[發明專利]利用互沖式慣量盤進行轉動軸破壞性實驗的方法及裝置

有效

• 申請號: 201610915508.3
• 申請日: 2016-10-20
• 公開（公告）號: CN106525303B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 謝毅
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: G01L3/04
• 分類號: G01L3/04
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

本發明公開了一種利用互沖式慣量盤進行轉動軸破壞性實驗的方法及裝置，通過將半徑和質量完全相同的第一慣量盤和第二慣量盤分別固定在主動軸和待測轉動軸上，主動軸的一端連接第一驅動電機，待測轉動軸連接第二驅動電機，主動軸和待測轉動軸相互靠近的一端分別設有能夠相互咬合的契合槽的第一契合塊和第二契合塊，在第一契合塊和第二契合塊相互咬合的瞬間，利用扭矩傳感器測量待測轉動軸的轉動扭矩。本發明利用質量較大的慣量盤提供轉動慣量，驅動電機僅需將慣量盤帶動到指定轉速即可，因此驅動電機選用普通電機即可，極大的降低了設備的成本；本發明通過設置相互沖擊的兩個慣量盤極大的增加了扭矩測試范圍，提高了本發明的適用性。

技術領域

本發明涉及轉動軸扭矩測試技術領域，更具體的說，尤其涉及一種利用互沖式慣量盤進行轉動軸破壞性實驗的方法及裝置。

背景技術

轉動軸是連接產品零部主件必須用到的，用于轉動工作中既承受彎矩又承受扭矩的軸。轉動軸能夠承受的最大扭矩直接影響到轉動軸的性能及使用，因此，在轉動軸出廠前，必須要經過扭矩測試，檢驗合格后才能作為合格品進行使用。通常來說，測量轉動軸扭矩的方法為采用電機連接轉動軸的一端帶動轉動軸的轉動，轉動軸的另一端連接剎車盤，在轉動軸上還連接有用于測量扭矩的扭矩傳感器。對于部分轉矩需求較低的轉動軸來說，這樣的確可以測量出轉動軸的扭矩，但是對于轉矩較大的轉動軸，這種方法便無法直接進行，因為達到最大扭矩時需要電機提供的功率非常的大，實際上無法買到現成的大功率電機或者使用大功率電機的成本太高，不符合實際生產降低成本的需求。因此，設計一種能夠以普通電機實現較大扭矩的轉動軸的扭矩測試方法和裝置顯得尤為必要?，F有的通過一個慣量盤來進行測量扭矩的裝置能夠測量的沖擊扭矩值范圍比較窄，如何擴大沖擊扭矩的測量范圍是本領域的一個難點，慣量盤又受制于機械加工的問題無法做的太大，因此本發明設計一種利用兩個慣量盤互撞的方法來增加慣量盤的轉動慣量。

發明內容

本發明的目的在于解決現有轉動軸的扭矩測試方法中因電機功率限制導致無法進行大扭矩轉動軸的測試的問題，提供了一種使用普通電機即可實現的較大扭矩的利用互沖式慣量盤進行轉動軸破壞性實驗的方法及裝置。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：一種利用互沖式慣量盤進行轉動軸破壞性實驗的方法，通過將半徑和質量完全相同的第一慣量盤和第二慣量盤分別固定在主動軸和待測轉動軸上，主動軸的一端連接驅動主動軸轉動的第一驅動電機，待測轉動軸上連接驅動待測轉動軸轉動的第二驅動電機，主動軸和待測轉動軸相互靠近的一端分別設有能夠相互咬合的契合槽的第一契合塊和第二契合塊，利用驅動氣缸推動由第一驅動電機、主動軸和第一契合塊組成的整體向待測轉動軸方向移動，所述第一驅動電機和第二驅動電機的轉動方向相反，分別帶動第一慣量盤和第二慣量盤沿相反的方向轉動，在第一契合塊和第二契合塊相互咬合的瞬間，利用與待測轉動軸連接的扭矩傳感器測量待測轉動軸的轉動扭矩。

進一步的，待測轉動軸承受的最大扭矩值M受到第一慣量盤的轉動慣量為J₀、第二慣量盤的轉動慣量為J₁、以及第一契合塊和第二契合塊從開始咬合到完全相對靜止的時間為t影響，其計算公式為：

式中，w₀為第一慣量盤在第一契合塊和第二契合塊咬合瞬間的角速度，w₁為第二慣量盤在第一契合塊和第二契合塊咬合瞬間的角速度。

進一步的，第一契合塊和第二契合塊相互接觸的表面均成S型設置。

進一步的，所述第一驅動電機通過第一離合器連接第一慣量盤，所述第二驅動電機通過第二離合器連接第二慣量盤，所述第一慣量盤在達到最高轉速時第一離合器將主動軸和第一驅動電機脫開，所述第二慣量盤在達到最高轉速時第二離合器將待測轉動軸和第二驅動電機脫開。