CN219714739U - 一种带扭矩负载的刚度测试试验台架 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带扭矩负载的刚度测试试验台架，包括基座(1)、轴向加载油缸(4)、固定端连接法兰(6‑1)、加载端连接法兰(6‑2)、调平装置(7)、扭矩加载装置(8)和夹紧座(9)，其特征在于，在试验开始前，用所述的调平装置(7)顶升所述的扭矩加载装置(8)，使所述的固定端连接法兰(6‑1)、被测弹性联轴器(2)、加载端连接法兰(6‑2)、扭矩加载装置(8)的旋转轴线、轴向加载油缸(4)共轴线。本实用新型的带扭矩负载的刚度测试试验台架其能同时测量负载状态下弹性联轴器的轴向刚度，促进弹性联轴器的推广与应用。

Description

一种带扭矩负载的刚度测试试验台架

技术领域

本实用新型涉及机械设备性能测试技术领域，尤其涉及一种弹性联轴器在施加扭矩负载下的静态刚度测试试验台架。

背景技术

弹性联轴器能够补偿轴系轴线在运行过程中产生的轴向偏移或角向偏移，保证轴系设备的安全可靠运行。由于主机等弹性安装的广泛实施，目前船舶动力系统对于轴系中弹性联轴器的性能要求越来越高，要求弹性联轴器能够补偿越来越大的轴线偏移量且对轴系设备越来越小的附加反力，即越来越小的轴向刚度。对于橡胶弹性元件的联轴器，其刚度性能与传递扭矩负载有关，即联轴器传递不同的扭矩负载。目前，弹性联轴器的刚度通常是通过以下两种方法获得：1)根据弹性联轴器建立实体模型，通过有限元计算得到动静刚度的计算方法；2)采用测试平台对弹性联轴器进行刚度试验，但这两种方法都有不足之处。对于第一种，虽然该方法已广泛应用于弹性联轴器设计生产中，但是由于弹性联轴器形式和种类千差万别，工作模式和安装条件也不尽相同，尚未形成公认成熟的计算方法，计算准确性无法保证，尤其对于特定转速、特定环境温度下的刚度值更难以准确计算；对于第二种，则需要发展更高质量、多功能的测试平台，对扭矩负载下的联轴器刚度进行测量。

现有技术中，株洲时代新材料科技股份有限公司的发明专利CN107345882B一种用于联轴器扭转性能测试的装置及其测试方法，通过液压组件对联轴器进行周向加载，同时具有保温箱保证待测组件的温度，缺点是不具备轴向刚度测试的功能。

实用新型内容

针对现存技术的不足，本实用新型提出一种带扭矩负载的刚度测试试验台架，其能同时测量负载状态下弹性联轴器的轴向刚度，促进弹性联轴器的推广与应用。

本实用新型的具体技术方案是一种带扭矩负载的刚度测试试验台架，包括基座、轴向加载油缸、固定端连接法兰、加载端连接法兰、调平装置、扭矩加载装置和夹紧座，其特征在于，

所述的夹紧座固定安装在基座的一端，

所述的固定端连接法兰与被测弹性联轴器左端法兰盘固定连接，固定端连接法兰固定连接在夹紧座上，

所述的加载端连接法兰与被测弹性联轴器右端法兰盘固定连接，

所述的扭矩加载装置的一端与加载端连接法兰的固定连接，

所述的轴向加载油缸的缸体固定安装在基座的另一端，所的轴向加载油缸的活塞杆的自由端顶在扭矩加载装置的另一端，

所述的调平装置固定安装在基座上，位于扭矩加载装置的下方，调平装置包括顶升油缸，通过顶升油缸能够调整扭矩加载装置的旋转轴线的上下位置，

所述的带扭矩负载的刚度测试试验台架用于测试被测弹性联轴器，被测弹性联轴器的一端与固定端连接法兰固定连接，被测弹性联轴器的另一端与加载端连接法兰，扭矩加载装置用于将试验扭矩传递到所述的被测弹性联轴器上，

在试验开始前，用所述的调平装置顶升所述的扭矩加载装置，使所述的固定端连接法兰、被测弹性联轴器、加载端连接法兰、扭矩加载装置的旋转轴线、轴向加载油缸共轴线。

更进一步地，所述的调平装置包括调平底座、顶升油缸、导向套、导向杆、中间板、滚动板、V型托、手轮、万向滚珠和滚珠固定板，所述的调平底座固定安装在基座上，调平底座具有水平的顶板，所述的导向套固定安装在顶板上，所述的导向杆安装在导向套中能够与导向套配合在垂直方向上滑动，所述的顶升油缸的缸体固定在调平底座上，顶升油缸的活塞杆的自由端能够顶升导向杆，导向杆的上端安装水平的所述的中间板，中间板上安装所述的滚动板，滚动板具有滚动平面和围在滚动平面四周的四块相互垂直的侧板，所述的滚珠固定板的下表面上具有凹槽，所述的万向滚珠有多个，万向滚珠被压在滚珠固定板的下表面的凹槽与滚动板的滚动平面之间，所述的手轮具有带有外螺纹的推杆，手轮有四个，其推杆分别垂直穿过滚动板的四块侧板上的四个带有内螺纹的通孔，四个的手轮的推杆分别顶在滚珠固定板的四个侧面，所述的V型托具有V形的平面，用于顶升所述的扭矩加载装置。

更进一步地，还包括扭矩加载油缸，所述的扭矩加载装置包括轴承座、深沟球轴承、轴承套、轴承端盖、挡板、链轮和板式链，所述轴承座包括链轮安装盘和轴承安装柱，所述的链轮安装盘外圆周上安装所述的链轮，所述的轴承套通过所述的深沟球轴承旋转安装在轴承安装柱上，所述的轴承端盖位于深沟球轴承的侧面并用所述的挡板挡住，所述的加载端连接法兰的固定安装在轴承安装柱上，所的轴向加载油缸的活塞杆的自由端顶在链轮安装盘外表面的中心处，所述的扭矩加载油缸有二个，所述的板式链与链轮配合，所述的二个扭矩加载油缸的活塞杆的自由端分别连接板式链的两端。

本实用新型的有益效果是1)本实用新型的带扭矩负载的刚度测试试验台架具备扭矩加载装置，可以进行联轴器扭矩负载下的静态刚度实验；2)调平装置内的滚动面为“1层滚动板+万向滚珠+滚珠固定板”结构，除了调节待测件的水平高度外，实现XY平面内的位移调节，避免了轴向加载和刚度测试时被测试件轴线偏摆可能会产生的干涉；3)扭矩加载装置的板式链结构可以在提供扭矩的同时降低对联轴器轴向加载时的轴端反作用力。

本实用新型的带扭矩负载的刚度测试试验台架实现对联轴器轴向、周向二个自由度的解耦，可以同时测试联轴器扭矩负载状态下的轴向刚度，有多功能、操作方便、试验结果准确可靠的优点。

附图说明

图1为带扭矩负载的刚度测试试验台架的俯视图；

图2为带扭矩负载的刚度测试试验台架的正视剖面图；

图3为图2中的A-A剖面图(去除调平装置之上的扭矩加载装置)；

图4为图3中的B-B剖面图；

图5为带扭矩负载的刚度测试试验台架的扭矩加载装置的剖面结构图；

其中，基座1，被测弹性联轴器2，扭矩加载油缸3，轴向加载油缸4，固定端连接法兰6-1，加载端连接法兰6-2，调平装置7，扭矩加载装置8，夹紧座9

调平底座7-1，顶升油缸7-2，导向套7-3，导向杆7-4，中间板7-5，滚动板7-6，V型托7-7，手轮7-8，万向滚珠7-9，滚珠固定板7-10，

轴承座8-1，深沟球轴承8-2，轴承套8-3，轴承端盖8-4，挡板8-5，链轮8-6。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型的技术方案作进一步地描述。

如附图1所示，本实用新型的一种带扭矩负载的刚度测试试验台架，包括基座1、扭矩加载油缸3、轴向加载油缸4、固定端连接法兰6-1、固定端连接法兰6-2、调平装置7、扭矩加载装置8和夹紧座9。

所述的夹紧座9固定安装在基座1的一端。

所述的固定端连接法兰6-1与被测弹性联轴器2左端法兰盘固定连接，所述的固定端连接法兰6-1固定连接在夹紧座9上。

所述的加载端连接法兰6-2与被测弹性联轴器2右端法兰盘固定连接，所述的加载端连接法兰6-2具有螺孔用于螺钉将被测弹性联轴器2右端法兰盘固定。加载端连接法兰6-2与所述的扭矩加载装置8的轴承座8-1的轴承安装柱固定连接。

所述的扭矩加载装置8包括轴承座8-1、深沟球轴承8-2、轴承套8-3、轴承端盖8-4、挡板8-5、链轮8-6和板式链，所述轴承座8-1包括链轮安装盘和轴承安装柱，所述的链轮安装盘外圆周上安装所述的链轮8-6，所述的轴承套8-3通过所述的深沟球轴承8-2旋转安装在轴承安装柱上，所述的轴承端盖8-4位于深沟球轴承8-2的侧面并用所述的挡板8-5挡住，所的轴向加载油缸4的活塞杆的自由端顶在链轮安装盘外表面的中心处，所述的扭矩加载油缸3有二个，为扭矩加载油缸一和扭矩加载油缸二，所述的板式链与链轮8-6配合，所述的扭矩加载油缸一和扭矩加载油缸二的活塞杆的自由端分别连接板式链的两端。板式链可以在提供扭矩的同时降低轴向加载时的轴端自由度限制，扭矩力偶始终在缺陷方向，避免产生径向反力，影响刚度测试效果。所述的轴向加载油缸4的缸体固定安装在基座1的另一端，所的轴向加载油缸4的活塞杆的自由端顶在扭矩加载装置8的另一端。

所述的调平装置7固定安装在基座1上，位于扭矩加载装置8的下方，调平装置7包括顶升油缸7-2，通过顶升油缸7-2能够调整扭矩加载装置8的旋转轴线的上下位置。

所述的调平装置7包括调平底座7-1、顶升油缸7-2、导向套7-3、导向杆7-4、中间板7-5、滚动板7-6、V型托7-7、手轮7-8、万向滚珠7-9和滚珠固定板7-10，所述的调平底座7-1固定安装在基座1上，调平底座7-1具有水平的顶板，所述的导向套7-3固定安装在顶板上，所述的导向杆7-4安装在导向套7-3中能够与导向套7-3配合在垂直方向上滑动，所述的顶升油缸7-2的缸体固定在调平底座7-1上，顶升油缸7-2的活塞杆的自由端能够顶升导向杆7-4，导向杆7-4的上端安装水平的所述的中间板7-5，中间板7-5上安装所述的滚动板7-6。滚动板7-6也可相对于中间板7-5水平滑动，作为V型托7-7粗调定位。滚动板7-6具有滚动平面和围在滚动平面四周的四块相互垂直的侧板，所述的滚珠固定板7-10的下表面上具有凹槽，所述的万向滚珠7-9有多个，万向滚珠7-9被压在滚珠固定板7-10的下表面的凹槽与滚动板7-6的滚动平面之间，所述的手轮7-8具有带有外螺纹的推杆，手轮7-8有四个，其推杆分别垂直穿过滚动板7-6的四块侧板上的四个带有内螺纹的通孔，四个的手轮7-8的推杆分别顶在滚珠固定板7-10的四个侧面上，分别转动四个的手轮7-8，使调平时具备X向及Y向微调功能，X向与Y向垂直。所述的V型托7-7具有V形的平面，用于顶升所述的扭矩加载装置8。的V型托7-7具有V形的平面顶在所述的扭矩加载装置8的轴承套8-3柱形的外表面上，能够通过调平装置7上下调整和左右前后移动。能够将扭矩加载时轴段与托7-7的滑动摩擦变为滚动摩擦，减小扭矩加载的摩擦力对刚度测试的影响。

所述的带扭矩负载的刚度测试试验台架用于测试被测弹性联轴器2，被测弹性联轴器2的一端与固定端连接法兰6-1固定连接，被测弹性联轴器2的另一端与加载端连接法兰6-2，扭矩加载装置8用于将试验扭矩传递到所述的被测弹性联轴器2上。

在试验开始前，用所述的调平装置7顶升所述的扭矩加载装置8，使所述的固定端连接法兰6-1、被测弹性联轴器2、加载端连接法兰6-2、扭矩加载装置8的旋转轴线、轴向加载油缸4共轴线。

本实用新型的带扭矩负载的刚度测试试验台架用于测试弹性联轴器刚度的具体方法，包括以下步骤：

1)安装加载装置与被试件。将调平装置7，扭矩加载装置8安装于刚度试验台架的基座1；然后拆除调平装置7上，为方便整体运输所安装的固定挂钩；根据需要，调整调平装置7上的手轮7-8；将被测联轴器2安装在基座1上，左端通过固定端连接法兰6-1与夹紧座9连接，右端通过加载端连接法兰6-2与扭矩加载装置8连接。

通过调平装置7顶升扭矩加载装置8，带动被测弹性联轴器2轴线水平。在基座1的底部基准平面及被测弹性联轴器2中间轴底部之间设置2个百分表；给调平装置7的顶升油缸7-2供油，对被测弹性联轴器2加载端(右端)施加垂直向上的载荷，并观察百分表1，百分表2数值，当2个百分表数值接近一致时，被测弹性联轴器2轴线调整到接近水平状态；锁紧调平装置7上的锁紧螺母，将滚动板7-6锁紧在中间板7-5上；以此状态为初始状态，开展轴向刚度性能试验；在测试前将被测弹性联轴器2轴线调整到水平状态主要是为了减小被测弹性联轴器2左右两端法兰高度方向不对中对测试结果的影响。

2)施加扭矩负载。为扭矩加载油缸3供油，通过液压泵上所设置压力表数值，可以根据与液压油缸面积的换算，得出具体加载力；测弹性联轴器2进入额定负载状态。

进行轴向刚度测试。分别在测弹性联轴器2加载端(右端)放置百分表(百分表1)、被测弹性联轴器2与固定端连接法兰6-1连接处放置百分表(百分表2)；通过为轴向加载油缸4供油进行轴向加载，观察百分表数据，加载端位移每增加1mm，暂停加载，记录一次数据。

虽然本实用新型已经以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本实用新型的。在不脱离本实用新型之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本实用新型之保护范围。因此本实用新型的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (3)

1.一种带扭矩负载的刚度测试试验台架，包括基座(1)、轴向加载油缸(4)、固定端连接法兰(6-1)、加载端连接法兰(6-2)、调平装置(7)、扭矩加载装置(8)和夹紧座(9)，其特征在于，

所述的夹紧座(9)固定安装在基座(1)的一端，

所述的固定端连接法兰(6-1)与被测弹性联轴器(2)左端法兰盘固定连接，固定端连接法兰(6-1)固定连接在夹紧座(9)上，

所述的加载端连接法兰(6-2)与被测弹性联轴器(2)右端法兰盘固定连接，

所述的扭矩加载装置(8)的一端与加载端连接法兰(6-2)的固定连接，

所述的轴向加载油缸(4)的缸体固定安装在基座(1)的另一端，所的轴向加载油缸(4)的活塞杆的自由端顶在扭矩加载装置(8)的另一端，

所述的调平装置(7)固定安装在基座(1)上，位于扭矩加载装置(8)的下方，调平装置(7)包括顶升油缸(7-2)，通过顶升油缸(7-2)能够调整扭矩加载装置(8)的旋转轴线的上下位置，

所述的带扭矩负载的刚度测试试验台架用于测试被测弹性联轴器(2)，被测弹性联轴器(2)的一端与固定端连接法兰(6-1)固定连接，被测弹性联轴器(2)的另一端与加载端连接法兰(6-2)，扭矩加载装置(8)用于将试验扭矩传递到所述的被测弹性联轴器(2)上，

在试验开始前，用所述的调平装置(7)顶升所述的扭矩加载装置(8)，使所述的固定端连接法兰(6-1)、被测弹性联轴器(2)、加载端连接法兰(6-2)、扭矩加载装置(8)的旋转轴线、轴向加载油缸(4)共轴线。

2.根据权利要求1所述的一种带扭矩负载的刚度测试试验台架，其特征在于，所述的调平装置(7)包括调平底座(7-1)、顶升油缸(7-2)、导向套(7-3)、导向杆(7-4)、中间板(7-5)、滚动板(7-6)、V型托(7-7)、手轮(7-8)、万向滚珠(7-9)和滚珠固定板(7-10)，所述的调平底座(7-1)固定安装在基座(1)上，调平底座(7-1)具有水平的顶板，所述的导向套(7-3)固定安装在顶板上，所述的导向杆(7-4)安装在导向套(7-3)中能够与导向套(7-3)配合在垂直方向上滑动，所述的顶升油缸(7-2)的缸体固定在调平底座(7-1)上，顶升油缸(7-2)的活塞杆的自由端能够顶升导向杆(7-4)，导向杆(7-4)的上端安装水平的所述的中间板(7-5)，中间板(7-5)上安装所述的滚动板(7-6)，滚动板(7-6)具有滚动平面和围在滚动平面四周的四块相互垂直的侧板，所述的滚珠固定板(7-10)的下表面上具有凹槽，所述的万向滚珠(7-9)有多个，万向滚珠(7-9)被压在滚珠固定板(7-10)的下表面的凹槽与滚动板(7-6)的滚动平面之间，所述的手轮(7-8)具有带有外螺纹的推杆，手轮(7-8)有四个，其推杆分别垂直穿过滚动板(7-6)的四块侧板上的四个带有内螺纹的通孔，四个的手轮(7-8)的推杆分别顶在滚珠固定板(7-10)的四个侧面，所述的V型托(7-7)具有V形的平面，用于顶升所述的扭矩加载装置(8)。

3.根据权利要求2所述的一种带扭矩负载的刚度测试试验台架，其特征在于，还包括扭矩加载油缸(3)，所述的扭矩加载装置(8)包括轴承座(8-1)、深沟球轴承(8-2)、轴承套(8-3)、轴承端盖(8-4)、挡板(8-5)、链轮(8-6)和板式链，所述轴承座(8-1)包括链轮安装盘和轴承安装柱，所述的链轮安装盘外圆周上安装所述的链轮(8-6)，所述的轴承套(8-3)通过所述的深沟球轴承(8-2)旋转安装在轴承安装柱上，所述的轴承端盖(8-4)位于深沟球轴承(8-2)的侧面并用所述的挡板(8-5)挡住，所述的加载端连接法兰(6-2)的固定安装在轴承安装柱上，所的轴向加载油缸(4)的活塞杆的自由端顶在链轮安装盘外表面的中心处，所述的扭矩加载油缸(3)有二个，所述的板式链与链轮(8-6)配合，所述的二个扭矩加载油缸(3)的活塞杆的自由端分别连接板式链的两端。