CN109471029A - 一种有限转角力矩电机性能测试装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有限转角力矩电机性能测试装置及测试方法，测试装置包括加载装置、扭矩测试装置、连接装置、支架、底座和支撑装置；加载装置、支架装配在底座上，扭矩测试装置及待测产品装配在支架上，待测产品输出轴通过连接装置与扭矩测试装置连接，加载装置与扭矩测试装置连接，测试时通过三爪自定心卡盘及联轴器将电机轴固定，电机通电时产生力矩作用在扭矩测试装置上，读取扭矩测试装置数据即测出电机转矩；转动加载装置使电机轴转动一定的角度，即可测试在不同角度时电机的输出转矩。本发明通过三爪自定心卡盘装置实现对电机轴的加载，并可记录电机输出轴的转动角度，实现了电机转动360°范围内输出转矩的测试。
Description
技术领域
本发明涉及电机性能测试技术，具体涉及一种有限转角力矩电机性能测试装置及测试方法。
背景技术
有限转角力矩电机是一种利用电磁原理，将电信号转变成一定角度的角位移，并有一定力矩输出的特殊电机，该种电机具有在有限角度范围内转动，运转稳定、精度高、响应快、耐压高，通过一个内置在电机轴上的偏心机构来直接驱动阀芯，该种伺服阀结构简单紧凑、相同流量要求下体积小、重量轻，抗污染能力强、动静态性能好，具备较好的市场前景。电机研制过程最重要的环节就是电机性能测试，通过性能测试判断电机性能是否满足需求。
有限转角力矩电机需通过输出力矩选择工作角度，目前最常用的电机力矩测试方法是挂砝码，但由于本项目设计的电机是一种变力矩电机，在测试过程频繁的更换砝码，测试工作量大，效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有限转角力矩电机性能测试装置及测试方法，给电机进行加载，测试电机输出转矩，在测试转矩的同时测出电机轴转动角度，测试出电机输出转矩与转角的关系，根据转角-转角关系确定电机工作零点及工作摆动范围，使电机满足产品使用需求，确保新型电机研制顺利完成。
实现本发明目的的技术方案为：一种有限转角力矩电机性能测试装置，包括加载装置、扭矩测试装置、连接装置、支架、底座、支撑装置；
加载装置、支架装配在底座上，扭矩测试装置及待测产品装配在支架上，待测产品输出轴通过连接装置与扭矩测试装置连接，加载装置与扭矩测试装置连接，测试时通过加载装置及连接装置将电机轴固定，电机通电时产生力矩作用在扭矩测试装置上，读取扭矩测试装置数据即测出电机转矩；转动加载装置使电机轴转动一定的角度，即可测试在不同角度时电机的输出转矩。
一种有限转角力矩电机性能测试方法，包括以下步骤：
将待测电机装配在支架上，支撑装置根据电机大小选择是否装配；
连接装置一端连接电机输出轴，一端连接扭矩传感器，将连接装置两端的紧固螺钉拧紧；
三爪自定心卡盘夹紧扭矩传感器伸出轴；
记录扭矩传感器显示数据，转动加载装置至一定的角度后再转回原位，观察传感器数据，如数据变化超过阈值则对装配情况进行调整，直至反复转动能恢复原数据；
将三爪自定心卡盘调整至零位，记录传感器数据为初始值L1，给电机供电，再次记录传感器数据L2，则0°时对应的扭矩值为L2-L1；
按顺时针或逆时针方向依次转动5°、10°、15°……至360°，分别记录下每个点对应的扭矩传感器数据，通过拟合扭矩-角度曲线，得出电机输出扭矩性能曲线。
与现有技术相比，本发明的显著优点为：本发明的技术关键点是电机加载技术，通过三爪自定心卡盘装置实现对电机轴的加载，并可记录电机输出轴的转动角度，实现了电机转动360°范围内输出转矩的测试，装置组成简单，操作方便。
附图说明
图1为有限转角力矩电机性能测试装置原理图。
附图中标号：加载装置1、扭矩测试装置2、连接装置3、待测产品4、支架5、底座6、支撑装置7。
具体实施方式
如图1所示，一种有限转角力矩电机性能测试装置，包括加载装置1、扭矩测试装置2、连接装置3、支架5、底座6、支撑装置7；
加载装置1、支架5装配在底座6上，扭矩测试装置2及待测产品装配在支架5上，待测产品输出轴通过连接装置3与扭矩测试装置2连接，加载装置1与扭矩测试装置2连接，测试时通过三爪自定心卡盘及联轴器将电机轴固定，电机通电时产生力矩作用在扭矩测试装置2上，读取扭矩测试装置2数据即测出电机转矩；转动加载装置1使电机轴转动一定的角度，即可测试在不同角度时电机的输出转矩。
加载装置1为三爪自定心卡盘，与轴形零件连接，并使轴形零件转动可控的角度。
加载装置1、支架5通过螺栓装配在底座6上。
支架5通过T型螺栓装配在底座6上，底座6设置有T型螺栓专用槽，T型螺栓可在底座6上的槽内移动，调整各支架之间的距离。
扭矩测试装置2为扭矩传感器，量程0～0.5N·m。
连接装置3为联轴器。
支撑装置7装置为螺纹连接机构，可调整不同的高度，用于对不同外径尺寸的电机悬臂端进行支撑。
一种有限转角力矩电机性能测试方法，包括以下步骤：
将待测电机装配在支架上，支撑装置根据电机大小选择是否装配；
连接装置一端连接电机输出轴，一端连接扭矩传感器，将连接装置两端的紧固螺钉拧紧；
三爪自定心卡盘夹紧扭矩传感器伸出轴；
记录扭矩传感器显示数据，转动加载装置至一定的角度后再转回原位，观察传感器数据，如数据变化超过阈值则对装配情况进行调整，直至反复转动能恢复原数据；
将三爪自定心卡盘调整至零位，记录传感器数据为初始值L1，给电机供电，再次记录传感器数据L2，则0°时对应的扭矩值为L2-L1；
按顺时针或逆时针方向依次转动5°、10°、15°……至360°，分别记录下每个点对应的扭矩传感器数据，通过拟合扭矩-角度曲线，得出电机输出扭矩性能曲线。
本发明通过加载装置可快速的将电机轴转动一定的角度，并测出对应转角位置的输出转矩，对电机进行筛选，并确定电机的零位及转动范围，为新型电机的研制提供试验支撑。
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例
一种有限转角力矩电机性能测试装置，主要由加载装置1、扭矩测试装置2、连接装置3、支架5、底座6、支撑装置7组成，加载装置1、支架5通过螺栓装配在底座6上，扭矩测试装置2及待测产品4装配在支架5上，待测产品输出轴通过连接装置3与扭矩测试装置2可靠连接，加载装置直接与扭矩测试装置连接，测试时通过三抓自定心卡盘及联轴器将电机轴固定，电机通电时产生力矩作用在扭矩传感器上，读取扭矩传感器数据即测出电机转矩。转动三爪自定心卡盘使电机轴转动一定的角度，即可测试在不同角度时电机的输出转矩。
加载装置1为小型三爪自定心卡盘，可方便的与轴形零件连接，并使轴形零件转动可控的角度。
支架5用于装配固定待测产品及扭矩测试装置，支架通过T型螺栓装配在底座6上，T型螺栓可在底座6上的槽内移动，使得各支架之间的距离可调整，支架上的安装位置设计为保证扭矩测试装置与待测产品及加载装置同轴。
扭矩测试装置2为一种高精度小量程扭矩传感器，本装置所选的是精度0.5％，量程0～0.5N·m，一端与加载装置连接，一端与待测产品通过连接装置连接。
连接装置3为一种高性能弹性联轴器，传动同步性高，扭转刚度可达500Nm/rad，最小适用直径为5mm，可将待测电机输出光轴与传感器轴可靠连接，既能消除加工、装配误差造成的不同轴度，同时又可保证扭转刚度。
支撑装置7为螺纹连接机构，可调整不同的高度，用于对不同外径尺寸的电机悬臂端进行支撑。
底座上加工有定位键槽，保证装配在上的零件的轴向定位，加工有T型螺栓专用槽，使装配螺栓可在轴向移动，调整各装置之间的位置。
上述有限转角力矩电机性能测试装置的测试方法为：
(1)将待测电机装配在支架5上，支撑7可根据电机大小选择是否装配；
(2)连接装置3一端连接电机输出轴，一端连接扭矩传感器2，将连接装置两端的紧固螺钉拧紧；
(3)三爪自定心卡盘夹紧扭矩传感器伸出轴；
(4)检查各装置拧紧后记录扭矩传感器显示数据，转动加载装置至一定的角度后再转回原位，观察传感器数据，应能回复初始值，如数据变化较大则需对装配情况进行调整至反复转动能恢复原数据；
(5)将三爪自定心卡盘调整至零位，记录传感器数据为初始值L1，给电机供电，再次记录传感器数据L2，则0°时对应的扭矩值为L2-L1；
(6)按顺时针(或逆时针)方向依次转动5°、10°、15°……至360°，分别记录下每个点对应的扭矩传感器数据，通过拟合扭矩-角度曲线，得出电机输出扭矩性能曲线。
Claims (8)
1.一种有限转角力矩电机性能测试装置，其特征在于，包括加载装置(1)、扭矩测试装置(2)、连接装置(3)、支架(5)、底座(6)和支撑装置(7)；
加载装置(1)、支架(5)装配在底座(6)上，扭矩测试装置(2)及待测产品装配在支架(5)上，待测产品输出轴通过连接装置(3)与扭矩测试装置(2)连接，加载装置(1)与扭矩测试装置(2)连接，测试时通过加载装置(1)及连接装置(3)将电机轴固定，电机通电时产生力矩作用在扭矩测试装置(2)上，读取扭矩测试装置(2)数据即测出电机转矩；转动加载装置(1)使电机轴转动一定的角度，即可测试在不同角度时电机的输出转矩。
2.根据权利要求1所述的有限转角力矩电机性能测试装置，其特征在于，加载装置(1)为三爪自定心卡盘。
3.根据权利要求1所述的有限转角力矩电机性能测试装置，其特征在于，扭矩测试装置(2)为扭矩传感器，量程0～0.5N·m。
4.根据权利要求1所述的有限转角力矩电机性能测试装置，其特征在于，连接装置(3)为联轴器。
5.根据权利要求1所述的有限转角力矩电机性能测试装置，其特征在于，支撑装置(7)装置为螺纹连接机构，可调整不同的高度，用于对不同外径尺寸的电机悬臂端进行支撑。
6.根据权利要求1所述的有限转角力矩电机性能测试装置，其特征在于，加载装置(1)、支架(5)通过螺栓装配在底座(6)上。
7.根据权利要求6所述的有限转角力矩电机性能测试装置，其特征在于，支架(5)通过T型螺栓装配在底座(6)上，底座(6)设置有T型螺栓专用槽，T型螺栓可在底座(6)上的槽内移动，调整各支架之间的距离。
8.一种有限转角力矩电机性能测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
将待测电机装配在支架上，支撑装置根据电机大小选择是否装配；
连接装置一端连接电机输出轴，一端连接扭矩传感器，将连接装置两端的紧固螺钉拧紧；
三爪自定心卡盘夹紧扭矩传感器伸出轴；
记录扭矩传感器显示数据，转动加载装置至一定的角度后再转回原位，观察传感器数据，如数据变化超过阈值则对装配情况进行调整，直至反复转动能恢复原数据；
将三爪自定心卡盘调整至零位，记录传感器数据为初始值L1，给电机供电，再次记录传感器数据L2，则0°时对应的扭矩值为L2-L1；
按顺时针或逆时针方向依次转动5°、10°、15°……至360°，分别记录下每个点对应的扭矩传感器数据，通过拟合扭矩-角度曲线，得出电机输出扭矩性能曲线。
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