本發(fā)明涉及轉動軸扭矩測試技術領域，更具體的說，尤其涉及一種利用雙慣量盤進行轉動軸破壞性試驗的方法及其裝置。

背景技術：

轉動軸是連接產品零部主件必須用到的，用于轉動工作中既承受彎矩又承受扭矩的軸。轉動軸能夠承受的最大扭矩直接影響到轉動軸的性能及使用，因此，在轉動軸出廠前，必須要經過扭矩測試，即在轉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，測量轉動軸扭矩的方法為采用電機連接轉動軸的一端帶動轉動軸的轉動，轉動軸的另一端連接剎車盤，在轉動軸上還連接有用于測量扭矩的扭矩傳感器。對于部分轉矩需求較低的轉動軸來說，這樣的確可以測量出轉動軸的扭矩，但是對于轉矩較大的轉動軸，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，不符合實際生產降低成本的需求。因此，設計一種能夠以普通電機實現較大扭矩的轉動軸的扭矩測試方法和裝置顯得尤為必要。現有的通過一個慣量盤來進行測量扭矩的裝置能夠測量的沖擊扭矩值范圍比較窄，如何擴大沖擊扭矩的測量范圍是本領域的一個難點，慣量盤又受制于機械加工的問題無法做的太大，因此本發(fā)明設計一種大慣量盤套小慣量盤的裝置來實現慣量盤質量的增加。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于解決現有轉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動軸的測試問題，提供了一種使用普通電機即可實現的較大扭矩的利用雙慣量盤進行轉動軸破壞性試驗的方法及裝置。

本發(fā)明通過以下技術方案來實現上述目的：一種利用雙慣量盤進行轉動軸破壞性試驗的方法，在與驅動電機通過同步帶連接的主動軸上安裝一個小慣量盤，并將主動軸的一端通過萬向節(jié)連接待測轉動軸的一端，待測轉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，驅動電機通過同步帶帶動主動軸的小慣量盤轉動，在達到指定轉速N時，脫開驅動電機與主動輪，并控制剎車盤在指定剎車時間s內進行剎車，同時利用扭矩傳感器檢測剎車過程中待測轉動軸受到的扭矩大??；同時在小慣量盤的一側安裝一個能與小慣量盤自由拆裝及組合的大慣量盤，在需要時將大慣量盤與小慣量盤組合成一個整體。

進一步的，剎車盤的制動剎車時間s、小慣量盤的轉動慣量J_小和大慣量盤的轉動慣量J_大直接影響待測轉動軸的最大扭矩值M；

當大慣量盤與小慣量盤分離時，僅小慣量盤在工作，此時待測轉動軸的最大扭矩值M_小的計算公式為：

式中，w₀為小慣量盤在制動時間s開始瞬間的角速度，w為小慣量盤在制動時間s結束瞬間的角速度，因小慣量盤最終狀態(tài)是完全靜止，所以w＝0；

當大慣量盤與小慣量盤組合為一個整體是，大慣量盤與小慣量盤同時工作，此時待測轉動軸的最大扭矩值M_大的計算公式為：

式中，w₀為小慣量盤和大慣量盤在制動時間s開始瞬間的角速度，w為小慣量盤和大慣量盤在制動時間s結束瞬間的角速度，因大慣量盤和小慣量盤最終狀態(tài)都是完全靜止，所以w＝0。

進一步的，所述驅動電機通過離合器連接主動軸，離合器在小慣量盤達到指定轉速N時將主動軸與驅動電機脫開。

一種利用雙慣量盤進行轉動軸破壞性試驗的裝置，包括驅動電機、離合器、主動軸、主動輪、從動輪、同步帶、小慣量盤、大慣量盤、待測轉動軸、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，所述驅動電機通過離合器連接主動輪，所述主動軸上安裝有從動輪，所述主動輪和從動輪通過同步帶連接，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，所述主動軸的一端裝有小慣量盤，主動軸的另一端通過萬向節(jié)連接待測轉動軸的一端，所述待測轉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，所述待測轉動軸通過第一軸承座和第二軸承座進行支撐，所述待測轉動軸與主動軸均水平設置；所述剎車盤、驅動電機、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；所述大慣量盤設置在所述小慣量盤的一側并與所述小慣量盤可拆卸連接。

進一步的，所述主動軸與待測轉動軸之間成120-180度角。

進一步的，所述驅動電機通過電機座固定在工作臺上。

進一步的，所述小慣量盤和大慣量盤均為質量均勻分布的圓盤狀飛輪。

進一步的，所述大慣量盤和小慣量盤上設有有相配合的卡槽，大慣量盤與小慣量盤的軸心線位于同一條直線上，所述大慣量盤與小慣量盤組合時通過卡槽配合連接并通過螺栓固定。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明利用質量較大的小慣量盤提供轉動慣量，驅動電機僅需將小慣量盤帶動到指定轉速即可，無時間要求，因此驅動電機選用普通電機即可，極大的降低了設備的成本；采用小慣量盤作為沖擊源，實際所需的扭矩直接由大、小慣量盤提供，控制大、小慣量盤的質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)明通過設置大小兩個慣量盤極大的增加了扭矩測試范圍，從而適應多種不同轉動軸的沖擊扭矩測量，提高了本發(fā)明的適用性；本發(fā)明不僅能測量待測轉動軸的扭矩，也能測量由轉動軸、萬向節(jié)和主動軸構成的特定汽車零件等工件上的轉動軸的最大扭矩。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種利用雙慣量盤進行轉動軸破壞性試驗的裝置的結構示意圖。

圖中，1-驅動電機、2-離合器、3-主動輪、4-從動輪、5-同步帶、6-小慣量盤、7-大慣量盤、8-主動軸、9-萬向節(jié)、10-待測轉動軸、11-第一聯(lián)軸器、12-扭矩傳感器、13-第二聯(lián)軸器、14-剎車盤、15-工作臺、16-第一軸承座、17-第二軸承座、18-第三軸承座、19-第四軸承座。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明：

如圖1所示，一種利用雙慣量盤進行轉動軸破壞性試驗的裝置，包括驅動電機1、離合器2、主動軸8、主動輪3、從動輪4、同步帶5、小慣量盤6、大慣量盤7、待測轉動軸10、萬向節(jié)9、第一聯(lián)軸器11、扭矩傳感器12、第二聯(lián)軸器13、剎車盤14和工作臺15，所述驅動電機1通過離合器2連接主動輪3，所述主動軸8上安裝有從動輪4，所述主動輪3和從動輪4通過同步帶5連接，所述主動軸8通過設置在工作臺15上的第三軸承座18和第四軸承座19進行支撐，所述主動軸8的一端裝有小慣量盤6，主動軸8的另一端通過萬向節(jié)9連接待測轉動軸10的一端，所述待測轉動軸10依次連接第一軸承座16、第一聯(lián)軸器11、扭矩傳感器12、第二聯(lián)軸器13、第二軸承座17和剎車盤14，所述待測轉動軸10通過第一軸承座16和第二軸承座17進行支撐，所述待測轉動軸10與主動軸8均水平設置；所述剎車盤14、驅動電機1、第一軸承座16、第二軸承座17、第三軸承座18和第四軸承座19均固定在工作臺15上，所述待測轉動軸10、第一軸承座16、第一聯(lián)軸器11、扭矩傳感器12、第二聯(lián)軸器13、第二軸承座17和剎車盤14的軸心位于同一條直線上；所述大慣量盤7設置在所述小慣量盤6的一側并與所述小慣量盤6可拆卸連接。

所述主動軸8與待測轉動軸10之間成120-180度角，在該范圍內的任意角度都能準確對待測轉動軸10的最大沖擊扭矩進行測量。主動軸8與待測轉動軸10之間的最佳角度為150度。

所述驅動電機1通過電機座固定在工作臺15上。驅動電機通過螺栓固定在電機座上，電機座通過螺栓固定在工作臺15上。

所述小慣量盤6和大慣量盤7均為質量均勻分布的圓盤狀飛輪，所述大慣量盤7和小慣量盤6上設有有相配合的卡槽，大慣量盤7與小慣量盤6的軸心線位于同一條直線上，所述大慣量盤7與小慣量盤6組合時通過卡槽配合連接并通過螺栓固定。大慣量盤7既可以采用手動人工拆裝的方式進行安裝或拆卸，也可以本來就設置在與小慣量盤6同一條軸心的固定軸上，只要向小慣量盤6方向推動即可與小慣量盤6配合連接。

本發(fā)明采用的測試方法如下：

一種利用雙慣量盤進行轉動軸破壞性試驗的方法，在與驅動電機1通過同步帶5連接的主動軸8上安裝一個小慣量盤6，并將主動軸8的一端通過萬向節(jié)9連接待測轉動軸10的一端，待測轉動軸10的另一端依次連接第一聯(lián)軸器11、扭矩傳感器12、第二聯(lián)軸器13和剎車盤14，驅動電機1通過同步帶5帶動主動軸8的小慣量盤6轉動，在達到指定轉速N時，控制剎車盤14在指定剎車時間s內進行剎車，并利用扭矩傳感器12檢測剎車過程中待測轉動軸10受到的扭矩大??；同時在小慣量盤6的一側安裝一個能與小慣量盤6自由拆裝及組合的大慣量盤7，在需要時將大慣量盤7與小慣量盤6組合成一個質量較大的整體。

剎車盤14的制動剎車時間s、小慣量盤6的轉動慣量J_小和大慣量盤7的轉動慣量J_大直接影響待測轉動軸10的最大扭矩值M；

當大慣量盤7與小慣量盤6分離時，僅小慣量盤6在工作，此時待測轉動軸10的最大扭矩值M_小的計算公式為：

式中，w₀為小慣量盤6在制動時間s開始瞬間的角速度，w為小慣量盤6在制動時間s結束瞬間的角速度，因小慣量盤6最終狀態(tài)是完全靜止，所以w＝0。

當大慣量盤7與小慣量盤6組合為一個整體是，大慣量盤7與小慣量盤6同時工作，此時待測轉動軸10的最大扭矩值M_大的計算公式為：

式中，w₀為小慣量盤6和大慣量盤7在制動時間s開始瞬間的角速度，w為小慣量盤6和大慣量盤7在制動時間s結束瞬間的角速度，因大慣量盤7和小慣量盤6最終狀態(tài)都是完全靜止，所以w＝0。由于驅動電機1最終轉速時相同的，所以不論是大慣量盤7與小慣量盤6分離還是組合，w₀和w的值都是相同的。

所述驅動電機1通過離合器2連接主動軸8，離合器2在小慣量盤6達到指定轉速N時將主動軸8與驅動電機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，只要是不經過創(chuàng)造性勞動即可在上述實施例的基礎上實現的技術方案，均應視為落入本發(fā)明專利的權利保護范圍內。