定在第一水平轴上，扭矩电机座与连接套的一端通过螺纹连接，第一扭矩电机固定在第一水平轴上；所述第一竖直力矩传感器与第一水平轴通过联轴器连接；所述连接套的另一端穿过大理石测试平台上的孔与定位安装子系统中的目标转台座螺纹连接；

所述结构调整子系统包括竖直滑台、水平滑台、水平丝杠、竖直丝杠、滑块、弯板、连接板和转台；

竖直滑台和水平滑台采用正交方式安装，竖直丝杠通过丝杠座连接在竖直滑台的上下两端，水平丝杠通过丝杠座连接在水平滑台的左右两侧；所述水平滑台通过滑块与俯仰和偏航检测轴系子系统螺钉连接，所述竖直滑台与连接板通过弯板固连；所述连接板与转台转轴的中心调整架固连；通过所述转台带动竖直滑台和水平滑台转动，实现偏航测量；

所述俯仰和偏航检测轴系子系统还包括第二水平轴、第二扭矩电机和第二旋转变压器；所述第二旋转变压器通过压盖固定在第二水平轴上，扭矩电机座与连接套通过螺纹连接，第二扭矩电机固定在第二水平轴上；第二竖直力矩传感器与第二水平轴通过联轴器连接。

本发明的工作原理：本发明所述的精密轴系动态扭矩测量仪，用于测量轴系竖直方向和水平方向上的摩擦力矩。首先调整结构子系统中的转台，转台带动与连接板固连在一起的竖直滑台实现一定角度变换的转动。为了保证不产生额外扭矩，在竖直滑台上的定滑轮加设配重块，保证垂直度精度。竖直滑台通过弯板、连接板与转台转轴的中心调整架固联在一起。定位安装子系统中的磁滞电机输出轴与俯仰偏航轴系检测子系统中的第二扭矩传感器对中，保证同轴度。竖直方向调整位移，通过手轮转动带动丝杠螺母机构使水平滑台沿着竖直滑台的导轨移动。水平方向调整位移，通过手轮转动使俯仰和偏航轴系检测系统沿水平滑台导轨直线水平移动。测量水平方向摩擦力矩时，由第二扭矩电机通过齿式联轴器带动第二扭矩传感器旋转；测量竖直方向摩擦力矩时由第一扭矩电机通过齿式联轴器带动第一扭矩传感器旋转。(测量竖直方向的摩擦力矩时，水平方向位移保持不变)。扭矩传感器与被测轴系的摩擦力矩始终保持动态平衡，采集扭矩传感器的输出信号送入计算机进行处理，通过计算机自动控制整个测量过程。自动测量结束后，计算机将被测轴系摩擦力矩的测试结果、变动曲线进行评定与分析，并描绘轴系整个转动过程中的力矩动态曲线，给出最大值、最小值、平均值及变动量。

本发明的有益效果：本发明所述的测量仪用于精确测量三轴稳定系统中复杂精密轴系的摩擦力矩，实现轴系力矩的精确测量及其均匀性评价。本发明可有效解决由于精密轴系装调中无法准确测量摩擦力矩二产生的精密轴系工作时可靠性低及稳定性差的问题，以实现精密轴系摩擦力矩的准确测量和评价功能，为提高精密轴系的装调精度、改善轴系的低速性能、提高精密轴系的工作稳定性技术提供技术依据。

附图说明

图1为本发明所述的精密轴系动态扭矩测量仪的整体结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为本发明所述的精密轴系动态扭矩测量仪中结构调整子系统与俯仰和偏航检测轴系子系统的连接关系示意图；

图4为图3的左视图；

图5为本发明所述的精密轴系动态扭矩测量仪中定位安装子系统的结构示意图；

图6为图5的A-A剖视图；

图7为本发明所述的精密轴系动态扭矩测量仪中横滚轴检测轴系子系统的结构示意图；

图8为图7的A-A剖视图；

图9为本发明所述的精密轴系动态扭矩测量仪中撑与检测平台子系统的结构示意图。

图10为本发明所述的精密轴系动态扭矩测量仪俯仰和偏航检测轴系子系统结构示意图

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1至图10说明本实施方式，精密轴系动态扭矩测量仪，用于精确测量三轴稳定系统中复杂精密轴系的摩擦力矩，实现轴系力矩的精确测量及其均匀性评价，包括支撑与检测平台子系统1、横滚轴检测轴系子系统2、定位安装子系统3、俯仰和偏航检测轴系子系统4和结构调整子系统5；

所述支撑与检测平台子系统1包括大理石测试平台1-1和支撑架1-2，所述测试平台1-1放置在支撑架1-2上；降低了外部震动对检查设配的影响，并通过支撑架上的调平机构将大理石平台调整至水平，清楚重力对检测结构的影响。

本实施方式所述的定位安装子系统3可以将假负载通过抓夹座装夹在自定心四爪夹盘3-3上，使其磁滞电机3-7与第一扭矩传感器2-1的输出轴装配同轴，并同其共同转动。以完成俯仰轴检测与偏航轴检测的切换。

定位安装子系统3包括抓夹座3-2、自动定心四爪夹盘3-3、四爪连接座3-4，目标转台座3-5、第一磁滞电机3-6和第二磁滞电机3-7；所述目标转台座3-5与所述大理石测试平台1-1通过沉孔螺纹连接，目标转台座3-5通过转台轴承与四爪连接座3-4连接，四爪连接座3-4与自动定心四爪夹盘3-3螺纹连接；自动定心四爪夹盘3-3通过抓夹座3-2抓紧假负载3-1；第一磁滞电机3-6的一端与假负载连接3-1，第一磁滞电机3-6的另一端与俯仰和偏航检测轴系子系统4中的第二竖直力矩传感器4-1连接；所述第二磁滞电机3-7的一端与与假负载连接3-1，第二磁滞电机3-7的另一端与横滚轴检测轴系子系统中的第一竖直力矩传感器2-1连接；

本实施方式所述的横滚轴检测轴系子系统2主要为第一扭矩传感器的动态测试提供相应的恒定转速，其各要素均采用串联同轴安装的方式将其固连在同一轴线上，并与定位安装子系统装配成同轴的方式。所述的横滚轴检测轴系子系统2还包括第一水平轴2-2、第一扭矩电机2-3和第一旋转变压器2-4；所述第一旋转变压器2-4通过压盖固定在第一水平轴2-2上，扭矩电机座与连接套的一端通过螺纹连接，第一扭矩电机2-3固定在第一水平轴2-2上；所述第一竖直力矩传感器2-1与第一水平轴2-2通过联轴器连接；所述连接套的另一端穿过大理石测试平台1-1上的孔与定位安装子系统3中的目标转台座3-5螺纹连接；

本实施方式所述的结构调整子系统5的主要功能是可以根据测试目标的型号对俯仰和偏航检测系统的位置做出调整。所述结构调整子系统5包括竖直滑台5-1、水平滑台5-2、水平丝杠5-3、竖直丝杠5-4、滑块5-5、弯板5-6、连接板5-7和转台5-8；竖直滑台5-1和水平滑台5-2采用正交方式安装，竖直丝杠5-4通过丝杠座连接在竖直滑台5-1的上下两端，水平丝杠5-3通过丝杠座连接在水平滑台5-2的左右两侧；所述水平滑台5-2通过滑块与俯仰和偏航检测轴系子系统4螺钉连接，所述竖直滑台5-1与连接板5-7通过弯板5-6固连；所述连接板5-7与转台转轴的中心调整架固连；通过所述转台5-8带动竖直滑台5-1和水平滑台5-2转动，实现偏航测量。

所述的结构调整子系统5还包括转台座5-9，所述转台座的一端与转台5-8通过轴承活动连接，另一端固定在大理石测试台1-1上。

本实施方式所述的俯仰和偏航检测轴系子系统4还包括第二水平轴4-2、第二扭矩电机4-3和第二旋转变压器4-4；所述第二旋转变压器4-4通过压盖固定在第二水平轴4-2上，扭矩电机座与连接套通过螺纹连接，第二扭矩电机4-3固定在第二水平轴4-2上；第二竖直力矩传感器4-1与第二水平轴4-2通过联轴器连接；

本实施方式所述的测量仪可有效解决由于精密轴系装调中无法准确测量摩擦力矩二产生的精密轴系工作时可靠性低及稳定性差的问题，以实现精密轴系摩擦力矩的准确测量和评价功能，为提高精密轴系的装调精度、改善轴系的低速性能、提高精密轴系的工作稳定性技术提供技术依据。

Claims (3)

1.精密轴系动态扭矩测量仪，包括支撑与检测平台子系统(1)、横滚轴检测轴系子系统(2)、定位安装子系统(3)、俯仰和偏航检测轴系子系统(4)和结构调整子系统(5)；其特征是；

所述支撑与检测平台子系统(1)包括大理石测试平台(1-1)和支撑架(1-2)，所述测试平台(1-1)放置在支撑架(1-2)上；

定位安装子系统(3)包括抓夹座(3-2)、自动定心四爪夹盘(3-3)、四爪连接座(3-4)，目标转台座(3-5)、第一磁滞电机(3-6)和第二磁滞电机(3-7)；

所述目标转台座(3-5)与所述大理石测试平台(1-1)通过沉孔螺纹连接，目标转台座(3-5)通过转台轴承与四爪连接座(3-4)连接，四爪连接座(3-4)与自动定心四爪夹盘(3-3)螺纹连接；自动定心四爪夹盘(3-3)通过抓夹座(3-2)抓紧假负载(3-1)；第一磁滞电机(3-6)的一端与假负载连接(3-1)，第一磁滞电机(3-6)的另一端与俯仰和偏航检测轴系子系统(4)中的第二竖直力矩传感器(4-1)连接；所述第二磁滞电机(3-7)的一端与假负载连接(3-1)，第二磁滞电机(3-7)的另一端与横滚轴检测轴系子系统(2)中的第一竖直力矩传感器(2-1)连接；

横滚轴检测轴系子系统(2)还包括第一水平轴(2-2)、第一扭矩电机(2-3)和第一旋转变压器(2-4)；

所述第一旋转变压器(2-4)通过压盖固定在第一水平轴(2-2)上，扭矩电机座与连接套的一端通过螺纹连接，第一扭矩电机(2-3)固定在第一水平轴(2-2)上；所述第一竖直力矩传感器(2-1)与第一水平轴(2-2)通过联轴器连接；所述连接套的另一端穿过大理石测试平台(1-1)上的孔与定位安装子系统(3)中的目标转台座(3-5)螺纹连接；

所述结构调整子系统(5)包括竖直滑台(5-1)、水平滑台(5-2)、水平丝杠(5-3)、竖直丝杠(5-4)、滑块(5-5)、弯板(5-6)、连接板(5-7)和转台(5-8)；

竖直滑台(5-1)和水平滑台(5-2)采用正交方式安装，竖直丝杠(5-4)通过丝杠座连接在竖直滑台(5-1)的上下两端，水平丝杠(5-3)通过丝杠座连接在水平滑台(5-2)的左右两侧；所述水平滑台(5-2)通过滑块与俯仰和偏航检测轴系子系统(4)螺钉连接，所述竖直滑台(5-1)与连接板(5-7)通过弯板(5-6)固连；所述连接板(5-7)与转台转轴的中心调整架固连；通过所述转台(5-8)带动竖直滑台(5-1)和水平滑台(5-2)转动，实现偏航测量；

所述俯仰和偏航检测轴系子系统(4)还包括第二水平轴(4-2)、第二扭矩电机(4-3)和第二旋转变压器(4-4)；所述第二旋转变压器(4-4)通过压盖固定在第二水平轴(4-2)上，扭矩电机座与连接套通过螺纹连接，第二扭矩电机(4-3)固定在第二水平轴(4-2)上；第二竖直力矩传感器(4-1)与第二水平轴(4-2)通过联轴器连接。

2.根据权利要求1所述的精密轴系动态扭矩测量仪，其特征在于，通过调平机构(1-1)将大理石测试平台调整至水平。

3.根据权利要求1所述的精密轴系动态扭矩测量仪，其特征在于，所述的结构调整子系统(5)还包括转台座(5-9)，所述转台座(5-9)的一端与转台(5-8)活动连接，另一端固定在大理石测试台(1-1)上。