靜不平衡力矩的測量裝置及檢測方法與流程

本發(fā)明屬于工件檢測領(lǐng)域，特別涉及一種靜不平衡力矩的測量裝置及檢測方法。

背景技術(shù)：

傳動軸是傳動系統(tǒng)中的重要部件之一。大多數(shù)的傳動軸在工作時需要長時間的高速轉(zhuǎn)動，如此一來就需要盡量避免傳動軸在轉(zhuǎn)動的過程中，因不平衡力矩而引起的振動。

對于傳動軸的不平衡力矩測量，現(xiàn)在通常是由專業(yè)的動平衡檢測儀進(jìn)行的，由于動平衡檢測儀售價較高，無法大量采購，且檢測工序復(fù)雜，所以檢測效率較低，無法快速的檢測大批量的傳動軸。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決通過動平衡檢測儀測量不平衡力矩效率較低的問題，本發(fā)明實施例提供了一種靜不平衡力矩的測量裝置及檢測方法。所述技術(shù)方案如下：

一方面，本發(fā)明實施例提供了一種靜不平衡力矩的測量裝置，所述測量裝置包括：測力計、配重塊、兩個半圓夾和用于放置待檢測軸的軌道部件，兩個所述半圓夾的兩端可拆卸地安裝在一起，且安裝在一起的兩個所述半圓夾構(gòu)成用于固定套裝所述待檢測軸的安裝通孔，所述配重塊可拆卸地安裝在一個所述半圓夾的中部，所述測力計的測量端可拆卸地安裝在另一個所述半圓夾的中部，所述測力計的固定端可拆卸地安裝在所述軌道部件上，所述配重塊與一個所述半圓夾之間的連接點到所述安裝通孔的中軸線的最短距離，等于所述測力計的測量端與另一個所述半圓夾之間的連接點到所述安裝通孔的中軸線的最短距離。

在本發(fā)明的一種實現(xiàn)方式中，兩個所述半圓夾的外壁中部均設(shè)有掛桿，所述配重塊安裝在一個所述掛桿的遠(yuǎn)離所述半圓夾的一端，所述測力計的測量端安裝在另一個所述掛桿的遠(yuǎn)離所述半圓夾的一端。

在本發(fā)明的另一種實現(xiàn)方式中，兩個所述掛桿的遠(yuǎn)離所述半圓夾的一端均設(shè)有掛繩，所述配重塊通過所述掛繩安裝在一個所述掛桿上，所述測力計的測量端通過所述掛繩安裝在另一個所述掛桿上。

在本發(fā)明的又一種實現(xiàn)方式中，兩個所述掛桿的遠(yuǎn)離所述半圓夾的一端外壁上均周向設(shè)有凹槽，兩個所述掛繩的一端分別纏繞在各自對應(yīng)的所述凹槽內(nèi)。

在本發(fā)明的又一種實現(xiàn)方式中，每個所述半圓夾上均設(shè)有兩個螺紋通孔，每個所述螺紋通孔內(nèi)均插裝有調(diào)節(jié)絲桿，同一個所述半圓夾上的兩個所述調(diào)節(jié)絲桿相互垂直布置。

在本發(fā)明的又一種實現(xiàn)方式中，每個所述半圓夾的兩端均設(shè)有安裝凸臺，同一個所述半圓夾上的兩個所述安裝凸臺位于同一平面上，兩個所述半圓夾上的安裝凸臺相互平行布置。

在本發(fā)明的又一種實現(xiàn)方式中，一個所述半圓夾上的所述安裝凸臺與另一個所述半圓夾上的所述安裝凸臺之間通過螺栓安裝在一起。

在本發(fā)明的又一種實現(xiàn)方式中，所述軌道部件包括滑軌和底板，所述滑軌固定在所述底板上，所述測力計的固定端可拆卸的安裝在所述底板上。

另一方面，本發(fā)明實施例提供了一種靜不平衡力矩的測量方法，所述測量方法適用于上述的測量裝置，所述測量方法包括：

將待檢測軸放置在所述軌道部件上，使所述待檢測軸自然靜止在所述軌道部件上；

將兩個所述半圓夾安裝在一起，使得所述待檢測軸同軸固定插裝在所述安裝通孔內(nèi)，此時兩個所述半圓夾的中部的連線垂直于水平面；

將所述待檢測軸以自身的中軸線為軸順時針轉(zhuǎn)動90°；

在一個所述半圓夾的中部固定配重塊，在另一個所述半圓夾的中部固定所述測力計的測量端，在軌道部件上固定所述測力計的固定端；

讀取所述測力計的讀數(shù)，并將此時所述測力計的讀數(shù)設(shè)為第一讀數(shù)；

分別將所述配重塊和所述測力計從兩個所述半圓夾上拆卸下來，并使所述待檢測軸再次自然靜止在所述軌道部件上；

將所述待檢測軸以自身的中軸線為軸逆時針轉(zhuǎn)動90°；

在另一個所述半圓夾的中部固定配重塊，在一個所述半圓夾的中部固定所述測力計的測量端，在軌道部件上固定所述測力計的固定端；

讀取所述測力計的讀數(shù)，并將此時所述測力計的讀數(shù)設(shè)為第二讀數(shù)；

根據(jù)所述第一讀數(shù)、所述第二讀數(shù)、所述配重塊與所述半圓夾之間的連接點到所述安裝通孔的中軸線的最短距離，計算得到所述待檢測軸的靜不平衡力矩。

進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述第一讀數(shù)、所述第二讀數(shù)和所述半圓夾的中部到所述安裝通孔的中軸線的距離，計算得到所述待檢測軸的靜不平衡力矩，包括：

根據(jù)力矩平衡原理得到：

q×l-g×z-f1×l＝0；(1)

q×l-g×z-f2×l＝0；(2)

將公式(1)和公式(2)聯(lián)立得到：

通過公式(3)計算得到：

其中，q為所述配重塊的質(zhì)量，l為所述配重塊與所述半圓夾之間的連接點到所述安裝通孔的中軸線的最短距離，g為所述待檢測傳動軸的質(zhì)量，z為所述待檢測軸的偏心距，f1為所述第一讀數(shù)，f2為所述第二讀數(shù)，m為不平衡力矩。

本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：

在通過本發(fā)明實施例所提供的測量裝置檢測待檢測軸的靜不平衡力矩時，首先將待檢測軸放置在軌道部件上，待檢測軸在自身質(zhì)心的作用下轉(zhuǎn)動并最終自然靜止在軌道部件上，然后將兩個半圓夾安裝在一起，使得待檢測軸同軸固定插裝在安裝通孔內(nèi)，此時兩個半圓夾的中部的連線垂直于水平面，接著將待檢測軸以自身的中軸線為軸順時針轉(zhuǎn)動90°，并在一個半圓夾的中部固定配重塊，在另一個半圓夾的中部固定測力計的測量端，在軌道部件上固定測力計的固定端，讀取測力計的讀數(shù)，并將此時測力計的讀數(shù)設(shè)為第一讀數(shù)，然后分別將配重塊和測力計從兩個半圓夾上拆卸下來，待檢測軸會在自身質(zhì)心的作用下再次回轉(zhuǎn)到之前的自然靜止在軌道部件上的狀態(tài)，接著將待檢測軸以自身的中軸線為軸逆時針轉(zhuǎn)動90°，并在另一個半圓夾的中部固定配重塊，在一個半圓夾的中部固定測力計的測量端，在軌道部件上固定測力計的固定端，讀取測力計的讀數(shù)，并將此時測力計的讀數(shù)設(shè)為第二讀數(shù)，最后根據(jù)第一讀數(shù)、第二讀數(shù)、所述配重塊與一個所述半圓夾之間的連接點到所述安裝通孔的中軸線的最短距離，計算得到待檢測軸的靜不平衡力矩。由于測量裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，且測量工序精簡，所以保證了不平衡力矩的檢測效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例提供的測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例提供的軌道部件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例提供的測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例提供的測量方法的流程圖；

圖中各符號表示含義如下：

1-測力計，2-配重塊，3-半圓夾，31-安裝凸臺，32-螺栓，4-軌道部件，41-滑軌，42-底板，5-掛桿，6-掛繩，7-凹槽，8-調(diào)節(jié)絲桿，a-安裝通孔，100-待檢測軸。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

本發(fā)明實施例提供了一種靜不平衡力矩的測量裝置，該測量裝置適用于測量傳動軸的不平衡力矩，待檢測軸的長度可以達(dá)到14～18m。

圖1為測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，該測量裝置包括：測力計1、配重塊2、兩個半圓夾3和用于放置待檢測軸100的軌道部件4(參見圖2)，兩個半圓夾3的兩端可拆卸地安裝在一起，且安裝在一起的兩個半圓夾3構(gòu)成用于固定套裝待檢測軸100的安裝通孔a，配重塊2可拆卸地安裝在一個半圓夾3的中部，測力計1的測量端可拆卸地安裝在另一個半圓夾3的中部，測力計1的固定端可拆卸地安裝在軌道部件4上，配重塊2與一個半圓夾3之間的連接點到安裝通孔a的中軸線的最短距離，等于測力計1的測量端與另一個半圓夾3之間的連接點到安裝通孔a的中軸線的最短距離。

在通過本發(fā)明實施例所提供的測量裝置檢測待檢測軸100的靜不平衡力矩時，首先將待檢測軸100放置在軌道部件4上，待檢測軸100在自身質(zhì)心的作用下轉(zhuǎn)動并最終自然靜止在軌道部件4上(此時待檢測軸100的質(zhì)心位于待檢測軸100的中心的正下方，且質(zhì)心和中心之間的連線垂直于水平面)，然后將兩個半圓夾3安裝在一起，使得待檢測軸100同軸固定插裝在安裝通孔a內(nèi)，此時兩個半圓夾3的中部的連線垂直于水平面，接著將待檢測軸100以自身的中軸線為軸順時針轉(zhuǎn)動90°(此時待檢測軸100的質(zhì)心和中心之間的連線平行于水平面)，并在一個半圓夾3的中部固定配重塊2，在另一個半圓夾3的中部固定測力計1的測量端，在軌道部件4上固定測力計1的固定端(參見圖1)，讀取測力計1的讀數(shù)，并將此時測力計1的讀數(shù)設(shè)為第一讀數(shù)，然后分別將配重塊2和測力計1從兩個半圓夾3上拆卸下來，待檢測軸100會在自身質(zhì)心的作用下再次回轉(zhuǎn)到之前的自然靜止在軌道部件4上的狀態(tài)(此時待檢測軸100的質(zhì)心位于待檢測軸100的中心的正下方，且質(zhì)心和中心之間的連線垂直于水平面)，接著將待檢測軸100以自身的中軸線為軸逆時針轉(zhuǎn)動90°(此時待檢測軸100的質(zhì)心和中心之間的連線平行于水平面)，并在另一個半圓夾3的中部固定配重塊2，在一個半圓夾3的中部固定測力計1的測量端，在軌道部件4上固定測力計1的固定端(參見圖3)，讀取測力計1的讀數(shù)，并將此時測力計1的讀數(shù)設(shè)為第二讀數(shù)，最后根據(jù)第一讀數(shù)、第二讀數(shù)、配重塊2與半圓夾3之間的連接點到安裝通孔a的中軸線的最短距離，計算得到待檢測軸100的靜不平衡力矩。由于測量裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，且測量工序精簡，所以保證了不平衡力矩的檢測效率。

在上述實現(xiàn)方式中，測力計1可以為常見的電子測力計，由于電子測力計是通過拉力傳感器檢測測量端和固定端之間的拉力，所以使得電子測力計能夠在檢測拉力的過程中不發(fā)形變，從而保證了待檢測軸100的質(zhì)心和中心之間的連線始終平行于水平面。需要說明的是，測力計1的測量端指的是電子測力計的秤鉤，測力計1的固定端指的是電子測力計的拉環(huán)，即與電子測力計的外殼連接的掛鉤。

下面簡單介紹一下，靜不平衡力矩的計算方法：

首先，根據(jù)力矩平衡原理得到：

q×l-g×z-f1×l＝0；(1)

q×l-g×z-f2×l＝0；(2)

然后，將公式(1)和公式(2)聯(lián)立得到：

最后，通過公式(3)計算得到：

其中，q為配重塊2的質(zhì)量，l為配重塊2與半圓夾3之間的連接點到安裝通孔a的中軸線的最短距離，g為待檢測傳動軸的質(zhì)量，z為待檢測軸100的偏心距，f1為第一讀數(shù)，f2為第二讀數(shù)，m為不平衡力矩。

可見，在公式(4)中，只存在參數(shù)f1、f2和l，而f1和f2均可以通過測力計1讀出，l可以通過卡尺實際測量得出，所以可以通過公式(4)計算得到m，即不平衡力矩。

再次參見圖1，在本實施例中，兩個半圓夾3的外壁中部均設(shè)有掛桿5，配重塊2安裝在一個掛桿5的遠(yuǎn)離半圓夾3的一端，測力計1的測量端安裝在另一個掛桿5的遠(yuǎn)離半圓夾3的一端。

在上述實現(xiàn)方式中，在兩個半圓夾3的外壁中部均設(shè)置掛桿5，可以使得配重塊2和測力計1均遠(yuǎn)離半圓夾3，從而避免了配重塊2和測力計1與半圓夾3之間產(chǎn)生不必要的碰撞。

需要說明的是，當(dāng)配重塊2和測力計1均設(shè)置在掛桿5上時，配重塊2與半圓夾3之間的連接點到安裝通孔a的中軸線的最短距離，即為配重塊2與掛桿5之間的連接點到安裝通孔a的中軸線的最短距離，同樣的，測力計1與半圓夾3之間的連接點到安裝通孔a的中軸線的最短距離，即為測力計1與掛桿5之間的連接點到安裝通孔a的中軸線的最短距離。

具體地，兩個掛桿5的遠(yuǎn)離半圓夾3的一端均設(shè)有掛繩6，配重塊2通過掛繩6安裝在一個掛桿5上，測力計1的測量端通過掛繩6安裝在另一個掛桿5上。

在上述實現(xiàn)方式中，掛繩6可以便于配重塊2和測力計1的安裝。

優(yōu)選地，兩個掛桿5的遠(yuǎn)離半圓夾3的一端外壁上均周向設(shè)有凹槽7，兩個掛繩6的一端分別纏繞在各自對應(yīng)的凹槽7內(nèi)，從而能夠避免掛繩6脫離掛桿5。

在本實施例中，每個半圓夾3上均設(shè)有兩個螺紋通孔，每個螺紋通孔內(nèi)均插裝有調(diào)節(jié)絲桿8，同一個半圓夾3上的兩個調(diào)節(jié)絲桿8相互垂直布置。

在上述實現(xiàn)方式中，可以通過調(diào)節(jié)絲桿8實現(xiàn)對多種外徑的待檢測軸100的裝夾。具體操作時，首先擰動各個調(diào)節(jié)絲桿8，使得每個調(diào)節(jié)絲桿8均移出安裝通孔a，然后將待檢測軸100插入安裝通孔a，最后反向擰動各個調(diào)節(jié)絲桿8，通過調(diào)節(jié)絲桿8使得待檢測軸100的中軸線與安裝通孔a的中軸線重合。

在本實施例中，每個半圓夾3的兩端均設(shè)有安裝凸臺31，同一個半圓夾3上的兩個安裝凸臺31位于同一平面上，兩個半圓夾3上的安裝凸臺31相互平行布置，從而能夠保證兩個半圓夾3之間的安裝穩(wěn)固性。

具體地，一個半圓夾3上的安裝凸臺31與另一個半圓夾3上的安裝凸臺31之間通過螺栓32安裝在一起，從而能夠便于兩個半圓夾3之間的拆裝。

在本實施例中，軌道部件4包括滑軌41和底板42，滑軌41固定在底板42上，測力計1的固定端可拆卸的安裝在底板42上。

在上述實現(xiàn)方式中，滑軌41可以為圓柱形結(jié)構(gòu)件，從而使得待檢測軸100能夠與滑軌41之間形成點接觸，盡可能的減少了待檢測軸100與軌道41之間的摩擦力，保證了待檢測軸100能夠在自身質(zhì)心的作用下轉(zhuǎn)動并最終自然靜止在軌道部件4上，且此時待檢測軸100的質(zhì)心位于待檢測軸100的中心的正下方，待檢測軸100的質(zhì)心和待檢測軸100的中心之間的連線垂直于水平面。

圖4為一種靜不平衡力矩的測量方法的流程圖，參見圖xx，該測量方法適用于上文的測量裝置，該測量方法包括：

步驟101：將待檢測軸放置在軌道部件上，使待檢測軸自然靜止在軌道部件上。

步驟102：將兩個半圓夾安裝在一起，使得待檢測軸同軸固定插裝在安裝通孔內(nèi)，此時兩個半圓夾的中部的連線垂直于水平面。

步驟103：將待檢測軸以自身的中軸線為軸順時針轉(zhuǎn)動90°。

步驟104：在一個半圓夾的中部固定配重塊，在另一個半圓夾的中部固定測力計的測量端，在軌道部件上固定測力計的固定端。

步驟105：讀取測力計的讀數(shù)，并將此時測力計的讀數(shù)設(shè)為第一讀數(shù)。

步驟106：分別將配重塊和測力計從兩個半圓夾上拆卸下來，并使待檢測軸再次自然靜止在軌道部件上。

步驟107：將待檢測軸以自身的中軸線為軸逆時針轉(zhuǎn)動90°。

步驟108：在另一個半圓夾的中部固定配重塊，在一個半圓夾的中部固定測力計的測量端，在軌道部件上固定測力計的固定端。

步驟109：讀取測力計的讀數(shù)，并將此時測力計的讀數(shù)設(shè)為第二讀數(shù)。

步驟110：根據(jù)第一讀數(shù)、第二讀數(shù)、配重塊與半圓夾之間的連接點到安裝通孔的中軸線的最短距離，計算得到待檢測軸的靜不平衡力矩。

具體地，步驟110可以通過如下步驟實現(xiàn)：

首先，根據(jù)力矩平衡原理得到：

q×l-g×z-f1×l＝0；(1)

q×l-g×z-f2×l＝0；(2)

然后，將公式(1)和公式(2)聯(lián)立得到：

最后，通過公式(3)計算得到：

其中，q為配重塊的質(zhì)量，l為配重塊與半圓夾之間的連接點到安裝通孔的中軸線的最短距離，g為待檢測傳動軸的質(zhì)量，z為待檢測軸的偏心距，f1為第一讀數(shù)，f2為第二讀數(shù)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。