[發明專利]輸出軸測扭方法

有效

• 申請號: 202010731320.X
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111982369B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 聶建豪;行峰濤;余索遠;馮磊;段兵兵
• 申請（專利權）人: 中國航發湖南動力機械研究所
• 主分類號: G01L3/10
• 分類號: G01L3/10
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務所(普通合伙) 43211
• 代理人: 劉宏

1.一種輸出軸測扭方法，用于測量發動機輸出軸的輸出扭矩和輸出功率，其特征在于，具體包括以下步驟：

將扭矩測量裝置安裝于發動機機匣上；

根據發動機機匣上布置扭矩測量機構的位置將輸出軸分為前輸出軸(1)和后輸出軸(2)，且前輸出軸(1)和后輸出軸(2)均為空心軸結構；

將基準軸(3)的固定端從前輸出軸(1)的連接端伸入前輸出軸(1)內并固定，而基準軸(3)的自由端則位于前輸出軸(1)的連接端外，通過將后輸出軸(2)的連接端與前輸出軸(1)的連接端相連接，使前輸出軸(1)和后輸出軸(2)的連接處之間構成沿徑向布設的間隙槽(6)；

將后輸出軸(2)與動力渦輪轉子連接，將前輸出軸(1)與傳動系統連接，通過動力渦輪轉子帶動輸出軸轉動，使輸出軸與基準軸(3)之間發生相對扭轉，通過扭矩測量裝置測得輸出軸與基準軸(3)之間的相對扭轉角度，進而根據輸出軸與基準軸(3)之間的相對扭轉角度確定輸出軸的輸出扭矩和輸出功率；

前輸出軸(1)與后輸出軸(2)的連接處沿徑向設有第一測扭齒(4)，基準軸(3)的自由端設有用于從間隙槽(6)伸出的第二測扭齒(5)，

通過扭矩測量裝置測得第一測扭齒(4)和第二測扭齒(5)之間的相對位置變化，從而測得輸出軸與基準軸(3)之間的相對扭轉角度。

2.根據權利要求1所述的輸出軸測扭方法，其特征在于，

多個間隙槽(6)沿輸出軸的周向等距排布，第一測扭齒(4)、間隙槽(6)以及第二測扭齒(5)三者一一對應布設。

3.根據權利要求1所述的輸出軸測扭方法，其特征在于，

前輸出軸(1)的連接端設有前安裝盤，后輸出軸(2)的連接端設有后安裝盤，多個第一測扭齒(4)沿周向均勻布設于前安裝盤和/或后安裝盤上；

通過連接件將前安裝盤與后安裝盤連接，以使前安裝盤與后安裝盤之間形成用于安裝基準軸(3)的自由端的安裝腔，且相鄰的兩個第一測扭齒(4)之間形成間隙槽(6)。

4.根據權利要求1所述的輸出軸測扭方法，其特征在于，

扭矩測量裝置采用扭矩傳感器(12)，第一測扭齒(4)和第二測扭齒(5)均采用勵磁齒。

5.根據權利要求4所述的輸出軸測扭方法，其特征在于，測得輸出軸與基準軸(3)之間的相對扭轉角度，具體包括以下步驟：

記錄第一測扭齒(4)和第二測扭齒(5)之間的角度為安裝初始角；

通過動力渦輪轉子帶動輸出軸和基準軸(3)轉動，使第一測扭齒(4)和第二測扭齒(5)經過扭矩傳感器12時切割磁力線而產生感生電勢，根據第一測扭齒(4)經過時產生電勢的周期與第二測扭齒(5)經過時產生電勢的周期之間的時間間隔，測得輸出軸和基準軸(3)轉動過程中的第一測扭齒(4)和第二測扭齒(5)之間的角度，輸出軸和基準軸(3)轉動過程中的第一測扭齒(4)和第二測扭齒(5)之間的角度；

輸出軸和基準軸(3)轉動過程中的第一測扭齒(4)和第二測扭齒(5)之間的角度與安裝初始角之間的偏差角度即為轉動過程中基準軸(3)與輸出軸之間產生的相對扭轉角度。

6.根據權利要求1所述的輸出軸測扭方法，其特征在于，

基準軸(3)的固定端和前輸出軸(1)上沿徑向開設有相匹配的定位孔，通過連接件與定位孔過盈配合，以將基準軸(3)的固定端與前輸出軸(1)固定連接。

7.根據權利要求1所述的輸出軸測扭方法，其特征在于，

前輸出軸(1)上設有第一安裝邊，通過第一壓緊螺母將第一軸承(8)的內圈沿軸向壓緊固定于第一安裝邊上，第一軸承(8)的外圈固定于發動機機匣上。

8.根據權利要求1所述的輸出軸測扭方法，其特征在于，

后輸出軸(2)上設有第二安裝邊，通過第二壓緊螺母將第二軸承(9)的內圈沿軸向壓緊固定于第二安裝邊上，第二軸承(9)的外圈固定于發動機機匣上。

9.根據權利要求1所述的輸出軸測扭方法，其特征在于，

前輸出軸(1)通過花鍵結構(10)傳動系統連接，后輸出軸(2)通過法蘭盤(11)與動力渦輪轉子連接。