一种联轴器扭转刚度及扭转阻尼动态测量方法技术

本发明专利技术公开了一种联轴器扭转刚度及扭转阻尼动态测量方法，包括工控机、PID控制器、液压站和测量装置；其测量方法和步骤如下：1)根据联轴器的额定转矩为Me(N.m)，额定转速为ne(rpm)，计算额定转速对应的频率为ne/60(Hz)，并将0～ne/60频率范围分成m等份；2)工控机经PID控制器和液压站后依次控制液压伺服旋转缸扭转角；3)建立扭转刚度TKi(t)测量模型，并测量各个频率下的扭转刚度；4)建立扭转刚度TCi(t)测量模型，并测量各个频率下的扭转阻尼TCi(t)。本发明专利技术通过在动态情况下测量转矩和扭转角，并建立测量模型，从而对联轴器的动态扭转刚度及扭转阻尼进行准确测量。

【技术实现步骤摘要】
一种联轴器扭转刚度及扭转阻尼动态测量方法
本专利技术涉及一种联轴器测量装置，尤其涉及一种联轴器扭转刚度及扭转阻尼动态测量方法。
技术介绍
目前传动系统几乎都会使用到联轴器，联轴器主要用于传递扭矩、驱动负载，同时要求具有很高的动态响应特性。联轴器的扭转刚度及扭转阻尼对传动效果影响非常大，这就需要联轴器的扭转刚度及扭转阻尼进行测量。目前的测量主要采用静态的测量方式进行测量，即通过静扭方式进行固定角度加载，在该角度下测试联轴器的扭转角度及转矩，从而判断联轴器的扭转刚度和扭转阻尼。但是，静态扭转刚度及扭转阻尼与动态扭转刚度及扭转阻尼往往具有很大的差异，目前对动态扭转刚度及扭转阻尼的测量装置和方法都还很欠缺。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的在于解决如何准确地测量出联轴器在工作状态下的动态扭转刚度和扭转阻尼的问题，提供一种联轴器扭转刚度及扭转阻尼动态测量方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是这样的：一种联轴器扭转刚度及扭转阻尼动态测量方法，其特征在于：包括工控机、PID控制器、液压站和测量装置；所述测量装置包括安装基座、角度编码器、液压伺服旋转缸、待测联轴器、扭矩传感器以及固定支座；所述液压伺服旋转缸通过支架安装在安装基座上，该液压伺服旋转缸的一端与角度编码器相连，另一端通过过渡接盘连接待测联轴器的输入端，待测联轴器的输出端通过过渡接盘与扭矩传感器相连，所述扭矩传感器与固定支座相连；所述液压站与液压伺服旋转缸相连，所述工控机通过PID控制器向液压站提供控制信号，控制液压站的流量及压力，从而控制液压伺服旋转缸的输出扭转角和扭矩；该工控机还具有数据采集装置，通过该数据采集装置将角度编码器和扭矩传感器采集的数据采集进工控机；其测量方法和步骤如下：1)根据联轴器的额定转矩为Me(N.m)，额定转速为ne(rpm)，计算额定转速对应的频率为ne/60(Hz)，并将0～ne/60频率范围分成m等份；2)工控机经PID控制器和液压站后控制液压伺服旋转缸扭转角：式中：i＝1、2、……、m-1、m；θT(t)——旋转缸扭转角；t——时间；同时采用数据采集器同步采集扭转角θi(t)和扭矩Mi(t)，信号长度为5-10个周期；3)建立扭转刚度TKi(t)测量模型，并测量各个频率下的扭转刚度：4)建立扭转刚度TCi(t)测量模型，并测量各个频率下的扭转阻尼TCi(t)：式中：θ'i(t)——为θi(t)求导数，即扭转角速度。进一步地，所述扭矩传感器通过过渡接盘与L形固定支座相连。进一步地，5)建立等效扭转刚度DKi输出模型，并输出各个频率下的等效扭转刚度DKi：式中：Ti——各频率下采集的信号长度；6)工控机绘制并输出联轴器的动态扭转刚度曲线：以为横坐标，DKi为纵坐标描点绘制DK—ne曲线。进一步地，7)建立等效扭转阻尼DCi(t)输出模型，并输出各个频率下的等效扭转阻尼DCi(t)：8)工控机绘制并输出联轴器的动态扭转阻尼曲线：以为横坐标，DCi为纵坐标描点绘制DC—ne曲线。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：通过对液压伺服旋转缸施加不同频率的扭转角和扭矩，在动态情况下测量转矩和扭转角，并建立测量模型，从而对联轴器的动态扭转刚度及扭转阻尼进行准确测量，并能够通过曲线直观地反映出扭转刚度和扭转阻尼与转速之间的关系。附图说明图1为本专利技术测试时的示意图。图中：1—安装基座，2—角度编码器，3—液压伺服旋转缸，4—待测联轴器，5—扭矩传感器，6—固定支座。具体实施方式下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明。实施例：参见图1，一种联轴器扭转刚度及扭转阻尼动态测量方法，包括工控机、PID控制器、液压站和测量装置。所述测量装置包括安装基座1、角度编码器2、液压伺服旋转缸3、待测联轴器4、扭矩传感器5以及固定支座6。所述安装基座1为一安装平台，所述液压伺服旋转缸3通过支架安装在安装基座1上，该液压伺服旋转缸3的一端与角度编码器2相连，另一端通过过渡接盘连接待测联轴器4的输入端，待测联轴器4的输出端通过过渡接盘与扭矩传感器5相连，所述扭矩传感器5与固定支座6相连；具体实施是，所述扭矩传感器5通过过渡接盘与L形固定支座6相连。所述液压站与液压伺服旋转缸3相连，所述工控机通过PID控制器向液压站提供控制信号，控制液压站的流量及压力，从而控制液压伺服旋转缸3的输出扭转角和扭矩；该工控机还具有数据采集装置，通过该数据采集装置将角度编码器2和扭矩传感器5采集的数据采集进工控机。其测量方法和步骤如下：1)根据联轴器的额定转矩为Me(N.m)，额定转速为ne(rpm)，计算额定转速对应的频率为ne/60(Hz)，并将0～ne/60频率范围分成m等份(通常m为5-10之间的整数)。2)工控机经PID控制器和液压站后控制液压伺服旋转缸扭转角：式中：i＝1、2、……、m-1、m；θT(t)——旋转缸扭转角；t——时间；同时采用数据采集器同步采集扭转角θi(t)和扭矩Mi(t)，信号长度为5-10个周期。3)建立扭转刚度TKi(t)测量模型，并测量各个频率下的扭转刚度：5)建立等效扭转刚度DKi输出模型，并输出各个频率下的等效扭转刚度DKi：式中：Ti——各频率下采集的信号长度。6)工控机绘制并输出联轴器的动态扭转刚度曲线：以为横坐标，DKi为纵坐标描点绘制DK—ne曲线(即扭转刚度与转速之间的关系曲线)。4)建立扭转阻尼TCi(t)测量模型，并测量各个频率下的扭转阻尼TCi(t)：式中：θ'i(t)——为θi(t)求导数，即扭转角速度；7)建立等效扭转阻尼DCi(t)输出模型，并输出各个频率下的等效扭转阻尼DCi(t)：8)工控机绘制并输出联轴器的动态扭转阻尼曲线：以为横坐标，DCi为纵坐标描点绘制DC—ne曲线(即扭转阻尼与转速之间的关系曲线)。最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本专利技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本专利技术的权利要求范围当中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种联轴器扭转刚度及扭转阻尼动态测量方法，其特征在于：包括工控机、PID控制器、液压站和测量装置；所述测量装置包括安装基座、角度编码器、液压伺服旋转缸、待测联轴器、扭矩传感器以及固定支座；所述液压伺服旋转缸通过支架安装在安装基座上，该液压伺服旋转缸的一端与角度编码器相连，另一端通过过渡接盘连接待测联轴器的输入端，待测联轴器的输出端通过过渡接盘与扭矩传感器相连，所述扭矩传感器与固定支座相连；所述液压站与液压伺服旋转缸相连，所述工控机通过PID控制器向液压站提供控制信号，控制液压站的流量及压力，从而控制液压伺服旋转缸的输出扭转角和扭矩；该工控机还具有数据采集装置，通过该数据采集装置将角度编码器和扭矩传感器采集进工控机；其测量方法和步骤如下：1)根据联轴器的额定转矩为Me(N.m)，额定转速为ne(rpm)，计算额定转速对应的频率为ne/60(Hz)，并将0～ne/60频率范围分成m等份；2)工控机经PID控制器和液压站后依次控制液压伺服旋转缸扭转角：θT(t)=Mesin(2πine60mt)---(1);]]>式中：i＝1、2、……、m‑1、m；θT(t)——旋转缸扭转角；t——时间；同时采用数据采集器同步采集扭转角θi(t)和扭矩Mi(t)，信号长度为5‑10个周期；3)建立扭转刚度TKi(t)测量模型，并测量各个频率下的扭转刚度：TKi(t)=Mi(t)θi(t)---(2);]]>4)建立扭转刚度TCi(t)测量模型，并测量各个频率下的扭转阻尼TCi(t)：TCi(t)=Mi(t)θi,(t)---(3);]]>式中：θ'i(t)——为θi(t)求导数，即扭转角速度。...

【技术特征摘要】
1.一种联轴器扭转刚度及扭转阻尼动态测量方法，其特征在于：包括工控机、PID控制器、液压站和测量装置；所述测量装置包括安装基座、角度编码器、液压伺服旋转缸、待测联轴器、扭矩传感器以及固定支座；所述液压伺服旋转缸通过支架安装在安装基座上，该液压伺服旋转缸的一端与角度编码器相连，另一端通过过渡接盘连接待测联轴器的输入端，待测联轴器的输出端通过过渡接盘与扭矩传感器相连，所述扭矩传感器与固定支座相连；所述液压站与液压伺服旋转缸相连，所述工控机通过PID控制器向液压站提供控制信号，控制液压站的流量及压力，从而控制液压伺服旋转缸的输出扭转角和扭矩；该工控机还具有数据采集装置，通过该数据采集装置将角度编码器和扭矩传感器采集的数据采集进工控机；其测量方法和步骤如下：1)根据联轴器的额定转矩为Me(N.m)，额定转速为ne(rpm)，计算额定转速对应的频率为ne/60(Hz)，并将0～ne/60频率范围分成m等份；2)工控机经PID控制器和液压站后控制液压伺服旋转缸扭转角：式中：i＝1、2、……、m-1、m；θT(t)——旋转缸扭转角；t——时间；同时采用数据采集器同步采集扭转角θi(t)和扭矩Mi(t)，信号长度为5-10个周期；3)建立扭转刚度TKi(t)测量模型，并测量各个...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹喜红，石晓辉，彭吉刚，王耀伟，
申请(专利权)人：重庆理工大学，重庆市科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：重庆;85