一种在线测量回转体转动惯量的方法及装置制造方法及图纸
【技术实现步骤摘要】
一种在线测量回转体转动惯量的方法及装置
本专利技术涉及力学特性领域，具体涉及一种在线测试回转体转动惯量的方法及装置，适用于测量不便从工作环境中拆卸或者已完成装配的回转体的转动惯量。
技术介绍
在精密仪器、工程机械、武器系统、航空航天等领域，转动惯量是影响零部件和系统工作特性的重要参数。转动惯量是刚体在转动中惯性大小的量度，它与刚体的总质量、形状和转轴的位置有关。对于形状较复杂的刚体或者回转系统比如发动机曲轴、汽车离合器，用数学方法计算它的转动惯量非常困难，因而多用实验方法测定。现有的转动惯量测试方法有：复摆法、三线扭摆法、单摆法、扭振法，上述方法属于转动惯量离线测试方法，即测量时需将被测物从所在工作系统中拆卸并安装在相关实验装置上进行测试。但在实际应用当中，很多回转体不便从所处系统中拆卸，离线测试方法因而受到限制。落体法测量转动惯量时由重物直接或间接拖动被测回转体旋转，根据重物的下落过程中的加速度值计算待测物的转动惯量，此方法适合在线测量已装配完成的回转体的转动惯量值。为消除下落过程中阻力矩的影响，传统落体法采用两次不同加速度的落体方程做差进行消元，从而得到较为精...
【技术保护点】
一种在线测量回转体转动惯量的装置，其特征在于包括：通用卡盘装置，为一条带有轴承的旋转主轴，主轴上设置一绕线盘，与主轴同步旋转，绕线盘一侧安装惯量盘，另一侧同轴连接被测回转体；固定于一定高度的导轮，光电编码器与该导轮同轴安装；一条柔性绳索，一端连接重物，另一端缠绕于该绕线盘上；由气缸和电磁阀组成的抱闸装置将绕线盘所在主轴锁定；计算机通过采集卡与电磁阀电连接，光电编码器与数据采集卡、计算机顺序电连接组成信号采集系统。
【技术特征摘要】
1.一种在线测量回转体转动惯量的装置，其特征在于包括：通用卡盘装置，为一条带有轴承的旋转主轴，主轴上设置一绕线盘，与主轴同步旋转，绕线盘一侧安装惯量盘，另一侧同轴连接被测回转体；固定于一定高度的导轮，光电编码器与该导轮同轴安装；一条柔性绳索，一端连接重物，另一端缠绕于该绕线盘上，中部与导轮挂接；由气缸和电磁阀组成的抱闸装置将绕线盘所在主轴锁定；计算机通过数据采集卡与电磁阀电连接，光电编码器与数据采集卡、计算机顺序电连接组成信号采集系统。2.一种在线测量回转体转动惯量的方法，其特征在于包括下列步骤：一、系统惯量标定；二、惯量测量1)选取一条柔性绳索，将其一端与重物相连，另一端缠绕在绕线盘上，重物和绕线盘置于导轮两侧；2)在绕线盘的一侧安装1号惯量盘，另一侧同轴安装被测物；3)通过绕线盘缠绕柔性绳索，使重物升高至预定高度；4)按下启动按钮，开始实验，抱闸装置将绕线盘所在主轴锁定，使其不能转动；5)延时一段时间，待重物稳定后松开抱闸装置，由重物拖动被测物加速旋转；6)松开抱闸装置指令发出的同时，计算机再次进行短暂延时补偿抱闸装置动作时间，然后开始记录位移数据；7)下落位移达到设定值时停止实验，并将之前记录的数据保存至计算机；8)利用位移数据计算下落过程中的速度数据和加速度数据；9)第一次落体过程中，系统安装被测物和1号惯量盘，由质量为m的标准砝码拖动系统旋转，落体方程为：其中I1为1号惯量盘的转动惯量值，I0为被测物与测量系统转动惯量的和，ω1为第一次落体过程中的角速度，R为绕线轮的半径，g为当地的重力加速度值，L1安装1号惯量盘时的轴承载荷，f(ω,L)为测量系统自身的阻力矩函数，其主要影响因素为速度和载荷；10)将1号惯量盘更换为与之具有相同质量但不同惯量的2号惯量盘，重复上述步骤(2)到(8)，可以得到第二次落体方程：其中I2为2号惯量盘的转动惯量值，ω2为第二次落体过程中的角速度，L2安装2号惯量盘时的轴承载荷；11)为消除阻力矩f(ω,L)，取两次落体过程中的相同速度点ω0进行计算，即ω1＝ω2＝ω0；由于1号惯量盘和2号惯量盘质量相同，所以两次轴承载荷相同，即L1＝L2＝L0，于是，根据公式(6)可计算出系统惯量与被测物转动惯量之和I0；于是，两次落体过程中所取计算点的阻力矩同为f(ω0,L0)，公式(4)与公式(5)做差可以得出如下惯量公式：
【专利技术属性】
技术研发人员：程光明，陆品，马继杰，王京鸿，陈胜辉，王学武，曾平，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。