[發明專利]偏心輪式扭振校準裝置

在審

• 申請號: 202011277258.8
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112212963A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 馬相龍;吳昊;冀相安;陳明連;吳承勇
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七0四研究所
• 主分類號: G01H1/10
• 分類號: G01H1/10
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 王晶;徐俊

本發明涉及一種偏心輪式扭振校準裝置，由驅動電機、前扭轉彈簧、扭振軸、后扭轉彈簧、負載電機組成，所述伺服電機安裝在電機支架上，并通過減速器與扭矩傳感器相連；所述前扭轉彈簧通過彈簧連接座分別與扭矩傳感器和扭振軸相連，所述扭振軸通過左右兩側的軸承安裝在支架上，所述扭振軸的右側安裝后扭轉彈簧，所述后扭轉彈簧通過后連接套與負載電機相連，且后扭轉彈簧由測試支架支撐。本發明通過采用扭振軸結構和剛度設計的扭轉彈簧可以產生標準的扭振信號，電機采用轉速閉環控制，可以在扭轉彈簧兩側產生高品質的扭振信號，并實現扭振量值的調控。

技術領域

本發明涉及一種扭振校準裝置，特別涉及一種偏心輪式扭振校準裝置。

背景技術

扭振是旋轉動力機械的關鍵參數之一，直接表征了運行的穩定性和安全性，同時也是故障診斷的重要依據，其測試設備廣泛地應用于航空、船舶、汽車等動力系統領域。隨著動力機械向大功率、輕量化、智能化快速發展，扭振測試及數據的準確性愈發受到關注和重視。為了保證扭振數據的準確性，天津大學、哈爾濱工程大學、寧波大學等單位相繼開發出扭振試驗臺對扭振測試設備進行校準。然而，上述試驗臺大多僅關注扭振頻率，扭振幅值較小，難以覆蓋扭振測試設備的振幅量程，不能保證扭振測試設備在全量程范圍的測量準確性。同時，現有試驗臺很少對扭振量值的準確性進行分析，不能作為校準裝置對扭振測量設備進行量值傳遞，進而難以保證測量設備的量值準確可靠。

發明內容

本發明是要提供一種偏心輪式扭振校準裝置，該偏心輪式扭振校準裝置可以產生準確的扭振信號，并顯著提高扭振量值范圍，實現扭振測試設備的全量程校準。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種偏心輪式扭振校準裝置，由驅動電機、前扭轉彈簧、扭振軸、后扭轉彈簧、負載電機組成，所述伺服電機安裝在電機支架上，并通過減速器與扭矩傳感器相連；所述前扭轉彈簧通過彈簧連接座分別與扭矩傳感器和扭振軸相連，所述扭振軸通過左右兩側的軸承安裝在支架上，所述扭振軸的右側安裝后扭轉彈簧，所述后扭轉彈簧通過后連接套與負載電機相連，且后扭轉彈簧由測試支架支撐。

進一步，所述扭振軸由一段圓實心軸和偏心輪組成，圓實心軸為軸段，偏心輪為環扇形結構，所述環扇形結構通過貫穿螺栓安裝到軸段上。

進一步，所述環扇形結構為具有不同半徑的環扇形結構，可根據扭振校準裝置所需要產生的扭振振幅，選擇相應半徑的環扇形結構。

進一步，所述扭振軸的轉動慣量為：

其中：ρ是扭振軸材料密度，l是扭振軸中圓軸長度，R₁是扭振軸中圓軸半徑，R₂是扭振軸中偏心輪半徑，h是扭振軸中偏心輪的厚度。

進一步，所述偏心輪式扭振校準裝置通過扭振軸的偏心輪的結構尺寸和前、后扭轉彈簧的扭轉剛度和轉速，使前扭轉彈簧兩側的傳動軸上產生扭振信號。

進一步，所述前扭轉彈簧和后扭轉彈簧具有不同的剛度。

進一步，所述彈簧連接座由座體、定位螺栓孔、鍵槽、扭轉彈簧力臂槽組成，所述座體通過鍵槽與傳動軸連接，并通過定位螺栓固定，所述扭轉彈簧力臂槽中安裝前、后扭轉彈簧的力臂。

進一步，所述前、后扭轉彈簧共有兩個力臂，兩個力臂的自由角度為0°、90°、180°中的一個。

本發明的有益效果是：

本發明通過采用扭振軸結構和剛度設計的扭轉彈簧可以產生標準的扭振信號，電機采用轉速閉環控制，可以在扭轉彈簧兩側產生高品質的扭振信號，并實現扭振量值的調控。

附圖說明

圖1是本發明的扭振校準裝置的簡化模型圖；

圖2是本發明的扭振校準裝置結構示意圖；