CN114279294A - 机车用联轴器位移测试方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种机车用联轴器位移测试方法。联轴器位移测试方法包括以下步骤：步骤S100、提供联轴器，在联轴器的挠性板上设置应变片；步骤S200、使所述联轴器的一端固定，对所述联轴器的另一端施加轴向作用力，使所述联轴器发生轴向位移，通过应变片数据采集装置及测距装置分别获取所述应变片的应变值及所述联轴器的轴向位移量；步骤S300、将步骤S200中获得的位移量及对应的应变值进行统计分析，得到位移量和应变值的映射关系；步骤S400、将步骤S100中的联轴器安装至机车，在机车运行状态下，通过应变片数据采集装置获得应变片的实时应变值，并利用步骤S300得到的映射关系得到所述联轴器的实时位移量。本公开可以在机车运行时，得到联轴器实时轴向位移量。

Description

机车用联轴器位移测试方法

技术领域

本申请属于机车检测领域，具体涉及一种机车用联轴器位移测试方法。

背景技术

采用挠性板联轴器的直驱传动装置应用于大功率永磁直驱电力机车转向架上，其具有传递扭矩大、效率高和维护周期长的特点。目前，挠性板联轴器各项性能试验均为试验台模拟试验，为保证其位移适配能力满足机车运行要求，需要在机车实际运行时进行检测验证，但目前尚无相关方案能够在机车实际运行时对联轴器的轴向位移进行测试。

发明内容

本公开的目的在于提供一种机车用联轴器位移测试方法，可以在机车运行时，对联轴器进行轴向位移进行测试，用于评估联轴器的动态特性是否满足设计极限值。

本公开公开了一种机车用联轴器位移测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S100、提供联轴器，在所述联轴器的挠性板上设置应变片；

步骤S200、使所述联轴器的一端固定，对所述联轴器的另一端施加轴向作用力，使所述联轴器发生轴向位移，通过应变片数据采集装置及测距装置分别获取所述应变片的应变值及所述联轴器的轴向位移量；

步骤S300、将步骤S200中获得的位移量及对应的应变值进行统计分析，得到位移量和应变值的对应关系；

步骤S400、将步骤S100中的联轴器安装至机车，在机车运行状态下，通过应变片数据采集装置获得应变片的实时应变值，并利用步骤S300得到的映射关系得到所述联轴器的实时位移量。

在本公开的一种示范性实施例中，所述步骤S200还包括：提供标定装置，所述标定装置用于使所述联轴器的一端固定，并对所述联轴器的另一端施加轴向作用力，使所述联轴器发生轴向位移；其中，

所述标定装置包括固定部、移动部及施力部，所述固定部、移动部和施力部沿所述联轴器的轴向依次间隔排布，所述固定部用于固定所述联轴器的一端，移动部用于固定所述联轴器的另一端，所述移动部能够沿所述联轴器的轴向移动，所述施力部位于所述移动部远离所述固定部的一侧，所述施力部用于对所述联轴器靠近所述移动部的一端施加轴向作用力。

在本公开的一种示范性实施例中，所述标定装置还包括支撑部，所述支撑部用于支撑所述联轴器，所述支撑部位于所述固定部与移动部之间，在所述联轴器的两端分别与所述固定部及所述移动部连接后，撤下所述支撑部。

在本公开的一种示范性实施例中，所述测距装置为百分表，所述百分表安装于所述固定部朝向所述联轴器的一端上，所述百分表的测头与所述联轴器的端面相抵接。

在本公开的一种示范性实施例中，所述百分表设有多个，多个所述百分表沿所述固定部端面周向均匀分布。

在本公开的一种示范性实施例中，所述步骤S300中在对获得的位移量及对应的应变值进行统计分析时，以应变值作为坐标系的横轴，位移量作为坐标系的纵轴，建立坐标系，获得的应变值与位移量在坐标系中形成坐标点，将各坐标点进行连线并拟合形成应变值与位移量的关联曲线，以得到应变值和位移量的映射关系。

在本公开的一种示范性实施例中，

所述挠性板包括第一挠性板和第二挠性板，所述第一挠性板位于所述联轴器与驱动电机输出端连接的一端，所述第二挠性板位于所述所述联轴器与主动轮连接的一端；

在所述第一挠性板和所述第二挠性板上均设置所述应变片。

在本公开的一种示范性实施例中，所述第一挠性板设有第一固定部，所述第一固定部用于和所述驱动电机输出端连接，所述第一固定部的两侧分别设有所述应变片。

在本公开的一种示范性实施例中，所述第二绕性板设有第二固定部，所述第二固定部用于和所述主动轮连接，所述第二固定部的两侧分别设有所述应变片。

在本公开的一种示范性实施例中，在步骤S200中使所述联轴器与主动轮连接的一端固定时，将所述联轴器的第一挠性板拆除，待拆除后，再对所述联轴器与驱动电机输出端连接的一端施加轴向作用力；

使所述联轴器与驱动电机输出端连接的一端固定时，将所述联轴器的第二挠性板拆除，待拆除后，再对所述联轴器与主动轮连接的一端施加轴向作用力。

本申请方案具有以下有益效果：

本申请方案通过在联轴器的挠性板上设置应变片和对联轴器施加轴向作用力，使其发生轴向位移，再通过应变片数据采集装置及测距装置分别获取所述应变片的应变值及所述联轴器的轴向位移量，经过测试多组数据后，找出两者的对应关系，最后将联轴器安装至机车上，在机车运行状态下测得挠性板的应变值，从而根据应变值与位移量之间的对应关系，得出联轴器的轴向位移，实现了在机车运行状态下，通过测量应变数据，将其转换为联轴器轴向位移量，得到了所需的联轴器轴向位移量，可用于评估联轴器的动态特性是否满足设计极限值。

本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本公开实施例所述的联轴器位移测试方法的流程图。

图2示出了本公开实施例所述的标定装置与联轴器连接时的结构示意图。

图3示出了本公开实施例所述的直驱传动装置的结构示意图。

图4示出了本公开实施例所述的联轴器的结构示意图。

图5示出了本公开实施例所述的第二挠性板朝向主动轮一侧的结构示意图。

图6示出了本公开实施例所述的第二挠性板背向主动轮一侧的结构示意图。

图7示出了本公开实施例所述的第一挠性板朝向从动轮一侧的结构示意图。

图8示出了本公开实施例所述的第一挠性板背向从动轮一侧的结构示意图。

附图标记说明：

联轴器1、第一挠性板2、第二挠性板3、主动轮4、从动轮5、驱动电机6、空心轴7、第一固定部8、第二固定部9、传力盘10、传动盘11、固定部12、支撑部13、移动部14、施力部15、滚珠移动装置16、百分表17、应变片18。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本申请的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本申请的各方面。

下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详述。在此需要说明的是，下面所描述的本申请各个实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

参见图3及图4，本申请中的联轴器1是直驱传动装置的一部分，直驱传动装置包括轮对、驱动电机6及联轴器1。其中，轮对包括主动轮4、从动轮5及连接于主动轮4和从动轮5之间的车轴，驱动电机6具有输出端，联轴器1包括空心轴7、传力盘10、挠性板、传动盘11、及传动销。

具体的，空心轴7具有轴体和连接于轴体第一端的第一连接部和连接于轴体第二端的第二连接部，车轴穿设于轴体，主动车轮靠近轴体第二端，从动车轮靠近轴体第一端，挠性板包括第一挠性板2和第二挠性板3，传力盘10和第一挠性板2套设于轴体外，并靠近第一端，第一挠性板2连接并设置于传力盘10和第一连接部之间，传力盘10与输出端固定连接，传动盘11与第二连接部固定连接，第二挠性板3与传动盘11固定连接，第二挠性板3通过传动销与主动车轮连接。驱动电机6的动力通过输出端依次传递至传力盘10、第一挠性板2、空心轴7、传动盘11、第二挠性板3、传动销、主动车轮及从动车轮，进而带动轮对旋转。

由于设置了第一挠性板2和第二挠性板3，使联轴器1具有大弹性变位能力和无磨损特性，该传动装置不仅能适应驱动电机6相对轮对之间的动态和静态工况下的各向位移需求，而且因无磨损不需润滑，免维护。但是当将联轴器1安装到机车上时，由于结构紧凑且各向干涉较多，不好直接测量联轴器1的位移，因此本申请提供了一种联轴器1位移测试方法。

参见图1，本公开实施例提供的一种机车用联轴器位移测试方法包括以下步骤：

步骤S100、提供联轴器1，在所述联轴器1的挠性板上设置应变片18；

步骤S200、使所述联轴器1的一端固定，在另一端上对所述联轴器1施加轴向作用力，使所述联轴器1发生轴向位移，通过应变片18数据采集装置及测距装置分别获取所述应变片18的应变值及所述联轴器1的轴向位移量；

步骤S300、将步骤S200中获得的位移量及对应的应变值进行映射处理，得到位移量和应变值的对应关系；

步骤S400、将步骤S100中的联轴器安装至机车，在机车运行状态下，通过应变片数据采集装置获得应变片的实时应变值，并利用步骤S300得到的映射关系得到所述联轴器的实时位移量。

由此，通过在联轴器1的挠性板上设置应变片18和对联轴器1施加轴向作用力，使其发生轴向位移，再通过应变片18数据采集装置及测距装置分别获取所述应变片18的应变值及所述联轴器1的轴向位移量，经过测试多组数据后，找出两者的映射关系，最后将联轴器1安装至机车上，在机车运行状态下测得挠性板的应变值，从而根据应变值与位移量之间的映射关系，得出联轴器1的轴向位移，间接得到了需要的位移数据，实现了在机车运行状态下，通过测量应变数据，将其转换为联轴器1轴向位移量，避免了直接测试联轴器1的轴向位移的麻烦。

应变片18是由敏感栅等构成用于测量应变的元件，使用时将其牢固的粘贴在挠性板上，挠性板受力发生应变，敏感栅也随之变形而使其电阻发生变化，再由应变片数据采集装置测得其电阻大小，并转换为应变值，应变片18种类繁多，常见的有丝式电阻应变片18和箔式电阻应变片18，在本公开实施例中，采用箔式电阻应变片18。

进一步的，参见图，2，在步骤S200中，还包括提供标定装置，标定装置用于使所述联轴器1的一端固定，并对所述联轴器1的另一端施加轴向作用力，使所述联轴器1发生轴向位移。

具体的，标定装置包括固定部12、移动部14和施力部15，固定部12用于固定所述联轴器1的一端，移动部14用于固定联轴器1的另一端，且移动部14能够沿联轴器1的轴向移动，施力部15位于移动部14远离固定部12的一侧，施力部15用于对联轴器1靠近移动部14的一端施加轴向作用力，使联轴器1能够在其自身轴向上发生变形位移，而其发生轴向位移主要是由于挠性板具有的挠性所引起的。此时，挠性板发生变形，通过应变片18数据采集装置就可采集到应变片18的应变值。再通过测距装置测得联轴器1的轴向位移量，即可将应变值与位移量关联起来，通过应变值求得位移量。

在本公开实施例中，固定部12、移动部14及施力部15沿联轴器1的轴向间隔排布，固定部12与联轴器1的一端固连时，其与联轴器1的挠性板固定连接，移动部14与联轴器1的另一端连接时，其与联轴器1的空心轴7端连接，连接方式不限于卡接、螺接等。

此外，为方便安置联轴器1，标定装置还可包括支撑部13，支撑部13设于固定部12和移动部14之间，可先将联轴器1放置于支撑部13上，待其放置平稳后，再先后通过固定部12和移动部14与联轴器1的两端进行连接，连接完成后，再撤下支撑部13。

施力部15用于对联轴器1施加轴向作用力，使联轴器1发生形变位移，轴向作用力的施力方向可朝向固定部12，也可背向固定部12，以此对联轴器1施加轴向的压力或拉力，从而使联轴器1产生相应的轴向变形及位移。施力部15可为伸缩机构，伸伸缩机构的伸缩方向在联轴器1的轴向方向上延伸，伸缩机构的伸缩部与联轴器1的空心轴7端连接。

移动部14固定联轴器1的一端后，对联轴器1在移动中起到支撑作用。当施力部15对联轴器1施加轴向作用力，使联轴器1发生形变产生位移后，移动部14支撑联轴器1进行移动，移动部14底部可设置在一滚珠移动装置16上，滚珠移动装置16可包括座体，座体内沿联轴器1轴向方向铺设若干滚珠，移动部14的底部与滚珠接触，从而可使移动部14沿轴向移动，所受阻力较小，不对联轴器1的轴向变形及位移造成影响。当然，移动部14底部还可以设置滑道等形式，用于移动部14沿轴向移动。

示例的，参见图2，测距装置可设于固定部12上，其可为百分表17，其分度值为0.01mm，百分表17安装于固定部12朝向联轴器1的一端上，百分表17的测头与联轴器1的端面相抵接，联轴器1发生形变位移时，可通过百分表17测得联轴器1的位移量，并且保证了测量精度。当然，测距装置也可采用千分表或测距传感器等。

进一步的，为了提高测试精度，百分表17可设置多个，多个百分表17沿固定部12端面周向均匀分布，待测得各百分表17的数值后，取平均值即为联轴器1的位移量，在本公开实施例中，百分表17设置三个。

示例的，参见图5至图8，在进行设置应变片18时，在第一挠性板2和第二挠性板3上均设置应变片18，在对第一挠性板2和第二挠性板3测量应变时，应分别测量，测量结果更准确。即将联轴器1与主动轮4连接的一端固定时，将联轴器1的第一挠性板2拆除，待拆除后，再对联轴器1与驱动电机6输出端连接的一端施加轴向作用力，测得第二挠性板3的应变和联轴器1位移量之间的关系；将联轴器1与驱动电机6输出端连接的一端固定时，将联轴器1的第二挠性板3拆除，待拆除后，再对联轴器1与主动轮4连接的一端施加轴向作用力，测得第一挠性板2的应变和联轴器1位移量之间的关系。

进一步的，第一挠性板2设有第一固定部8，第一固定部8用于和驱动电机6输出端连接，第一固定部8的两侧分别设有应变片18。由于第一挠性板2呈环状，其与驱动电机6输出端连接的第一固定部8设有四个，这样设置的话，第一挠性板2左右两侧上各设置四组八片应变片18，测量后结果取平均值，能够使测量结果更加准确，减少误差。应变片18设置在第一固定部8处，由于此处是连接联轴器1与驱动电机6输出端，发生形变时，形变量更大，测得的应变值变动范围更大，更加准确。

第二挠性板3设有第二固定部9，第二固定部9用于和主动轮4连接，第二固定部9的两侧分别设有应变片18。由于第二挠性板3呈环状，其与主动轮4连接的第二固定部9设有四个，这样设置的话，第二挠性板3左右两侧上各设置四组八片应变片18，测量后结果取平均值，能够使测量结果更加准确，减少误差。应变片18设置在第二固定部9处，由于此处是连接联轴器1与主动轮4，发生形变时，形变量更大，测得的应变值变动范围更大，更加准确。

在测试时，应变片18组成应变电桥，在第一挠性板2和第二挠性板3上布置八组应变电桥，相邻两应变片18为一组，共计十六组应变电桥，各应变电桥通过集流环进行供电和信号引出，考虑到受集流环通过数限制、挠性板的工作对称性和应变电桥偶发故障等因素，第一挠性板2和第二挠性板3上应各至少保证三组应变电桥的数据有效。

示例的，步骤S300中在对获得的应变值和位移量进行统计分析时，以以应变值作为坐标系的横轴，位移量作为坐标系的纵轴，建立坐标系，获得的应变值与位移量在坐标系中形成坐标点，将各坐标点进行连线并拟合形成应变值与位移量的关联曲线，以得到应变值和位移量的映射关系。从而可以当联轴器1安装到机车上后，在机车运行状态下，通过获得的应变片18的实时应变值，利用应变值和位移量的映射关系得到到联轴器1的实时位移量。在本公开实施例中，应变片18数据采集装置可与计算机连接，将其获得的应变值数据输入计算机中，再同步录入对应的位移量，即可通过计算机拟合出应变值与位移量的关联曲线，得到应变值和位移量的映射关系，这样在机车运行时，可以实时得到联轴器1的轴向位移量。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“装配”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”、“示例地”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，故但凡依本申请的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本申请专利涵盖的范围之内。

Claims (10)

1.一种机车用联轴器位移测试方法，其特征在于，所述联轴器位移测试方法包括以下步骤：

步骤S100、提供联轴器，在所述联轴器的挠性板上设置应变片；

步骤S200、使所述联轴器的一端固定，对所述联轴器的另一端施加轴向作用力，使所述联轴器发生轴向位移，通过应变片数据采集装置及测距装置分别获取所述应变片的应变值及所述联轴器的轴向位移量；

步骤S300、将步骤S200中获得的位移量及对应的应变值进行统计分析，得到位移量和应变值的映射关系；

步骤S400、将步骤S100中的联轴器安装至机车，在机车运行状态下，通过应变片数据采集装置获得应变片的实时应变值，并利用步骤S300得到的映射关系得到所述联轴器的实时位移量。

2.根据权利要求1所述的机车用联轴器位移测试方法，其特征在于，所述步骤S200还包括：提供标定装置，所述标定装置用于使所述联轴器的一端固定，并对所述联轴器的另一端施加轴向作用力，使所述联轴器发生轴向位移；其中，

所述标定装置包括固定部、移动部及施力部，所述固定部、移动部和施力部沿所述联轴器的轴向依次间隔排布，所述固定部用于固定所述联轴器的一端，移动部用于固定所述联轴器的另一端，所述移动部能够沿所述联轴器的轴向移动，所述施力部位于所述移动部远离所述固定部的一侧，所述施力部用于对所述联轴器靠近所述移动部的一端施加轴向作用力。

3.根据权利要求2所述的机车用联轴器位移测试方法，其特征在于，所述标定装置还包括支撑部，所述支撑部用于支撑所述联轴器，所述支撑部位于所述固定部与移动部之间，在所述联轴器的两端分别与所述固定部及所述移动部连接后，撤下所述支撑部。

4.根据权利要求3所述的机车用联轴器位移测试方法，其特征在于，所述测距装置为百分表，所述百分表安装于所述固定部朝向所述联轴器的一端上，所述百分表的测头与所述联轴器的端面相抵接。

5.根据权利要求4所述的机车用联轴器位移测试方法，其特征在于，所述百分表设有多个，多个所述百分表沿所述固定部端面周向均匀分布。

6.根据权利要求1所述的机车用联轴器位移测试方法，其特征在于，所述步骤S300中在对获得的位移量及对应的应变值进行统计分析时，以应变值作为坐标系的横轴，位移量作为坐标系的纵轴，建立坐标系，获得的应变值与位移量在坐标系中形成坐标点，将各坐标点进行连线并拟合形成应变值与位移量的关联曲线，以得到应变值和位移量的映射关系。

7.根据权利要求1所述的机车用联轴器位移测试方法，其特征在于，

所述挠性板包括第一挠性板和第二挠性板，所述第一挠性板位于所述联轴器与驱动电机输出端连接的一端，所述第二挠性板位于所述所述联轴器与主动轮连接的一端；

在所述第一挠性板和所述第二挠性板上均设置所述应变片。

8.根据权利要求7所述的机车用联轴器位移测试方法，其特征在于，所述第一挠性板设有第一固定部，所述第一固定部用于和所述驱动电机输出端连接，所述第一固定部的两侧分别设有所述应变片。

9.根据权利要求7所述的机车用联轴器位移测试方法，其特征在于，所述第二绕性板设有第二固定部，所述第二固定部用于和所述主动轮连接，所述第二固定部的两侧分别设有所述应变片。

10.根据权利要求7所述的机车用联轴器位移测试方法，其特征在于，在步骤S200中使所述联轴器与主动轮连接的一端固定时，将所述联轴器的第一挠性板拆除，待拆除后，再对所述联轴器与驱动电机输出端连接的一端施加轴向作用力；

使所述联轴器与驱动电机输出端连接的一端固定时，将所述联轴器的第二挠性板拆除，待拆除后，再对所述联轴器与主动轮连接的一端施加轴向作用力。

Images