CN206990133U - 一种动态扭矩作用下膜片联轴器拉压应力测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种动态扭矩作用下膜片联轴器拉压应力测试装置，包括应变信号采集模块、转速信号采集模块、应变和转速信号接收模块、以及计算机，所述的应变信号采集模块、转速信号采集模块分别与应变和转速信号接收模块连接，所述的应变和转速信号接收模块与计算机连接。与现有技术相比，本实用新型具有简便、可靠、测量精度高等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种膜片联轴器拉压应力测试装置，尤其是涉及一种动态扭矩作用下膜片联轴器拉压应力测试装置。
背景技术
膜片式联轴器可以通过膜片的弹性变形来补偿驱动端和被驱动端之间的相对位移，允许所联两轴之间存在一定的轴向、角向和径向安装误差，且有一定的缓冲和减振作用，在电机驱动风机或泵的轴系上得到广泛应用。
膜片联轴器疲劳寿命校核通常采用计算方式，受力分析时主要考虑：(1)转矩在膜片联轴器幅片中产生的拉压力或剪力；(2)轴向位移时幅片中产生的剪力、拉力和弯矩；(3)旋转时的径向和切向力；(4)角偏斜时的弯矩等。计算时通常把前3项力所引起的应力看作是静态应力，只是将角不对中情况下弯矩引起的应力看作是交变应力。对于定速运行的轴系，工作状态下转矩是稳定的，上述模型适用。但是，变频电机驱动的轴系在一定转速区间内运行时可能会出现扭转共振或自激失稳现象，此时，膜片所承受的拉压应力会出现大幅脉动，而且脉动幅值有可能超过膜片本身承受的稳态应力值，导致上述计算分析技术失效。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种简便、可靠、测量精度高的动态扭矩作用下膜片联轴器拉压应力测试装置。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种动态扭矩作用下膜片联轴器拉压应力测试装置，包括应变信号采集模块、转速信号采集模块、应变和转速信号接收模块、以及计算机，所述的应变信号采集模块、转速信号采集模块分别与应变和转速信号接收模块连接，所述的应变和转速信号接收模块与计算机连接。
所述的应变信号采集模块包括依次连接的应变片、AD转换电路和第一无线信号发送电路，所述的应变片安装在膜片联轴器近端的转轴上，所述的第一无线信号发送电路与应变和转速信号接收模块连接。
所述的应变片通过粘贴方式固定在转轴上。
所述的转速信号采集模块包括反光条、光电传感器、信号转接盒和第二无线信号发送电路，所述的反光条安装在裸露在外的转轴段，所述的光电传感器对准反光条，所述的光电传感器输出信号经信号转接盒调理后接入第二无线信号发送电路，所述的第二无线信号发送电路与应变和转速信号接收模块连接。
所述的反光条通过粘贴方式固定在转轴上。
所述的应变和转速信号接收模块通过USB接口与计算机连接。
与现有技术相比，本实用新型可以应用于采用膜片联轴器连接的轴系，可以帮助开展膜片联轴器故障诊断和疲劳寿命分析，提高设备运行时的安全性与可靠性。本装置尤其适用于转轴传递扭矩存在大幅脉动情况，如变频运行的电机在一定转速区间内运行时。
附图说明
图1为膜片联轴器示意图，其中A为应变片；
图2为扭应变接线示意图；
图3为本实用新型的结构示意图；
图4为膜片联轴器受力分析图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。
如附图1所示，在膜片联轴器附近转轴上粘贴应变片；
如附图2所示，采用全桥法测量膜片联轴器和转轴所承受的动态扭矩信号T0(t)。如附图3所示，包括应变信号采集模块、转速信号采集模块、应变和转速信号接收模块6、以及计算机7，所述的应变信号采集模块、转速信号采集模块分别与应变 和转速信号接收模块连接，所述的应变和转速信号接收模块与计算机连接。
所述的应变信号采集模块包括依次连接的应变片1、AD转换电路和第一无线信号发送电路2，所述的应变片1安装在膜片联轴器近端的转轴上，所述的第一无线信号发送电路2与应变和转速信号接收模块连接。
所述的应变片1通过粘贴方式固定在转轴上。
所述的转速信号采集模块包括反光条8、光电传感器3、信号转接盒4和第二无线信号发送电路5，所述的反光条8安装在裸露在外的转轴段，所述的光电传感器3对准反光条8，所述的光电传感器3输出信号经信号转接盒4调理后接入第二无线信号发送电路5，所述的第二无线信号发送电路5与应变和转速信号接收模块6连接。
所述的反光条8通过粘贴方式固定在转轴上。所述的应变和转速信号接收模块6通过USB接口与计算机6连接。
在计算机采用五点三次平滑法，对动态扭矩信号T0(t)作平滑处理，得到平滑后的扭矩信号T(t)。计算单位时间内转速传感器输出的脉冲个数，得到转速值；
输入膜片联轴器参数。以六孔束腰型膜片联轴器为例，所输入的参数包括：膜片层数、螺栓分布圆直径、相邻螺栓孔之间的夹角、膜片最小截面处面积等；
将所测得的动态扭矩信号T(t)作用到膜片联轴器上，计算得到膜片上螺栓所承受的动态力信号F(t)。如附图4示，以六孔束腰型膜片联轴器为例，膜片联轴器每个螺栓上所承受的沿着螺栓位置切线方向的力信号F(t)为：
式中，D为螺栓分布圆直径，Z为膜片层数。
(5)计算膜片组所承受的拉力信号F′(t)：
式中，θ为相邻螺栓孔之间的夹角。
(6)计算膜片组上截面拉应力信号σ(t)：
式中，A0为膜片最小截面处的截面积。
(7)对截面拉应力信号σ(t)进行快速傅里叶(FFT)变换，找出动态拉应力信号中各频率分量及其幅值，并计算出截面拉压应力信号平均值。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种动态扭矩作用下膜片联轴器拉压应力测试装置，其特征在于，包括应变信号采集模块、转速信号采集模块、应变和转速信号接收模块、以及计算机，所述的应变信号采集模块、转速信号采集模块分别与应变和转速信号接收模块连接，所述的应变和转速信号接收模块与计算机连接。
2.根据权利要求1所述的一种动态扭矩作用下膜片联轴器拉压应力测试装置，其特征在于，所述的应变信号采集模块包括依次连接的应变片、AD转换电路和第一无线信号发送电路，所述的应变片安装在膜片联轴器近端的转轴上，所述的第一无线信号发送电路与应变和转速信号接收模块连接。
3.根据权利要求2所述的一种动态扭矩作用下膜片联轴器拉压应力测试装置，其特征在于，所述的应变片通过粘贴方式固定在转轴上。
4.根据权利要求1所述的一种动态扭矩作用下膜片联轴器拉压应力测试装置，其特征在于，所述的转速信号采集模块包括反光条、光电传感器、信号转接盒和第二无线信号发送电路，所述的反光条安装在裸露在外的转轴段，所述的光电传感器对准反光条，所述的光电传感器输出信号经信号转接盒调理后接入第二无线信号发送电路，所述的第二无线信号发送电路与应变和转速信号接收模块连接。
5.根据权利要求4所述的一种动态扭矩作用下膜片联轴器拉压应力测试装置，其特征在于，所述的反光条通过粘贴方式固定在转轴上。
6.根据权利要求1所述的一种动态扭矩作用下膜片联轴器拉压应力测试装置，其特征在于，所述的应变和转速信号接收模块通过USB接口与计算机连接。
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| CN114151290A (zh) * | 2021-11-09 | 2022-03-08 | 明阳智慧能源集团股份公司 | 一种风力发电机组传动链扭矩测试系统及其实施方法 |
| CN115200859A (zh) * | 2022-07-26 | 2022-10-18 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种扭矩计及其使用方法 |
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| CN114151290B (zh) * | 2021-11-09 | 2024-01-26 | 明阳智慧能源集团股份公司 | 一种风力发电机组传动链扭矩测试系统及其实施方法 |
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