本發(fā)明涉及扭矩測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，尤其涉及一種利用多個(gè)慣量盤進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)軸破壞性試驗(yàn)的方法及裝置。

背景技術(shù)：

轉(zhuǎn)動(dòng)軸是連接產(chǎn)品零部主件必須用到的，用于轉(zhuǎn)動(dòng)工作中既承受彎矩又承受扭矩的軸。轉(zhuǎn)動(dòng)軸能夠承受的最大扭矩直接影響到轉(zhuǎn)動(dòng)軸的性能及使用，因此，在轉(zhuǎn)動(dòng)軸出廠前，必須要經(jīng)過(guò)扭矩測(cè)試，即在轉(zhuǎn)動(dòng)軸給定最大扭矩的破壞性試驗(yàn)，檢驗(yàn)在該最大扭矩值的情況下轉(zhuǎn)動(dòng)軸是否會(huì)被扭斷，檢驗(yàn)合格后才能作為合格品進(jìn)行使用。通常來(lái)說(shuō)，測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)軸扭矩的方法為采用電機(jī)連接轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一端帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸的另一端連接剎車盤，在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上還連接有用于測(cè)量扭矩的扭矩傳感器。對(duì)于部分轉(zhuǎn)矩需求較低的轉(zhuǎn)動(dòng)軸來(lái)說(shuō)，這樣的確可以測(cè)量出轉(zhuǎn)動(dòng)軸的扭矩，但是對(duì)于轉(zhuǎn)矩較大的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，這種方法便無(wú)法直接進(jìn)行，因?yàn)檫_(dá)到最大扭矩時(shí)需要電機(jī)提供的功率非常的大，實(shí)際上無(wú)法買到現(xiàn)成的大功率電機(jī)或者使用大功率電機(jī)的成本太高，不符合實(shí)際生產(chǎn)降低成本的需求。因此，設(shè)計(jì)一種能夠以普通電機(jī)實(shí)現(xiàn)較大扭矩的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的扭矩測(cè)試方法和裝置顯得尤為必要?，F(xiàn)有的通過(guò)一個(gè)慣量盤來(lái)進(jìn)行測(cè)量扭矩的裝置能夠測(cè)量的沖擊扭矩值范圍比較窄，如何擴(kuò)大沖擊扭矩的測(cè)量范圍是本領(lǐng)域的一個(gè)難點(diǎn)，慣量盤又受制于機(jī)械加工的問(wèn)題無(wú)法做的太大，因此本發(fā)明設(shè)計(jì)一種具有多個(gè)可拆卸組合慣量盤的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)慣量盤質(zhì)量的增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有轉(zhuǎn)動(dòng)軸的扭矩測(cè)試方法中因電機(jī)功率限制導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行大扭矩轉(zhuǎn)動(dòng)軸的測(cè)試問(wèn)題，提供了一種使用普通電機(jī)即可實(shí)現(xiàn)的較大扭矩的轉(zhuǎn)動(dòng)軸測(cè)試的利用多個(gè)慣量盤進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)軸破壞性試驗(yàn)的方法及裝置。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的：一種利用多個(gè)慣量盤進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)軸破壞性試驗(yàn)的方法，在與驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)同步帶連接的主動(dòng)軸上安裝一個(gè)慣量盤，并將主動(dòng)軸的一端通過(guò)萬(wàn)向節(jié)連接待測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一端，待測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的另一端依次連接第一聯(lián)軸器、扭矩傳感器、第二聯(lián)軸器和剎車盤，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)同步帶帶動(dòng)主動(dòng)軸的慣量盤轉(zhuǎn)動(dòng)，在達(dá)到指定轉(zhuǎn)速N時(shí)，脫開(kāi)驅(qū)動(dòng)電機(jī)與主動(dòng)軸，并控制剎車盤在指定剎車時(shí)間s內(nèi)進(jìn)行剎車，同時(shí)利用扭矩傳感器檢測(cè)剎車過(guò)程中待測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸受到的扭矩大小；所述慣量盤設(shè)有多個(gè)，多個(gè)慣量盤可拆卸式連接，其中一個(gè)慣量盤作為初始的慣量盤始終固定在主動(dòng)軸上，能夠取任意數(shù)量個(gè)慣量盤同軸心的套裝在初始的慣量盤上并與初始慣量盤固定連接。

進(jìn)一步的，剎車盤的制動(dòng)剎車時(shí)間s、慣量盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J和慣量盤的數(shù)量n直接影響待測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的最大扭矩值M；

當(dāng)僅存在初始的一個(gè)慣量盤時(shí)，僅慣量盤在工作，此時(shí)待測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的最大扭矩值M的計(jì)算公式為：

式中，w₀為慣量盤在制動(dòng)時(shí)間s開(kāi)始瞬間的角速度，w為慣量盤在制動(dòng)時(shí)間s結(jié)束瞬間的角速度，因慣量盤最終狀態(tài)是完全靜止，所以w＝0；

當(dāng)組合n個(gè)慣量盤作為一個(gè)整體使用時(shí)是，多個(gè)慣量盤同時(shí)工作，此時(shí)待測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的最大扭矩值M_多的計(jì)算公式為：

式中，w₀為多個(gè)慣量盤在制動(dòng)時(shí)間s開(kāi)始瞬間的角速度，w為多個(gè)慣量盤在制動(dòng)時(shí)間s結(jié)束瞬間的角速度，因慣量盤最終狀態(tài)是完全靜止，所以w＝0。

進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)離合器連接主動(dòng)軸，離合器在慣量盤達(dá)到指定轉(zhuǎn)速N時(shí)將主動(dòng)軸與驅(qū)動(dòng)電機(jī)脫開(kāi)。

一種利用多個(gè)慣量盤進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)軸破壞性試驗(yàn)的裝置，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、離合器、主動(dòng)軸、主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、同步帶、慣量盤、待測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸、萬(wàn)向節(jié)、第一聯(lián)軸器、扭矩傳感器、第二聯(lián)軸器、剎車盤和工作臺(tái)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)離合器連接主動(dòng)輪，所述主動(dòng)軸上安裝有從動(dòng)輪，所述主動(dòng)輪和從動(dòng)輪通過(guò)同步帶連接，所述主動(dòng)軸通過(guò)設(shè)置在工作臺(tái)上的第三軸承座和第四軸承座進(jìn)行支撐，所述主動(dòng)軸的一端裝有慣量盤，主動(dòng)軸的另一端通過(guò)萬(wàn)向節(jié)連接待測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一端，所述待測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸依次連接第一軸承座、第一聯(lián)軸器、扭矩傳感器、第二聯(lián)軸器、第二軸承座和剎車盤，所述待測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)第一軸承座和第二軸承座進(jìn)行支撐，所述待測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸與主動(dòng)軸均水平設(shè)置；所述剎車盤、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第一軸承座、第二軸承座、第三軸承座和第四軸承座均固定在工作臺(tái)上，所述待測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸、第一軸承座、第一聯(lián)軸器、扭矩傳感器、第二聯(lián)軸器、第二軸承座和剎車盤的軸心位于同一條直線上；所述慣量盤設(shè)有多個(gè)，多個(gè)慣量盤可組合拆卸式連接，能取任意數(shù)量個(gè)慣量盤連接到主動(dòng)軸上。

進(jìn)一步的，所述主動(dòng)軸與待測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸之間成120-180度角。

進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)電機(jī)座固定在工作臺(tái)上。

進(jìn)一步的，每個(gè)慣量盤均為質(zhì)量均勻分布的圓盤狀飛輪，每個(gè)慣量盤的質(zhì)量和半徑均相等。

進(jìn)一步的，每相鄰兩個(gè)慣量盤上設(shè)有有相配合的卡槽，所有慣量盤的軸心線均位于同一條直線上，的軸心線位于同一條直線上，所述任意相鄰兩個(gè)慣量盤組合時(shí)通過(guò)卡槽配合連接并通過(guò)螺栓固定。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明利用質(zhì)量較大的慣量盤提供轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，驅(qū)動(dòng)電機(jī)僅需將慣量盤帶動(dòng)到指定轉(zhuǎn)速即可，無(wú)時(shí)間要求，因此驅(qū)動(dòng)電機(jī)選用普通電機(jī)即可，極大的降低了設(shè)備的成本；采用慣量盤作為沖擊源，實(shí)際所需的扭矩直接由慣量盤提供，控制慣量盤的質(zhì)量和剎車盤的剎車時(shí)間即可控制不同大小的沖擊扭矩力的大小，從而適應(yīng)不同扭矩的測(cè)試；扭矩傳感器用于檢測(cè)破壞性試驗(yàn)中待測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸受到的實(shí)際扭矩值，便于了解試驗(yàn)過(guò)程中扭矩值的大小和變化；本發(fā)明通過(guò)設(shè)置多個(gè)慣量盤極大的增加了扭矩測(cè)試范圍，從而適應(yīng)多種不同轉(zhuǎn)動(dòng)軸的沖擊扭矩測(cè)量，提高了本發(fā)明的適用性；本發(fā)明不僅能測(cè)量待測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的扭矩，也能測(cè)量由轉(zhuǎn)動(dòng)軸、萬(wàn)向節(jié)和主動(dòng)軸構(gòu)成的特定汽車零件等工件上的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的最大扭矩。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種利用多個(gè)慣量盤進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)軸破壞性試驗(yàn)的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-驅(qū)動(dòng)電機(jī)、2-離合器、3-主動(dòng)輪、4-從動(dòng)輪、5-同步帶、6-主動(dòng)軸、7-待測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸、8-慣量盤、9-萬(wàn)向節(jié)、10-第一聯(lián)軸器、11-第二聯(lián)軸器、12-扭矩傳感器、13-剎車盤、14-工作臺(tái)、15-第一軸承座、16-第二軸承座、17-第三軸承座、18-第四軸承座。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

如圖1所示，一種利用多個(gè)慣量盤進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)軸破壞性試驗(yàn)的裝置包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)1、離合器2、主動(dòng)軸6、主動(dòng)輪3、從動(dòng)輪4、同步帶5、慣量盤8、待測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸7、萬(wàn)向節(jié)9、第一聯(lián)軸器10、扭矩傳感器12、第二聯(lián)軸器11、剎車盤13和工作臺(tái)14，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)1通過(guò)離合器2連接主動(dòng)輪3，所述主動(dòng)軸6上安裝有從動(dòng)輪4，所述主動(dòng)輪3和從動(dòng)輪4通過(guò)同步帶5連接，所述主動(dòng)軸6通過(guò)設(shè)置在工作臺(tái)14上的第三軸承座17和第四軸承座18進(jìn)行支撐，所述主動(dòng)軸6的一端裝有慣量盤8，主動(dòng)軸6的另一端通過(guò)萬(wàn)向節(jié)9連接待測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸7的一端，所述待測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸7依次連接第一軸承座15、第一聯(lián)軸器10、扭矩傳感器12、第二聯(lián)軸器11、第二軸承座16和剎車盤13，所述待測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸7通過(guò)第一軸承座15和第二軸承座16進(jìn)行支撐，所述待測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸7與主動(dòng)軸6均水平設(shè)置；所述剎車盤13、驅(qū)動(dòng)電機(jī)1、第一軸承座15、第二軸承座16、第三軸承座17和第四軸承座18均固定在工作臺(tái)14上，所述待測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸7、第一軸承座15、第一聯(lián)軸器10、扭矩傳感器12、第二聯(lián)軸器11、第二軸承座16和剎車盤13的軸心位于同一條直線上；所述慣量盤8設(shè)有多個(gè)，多個(gè)慣量盤8可組合拆卸式連接，能取任意數(shù)量個(gè)慣量盤8連接到主動(dòng)軸6上。

所述主動(dòng)軸6與待測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸7之間成120-180度角。在該范圍內(nèi)的任意角度都能準(zhǔn)確對(duì)待測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸7的最大沖擊扭矩進(jìn)行測(cè)量。主動(dòng)軸6與待測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸7之間的最佳角度為150度。

所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)1通過(guò)電機(jī)座固定在工作臺(tái)14上。驅(qū)動(dòng)電機(jī)1通過(guò)螺栓固定在電機(jī)座上，電機(jī)座通過(guò)螺栓固定在工作臺(tái)14上。

每個(gè)慣量盤8均為質(zhì)量均勻分布的圓盤狀飛輪，每個(gè)慣量盤8的質(zhì)量和半徑均相等。每相鄰兩個(gè)慣量盤8上設(shè)有有相配合的卡槽，所有慣量盤的軸心線均位于同一條直線上，的軸心線位于同一條直線上，所述任意相鄰兩個(gè)慣量盤8組合時(shí)通過(guò)卡槽配合連接并通過(guò)螺栓固定。

本發(fā)明采用的測(cè)試方法如下：

一種利用多個(gè)慣量盤進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)軸破壞性試驗(yàn)的方法，在與驅(qū)動(dòng)電機(jī)1通過(guò)同步帶5連接的主動(dòng)軸6上安裝一個(gè)慣量盤8，并將主動(dòng)軸6的一端通過(guò)萬(wàn)向節(jié)9連接待測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸7的一端，待測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸7的另一端依次連接第一聯(lián)軸器10、扭矩傳感器12、第二聯(lián)軸器11和剎車盤13，驅(qū)動(dòng)電機(jī)1通過(guò)同步帶5帶動(dòng)主動(dòng)軸6的慣量盤8轉(zhuǎn)動(dòng)，在達(dá)到指定轉(zhuǎn)速N時(shí)，脫開(kāi)驅(qū)動(dòng)電機(jī)與主動(dòng)軸，并控制剎車盤13在指定剎車時(shí)間s內(nèi)進(jìn)行剎車，同時(shí)利用扭矩傳感器12檢測(cè)剎車過(guò)程中待測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸7受到的扭矩大小；所述慣量盤8設(shè)有多個(gè)，多個(gè)慣量盤8可拆卸式連接，其中一個(gè)慣量盤8作為初始的慣量盤8始終固定在主動(dòng)軸6上，能夠取任意數(shù)量個(gè)慣量盤8同軸心的套裝在初始的慣量盤8上并與初始慣量盤8固定連接。

剎車盤13的制動(dòng)剎車時(shí)間s、慣量盤8的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J和慣量盤8的數(shù)量n直接影響待測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸7的最大扭矩值M；

當(dāng)僅存在初始的一個(gè)慣量盤8時(shí)，僅慣量盤8在工作，此時(shí)待測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸7的最大扭矩值M的計(jì)算公式為：

式中，w₀為慣量盤8在制動(dòng)時(shí)間s開(kāi)始瞬間的角速度，w為慣量盤8在制動(dòng)時(shí)間s結(jié)束瞬間的角速度，因慣量盤8最終狀態(tài)是完全靜止，所以w＝0；

當(dāng)組合n個(gè)慣量盤8作為一個(gè)整體使用時(shí)是，多個(gè)慣量盤8同時(shí)工作，此時(shí)待測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸7的最大扭矩值M_多的計(jì)算公式為：

式中，w₀為多個(gè)慣量盤8在制動(dòng)時(shí)間s開(kāi)始瞬間的角速度，w為多個(gè)慣量盤8在制動(dòng)時(shí)間s結(jié)束瞬間的角速度，因慣量盤8最終狀態(tài)是完全靜止，所以w＝0。慣量盤的角速度w與由慣量盤的轉(zhuǎn)速N計(jì)算得出。

所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)1通過(guò)離合器2連接主動(dòng)軸6，離合器2在慣量盤8達(dá)到指定轉(zhuǎn)速N時(shí)將主動(dòng)軸6與驅(qū)動(dòng)電機(jī)1脫開(kāi)。

上述實(shí)施例只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制，只要是不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)即可在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案，均應(yīng)視為落入本發(fā)明專利的權(quán)利保護(hù)范圍內(nèi)。