本發(fā)明涉及扭矩測試技術領域，更具體的說，尤其涉及一種給定扭矩下的轉(zhuǎn)動軸破壞性試驗方法及其裝置。
背景技術：
轉(zhuǎn)動軸是連接產(chǎn)品零部主件必須用到的，用于轉(zhuǎn)動工作中既承受彎矩又承受扭矩的軸。轉(zhuǎn)動軸能夠承受的最大扭矩直接影響到轉(zhuǎn)動軸的性能及使用，因此，在轉(zhuǎn)動軸出廠前，必須要經(jīng)過扭矩測試，即在轉(zhuǎn)動軸給定最大扭矩的破壞性試驗，檢驗在該最大扭矩值的情況下轉(zhuǎn)動軸是否會被扭斷，檢驗合格后才能作為合格品進行使用。通常來說，測量轉(zhuǎn)動軸扭矩的方法為采用電機連接轉(zhuǎn)動軸的一端帶動轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動軸的另一端連接剎車盤，在轉(zhuǎn)動軸上還連接有用于測量扭矩的扭矩傳感器。對于部分轉(zhuǎn)矩需求較低的轉(zhuǎn)動軸來說，這樣的確可以測量出轉(zhuǎn)動軸的扭矩，但是對于轉(zhuǎn)矩較大的轉(zhuǎn)動軸，這種方法便無法直接進行，因為達到最大扭矩時需要電機提供的功率非常的大，實際上無法買到現(xiàn)成的大功率電機或者使用大功率電機的成本太高，不符合實際生產(chǎn)降低成本的需求。因此，設計一種能夠以普通電機實現(xiàn)較大扭矩的轉(zhuǎn)動軸的扭矩測試方法和裝置顯得尤為必要。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有轉(zhuǎn)動軸的扭矩測試方法中因電機功率限制導致無法進行大扭矩轉(zhuǎn)動軸的測試問題，提供了一種使用普通電機即可實現(xiàn)的較大扭矩的給定扭矩下的轉(zhuǎn)動軸破壞性試驗方法及其裝置。
本發(fā)明通過以下技術方案來實現(xiàn)上述目的：一種給定扭矩下的轉(zhuǎn)動軸破壞性試驗方法，在與驅(qū)動電機連接的主動軸上安裝一個飛輪，并將主動軸的另一端通過萬向節(jié)連接待測轉(zhuǎn)動軸的一端，待測轉(zhuǎn)動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，通過驅(qū)動電機帶動主動軸上的飛輪轉(zhuǎn)動，在飛輪達到指定轉(zhuǎn)速N時，脫開驅(qū)動電機與主動軸，并控制剎車盤在指定制動時間s內(nèi)完成制動，同時利用與待測轉(zhuǎn)動軸連接的扭矩傳感器檢測制動過程中待測轉(zhuǎn)動軸受到的扭矩大小和扭矩極限。
進一步的，剎車盤的制動剎車時間s和飛輪的轉(zhuǎn)動慣量J直接影響待測轉(zhuǎn)動軸的最大扭矩值M，其計算公式為：
式中，w0為飛輪在制動時間s開始瞬間的角速度，w為飛輪在制動時間s結(jié)束瞬間的角速度，因飛輪最終狀態(tài)是完全靜止，所以w＝0。
進一步的，飛輪為質(zhì)量均勻分布且呈圓盤狀，飛輪的轉(zhuǎn)動慣量J的計算公式為：
式中，M為飛輪的質(zhì)量，R為飛輪的半徑。
進一步的，所述驅(qū)動電機通過離合器連接主動軸，離合器在飛輪達到指定轉(zhuǎn)速N時將主動軸與驅(qū)動電機脫開。
一種給定扭矩下的轉(zhuǎn)動軸破壞性試驗裝置，包括驅(qū)動電機、離合器、主動軸、飛輪、待測轉(zhuǎn)動軸、萬向節(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，所述驅(qū)動電機通過離合器連接主動軸的一端，所述主動軸上安裝有飛輪，所述主動軸通過設置在工作臺上的第三軸承座和第四軸承座進行支撐，主動軸的另一端通過萬向節(jié)連接待測轉(zhuǎn)動軸的一端，所述待測轉(zhuǎn)動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，所述待測轉(zhuǎn)動軸通過第一軸承座和第二軸承座進行支撐，所述待測轉(zhuǎn)動軸與主動軸均水平設置；所述剎車盤、驅(qū)動電機、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上，所述待測轉(zhuǎn)動軸、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。
進一步的，所述主動軸與待測轉(zhuǎn)動軸之間成120-180度角。
進一步的，所述驅(qū)動電機通過電機座固定在工作臺上。
進一步的，所述飛輪為質(zhì)量均勻分布的圓盤狀飛輪。
本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明利用質(zhì)量較大的飛輪提供轉(zhuǎn)動慣量，驅(qū)動電機僅需將飛輪帶動到指定轉(zhuǎn)速即可，無時間要求，因此驅(qū)動電機選用普通電機即可，極大的降低了設備的成本；采用飛輪作為沖擊源，實際所需的扭矩直接由飛輪提供，控制飛輪的質(zhì)量和剎車盤的剎車時間即可控制不同大小的沖擊扭矩力，從而適應不同扭矩的測試；扭矩傳感器用于檢測破壞性試驗中待測轉(zhuǎn)動軸受到的實際扭矩值，便于了解試驗過程中扭矩值的大小和變化；本發(fā)明不僅能測量待測轉(zhuǎn)動軸的扭矩，也能測量包括轉(zhuǎn)動軸、萬向節(jié)和主動軸的特定汽車零件等工件上的轉(zhuǎn)動軸的最大扭矩。
附圖說明
圖1是本發(fā)明所述一種給定扭矩下的轉(zhuǎn)動軸破壞性試驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1-驅(qū)動電機、2-主動軸、3-飛輪、4-待測轉(zhuǎn)動軸、5-萬向節(jié)、6-第一聯(lián)軸器、7-扭矩傳感器、8-第二聯(lián)軸器、9-第一軸承座、10-第二軸承座、11-第三軸承座、12-第四軸承座、13-剎車盤、14-工作臺、15-離合器。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明：
如圖1所示，一種給定扭矩下的轉(zhuǎn)動軸破壞性試驗裝置，包括驅(qū)動電機1、離合器15、主動軸2、飛輪3、待測轉(zhuǎn)動軸4、萬向節(jié)5、第一聯(lián)軸器6、扭矩傳感器7、第二聯(lián)軸器8、剎車盤13和工作臺14，所述驅(qū)動電機1通過離合器15連接主動軸2的一端，所述主動軸2上安裝有飛輪3，所述主動軸2通過設置在工作臺14上的第三軸承座11和第四軸承座12進行支撐，主動軸2的另一端通過萬向節(jié)5連接待測轉(zhuǎn)動軸4的一端，所述待測轉(zhuǎn)動軸4依次連接第一軸承座9、第一聯(lián)軸器6、扭矩傳感器7、第二聯(lián)軸器8、第二軸承座10和剎車盤13，所述待測轉(zhuǎn)動軸4通過第一軸承座9和第二軸承座10進行支撐，所述待測轉(zhuǎn)動軸4與主動軸2均水平設置；所述剎車盤13、驅(qū)動電機1、第一軸承座9、第二軸承座10、第三軸承座11和第四軸承座12均固定在工作臺14上，所述待測轉(zhuǎn)動軸4、第一軸承座9、第一聯(lián)軸器6、扭矩傳感器7、第二聯(lián)軸器8、第二軸承座10和剎車盤13的軸心位于同一條直線上。
所述主動軸2與待測轉(zhuǎn)動軸4之間成120-180度角，主動軸2與待測轉(zhuǎn)動軸4之間的最佳角度為150度。
所述驅(qū)動電機1通過電機座固定在工作臺14上。電機座通過螺栓固定在工作臺14上，驅(qū)動電機1通過螺栓固定在電機座上。
所述飛輪3為質(zhì)量均勻分布的圓盤狀飛輪。飛輪3的質(zhì)量較大，驅(qū)動電機1僅需提供普通轉(zhuǎn)速帶動飛輪3轉(zhuǎn)動即可對飛輪3提供較大的轉(zhuǎn)動慣量，從而實現(xiàn)待測轉(zhuǎn)動軸4緊急制動時產(chǎn)生較大的沖擊扭矩。
本發(fā)明適用于待測轉(zhuǎn)動軸的沖擊扭矩測量，同時也適用于待測轉(zhuǎn)動軸與主動軸和萬向節(jié)整體組成的汽車零部件的沖擊扭矩測量，測量準確性高，整套設備成本低。
本發(fā)明具體的測試方法如下：
一種給定扭矩下的轉(zhuǎn)動軸破壞性試驗方法，在與驅(qū)動電機1連接的主動軸2上安裝一個飛輪3，并將主動軸2的另一端通過萬向節(jié)5連接待測轉(zhuǎn)動軸4的一端，待測轉(zhuǎn)動軸4的另一端依次連接第一聯(lián)軸器6、扭矩傳感器7、第二聯(lián)軸器8和剎車盤13，通過驅(qū)動電機1帶動主動軸2上的飛輪3轉(zhuǎn)動，在飛輪3達到指定轉(zhuǎn)速N時，控制剎車盤13在指定制動時間s內(nèi)完成制動，并利用與待測轉(zhuǎn)動軸4連接的扭矩傳感器7檢測制動過程中待測轉(zhuǎn)動軸4受到的扭矩大小和扭矩極限。
剎車盤13的制動剎車時間s和飛輪3的轉(zhuǎn)動慣量J直接影響待測轉(zhuǎn)動軸4的最大扭矩值M，其計算公式為：
式中，w0為飛輪3在制動時間s開始瞬間的角速度，w為飛輪3在制動時間s結(jié)束瞬間的角速度，因飛輪3最終狀態(tài)是完全靜止，所以w＝0。
飛輪3為質(zhì)量均勻分布且呈圓盤狀，飛輪3的轉(zhuǎn)動慣量J的計算公式為：
式中，M為飛輪3的質(zhì)量，R為飛輪3的半徑。
所述驅(qū)動電機1通過離合器15連接主動軸2，離合器15在飛輪3達到指定轉(zhuǎn)速N時將主動軸2與驅(qū)動電機1脫開。
上述實施例只是本發(fā)明的較佳實施例，并不是對本發(fā)明技術方案的限制，只要是不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動即可在上述實施例的基礎上實現(xiàn)的技術方案，均應視為落入本發(fā)明專利的權(quán)利保護范圍內(nèi)。