联轴器三向加载试验装置和联轴器扭转角度测量方法制造方法及图纸

联轴器三向加载试验装置，包括试验平台，其特征在于：试验平台上装有对联轴器进行扭转加载的扭转加载组件、对联轴器进行轴向加载的轴向加载组件和对联轴器进行径向加载的径向加载组件，联轴器水平安装在试验平台上，前端与扭转加载组件同轴连接，后端与轴向加载组件和径向加载组件分别连接，联轴器随扭转加载组件的转动而扭转，联轴器前端装有测量联轴器前端扭转角度的前测量摆臂、后端装有测量联轴器后端摆动角度的后测量摆臂，前测量摆臂和后测量摆臂均沿径向伸出，随联轴器的扭转而同步摆动。本发明专利技术使联轴器的试验承载工况更接近实际承载工况，提高联轴器扭转刚度计算的精准性，提高试验的可靠性。本发明专利技术还提供一种联轴器扭转角度测量方法。转角度测量方法。转角度测量方法。

【技术实现步骤摘要】
联轴器三向加载试验装置和联轴器扭转角度测量方法


[0001]本专利技术涉及一种联轴器三向加载试验装置和联轴器扭转角度测量方法，属于联轴器加载试验


技术介绍

[0002]六连杆联轴器（简称联轴器）是动车组驱动装置中最关键的传动部件，联轴器采用空心轴装置实现与牵引电机架承，有效地降低一系簧下质量，减轻高速运行情况下的轮轨动作用力，改善运行平稳性，因而广泛应用于速度较高的动车组和动力车转向架中。驱动装置的大部分质量通过转向架的一系弹簧施加到轨道上，而非直接施加到轮对上，因此空心轴传动装置承担了轮对和驱动装置之间的所有运动，确保了动车组在轨道上尽可能地平稳运行。相比现有的低地板车和标准地铁联轴器，动车组用六连杆联轴器轴长1.5m、最大直径φ700mm，质量0.6t，体积和质量均是现有联轴器产品的2～3倍，且扭转刚度大、扭角又小，试验室现有试验设备不仅无法满足安装空间的要求，而且也无法满足大扭矩、小扭角高精度测试和三向加载试验要求。
[0003]联轴器力学性能分静态性能和疲劳性能两部分，静态性能包括径向刚度、轴向刚度和扭转刚度，疲劳试验主要分为单向加载疲劳和三向加载疲劳2种，其中径向刚度试验是指固定联轴器一端，在另一端施加水平载荷，测试联轴器的径向载荷与变形特性。轴向刚度是指沿联轴器轴向施加压缩载荷，测试联轴器的轴向载荷与变形特性。扭转刚度是指采用压扭方式施加扭矩，测试联轴器扭转力矩与扭角特性。
[0004]长期以来都采用扭转、径向、轴向单向加载或通过安装不同厚度垫块的方式来叠加拟合联轴器三向加载试验，由于联轴器在传递扭矩过程中不是始终处于一种同轴状态，受外部条件环境的影响，联轴在扭转工况时会承受径向和轴向变形，因此现有的纯扭试验方案是不能完全表征联轴器的力学性；一些应用于轨道车辆的联轴器存在大扭矩、大刚度度、小扭角的承载特点，最大扭矩达44kN.m，而扭角只有0.9
°
,对于这种结构的联轴器如果采用传统的直接压扭测试方式，由于试验机采集的位移包括了工装的弹性变形，导致原来很小的扭角测试成很大的扭角，进而影响扭转刚度的测试准确性。传统的压扭试验大都是采用单压扭方式，为了提高扭矩主要是通过增加压缩载荷和延长力臂2种方式来实现，由于试验载荷始终是有限的，不可能无限制的增加，延长力臂虽然可以增加扭矩，但延长力臂会导致弹性变形增加进而影响扭角度测试。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供的联轴器三向加载试验装置和联轴器扭转角度测量方法，使联轴器在扭转工况时具有径向和轴向位移，联轴器的试验承载工况更接近实际承载工况，试验时的联轴器扭转工况可有效表征联轴器的力学性能，对联轴器进行有效而可靠的疲劳测试，提高联轴器扭转刚度计算的精准性，减小联轴器扭转刚度的计算误差，提高试验的可靠性。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
联轴器三向加载试验装置，包括试验平台，其特征在于：所述的试验平台上装有对联轴器进行扭转加载的扭转加载组件、对联轴器进行轴向加载的轴向加载组件和对联轴器进行径向加载的径向加载组件，联轴器水平安装在试验平台上，前端与扭转加载组件同轴连接，后端与轴向加载组件和径向加载组件分别连接，联轴器随扭转加载组件的转动而扭转，联轴器前端装有测量联轴器前端扭转角度的前测量摆臂、后端装有测量联轴器后端摆动角度的后测量摆臂，前测量摆臂和后测量摆臂均沿径向伸出，随联轴器的扭转而同步摆动。
[0007]优选的，所述的试验台上装有对联轴器前端进行支撑的前端轴承支座和对联轴器后端进行支撑的后端支撑座，联轴器前端可转动的装在前端轴承支座上，后端与后端支撑座固定，轴向加载组件沿轴向与后端支撑座固接，径向加载组件沿径向与后端固定座固接，后端支撑座随轴向加载组件的加载而带动联轴器后端轴向运动，随径向加载组件的加载而带动联轴器后端径向运动。
[0008]优选的，所述的后端支撑座包括与联轴器后端固定的固定架和具有双层结构且双层分别具有滑动自由度的双层滑台，双层滑台的下层与试验平台轴向滑移配合，双层滑台的上层与双层滑台的下层径向滑移配合，固定架固定在双层滑台的上层上，轴向加载组件推动固定架在双层滑台上沿轴向运动，径向加载组件推动固定架在双层滑台上沿径向运动。
[0009]优选的，所述的轴向加载组件包括轴向反力支座、装在轴向反力支座上且沿联轴器轴线设置的轴向加载油缸和与轴向加载油缸前端铰接的轴向连接件，轴向连接件与固定架连接，径向加载组件包括径向反力支座、装在径向反力支座上且沿联轴器径向设置的径向加载油缸和与径向加载油缸前端铰接的径向连接件，径向连接件与固定架连接。
[0010]优选的，所述的扭转加载组件包括与联轴器前端同轴连接的扭转轴、带动扭转轴转动的施力组件，施力组件与扭转轴的前端连接，且沿垂向施力带动扭转轴绕轴线转动。
[0011]优选的，所述的施力组件包括支撑扭转轴前端的双轴承支座、套装在扭转轴前端的受力臂和带动受力臂摆动的垂向加载件，双轴承座由两个轴承座沿轴向隔开组成，扭转轴的前端可转动的装在双轴承支座中，受力臂设置在双轴承座的两个轴承座之间且与扭转轴前端同轴固定，受力臂沿径向设置，垂向加载件对称设置在扭转轴的左右两侧且分别与受力臂端部连接，两个垂向加载件的加载方向相反。
[0012]优选的，所述的试验平台上装有横跨受力臂的龙门架，龙门架上装对垂向加载件进行导向的导向横梁，垂向加载件包括装在龙门架上的垂向油缸和与垂向油缸连接且与导向横梁导向配合的加载力臂，加载力臂与受力臂的端部连接，一个垂向加载件中的垂向油缸与另一个垂向加载件中的垂向油缸的加载方向相反。
[0013]优选的，所述的试验平台上装有与前测量摆臂和后测量摆臂分别对应的百分表测量件，百分表测量件包括沿垂向固定在试验平台上的支杆和装在支杆上的百分表，百分表的表针尖端向上伸出与前测量摆臂的自由端或后测量摆臂的自由端接触，前测量摆臂的长度至少为联轴器直径的五倍，后测量摆臂的长度至少为联轴器直径的三倍。
[0014]联轴器扭转角度测量方法，采用以上所述的联轴器三向加载试验装置进行测量，其特征在于：用扭转加载组件、轴向加载组件和径向加载组件对联轴器进行三向加载，联轴器扭转带动前测量摆臂和后测量摆臂同步摆动，测量前测量摆臂自由端的摆动位移S1，后
测量摆臂自由端的摆动位移S2，前测量摆臂的长度L1，后测量摆臂的长度L2，根据联轴器前端扭转角度θ1=ATAN(S1/L1) ，计算出联轴器前端扭转角度θ1，根据联轴器后端摆动角度θ2=ATAN(S2/L2)，计算出联轴器后端摆动角度θ2，根据联轴器扭转角度θ=θ1
‑
θ2，计算出联轴器扭转角度θ。
[0015]优选的，“测量前测量摆臂自由端的摆动位移S1，后测量摆臂自由端的摆动位移S2”具体是指：用前测量摆臂自由端的百分表测量前测量摆臂自由端的摆动位移S1，用后测量摆臂自由端的百分表测量后测量摆臂自由端的摆动位移S2；加载过程中受力臂一端的加载力臂随垂向油缸的带动而向上运动，受力臂另一端的加载力臂随垂向油缸的带动而向下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.联轴器三向加载试验装置，包括试验平台，其特征在于：所述的试验平台上装有对联轴器进行扭转加载的扭转加载组件、对联轴器进行轴向加载的轴向加载组件和对联轴器进行径向加载的径向加载组件，联轴器水平安装在试验平台上，前端与扭转加载组件同轴连接，后端与轴向加载组件和径向加载组件分别连接，联轴器随扭转加载组件的转动而扭转，联轴器前端装有测量联轴器前端扭转角度的前测量摆臂、后端装有测量联轴器后端摆动角度的后测量摆臂，前测量摆臂和后测量摆臂均沿径向伸出，随联轴器的扭转而同步摆动。2.根据权利要求1所述的联轴器三向加载试验装置，其特征在于：所述的试验台上装有对联轴器前端进行支撑的前端轴承支座和对联轴器后端进行支撑的后端支撑座，联轴器前端可转动的装在前端轴承支座上，后端与后端支撑座固定，轴向加载组件沿轴向与后端支撑座固接，径向加载组件沿径向与后端固定座固接，后端支撑座随轴向加载组件的加载而带动联轴器后端轴向运动，随径向加载组件的加载而带动联轴器后端径向运动。3.根据权利要求2所述的联轴器三向加载试验装置，其特征在于：所述的后端支撑座包括与联轴器后端固定的固定架和具有双层结构且双层分别具有滑动自由度的双层滑台，双层滑台的下层与试验平台轴向滑移配合，双层滑台的上层与双层滑台的下层径向滑移配合，固定架固定在双层滑台的上层上，轴向加载组件推动固定架在双层滑台上沿轴向运动，径向加载组件推动固定架在双层滑台上沿径向运动。4.根据权利要求3所述的联轴器三向加载试验装置，其特征在于：所述的轴向加载组件包括轴向反力支座、装在轴向反力支座上且沿联轴器轴线设置的轴向加载油缸和与轴向加载油缸前端铰接的轴向连接件，轴向连接件与固定架连接，径向加载组件包括径向反力支座、装在径向反力支座上且沿联轴器径向设置的径向加载油缸和与径向加载油缸前端铰接的径向连接件，径向连接件与固定架连接。5.根据权利要求2所述的联轴器三向加载试验装置，其特征在于：所述的扭转加载组件包括与联轴器前端同轴连接的扭转轴、带动扭转轴转动的施力组件，施力组件与扭转轴的前端连接，且沿垂向施力带动扭转轴绕轴线转动。6.根据权利要求5所述的联轴器三向加载试验装置，其特征在于：所述的施力组件包括支撑扭转轴前端的双轴承支座、套装在扭转轴前端的受力臂和带动受力臂摆动的垂向加载件，双轴承座...

【专利技术属性】
技术研发人员：王进，彭立群，杨军，林达文，
申请(专利权)人：株洲时代新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：