CN202153229U - 扭振测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种扭振测试装置，包括与被测部件固定连接的连接件、与所述连接件固定连接的齿状信号反射装置和通过支架支撑的信号发送接收装置，所述齿状信号反射装置的外周部与所述信号发送接收装置相对设置，所述信号发送接收装置为光电传感器。本实用新型所公开的扭振测试装置的脉冲信号受外界环境的影响较小，能够较准确地检测被检测件的转速波动量。
Description
技术领域
本实用新型涉及测试技术领域，特别是涉及一种扭振测试装置。
背景技术
在工作过程中，由于发动机的曲轴需要将活塞的往复运动转变为旋转运动，并将动力传递出去，带动与其连接的从动部件运动。
在上述过程中，曲轴需要承受扭转疲劳载荷，为了了解曲轴的抗扭转性能，防止曲轴的扭转角过大，一般利用扭振测试装置对曲轴进行测试。
请参考图1，图1为现有技术中一种典型的扭转测试装置的结构示意图。
如图中所示，现有技术中的扭转测试装置包括安装法兰11，安装法兰11的一侧固定设置有连接杆12，连接杆12上依次套装有传感器支架13和齿盘15，传感器支架13与连接杆12之间设置有轴承14，其中传感器支架13与轴承14的外圈固定，连接杆12与轴承14的内圈固定，齿盘15在连接杆12的端部的安装螺母16的作用下，压紧轴承14的内圈，与安装法兰11、连接杆12、轴承14的内圈一起旋转；传感器支架13上固定有电磁式转速传感器17，与齿盘15的各齿相呼应。
工作过程中，首先将被测发动机的曲轴与安装法兰11固定连接，启动发动机，使发动机的曲轴按照一定的转速旋转，旋转过程中，安装法兰11、连接杆12、轴承14的内圈、齿盘15以及安装螺母16与曲轴一起旋转。
请参考图2和图3，图2为现有技术中电磁式转速传感器与齿盘处于第一种状态时的状态示意图；图3为图2所示的结构处于第二种状态时的状态示意图。
检测过程中，当齿盘15转过电磁式转速传感器17时，电磁式转速传感器17内的线圈的磁通量会发生变化，在线圈两端建立起一个频 率与磁通量成比例变化的诱导电压，得到脉冲信号，从而可以通过两相邻的脉冲信号之间的时间间隔，判断发动机曲轴的转速是否始终保持稳定，并可以根据时间间隔量的幅值，得到曲轴转速的波动量。
然而，由于现有技术中的检测的基本原理是通过线圈内的磁通量的变化形成电压信号，进而获得脉冲信号，而磁通量的变化量很容易受电磁场的干扰，使采集得到的脉冲信号出现幅值调制，从而造成齿盘形成的脉冲存在误差，甚至出现脉冲信号丢失的现象，影响检测的结果。
因此，如何减小外界环境对脉冲信号的影响，提高检测的准确度，就成为本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种扭振测试装置，该扭振测试装置的脉冲信号受外界环境的影响较小，能够较准确地检测被检测件的转速波动量。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种扭振测试装置，包括与被测部件固定连接的连接件、与所述连接件固定连接的齿状信号反射装置和通过支架支撑的信号发送接收装置，所述齿状信号反射装置的外周部与所述信号发送接收装置相对设置，所述信号发送接收装置为光电传感器。
优选地，所述齿状信号反射装置为齿盘。
优选地，所述齿盘的轮齿数目为120个。
优选地，所述连接件为连接法兰。
优选地，所述连接法兰与所述被测部件相对的一侧固定有连接杆，所述齿状信号反射装置套装于所述连接杆。
优选地，所述支架套装于所述连接杆，所述连接杆与所述支架的连接孔之间设置有轴承。
优选地，所述轴承为滚动轴承，所述滚动轴承的内圈与所述连接杆固定连接，其外圈与所述支架固定连接。
本实用新型所提供的扭振测试装置，包括与被测部件固定连接的 连接件、与连接件固定连接的齿状信号反射装置和通过支架支撑的信号发送接收装置，齿状信号反射装置的外周部与信号发送接收装置相对设置，其中，信号发送接收装置具体为光电传感器。测试过程中，首先将被测部件(多数情况下为发动机的曲轴)与连接件连接，然后使被测部件进入工作状态，带动连接件以及与其固定连接的齿状信号反射装置旋转，而信号发送接收装置不断地向齿状信号反射装置发送信号，并接收由其反射回来的信号，光电传感器所发送的信号为光线信号，经过齿状信号反射装置的反射，被光电传感器的光电晶体管接收，然后经过光电传感器的交流放大器放大到适当的电平，再进行检波和积分，将其转换成直流电压信号，经波形整形以后，将其与设定的直流电压进行比较，高于设定的直流电压值输出为高电平，低于设定的直流电压值输出为低电平，得到输出的电压脉冲信号，而经过靠近齿状信号反射装置的齿顶部位反射的信号，信号量较强为高电平信号，经过靠近齿状信号反射装置的齿根部位反射的信号，信号量较弱为低电平信号，就可以根据信号的输出时间间隔，再根据两相邻齿顶的夹角，得出曲轴的转速，进而得出在一定时间内曲轴转速的波动量，达到检测扭振的目的。可以看出，本实用新型所提供的扭振检测装置利用光电传感器发出和接收光信号，光源的频率是经过调制的，抗干扰性强、大大降低了外界环境的干扰，并且具有较高的精度，保证了检测的准确性。
附图说明
图1为现有技术中一种典型的扭转测试装置的结构示意图；；
图2为现有技术中电磁式转速传感器与齿盘处于第一种状态时的状态示意图；
图3为图2所示的结构处于第二种状态时的状态示意图；
图4为本实用新型一种具体实施方式所提供的扭转测试装置的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的核心是提供一种扭振测试装置，该扭振测试装置的 脉冲信号受外界环境的影响较小，能够较准确地检测被检测件的转速波动量。
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
请参考图4，图4为本实用新型一种具体实施方式所提供的扭转测试装置的结构示意图。
在工作过程中，发动机是通过燃料在汽缸内燃烧推动活塞做往复运动，进而带动曲轴旋转，将动力传输至各部件的，然而在活塞的往复运动过程中，其运动的速度是不断变化的，从而曲轴所承受的扭转作用力也是不断变化的，作用力的变化必然会引起曲轴运动速度的变化和振动的产生，本实用新型就是为了准确了解曲轴在工作过程中运动速度的变化量而设置的。
如图4所示，在一种具体实施方式中，本实用新型所提供的扭振测试装置，包括连接件21、齿状信号反射装置25和信号发送接收装置27；连接件21与被测部件(主要为发动机的曲轴)固定连接，齿状信号反射装置25与连接件21固定连接，信号发送接收装置27通过支架22支撑，并设置于与齿状信号反射装置25的外周部相对应的位置，其中，信号发送接收装置27具体为光电传感器。
齿状信号反射装置25随着连接件21和被测部件一起运动，如果被测部件的旋转速度保持恒定，则转过相同的角度所需要的时间是相同的，或者转过两不同角度所需要的时间与两角度之间的比值是相同的，根据上述原理，可以测的被测部件在一定条件下运动的转速的幅值，并判断上述幅值是否落在一定范围内。
从而在测试过程中，首先将被测部件(多数情况下为发动机的曲轴)与连接件21连接，然后使被测部件进入工作状态，带动连接件21以及与其固定连接的齿状信号反射装置25旋转，而信号发送接收装置27不断地向齿状信号反射装置25发送信号，并接收由其反射回来的信号，光电传感器所发送的信号为光线信号，经过齿状信号反射装置25的反射，被光电传感器的光电晶体管接收，然后经过光电传感 器的交流放大器放大到适当的电平，再进行检波和积分，将其转换成直流电压信号，经波形整形以后，将其与设定的直流电压进行比较，高于设定的直流电压值输出为高电平，低于设定的直流电压值输出为低电平，得到输出的电压脉冲信号，而经过靠近齿状信号反射装置的齿顶部位反射的信号，信号量较强为高电平信号，经过靠近齿状信号反射装置的齿根部位反射的信号，信号量较弱为低电平信号，就可以根据信号的输出时间间隔，再根据两相邻齿顶的夹角，得出曲轴的转速，进而得出在一定时间内曲轴转速的波动量，达到检测扭振的目的。
可以看出，本实用新型所提供的扭振检测装置利用光电传感器发出和接收光信号，光源的频率是经过调制的，抗干扰性强、大大降低了外界环境的干扰，并且具有较高的精度，保证了检测的准确性。
具体地，如图中所示，齿状信号反射装置25可以为齿盘，齿盘可以很方便地与连接件21连接，并且可以将现存的部件直接拿来使用，降低了检测装置的成本，进一步地，齿盘上相邻两齿之间的夹角是相等的，因此只需要通过根据信号的时间关系即可得到被测部件的转速关系，也可以很方便地得到转速的幅值。
当然，齿状信号反射装置25也可以为其他装置，比如：在连接件21的一侧或者外周部固定多个孤立的轮齿等，只要能够实现检测功能都是可以的。
为了保证检测的准确性，同时降低对齿盘结构的精度要求，齿盘的轮齿数目可以为120个。
连接件21是用于与被测部件连接得，为了降低连接的复杂度，同时保证连接的可靠性，连接件21具体可以为连接法兰，从而在连接过程中，只需要将曲轴与连接法兰的连接螺纹孔对中，然后用连接螺栓连接即可。
另一方面，为了方便各部件的设置，可以设置一连接杆22，连接杆22和被测部件分别位于连接法兰的两侧，齿状信号反射装置25通过套装于连接杆22而与连接法兰固定连接。
为方便光电传感器的设置，同时保证光电传感器与齿状信号反射 装置25的相对位置，可以将支架23套装于连接杆22，并且为了防止支架23与连接杆22一起运动，在连接杆22与支架23的连接孔之间设置有轴承24。
上述轴承24具体可以为滚动轴承，并且滚动轴承的内圈与连接杆固定连接，其外圈与支架固定连接。
在组装时，首先将轴承24套装于连接杆22，然后将支架23套装于轴承24，再将齿盘25套装于连接杆22，最终利用锁紧螺母26与连接杆端部的螺纹段连接，压紧即可。
以上对本实用新型所提供的扭振测试装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种扭振测试装置，包括与被测部件固定连接的连接件、与所述连接件固定连接的齿状信号反射装置和通过支架支撑的信号发送接收装置，所述齿状信号反射装置的外周部与所述信号发送接收装置相对设置，其特征在于，所述信号发送接收装置为光电传感器。
2.根据权利要求1所述的扭振测试装置，其特征在于，所述齿状信号反射装置为齿盘。
3.根据权利要求2所述的扭振测试装置，其特征在于，所述齿盘的轮齿数目为120个。
4.根据权利要求2所述的扭振测试装置，其特征在于，所述连接件为连接法兰。
5.根据权利要求4所述的扭振测试装置，其特征在于，所述连接法兰与所述被测部件相对的一侧固定有连接杆，所述齿状信号反射装置套装于所述连接杆。
6.根据权利要求5所述的扭振测试装置，其特征在于，所述支架套装于所述连接杆，所述连接杆与所述支架的连接孔之间设置有轴承。
7.根据权利要求6所述的扭振测试装置，其特征在于，所述轴承为滚动轴承，所述滚动轴承的内圈与所述连接杆固定连接，其外圈与所述支架固定连接。
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| CN109580235A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-04-05 | 国营第六六厂 | 适用于165系列发动机燃烧分析的曲轴角标信号采集系统 |
| CN110579352A (zh) * | 2019-10-15 | 2019-12-17 | 西安交通大学 | 扭振测试装置 |
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