[實用新型]基于減速機的旋轉部件應變與扭矩標定試驗裝置

有效

• 申請號: 201720515308.9
• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN207007392U
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 肖攀;周建文;唐家兵;周舟;邱紅友;林鑫;馬媛媛;何長江;蔡川
• 申請（專利權）人: 中國汽車工程研究院股份有限公司
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01M13/02
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙)50211
• 代理人: 譚小容

技術領域

本實用新型涉及一種旋轉部件的試驗裝置，具體涉及一種旋轉部件的應變與扭矩標定的試驗裝置，通過驅動電機驅動減速機對被測旋轉部件施加扭轉載荷,并同步記錄被測旋轉部件的應變、扭矩、角度信號，繪制標定曲線，可用于部件CAE分析和扭轉臺架試驗加載，應用于整車耐久性能開發，屬于汽車工業工程領域。

背景技術

汽車底盤部件(比如旋轉部件)主要用于傳遞來自路面或動力總成的載荷，是車輛的主要受力結構部件，測量車輛在行駛過程中零部件的真實載荷對整車開發具有重要的意義，通常采用在零部件表面粘貼應變片，測量零部件在行駛過程中的真實應變，但是應變數據是零部件在受到外部載荷激勵下的響應信號，無法直接用于零部件臺架試驗或CAE仿真的加載。

為獲取旋轉部件的扭轉激勵載荷，國內外進行了方法研究和應用，如在零部件上安裝力矩傳感器來獲取部件的力矩載荷，該方法可直接獲取激勵載荷，但需對部件進行改制，復雜程度、成本高，且周期長；在部件表面布置應變片測量扭轉應變，通過標定間接獲取部件的扭矩載荷，該方法成本和周期更經濟。

為此，國內外針對旋轉部件的應變-扭矩標定技術開展了一定研究和應用，通常應用的方式有：1、基于杠桿原理，通過單點加載實現,其精度較低、穩定性較差、量程較?。?、基于大功率驅動電機或液壓扭轉作動缸，其成本較高。

實用新型內容

本實用新型針對以上技術問題，提出一種性價比更高的旋轉部件應變與扭矩標定的試驗裝置，以更低的成本實現穩定、高精度、大量程、自動化標定，獲取汽車旋轉部件如傳動軸、穩定桿等的扭轉激勵載荷，其應用于汽車底盤旋轉部件的結構性能精準開發。

為此，本實用新型所采用的技術方案為：一種基于減速機的旋轉部件應變與扭矩標定試驗裝置，所述旋轉部件表面粘貼了應變片，所述試驗裝置包括控制器、固定基座、加載機構、約束機構及扭矩傳感器，所述加載機構包括驅動電機、減速機和加載法蘭，所述驅動電機帶有編碼器，并通過減速機帶動加載法蘭轉動，所述加載機構可滑動地安裝在固定基座一端的正上方，并通過加載法蘭對旋轉部件的一端進行固定并加載；所述約束機構包括約束法蘭，約束機構固定地安裝在固定基座另一端的正上方，并通過約束法蘭對旋轉部件的另一端進行固定約束，所述扭矩傳感器安裝在約束機構上，用于測量施加在旋轉部件上的扭矩載荷；所述控制器分別與驅動電機、扭矩傳感器、旋轉部件的應變片的信號數據線連接。

作為上述方案的優選，所述加載機構與固定基座之間設置有齒輪齒條機構，所述齒輪齒條機構驅動加載機構根據旋轉部件的長度沿固定基座移動調整；齒輪齒條機構實現滑動，配備手搖機構或電動機構，使加載機構的滑動更加輕松省力。

進一步，所述控制器用于控制驅動電機的轉角、轉速，并同步采集旋轉部件的應變、扭矩、角度信號，繪制標定曲線。

本實用新型的有益效果：

(1)該試驗裝置利用彈性范圍內表面應變與載荷的線性關系，間接獲取旋轉部件扭矩載荷，用作部件強度疲勞仿真和試驗的激勵載荷；

(2)該試驗裝置通過減速機的扭矩放大功能可低成本地實現大扭矩載荷加載；

(3)該試驗裝置沒有扭轉角度的限制，可以實現大轉角加載；

(4)該試驗裝置通過同步記錄部件的施加載荷與驅動電機的編碼器輸出的扭轉角度，還可兼用于計算部件扭轉剛度；

(5)該試驗裝置通過控制器可以實現自動加載/卸載和數據同步記錄，顯著提升工作效率且降低了人為誤差；

(6)該試驗裝置可根據部件尺寸靈活調整，量程覆蓋大部分乘用車和輕型車。

綜上所述，本裝置是基于減速機的應變與扭矩標定試驗裝置,以低成本解決了精度、量程和穩定性問題，而且實現了自動化加載與記錄，能夠快速、精確、便捷地完成試驗。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

具體實施方式

下面通過實施例并結合附圖，對本實用新型作進一步說明：

如圖1所示，一種基于減速機的旋轉部件應變與扭矩標定試驗裝置，主要由應變片、控制器1、固定基座2、加載機構3、約束機構4及扭矩傳感器5組成。

固定基座2放置在地面，用于支撐整個試驗裝置。應變片粘貼在旋轉部件的表面(圖中未示出)。