制冷壓縮機往復運動機械機構空載轉(zhuǎn)矩測量裝置及測量方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及制冷壓縮機測試設備技術領域,具體設及制冷壓縮機往復運動機械機 構空載轉(zhuǎn)矩測量裝置。
【背景技術】
[0002] 隨著國民經(jīng)濟的進一步發(fā)展和人民生活水平的逐步提高,越來越多的場合需要冷 凍、冷藏、保鮮、調(diào)溫,運就使制冷設備的應用更加廣泛,其地位也更加重要。家用制冷設備 通常采用活塞式制冷壓縮機,它是家用制冷設備的屯、臟,其性能高低、質(zhì)量優(yōu)劣,對家用制 冷設備運行起著決定性的作用。目前,活塞式制冷壓縮機的往復運動機械機構精度測量W 單個零件的測量為主,缺少對整個往復運動機構裝配件的測量裝置?;钊街评鋲嚎s機生 產(chǎn)過程中,在保證單個零件加工精度的前提下,裝配工藝對整個壓縮機的機械性能影響依 舊較大。因此,如果有專口的設備可W評價活塞式壓縮機整個往復運動機械機構裝配件的 性能,將對活塞式制冷壓縮機設計和生產(chǎn)帶來重大作用。
[0003] 為了改變運種狀況,我們開始研制全自動活塞式制冷壓縮機往復運動機械機構 空載轉(zhuǎn)矩測量裝置。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是:提供一種活塞式制冷壓縮機往復運動機械機構空 載轉(zhuǎn)矩測量的全自動裝置,該裝置可W測量活塞式制冷壓縮機往復運動機械機構在空載條 件下的轉(zhuǎn)矩大小,能精確表示活塞行程每個位置所對應的轉(zhuǎn)矩和曲軸旋轉(zhuǎn)每個角度所對 應的轉(zhuǎn)矩,并且求得一個往復過程中的最大轉(zhuǎn)矩。
[0005] 所述的制冷壓縮機往復運動機械機構空載轉(zhuǎn)矩自動測量裝置,包括機械機構和測 控系統(tǒng)兩部份組成,其特征在于: 所述機械機構包括相連接的機架頂板、機架中板及機架底板,被測件、位移傳感器安裝 在機架頂板上;中屯、轉(zhuǎn)軸固定在機架中板的中屯、,中屯、轉(zhuǎn)軸上端與上聯(lián)軸器一端連接,上聯(lián) 軸器另一端與被測件的曲軸連接,中屯、轉(zhuǎn)軸下端與中聯(lián)軸器一端連接,中聯(lián)軸器另一端與 微扭矩傳感器連接;步進電機安裝在機架底板上,步進電機與下聯(lián)軸器一端連接,下聯(lián)軸器 另一端與微扭矩傳感器連接; 所述測控系統(tǒng)包括工業(yè)控制計算機、PLC、打印機及觸摸屏,工業(yè)控制計算機連接的化C和打印機,所述PLC連接觸摸屏、位移傳感器、微扭矩傳感器及步進電機。
[0006] 所述的制冷壓縮機往復運動機械機構空載轉(zhuǎn)矩測量裝置,其特征在于所述機架頂 板中屯、設置安裝被測件的中屯、安裝孔,中屯、安裝孔外圍設有被測件安裝孔I、被測件定位 銷I、被測件安裝孔II、被測件定位銷II和位移傳感器支架安裝孔,所述被測件安裝孔I、 被測件定位銷I、被測件安裝孔II、被測件定位銷II分別為兩個,對稱設置在中屯、安裝孔兩 偵U,位移傳感器支架安裝孔用于安裝位移傳感器支架,位移傳感器固定在位移傳感器支架 上,并能轉(zhuǎn)動方向。
[0007] 所述的制冷壓縮機往復運動機械機構空載轉(zhuǎn)矩測量裝置,其特征在于所述被測件 包括帶有壓縮室的氣缸、活塞、連桿機構、曲軸及曲軸箱,所述活塞設置在氣缸內(nèi)并能在氣 缸內(nèi)做往復運動,連桿機構安置在活塞與曲軸之間,曲軸箱固定在被測件安裝孔與被測件 定位銷上,曲軸固定在中屯、安裝孔上,并與上聯(lián)軸器連接。
[0008] 所述的制冷壓縮機往復運動機械機構空載轉(zhuǎn)矩測量裝置,其特征在于所述位移傳 感器支架能W位移傳感器支架安裝孔為中屯、轉(zhuǎn)動,直到位移傳感器垂直于被測件的活塞端 面。
[0009] 所述的制冷壓縮機往復運動機械機構空載轉(zhuǎn)矩測量裝置,其特征在于被測件安裝 孔I與被測件定位銷I配合使用,被測件安裝孔II與被測件定位銷II配合使用,根據(jù)被測 件的大小,選擇使用被測件安裝孔I與被測件定位銷I,或選擇使用被測件安裝孔II與被 測件定位銷II。
[0010] 所述的制冷壓縮機往復運動機械機構空載轉(zhuǎn)矩測量裝置,其特征在于所述機架底 板中屯、開孔,步進電機的軸穿過機架底板的中屯、孔與下聯(lián)軸器一端連接。
[0011] 所述的制冷壓縮機往復運動機械機構空載轉(zhuǎn)矩測量裝置,其特征在于機架頂板、 機架中板及機架底板通過連接螺桿固定連接,機架頂板與機架中板之間設置上層支柱,機 架中板與機架底板之間設置下層支柱。
[0012] 所述的制冷壓縮機往復運動機械機構空載轉(zhuǎn)矩自動測量裝置的測量方法,其特征 在于包括如下步驟: 1) 工業(yè)控制計算機是整個測控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理核屯、,將RS485擴展卡插到工業(yè)控制計 算機的PCI總線上,形成RS485現(xiàn)場總線接口,通過RS485現(xiàn)場總線將PLC采集到的微扭矩 傳感器和位移傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送到工業(yè)控制計算機,并且通過RS485現(xiàn)場總線對步進電機進 行控制; 2) 工業(yè)控制計算機對測量的微扭矩傳感器和位移傳感器數(shù)據(jù)進行分析,并將分析后的 結(jié)果自動形成報表,通過打印機打?。凰袑崟r數(shù)據(jù)和報表數(shù)據(jù)都能保存在數(shù)據(jù)庫中;步 進電機在測量過程中接收PLC的指令,WPLC給定的轉(zhuǎn)速驅(qū)動中屯、轉(zhuǎn)軸及各聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動,實 現(xiàn)活塞式壓縮機往復運動機械機構的旋轉(zhuǎn),由微扭矩傳感器測得空載轉(zhuǎn)矩; 3) 位移傳感器測量被測件在往復運動中活塞在氣缸中的行程位置,測得其位移,通過 公式(1)將位移轉(zhuǎn)換為曲軸的旋轉(zhuǎn)角度,活塞位移與曲軸轉(zhuǎn)角的關系如式(1):
計算出曲軸的旋轉(zhuǎn)角度咨'; 4)工業(yè)控制計算機根據(jù)得到的微扭矩傳感器測得的空載轉(zhuǎn)矩與步驟3)計算得到的曲 軸的旋轉(zhuǎn)角度繪制出往復過程中活塞行程對應的空載轉(zhuǎn)矩和曲軸角度對應關系曲線,從關 系曲線上得到最大空載轉(zhuǎn)矩及最大空載轉(zhuǎn)矩所對應的旋轉(zhuǎn)角度及位移。
[0013]所述的制冷壓縮機往復運動機械機構空載轉(zhuǎn)矩自動測量裝置的測量方法,其特征 在于PLC為整個測控系統(tǒng)的控制中屯、,采集微扭矩傳感器和位移傳感器的數(shù)據(jù),控制步進 電機的轉(zhuǎn)速與啟停,同時控制相關電氣開關和設備指示燈。
[0014]所述的制冷壓縮機往復運動機械機構空載轉(zhuǎn)矩自動測量裝置的測量方法,其特征 在于工業(yè)控制計算機和觸摸屏均能用于對整個測試設備進行操作與控制,當工業(yè)控制計算 機關閉時,通過觸摸屏對整個設備進行操作與控制。
[0015]通過采用上述技術,與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明的有益效果如下: 本發(fā)明通過采用該測量裝置,用于測量活塞式制冷壓縮機往復運動機械機構在空載 條件下的轉(zhuǎn)矩大小,能精確表示活塞行程每個位置所對應的轉(zhuǎn)矩和曲軸旋轉(zhuǎn)每個角度所 對應的轉(zhuǎn)矩,得出壓縮機往復運動機械機構的轉(zhuǎn)矩值及轉(zhuǎn)矩值與活塞位移和曲軸轉(zhuǎn)角的關 系,并且求得一個往復過程中的最大轉(zhuǎn)矩,其結(jié)構簡單,測量方法簡便,且測量結(jié)果直觀性 強,精確性高,通過該測量裝置對整個往復運動機構裝配件的機械性能進行評價,對活塞式 制冷壓縮機設計和生產(chǎn)帶來重大作用。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構示意圖; 圖2是本發(fā)明測量裝置的機架頂板結(jié)構示意圖; 圖3是本發(fā)明裝置的測控系統(tǒng)硬件框架圖; 圖4是本發(fā)明裝置的測控應用軟件功能框圖; 圖5是本發(fā)明的被測件結(jié)構示意圖。
[0017] 圖中:1-被測件,101-氣缸,102-活塞,103-連桿機構,104-曲軸,105-曲軸箱, 2-機架頂板,3-上層支柱,4-機架中板,5-中聯(lián)軸器,6-下層支柱,7-機架底板,8-步進電 機,9-位移傳感器,10-位移傳感器支架,11-上聯(lián)軸器,12-連接螺桿,13-微扭矩