CN105300684A - 长轴组件扭矩标定装置及使用该装置的扭矩标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种长轴组件扭矩标定装置及使用该装置的扭矩标定方法，包括用于安装长轴组件的安装支座，安装支座上设有用于与长轴组件的加载端相连以对长轴组件逐次加载扭矩或将加载的扭矩逐次卸载的扭矩加载构件；还包括用于设置于传动轴的加载端的第一角度测量仪、设置于基准轴的第二端的第二角度测量仪、以及用于记录、分析和显示扭矩与角位移对应关系的图形分析及显示系统，第一角度测量仪和第二角度测量仪均与图形分析及显示系统相连。采用本发明的长轴组件扭矩标定装置，可使加载或卸载效果接近无极加载或卸载，消除长轴组件与扭矩标定装置装配间隙的影响，提高测扭结果的准确性和可操作性。

Description

长轴组件扭矩标定装置及使用该装置的扭矩标定方法

技术领域

本发明涉及航空发动机领域，特别地，涉及一种长轴组件扭矩标定装置。此外，本发明还涉及一种使用该装置进行的长轴组件扭矩标定方法。

背景技术

涡轴发动机长轴组件设计要求在加载和卸载试验条件下，根据扭矩值的变化，记录前后两端角位移Ψ1、Ψ2，形成扭矩与角度关系曲线，试验过程完成后，形成端基线性度，在端基线性度≤3％的情况下才能装机使用。现有的扭矩标定装置标定扭矩时准确性低且可操作性低。

发明内容

本发明提供了一种长轴组件扭矩标定装置及使用该装置的扭矩标定方法，以解决现有的长轴组件扭矩标定时存在的准确性和可操作性低的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种长轴组件扭矩标定装置，其中，待标定的长轴组件包括空心的传动轴和同轴线装设于传动轴内的基准轴，基准轴的第一端与传动轴的加载端固定，基准轴的第二端从传动轴的固定端向外延伸，长轴组件扭矩标定装置包括用于安装长轴组件的安装支座，安装支座上设有用于与长轴组件的加载端相连以对长轴组件逐次加载扭矩或将加载的扭矩逐次卸载的扭矩加载构件；还包括用于设置于传动轴的加载端以测量长轴组件扭矩输入端的角位移的第一角度测量仪、设置于基准轴的第二端以测量长轴组件随动端的角位移的第二角度测量仪、以及用于记录、分析和显示扭矩与角位移对应关系的图形分析及显示系统，第一角度测量仪和第二角度测量仪均与图形分析及显示系统相连。

进一步地，扭矩加载构件包括用于与传动轴的加载端固定的横梁，横梁转动设置于安装支座上；横梁的两端分别设有砝码安装盘，砝码安装盘上设有用于逐次加载扭矩的加载砝码和/或用于调节横梁水平的调平砝码。

进一步地，横梁上滑动设有用于微动调节横梁水平的微调砝码。

进一步地，安装支座包括用于支承传动轴的加载端的第一支座、和用于固定传动轴的固定端的第二支座，第一支座和第二支座相对滑动设置；扭矩加载构件转动设置于第一支座上。

进一步地，第一支座上设有用于与传动轴的加载端花键连接的夹具，扭矩加载构件与夹具固定。

根据本发明的另一方面，还提供了一种长轴组件扭矩标定方法，采用如上述的长轴组件扭矩标定装置，包括以下步骤：S1：调节扭矩加载构件使其初始加载量为零；S2：将长轴组件装设于安装支座上，并将第一角度测量仪和第二角度测量仪固定于长轴组件上；S5：使扭矩加载构件逐次对长轴组件加载直至加载完成，并再使扭矩加载构件将加载于长轴组件上的扭矩逐次卸载，且加载和卸载过程中，采用图形分析及显示系统记载和显示每次加载和卸载时扭矩与角位移的对应关系。

进一步地，步骤S2具体包括以下步骤：S201：将传动轴的加载端与设置于安装支座上的夹具花键连接，并将传动轴的固定端装设于安装支座中的第二支座上；S202：将第一角度测量仪固定于传动轴的加载端，并将第二角度测量仪固定于基准轴的第二端；S203：调节长轴组件使第一角度测量仪和第二角度测量仪两者的水平倾角等于或小于8°；S204：将传动轴的固定端与安装支座中的第二支座固定。

进一步地，在完成步骤S2之后，且在进行步骤S5之前，还包括步骤S4：将扭矩加载构件中的加载砝码逐个加载至扭矩加载构件中的横梁加载端的砝码安装盘上直至加载完全，然后再将加载的加载砝码全部卸载。

进一步地，在完成步骤S2之后，且在进行步骤S4之前，还包括步骤S3：检查横梁是否水平。

进一步地，完成步骤S5后，还包括步骤S6：将图形分析及显示系统分析的结果生成报表后打印，并将打印后的试验分析结果报表随长轴组件一并入库保存。

本发明具有以下有益效果：

1、采用本发明的长轴组件扭矩标定装置进行长轴组件的扭矩标定时，由于是将加载砝码逐个加载至横梁一端的砝码安装盘上，且卸载时是将加载的加载砝码逐个从砝码安装盘上取下，从而可使扭矩的加载或卸载效果接近无极加载或卸载，充分消除长轴组件与安装支座装配间隙的影响，避免出现加载时横梁左右晃动的情形，从而提高测扭结果的准确性和可操作性；采用本发明的扭矩标定装置对长轴组件进行标定时，图形分析及显示系统可对扭矩与角位移的对应关系进行记录、分析和显示，从而使试验结果更直观，更准确，且具有可追溯性；

2、采用本发明的长轴组件扭矩标定方法进行长轴组件的扭矩标定时，由于是将加载砝码逐个加载至横梁一端的砝码安装盘上，且卸载时是将加载的加载砝码逐个从砝码安装盘上取下，从而可使扭矩的加载或卸载效果接近无极加载或卸载，充分消除长轴组件与安装支座装配间隙的影响，避免出现加载时横梁左右晃动的情形，从而提高测扭结果的准确性和可操作性；采用本发明的扭矩标定装置对长轴组件进行标定时，图形分析及显示系统可对扭矩与角位移的对应关系进行记录、分析和显示，从而使试验结果更直观，更准确，且具有可追溯性。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是待标定的长轴组件的剖视结构示意图；

图2是本发明优选实施例的长轴组件扭矩标定装置装夹图1中的长轴组件时的结构示意图。

图例说明

1、长轴组件；11、传动轴；12、基准轴；2、安装支座；21、第一支座；22、第二支座；23、夹具；3、扭矩加载构件；31、横梁；32、砝码安装盘；33、加载砝码；34、调平砝码；35、微调砝码；4、第一角度测量仪；5、第二角度测量仪；6、图形分析及显示系统。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1和图2所示，一种长轴组件扭矩标定装置，其中，待标定的长轴组件1包括空心的传动轴11和同轴线装设于传动轴11内的基准轴12，基准轴12的第一端与传动轴11的加载端固定，基准轴12的第二端从传动轴11的固定端向外延伸，长轴组件扭矩标定装置包括用于安装长轴组件1的安装支座2，安装支座2上设有用于与长轴组件1的加载端相连以对长轴组件1逐次加载扭矩或将加载的扭矩逐次卸载的扭矩加载构件3；还包括用于设置于传动轴11的加载端以测量长轴组件1扭矩输入端的角位移的第一角度测量仪4、设置于基准轴12的第二端以测量长轴组件1随动端的角位移的第二角度测量仪5、以及用于记录、分析和显示扭矩与角位移对应关系的图形分析及显示系统6，第一角度测量仪4和第二角度测量仪5均与图形分析及显示系统6相连。本发明的长轴组件扭矩标定装置结构简单；采用本发明的长轴组件扭矩标定装置对长轴组件进行扭矩标定时，扭矩加载构件3对长轴组件的加载方式为逐次加载，且卸载方式同样为逐次卸载，从而可使加载或卸载效果接近无极加载或卸载，充分消除长轴组件与扭矩标定装置装配间隙的影响，避免出现加载时晃动的情形，从而提高测扭结果的准确性和可操作性；采用本发明的扭矩标定装置对长轴组件进行标定时，图形分析及显示系统6可对扭矩与角位移的对应关系进行记录、分析和显示，从而使试验结果更直观，更准确，且具有可追溯性。

可选地，如图1所示，扭矩加载构件3包括用于与传动轴11的加载端固定的横梁31，横梁31转动设置于安装支座2上；横梁31的两端分别设有砝码安装盘32，砝码安装盘32上设有用于逐次加载扭矩的加载砝码33和/或用于调节横梁31水平的调平砝码34。可选地，横梁31上设有用于检测横梁31是否水平的水平仪。

优选地，为更精确的调平横梁31，本发明中，在横梁31上滑动设置用于微动调节横梁31水平的微调砝码35。

可选地，如图1所示，安装支座2包括用于支承传动轴11的加载端的第一支座21、和用于固定传动轴11的固定端的第二支座22，第一支座21和第二支座22相对滑动设置；扭矩加载构件3转动设置于第一支座21上。本发明中，由于第一支座21和第二支座22相对滑动设置，从而使本发明的扭矩标定装置可适用于不同长度的长轴组件1的标定试验，提高本发明的扭矩标定装置的通用性和推广性。

优选地，如图1所示，第一支座21上设有用于与传动轴11的加载端花键连接的夹具23，扭矩加载构件3与夹具23固定。由于传动轴11的加载端与夹具23花键连接，利用花键自动定心的作用，采用花键传扭的方式，使试验时长轴组件1的装夹和拆卸方便、快捷。

本发明的一种长轴组件扭矩标定方法，采用如上述的长轴组件扭矩标定装置，包括以下步骤：

S1：调节扭矩加载构件3使其初始加载量为零；

S2：将长轴组件1装设于安装支座2上，并将第一角度测量仪4和第二角度测量仪5固定于长轴组件1上；

S5：使扭矩加载构件3逐次对长轴组件1加载直至加载完成，并再使扭矩加载构件3将加载于长轴组件1上的扭矩逐次卸载，且加载和卸载过程中，采用图形分析及显示系统6记载和显示每次加载和卸载时扭矩与角位移的对应关系。

具体地，采用本发明的长轴组件扭矩标定装置进行长轴组件的扭矩标定时，首先调节扭矩加载构件3使其初始加载量为零；然后将长轴组件1装设于安装支座2上，并将第一角度测量仪4和第二角度测量仪5固定于长轴组件1上；最后使扭矩加载构件3逐次对长轴组件1加载直至加载完成，并再使扭矩加载构件3将加载于长轴组件1上的扭矩逐次卸载，且加载和卸载过程中，采用图形分析及显示系统6记载和显示每次加载和卸载时扭矩与角位移的对应关系。采用本发明的长轴组件扭矩标定装置进行长轴组件的扭矩标定时，由于使扭矩加载构件3逐次对长轴组件1加载直至加载完成，并再使扭矩加载构件3将加载于长轴组件1上的扭矩逐次卸载，从而可使扭矩的加载或卸载效果接近无极加载或卸载，充分消除长轴组件1与安装支座2装配间隙的影响，从而提高测扭结果的准确性和可操作性；采用本发明的扭矩标定装置对长轴组件进行标定时，图形分析及显示系统6可对扭矩与角位移的对应关系进行记录、分析和显示，从而使试验结果更直观，更准确，且具有可追溯性，且在试验完成后，图形分析及显示系统6可自动形成长轴组件的端基线性度，操作者根据长轴组件的端基线性度可判断试验的长轴组件是否合格。

可选地，调节扭矩加载构件3使其初始加载量为零，具体为首先在扭矩加载构件3中的横梁31两端的砝码安装盘32上加载调平砝码34；然后通过观察扭矩加载构件3中的水平仪确定横梁31是否水平，当横梁31基本水平时，再滑动横梁31上的微调砝码35使横梁31水平。

可选地，使扭矩加载构件3逐次对长轴组件1加载直至加载完成，并再使扭矩加载构件3将加载于长轴组件1上的扭矩逐次卸载，具体为将扭矩加载构件3中的加载砝码33逐个加载至横梁31一端的砝码安装盘32上直至加载完全，然后再逐个将加载的加载砝码33卸载。优选地，将加载砝码33加载于砝码安装盘32上，或从砝码安装盘32上将加载的加载砝码33卸载时，需轻拿轻放，且加载或卸载时，需等横梁31稳定及图形分析及显示系统6内的数据稳定后再进行数据采集。

可选地，图形分析及显示系统6可记录、显示长轴组件1扭矩输入端的角位移，长轴组件1随动端的随动角位移，加载过程角位移与扭矩变化关系图，以及卸载过程角位移与扭矩变化关系图，并在加载或卸载完成后自动形成端基线性度，操作者根据端基线性度即可判断长轴组件1是否合格。

可选地，当输入端的角位移与随动端的角位移相差太大，或随动端的角位移大于输入端的角位移时，需重新加载或卸载。

可选地，将长轴组件1装设于安装支座2上，并将第一角度测量仪4和第二角度测量仪5固定于长轴组件1上，具体包括以下步骤：

S201：将传动轴11的加载端与设置于安装支座2上的夹具23花键连接，并将传动轴11的固定端装设于安装支座2中的第二支座22上；

S202：将第一角度测量仪4固定于传动轴11的加载端，并将第二角度测量仪5固定于基准轴12的第二端；

S203：调节长轴组件1使第一角度测量仪4和第二角度测量仪5两者的水平倾角等于或小于8°；

S204：将传动轴11的固定端与安装支座2中的第二支座22固定。

具体地，首先将传动轴11的加载端与第一支座21上的夹具23花键连接，并将传动轴11的固定端装设于第二支座22上；然后，将第一角度测量仪4固定于传动轴11的加载端，并将第二角度测量仪5固定于基准轴12的第二端；接着，调节长轴组件1使第一角度测量仪4和第二角度测量仪5两者的水平倾角等于或小于8°；最后，将传动轴11的固定端与第二支座22固定。

可选地，当将长轴组件1装设于安装支座2上，并将第一角度测量仪4和第二角度测量仪5固定于长轴组件1上后，还包括步骤S4：

将扭矩加载构件3中的加载砝码33逐个加载至扭矩加载构件3中的横梁31加载端的砝码安装盘32上直至加载完全，然后再将加载的加载砝码33全部卸载。通过将加载砝码33逐个加载至横梁31加载端的砝码安装盘32上直至加载完全，然后再将加载的加载砝码33全部卸载，可消除装夹间隙，提高测扭结果的准确性和可操作性。

可选地，当将长轴组件1装设于安装支座2上，并将第一角度测量仪4和第二角度测量仪5固定于长轴组件1上后，还包括步骤S3：

检查横梁31是否水平。通过在扭矩加载试验前，再次检查横梁31是否水平，可消除长轴组件1装夹时对横梁31水平度的影响。

可选地，当将加载砝码33逐个加载至横梁31一端的砝码安装盘32上直至加载完全，然后再逐个将加载的加载砝码33卸载，且加载和卸载过程中，采用图形分析及显示系统6记载和显示每次加载和卸载时扭矩与角位移的对应关系后，还包括步骤S6：

将图形分析及显示系统6分析的结果生成报表后打印，并将打印的试验分析结果报表随长轴组件1一并入库保存。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种长轴组件扭矩标定装置，其中，待标定的长轴组件(1)包括空心的传动轴(11)和同轴线装设于所述传动轴(11)内的基准轴(12)，所述基准轴(12)的第一端与所述传动轴(11)的加载端固定，所述基准轴(12)的第二端从所述传动轴(11)的固定端向外延伸，其特征在于，

所述长轴组件扭矩标定装置包括用于安装所述长轴组件(1)的安装支座(2)，所述安装支座(2)上设有用于与所述长轴组件(1)的加载端相连以对所述长轴组件(1)逐次加载扭矩或将加载的扭矩逐次卸载的扭矩加载构件(3)；

还包括用于设置于所述传动轴(11)的加载端以测量所述长轴组件(1)扭矩输入端的角位移的第一角度测量仪(4)、设置于所述基准轴(12)的第二端以测量所述长轴组件(1)随动端的角位移的第二角度测量仪(5)、以及用于记录、分析和显示扭矩与角位移对应关系的图形分析及显示系统(6)，所述第一角度测量仪(4)和所述第二角度测量仪(5)均与所述图形分析及显示系统(6)相连。

2.根据权利要求1所述的长轴组件扭矩标定装置，其特征在于，

所述扭矩加载构件(3)包括用于与所述传动轴(11)的加载端固定的横梁(31)，所述横梁(31)转动设置于所述安装支座(2)上；

所述横梁(31)的两端分别设有砝码安装盘(32)，所述砝码安装盘(32)上设有用于逐次加载扭矩的加载砝码(33)和/或用于调节所述横梁(31)水平的调平砝码(34)。

3.根据权利要求2所述的长轴组件扭矩标定装置，其特征在于，

所述横梁(31)上滑动设有用于微动调节所述横梁(31)水平的微调砝码(35)。

4.根据权利要求1所述的长轴组件扭矩标定装置，其特征在于，

所述安装支座(2)包括用于支承所述传动轴(11)的加载端的第一支座(21)、和用于固定所述传动轴(11)的固定端的第二支座(22)，所述第一支座(21)和所述第二支座(22)相对滑动设置；

所述扭矩加载构件(3)转动设置于所述第一支座(21)上。

5.根据权利要求4所述的长轴组件扭矩标定装置，其特征在于，

所述第一支座(21)上设有用于与所述传动轴(11)的加载端花键连接的夹具(23)，所述扭矩加载构件(3)与所述夹具(23)固定。

6.一种长轴组件扭矩标定方法，其特征在于，采用如权利要求1～5中任一项所述的长轴组件扭矩标定装置，包括以下步骤：

S1：调节所述扭矩加载构件(3)使其初始加载量为零；

S2：将所述长轴组件(1)装设于所述安装支座(2)上，并将所述第一角度测量仪(4)和所述第二角度测量仪(5)固定于所述长轴组件(1)上；

S5：使所述扭矩加载构件(3)逐次对所述长轴组件(1)加载直至加载完成，并再使所述扭矩加载构件(3)将加载于所述长轴组件(1)上的扭矩逐次卸载，且加载和卸载过程中，采用所述图形分析及显示系统(6)记载和显示每次加载和卸载时扭矩与角位移的对应关系。

7.根据权利要求6所述的长轴组件扭矩标定方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：

S201：将所述传动轴(11)的加载端与设置于所述安装支座(2)上的夹具(23)花键连接，并将所述传动轴(11)的固定端装设于所述安装支座(2)中的第二支座(22)上；

S202：将所述第一角度测量仪(4)固定于所述传动轴(11)的加载端，并将所述第二角度测量仪(5)固定于所述基准轴(12)的第二端；

S203：调节所述长轴组件(1)使所述第一角度测量仪(4)和所述第二角度测量仪(5)两者的水平倾角等于或小于8°；

S204：将所述传动轴(11)的固定端与所述安装支座(2)中的第二支座(22)固定。

8.根据权利要求6所述的长轴组件扭矩标定方法，其特征在于，在完成所述步骤S2之后，且在进行所述步骤S5之前，还包括步骤S4：

将所述扭矩加载构件(3)中的加载砝码(33)逐个加载至所述扭矩加载构件(3)中的横梁(31)加载端的砝码安装盘(32)上直至加载完全，然后再将加载的所述加载砝码(33)全部卸载。

9.根据权利要求8所述的长轴组件扭矩标定方法，其特征在于，在完成所述步骤S2之后，且在进行所述步骤S4之前，还包括步骤S3：

检查所述横梁(31)是否水平。

10.根据权利要求6所述的长轴组件扭矩标定方法，其特征在于，完成所述步骤S5后，还包括步骤S6：

将所述图形分析及显示系统(6)分析的结果生成报表后打印，并将打印后的试验分析结果报表随所述长轴组件(1)一并入库保存。