CN111665044B - 一种装甲车辆传动装置试验台大转矩原位校准方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种装甲车辆传动装置试验台大转矩原位校准方法，首先将大转矩动力输出系统放置在试验台安装试件的位置，然后安装标准扭矩传感器，将无损连接制动装置设置在传动轴的另一端，用于将传动轴抱紧制动；大转矩动力输出系统在加载转矩的同时，读取标准扭矩传感器和传动轴上被测传感器的数值，进行比对，判断被测传感器是否超差。本发明实现在系统固性不变与使用条件一致的情况下，试验台大转矩的原位校准，解决了转矩值大于3000Nm的装甲车辆传动装置试验台大转矩的原位校准难题。

Description

一种装甲车辆传动装置试验台大转矩原位校准方法
技术领域
本发明属于转矩校准领域，具体涉及一种装甲车辆传动装置试验台大转矩原位校准方法。
背景技术
装甲车辆传动装置试验台是装甲车辆科研试验及传动部件验收检验的专用试验设备，试验台上安装的转矩转速传感器主要用于测量综合传动装置的空载损失、传递功率和传动效率等技术指标，测量结果直接关系着产品质量。以前大转矩转速传感器的校准通常是将其从试验台上拆下，送实验室在标准机上进行校准。首先，装甲车辆传动装置试验台测试结果的准确性不仅与转矩转速传感器的准确性相关、而且与传感器安装位置、装配的松紧程度、同轴度等各种因素均有关，因此，一台经实验室校准合格的传感器，安装在试验台上组成测量系统后不一定能满足试验要求。
发明内容
本发明提供一种装甲车辆传动装置试验台大转矩原位校准方法，要解决的技术问题是：解决试验台大转矩测量系统无法进行有效溯源的问题；还解决了大转矩转轴无法抱紧的问题。
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种装甲车辆传动装置试验台大转矩原位校准方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、首先将大转矩动力输出系统放置在试验台安装试件的位置，然后安装标准扭矩传感器，标准扭矩传感器的另一端固定在传动轴的一端端部，最后调至同心；
S2、将无损连接制动装置设置在传动轴的另一端，用于将传动轴抱紧制动；
所述无损连接制动装置包括抱紧部分和制动部分，其中，抱紧部分主要由上抱紧臂、下抱紧臂、抱紧螺栓、垫片传感器组成，传动轴设置在上抱紧臂、下抱紧臂之间，通过抱紧螺栓将上抱紧臂、下抱紧臂固定，垫片传感器分别设置在抱紧螺栓上，与上抱紧臂上表面相接触；
制动部分主要由千斤顶6、异型螺栓7组成，两个千斤顶分别对称设置在下抱紧臂两端，千斤顶下端与槽钢连接，同时，下抱紧臂通过异型螺栓与槽钢连接；
S3、大转矩动力输出系统在加载转矩的同时，读取标准扭矩传感器和传动轴上被测传感器的数值，进行比对，判断被测传感器是否超差。
有益效果：本发明实现在系统固性不变与使用条件一致的情况下，试验台大转矩的原位校准，解决了转矩值大于3000Nm的装甲车辆传动装置试验台大转矩的原位校准难题。
附图说明
图1为本发明的校准示意图；
图2为无损连接制动装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明提出的一种装甲车辆传动装置试验台大转矩原位校准方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、首先将大转矩动力输出系统放置在试验台安装试件的位置，然后安装标准扭矩传感器，将标准扭矩传感器的另一端，通过工装固定在传动轴的一端端部，最后调至同心；
大转矩动力输出系统采用PLC控制的伺服电机作为动力源，实现稳定精准的大转矩动力输出。大转矩动力输出系统与槽钢固定连接；
大转矩动力输出系统包括PLC、伺服电机、伺服驱动器、减速器；
PLC根据要求发出高速脉冲和电机转动的方向信号至伺服驱动器，伺服驱动器在接收到PLC的指令后经过内部电路转换，伺服电机通过减速器精准稳定的输出(50～30000)Nm转矩。同时，伺服电机旋转带动编码器旋转，编码器输出信号通过反馈信号线回到伺服驱动器，通过与输出脉冲位移信号比对，对系统进行修正，形成闭环控制系统。为了增加抗干扰能力，伺服电机、伺服驱动器和PLC之间采用屏蔽电缆连接。
伺服电机采用交流伺服电机并自带一个编码器，交流伺服电机适应性强，抗过载能力强，能承受三倍于额定转矩的负载，适用于有现场负载波动和要求快速起动的场合；稳定性高，低速运行平稳，适合于现场测试使用。
S2、无损连接制动装置设置在传动轴的另一端，用于将传动轴抱紧制动；
所述无损连接制动装置包括抱紧部分和制动部分：
抱紧部分主要由上抱紧臂1、下抱紧臂2、抱紧螺栓3,4、垫片传感器5组成，传动轴设置在上抱紧臂1、下抱紧臂2之间，通过抱紧螺栓3、4将上抱紧臂1、下抱紧臂2固定，垫片传感器5、6分别设置在抱紧螺栓上，与上抱紧臂上表面相接触；
制动部分主要由千斤顶6、异型螺栓7组成，用于为传动轴8提供反向转矩，实现制动。两个千斤顶分别对称设置在下抱紧臂两端，同时，下抱紧臂通过异型螺栓与槽钢连接；
当大转矩动力输出系统为传动轴提供(顺时针方向)标准转矩时，右侧液压千斤顶6给抱紧臂向上的推力，左侧异型螺栓7给抱紧臂向下的拉力，即可将传动轴8制动，(逆时针方向)同理。通过对传动轴的抱紧和制动，实现试验台在系统固性不变与使用条件一致情况下，安装在传动轴上转矩转速传感器的原位校准。如图2所示。
抱紧螺栓在施加不同预紧力时，抱紧螺栓对主轴预紧力如下：
Figure BDA0002536520900000041
式中：Nv——滑移载荷(单位：kN)；
nf——摩擦面面数；
μ——抗滑移系数；
Figure BDA0002536520900000042
——抱紧螺栓预紧力之和(单位：kN)。
(1)式中，滑移载荷：
Figure BDA0002536520900000043
(2)式中，钢的抗滑移系数μ＝0.4；
摩擦面面数nf＝2；
试件一侧螺栓数量m＝2；
10.9级M24的螺栓预紧力为250kN；
液压装置的压力可达500kN；
高强度螺栓预紧力
Figure BDA0002536520900000044
则可以得到：
Figure BDA0002536520900000045
故螺栓预紧时，Nv＝400kN；液压装置预紧时，Nv＝800kN。
以传动轴直径150mm为例，滑移转矩Mv＝400kN×75mm＝30kNm；
若转矩值超出30kNm的范围，可采用液压装置抱紧，此时的最大滑移转矩可增大至60kNm；
在施扭时，输出轴转矩会通过制动装置，转化成拉力和压力的输出(一端压力，另一端拉力)，压力端通过液压装置承压，拉力端通过螺栓承拉。液压装置和螺栓都固定在槽钢上，力臂0.5m，螺栓和液压装置承受的拉压力在60kN左右。
S3、大转矩动力输出系统在加载转矩的同时，读取标准扭矩传感器和传动轴上被测传感器的数值，进行比对，判断被测传感器是否超差。
本发明通过设计带有垫片传感器的抱紧机构，达到精确控制抱紧力的作用，将主轴抱紧，同时采用液压装置和高强度异型螺栓作为承压附件，平衡力矩。
本发明的优点首先采用大转矩动力输出装置，实现稳定精准的大转矩动力输出。其次采用无损抱紧制动装置，通过设计带有垫片传感器的抱紧机构，实现了抱紧力的精准控制，达到了不损伤主轴即可将主轴抱紧的目的，同时使制动方法简单易行。通过以上方式解决了转矩值大于3000Nm的装甲车辆传动装置试验台大转矩的原位校准难题。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种装甲车辆传动装置试验台大转矩原位校准方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、首先将大转矩动力输出系统放置在试验台安装试件的位置，然后安装标准扭矩传感器，标准扭矩传感器的另一端固定在传动轴的一端端部，最后调至同心；
S2、将无损连接制动装置设置在传动轴的另一端，用于将传动轴抱紧制动；
所述无损连接制动装置包括抱紧部分和制动部分，其中，抱紧部分主要由上抱紧臂、下抱紧臂、抱紧螺栓、垫片传感器组成，传动轴设置在上抱紧臂、下抱紧臂之间，通过抱紧螺栓将上抱紧臂、下抱紧臂固定，垫片传感器分别设置在抱紧螺栓上，与上抱紧臂上表面相接触；
制动部分主要由千斤顶、异型螺栓组成，两个千斤顶分别对称设置在下抱紧臂两端，千斤顶下端与槽钢连接，同时，下抱紧臂通过异型螺栓与槽钢连接；
S3、大转矩动力输出系统在加载转矩的同时，读取标准扭矩传感器和传动轴上被测传感器的数值，进行比对，判断被测传感器是否超差。
2.根据权利要求1所述的一种装甲车辆传动装置试验台大转矩原位校准方法，其特征在于，大转矩动力输出系统采用PLC控制的伺服系统作为动力源。
3.根据权利要求1所述的一种装甲车辆传动装置试验台大转矩原位校准方法，其特征在于，当大转矩动力输出系统为传动轴提供标准转矩时，右侧液压千斤顶给抱紧臂向上的推力，左侧异型螺栓给抱紧臂向下的拉力，即可将传动轴制动，反方向同理。
4.根据权利要求1所述的一种装甲车辆传动装置试验台大转矩原位校准方法，其特征在于，抱紧螺栓对主轴施加的预紧力关系如下：
Figure FDA0003521678340000021
式中：Nv——滑移载荷，单位：kN；
nf——摩擦面面数；
μ——抗滑移系数；
Figure FDA0003521678340000022
——抱紧螺栓预紧力之和，单位：kN。
5.根据权利要求4所述的一种装甲车辆传动装置试验台大转矩原位校准方法，其特征在于，钢的抗滑移系数μ＝0.4。
6.根据权利要求5所述的一种装甲车辆传动装置试验台大转矩原位校准方法，其特征在于，大转矩动力输出系统与槽钢固定连接。
7.根据权利要求5所述的一种装甲车辆传动装置试验台大转矩原位校准方法，其特征在于，大转矩动力输出系统包括PLC、伺服电机、伺服驱动器和减速器；PLC发出高速脉冲和电机转动的方向信号至伺服驱动器，伺服驱动器在接收到PLC的指令后经过内部电路转换控制伺服电机，伺服电机输出转矩。
8.根据权利要求7所述的一种装甲车辆传动装置试验台大转矩原位校准方法，其特征在于，伺服电机采用交流伺服电机。
9.根据权利要求8所述的一种装甲车辆传动装置试验台大转矩原位校准方法，其特征在于，伺服电机自带一个编码器，伺服电机旋转带动编码器旋转，编码器输出信号反馈到伺服驱动器，通过与输出脉冲位移信号比对，进行修正，形成闭环控制系统。
10.根据权利要求9所述的一种装甲车辆传动装置试验台大转矩原位校准方法，其特征在于，伺服电机、伺服驱动器和PLC之间采用屏蔽电缆连接。
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