CN110017945B - 一种实验台激励轴对中方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及测试加工技术领域，具体涉及一种实验台激励轴对中方法及装置，该装置包括：处于同一位置高度的测试箱和激励源，所述激励源上设置有用于调整激励源在同一水平面位置移动的调节机构，所述测试箱上设置有激励输入轴，所述激励源的输出轴上设置有用于对激励输入轴进行吸附的电磁对中机构。本方案适用于在激励源的输出轴和激励输入轴对中精度要求不高的情况使用，具有提高对中装置对中效率的作用。

Description

一种实验台激励轴对中方法及装置

技术领域

本发明涉及测试加工技术领域，具体涉及一种实验台激励轴对中方法及装置。

背景技术

目前，在传动设备安装与检修过程中都存在传动轴对中连接的问题。如使用现有常用的联轴器传动时，由于通过联轴器连接的两轴在传递激励载荷时，必然存在因两轴对中性不好引起的附加扭矩，使实际工作激励与理论加载激励之间存在误差，影响结果的准确性，因而联轴器两轴的对中调整便是一个极为关键的工序。

现有在使用联轴器连接两轴的测试实验中，测试实验台(或)需要保证激励输出轴和激励输入轴之间的同轴度，以便于两轴对中连接。而为了避免两轴偏移，现有常用的联轴器找正方法包括：直尺塞规法，外圆、端面双表法，外圆、端面三表法，外圆双表法和单表法等，这些现有的找正方法使用时，每次严格的对中需要耗费较多时间，并且对操作人员的技术熟练度有较高要求；在实验台(或测试箱)测试需要两种或者多种激励输入，并需要频繁的进行输入激励的切换时，这些对中方法及联轴器拆装方面将耗费大量精力，并且不同熟练度的操作人员引入的误差不尽相同；另外，对于激励输出轴及激励输入轴本身所处实验台之间必然存在一定的不平度，都将给每次的两轴对中调试带来诸多麻烦。

为了解决上述问题，现有技术中对对中方法及对中装置进行了研究，如公开号为CN106441035B的中国专利文件公开了一种确定中间轴对中角度的方法；公开号为CN207807526U的中国专利文件公开了便携式的泵机轴对中工具；公开号为CN106624766B的中国专利文件公开了一种混杂纤维多轴向经编机多轴对中工装及对中方法；公开号为CN208342639U的中国专利文件公开了一种阀输入轴对中定位夹具；公开号为CN207161272U的中国专利文件公开了一种风电机组高速轴对中调整装置。对于上述几种对中方法都在研究对中问题，但是在对中过程中仍旧均需要多次测量和调整，效率较低，且对中结果的准确性难以保证。

发明内容

本发明目的在于提供一种实验台激励轴对中装置，以解决在激励源的输出轴和激励输入轴对中精度要求不高的情况下提高对中装置对中效率的问题。

本发明提供的基础方案为：一种实验台激励轴对中装置，包括：处于同一位置高度的测试箱和激励源，所述激励源上设置有用于调整激励源在同一水平面位置移动的调节机构，所述测试箱上设置有激励输入轴，所述激励源的输出轴上设置有用于对激励输入轴进行吸附的电磁对中机构。

本发明的优点在于：本装置适用于激励源的输出轴和激励输入轴对中精度要求不高的情况使用，使用时，控制电磁对中机构工作，使得电磁对中机构对激励输入轴进行吸附，整个过程使用方便，避免了繁琐的对中操作，不会因为细微的轴向不对中影响轴向激励传递的准确性，在保证激励准确传递的同时，降低了对操作员技术熟悉度要求，进而提高了对中效率，消除了由于激励源输出轴和激励输入轴不对中引起的测试误差，增加了测试结果的可信度以及用户使用体验感。

进一步，所述激励源设置在调节机构上，所述调节机构下固定有第一支撑台，所述测试箱下固定有第二支撑台。

本方案中第一支撑台和第二支撑台的设置，使得激励源的输出轴和测试箱上的激励输入轴之间高度一致，便于快速对中。

进一步，所述激励源包括伺服电缸和激振器，所述电磁对中机构分别设置在伺服电缸的输出轴和激振器的输出轴上。

本方案中激励源包括伺服电缸和激振器，使得测试箱能够根据不同需求使用伺服电缸输出或者激振器输出作为测试箱激励输入，增加装置适用性。

进一步，所述电磁对中机构为电磁铁，所述电磁铁上设置有用于控制电磁铁通电的控制开关。

本方案中通过控制电磁铁的方式使得电磁铁对激励输入轴进行吸附，进而可以实现激励源的输出轴和激励输入轴之间的快速对中连接，对中连接效率高，使用方便。

针对上述实验台激励轴对中装置，本发明还提供了一种实验台激励轴对中方法，包括如下步骤:

S1：选择激励源的输出轴和测试箱的激励输入轴相对；

S2：控制激励源输出轴上的电磁对中机构工作，使得对应激励源的输出轴和测试箱的激励输入轴吸附对接；

S3：开启激励源并进行设定工况测试。

本方案的优点在于，进行激励源的输出轴和激励输入轴的对称时，只需选择激励源，使得激励源的输出轴和激励输入轴相对，之后控制电磁对中机构工作即可，整个过程操作简单，可快速的切换激励源，且无需改变激励源输出激励的任何信息，使得实验测试结果可靠性高。在实现对中连接时也无需进行多次测量和调整才能完成对中连接，使用方便，有效的提高了对中效率。

进一步，在S1中，选择激励源时，选择伺服电缸的输出轴和激励输入轴相对。

本方案中选用伺服电缸作为测试箱的激励源输入，由伺服电缸的输出轴往复伸缩实现该种激励下的测试实验。

进一步，在S1中，选择激励源时，选择激振器的输出轴和激励输入轴相对。

本方案中选用激振器作为测试箱的激励源输入，由激振器的输出轴正弦运动实现该种激励下的测试实验。

进一步，在S2中，控制电磁对中机构工作时，控制电磁对中机构中的电磁铁通电，电磁铁对测试箱的激励输入轴进行吸附。

本方案通过控制电磁铁通电的方式实现激励源输出轴和激励输入轴之间的对中连接，使用方便。

进一步，在S1中，选择激励源时，通过调整调整机构进行激励源的选择。

本方案中通过调整机构进行激励源的选择，使用方便。

进一步，在使用调整机构进行激励源的选择时，调整机构控制激励源在同一水平平面内移动。

本方案中通过调整机构控制激励源在同一水平面内移动以此使得激励源的输出轴和激励输入轴之间对中。

附图说明

图1为本发明实施例一中实验台激励轴对中装置的轴测图；

图2为本发明实施例一中实验台激励轴对中装的俯视图；

图3为本发明实施例一中伺服电缸作为激励时，激励输出轴与测试箱激励输入轴通过电磁对中机构对中结合的俯视结构示意图；

图4为本发明实施例一中激振器作为激励时，激励输出轴与测试箱激励输入轴通过电磁对中机构对中结合的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：调整机构1、伺服电缸2、激振器3、激励输入轴4、测试箱5、通风管道6、环境箱设备7、第一支撑台8、水平位移传感器9、第二支撑台10、第一调整把手11、第一控制开关12、第一电磁机构13、水平力传感器14、第二调整把手15、第二控制开关16、第二电磁机构17、门体18。

实施例一

如图1和图2所示，一种实验台激励轴对中装置，包括：环境箱设备7、激励组件、测试箱5、用于放置激励组件的第一支撑台8以及用于放置测试箱5的第二支撑台10。

第一支撑台8和第二支撑台10放置在地面上，激励组件通过螺栓固定在第一支撑台8上，测试箱5通过螺栓固定在第二支撑台10上。第一支撑台8和第二支撑台10的设置，使得激励组件与测试箱5处于同一高度。

激励组件包括设置在第一支撑台8顶端的调节机构以及设置在调节机构上的激励源，调节机构用于调节激励源前后移动以及左右移动。调节机构可以采用现有的PT-SD102P型号的两个手动平移台交叉固定实现激励源的左右移动和前后移动，也可以采用现有GGP型号的两个受步进电机控制滑动的直线导轨模组交叉固定实现激励源的水平位置移动，即在底层直线导轨模组上能左右滑动的滑块上垂直于底层直线导轨模组再固定一个直线导轨模组，将激励源固定在上层直线导轨模组上实现激励的前后移动以及左右移动。本实施例中调节机构选择采用两个手动平移台交叉固定实现激励源的移动，通过在第一支撑台8底面固定第一手动平移台，在该手动平移台的滑块上垂直于第一手动平移台上滑块可滑动方向固定第二手动平移台，将激励源固定在第二手动平移台的滑块上，通过第一手动平移台上中的第一调整把手11实现第二手动平移台和激励源左右移动，通过第二手动平移台中的第二调整把手15实现激励源前后移动。

激励源包括固定在第二手动平移台滑块上的伺服电缸2和激振器3，即伺服电缸2和激振器均可以单独作为测试箱5的激励源，伺服电缸2和激振器3的输出轴并排向右设置，伺服电缸2的输出轴上固定有第一电磁机构13，激振器3的输出轴上固定有第二电磁机构17。第一电磁机构13和第二电磁机构17结构相同，且第一电磁机构13上设置有用于控制第一电磁机构13工作的第一控制开关12，第二电磁机构17上设置有用于控制第二电磁机构17工作的第二控制开关16，本实施例中将第一电磁机构13和第二电磁机构17均称为电磁对中机构，将第一控制开关12和第二控制开关16统称为控制开关，控制开关可选用现有XB2BA31C型号按钮；且本实施例中伺服电缸2的输出轴和电磁对中机构的连接方式与激振器3和电磁对中机构的连接方式相同，本实施例中称伺服电缸2的输出轴和激振器3的输出轴为激励输出轴。具体实施时，本实施例中选用现有MODAL110型号的激振器3，选用现有ENC5A2-50型号的伺服电缸2。

电磁对中机构包括电磁铁，电磁铁分别固定在伺服电缸2和激振器3的激励输出轴上，电磁铁和激振器3之间的固定方式可以通过在电磁铁外设置壳体，然后通过螺栓固定的方式将电磁铁固定在激励输出轴上，也可以通过在电磁铁壳体外粘贴一个粘贴块，通过粘贴的方式将电磁铁粘贴在激励输出轴上。具体实施时，本实施例中选用现有XDA-50/27型号的电磁铁。

测试箱5左侧贯穿侧壁上滑动连接有激励输入轴4，激励输入轴4下方的测试箱5侧壁上固定有用于测量激励输入轴4横向位移的水平位移传感器9，另外，测试箱5侧壁上还设置有用于对水平位移传感器9检测结果以及水平力传感器14检测结果进行显示的数码管，本方案中通过A/D转换模块将水平位移传感器9检测结果转换成数字信号在数码管上进行显示。具体实施时，本实施例中水平力传感器14选用现有YZC-5B(516)型号的应变式力传感器，水平位移传感器9选用现有KTC1型号。

激励输入轴4上设置有水平力传感器14，水平力传感器14用于将激励源施加给激励输入轴4的力转换成电信号传递给测试箱5；测试箱5右侧和环境箱设备7之间设置有用于连通两者的通风管道6，且测试箱5右侧侧壁通过销轴转动连接有用于开启测试箱5的门体18。本实施例中激励输入轴4采用能被电磁铁吸附的金属材质，如电镀有防氧化层的铁；环境箱设备7选用现有泓进品牌。

如图3所示，以伺服电缸2作为激励使用时，通过调整机构1调整伺服电缸2位置，使得伺服电缸2输出轴正对激励输入轴4，并控制伺服电缸2输出轴上的电磁对中机构与激励输入轴4端面贴近，之后控制电磁对中机构工作，使得伺服电缸2输出轴和激励输入轴4吸附在一起，伺服电缸2输出轴以5Hz的频率进行行程为10mm的匀速往复运动，在满足激励输入轴4最大速度100mm/s时，水平力传感器14显示激励输入轴4可以获得100N的稳定轴向力输入，且波动不超过0.5％，完成测试后，通过控制电磁对中机构断电即可快速使得伺服电缸2输出轴和激励输入轴4分离，整个工作过程能满足实验台测试要求，且操作简单，伺服电缸2输出轴和激励输入轴4之间对接效率高。

如图4所示，以激振器3作为激励使用时，通过调整机构1激振器3的位置，使得激振器3的输出轴正对激励输入轴4，并控制激振器3输出轴上的电磁对中机构与激励输入轴4端面贴近，控制电磁对中机构工作，使得激振器3输出轴和激励输入轴4吸附在一起，激振器3工作时，激振器3输出幅值为20mm，进行频率为10Hz的正弦运动，水平力传感器14显示激励输入轴4可以获得100N的稳定轴向力输入，波动不超过0.5％，完成测试后，通过控制电磁对中机构断电即可快速将激振器3输出轴和激励输入轴4分离，整个工作过程能满足实验台测试要求，且操作简单，激振器3出轴和激励输入轴4之间对接效率高。

针对上述实验台激励轴对中装置，本实施例中还公开了一种实验台激励轴对中方法，包括如下步骤：

S1、通过第一调整把手11调整水平滑台在第一支撑台8上的左右位置，通过第二调整把手15调整水平滑台在第一支撑台8上的前后位置，进而调整激励输出轴的位置，使得激励输出轴(伺服电缸2的输出轴或者激振器的输出轴)上的电磁对中机构对准激励输入轴4。

S2、通过控制开关控制对应的电磁对中机构工作，使得激励输出轴和激励输入轴4吸附在一起，完成对中连接。

S3、和激励输入轴4连接的激励源(伺服电缸2或者激振器3)工作，使得激励经过激励输入轴4传递给测试箱5，进行设定工况测试。

S4、测试完成后，待激励输入轴稳定，通过控制开关控制电磁对中机构停止工作，使得激励输入轴4和激励输出轴之间吸附力消失，这时便可以调整第一调整把手11和第二调整把手15使得激励源归位，便于进行后续实验。

实施例二

由于现有激励轴对中常常还用于车辆各个部位的性能检测测试实验，激励源便可模拟车辆行使时不同路面情况下的激励输入，而在车辆行使过程中，实际路面情况可能并不是某一规律的激励输入，比如：在不平整路面行使时，可能局部路面是平整的，不平整路面可能断断续续。因此，为了增加现有激励源输入模拟的真实性，本方案中对激励源的输出加入一个随机的干扰量，以更准确的模拟现实激励源输出，使得实验结果更加贴合现实。

因此，实施例二与实施例一相比，实施例二中激励输出轴上还固定设置有干扰盒，干扰盒内壁粘接有固定有用弹性材料制作成的弹性层，弹性层内为大小无规律的弹性凸起，干扰盒内壁还随机固定有多个用于控制电磁对中机构断电的按钮，并在干扰盒内放置圆形硬球。

具体实施时，本实施例中的干扰盒为环状，干扰盒套设在激励输出轴上，且干扰盒设置在电磁对中机构和激励源之间，每一个干扰盒内设置的按钮只用于该干扰盒所在激励输出轴上的电磁对中机构，圆形硬球选用钢球，钢球直径大于按钮按动接触面，便于钢球动作时能触动按钮，按钮选用现有DS-402型号的微型按钮，弹性层和弹性凸起可以选用现有橡胶制成。

当激励源工作时，激励源的激励输出轴动作，带动干扰盒动作，干扰盒内的钢球随干扰盒动作而发生移动，当钢球移动过程中碰撞弹性层上的弹性凸起，不规则的弹性凸起将给钢球大小不一致的推力，且钢球和弹性凸起的碰撞角度不一致，弹性凸起也将给钢球不同方向的弹力，使得钢球在干扰盒内不规则运动，当不规则运动的钢球撞击到按钮时，按钮控制电磁对中机构停止工作，即激励输出轴上的电磁对中机构不再对激励输入轴4进行吸附，使得激励输入轴4和激励输出轴分离，进而模拟现实激励的不可预测性变化。在激励输出轴继续运动的过程中，钢球将随机的和按钮接触和分离，当钢球和按钮分离时，电磁对中机构工作，使得激励输出轴和激励输入轴4再次对接固定。

另外，本实施例中的弹性层和弹性凸起选用的是橡胶材质，橡胶材质具有弹性的同时还具有一定的粘黏性，这个粘黏性并不强，但是却可以使得钢球在弹性凸起上短暂停留，使得钢球在不同大小的弹性凸起上停留时间不同，进而进一步增加了钢球运动的不规则性，使得实验测试更加接近现实。且本方案中的弹性层和弹性凸起不限于使用橡胶材质，按钮设置的数量也可以根据实际需求设置。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.一种实验台激励轴对中装置，其特征在于，包括：处于同一位置高度的测试箱和激励源，所述激励源上设置有用于调整激励源在同一水平面位置移动的调节机构，所述测试箱上设置有激励输入轴，所述激励源的输出轴上设置有用于对激励输入轴进行吸附的电磁对中机构，所述电磁对中机构为电磁铁，所述电磁铁上设置有用于控制电磁铁通电的控制开关；

激励源包括伺服电缸和激振器，伺服电缸的输出轴和激振器的输出轴为激励输出轴，激励输出轴上还固定设置有干扰盒，干扰盒内壁粘接固定有用弹性材料制作成的弹性层，弹性层内为大小无规律的弹性凸起，干扰盒内壁还随机固定有多个用于控制电磁对中机构断电的按钮，在干扰盒内放置圆形硬球。

2.根据权利要求1所述的实验台激励轴对中装置，其特征在于，所述激励源设置在调节机构上，所述调节机构下固定有第一支撑台，所述测试箱下固定有第二支撑台。

3.根据权利要求2所述的实验台激励轴对中装置，其特征在于，所述激励源包括伺服电缸和激振器，所述电磁对中机构分别设置在伺服电缸的输出轴和激振器的输出轴上。

4.一种实验台激励轴对中方法，该方法采用了权利要求1至3任一项所述实验台激励轴对中装置，其特征在于，包括如下步骤:

S1：选择激励源的输出轴和测试箱的激励输入轴相对；

S2：控制激励源输出轴上的电磁对中机构工作，使得对应激励源的输出轴和测试箱的激励输入轴吸附对接，控制电磁对中机构工作时，控制电磁对中机构中的电磁铁通电，电磁铁对测试箱的激励输入轴进行吸附；

S3：开启激励源并进行设定工况测试，当激励源工作时，激励源的激励输出轴动作，带动干扰盒动作，干扰盒内的钢球随干扰盒动作而发生移动，当钢球移动过程中碰撞弹性层上的弹性凸起，不规则的弹性凸起将给钢球大小不一致的推力，钢球和弹性凸起的碰撞角度不一致，弹性凸起也将给钢球不同方向的弹力，使得钢球在干扰盒内不规则运动，当不规则运动的钢球撞击到按钮时，按钮控制电磁对中机构停止工作，在激励输出轴继续运动的过程中，钢球将随机的和按钮接触和分离，当钢球和按钮分离时，电磁对中机构工作，使得激励输出轴和激励输入轴再次对接固定。

5.根据权利要求4所述的实验台激励轴对中方法，其特征在于，在S1中，选择激励源时，选择伺服电缸的输出轴和激励输入轴相对。

6.根据权利要求4所述的实验台激励轴对中方法，其特征在于，在S1中，选择激励源时，选择激振器的输出轴和激励输入轴相对。

7.根据权利要求4所述的实验台激励轴对中方法，其特征在于，在S1中，选择激励源时，通过调整调整机构进行激励源的选择。

8.根据权利要求7所述的实验台激励轴对中方法，其特征在于，在使用调整机构进行激励源的选择时，调整机构控制激励源在同一水平平面内移动。

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