一种设计院用抗拉伸力矩测量装置的制作方法

1.本发明属于力矩测量设备技术领域，尤其涉及一种设计院用抗拉伸力矩测量装置。


背景技术：

2.电机扭矩是旋转机械的重要参数，若能准确、方便的测出待测机械零件的扭矩值，则对于实时监测系统的运行状态、分析系统的效能具有非常重要的意义。
3.现有技术中公开了部分力矩测量设备技术领域的发明专利，其中申请号为cn201610804125.9的发明专利，公开了一种适用于多种电机微力矩的测量装置，该专利所解决的技术问题是国内外在对电机的微小输出力矩测量中主要采用光电式力矩测量方式，但其支撑机构并不能实现对多种不同型号电机输出力矩的测量，基本都是只能对某一种型号的电机的微小力矩的测量。不同电机的工装具有一定的差异性，考虑电机在设计中工装的不一致性，不同型号的电机其外径尺寸将会有一定程度上的改变，如此就需要频繁更换电机支撑机构，或是根据不同的电机加工出相对应的测试平台，这势必将会增加设计成本并且占据较大的实验空间，该专利通过设计的力矩测试仪支撑座、支撑连接轴、三爪卡盘支撑座以及三爪卡盘等结构的互相配合下已解决上述问题。
4.现有技术中，对电机扭矩的测量通常为动态常温测量方式，在待测工件输出旋转动作的情况下，通过扭矩传感器或应变皮测量其输出端持续输出的扭矩的变化量，然而，在被测电机在实际使用过程中，存在着方方面面的干扰源，导致测试结果与现实使用过程中有可能会因干扰因素导致测量结果与现实测试结果有所出入。
5.基于此，本发明设计了一种设计院用抗拉伸力矩测量装置，以解决上述问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于：为了解决现有技术中，对电机扭矩的测量通常为动态常温测量方式，在待测工件输出旋转动作的情况下，通过扭矩传感器或应变皮测量其输出端持续输出的扭矩的变化量，然而，在被测电机在实际使用过程中，存在着方方面面的干扰源，导致测试结果与现实使用过程中有可能会因干扰因素导致测量结果与现实测试结果有所出入的问题，而提出的一种设计院用抗拉伸力矩测量装置。
7.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种设计院用抗拉伸力矩测量装置，包括机电台架，所述机电台架的顶部分别装配有拉伸力矩测试箱和控制柜，所述拉伸力矩测试箱上还装配有具有开合功能的透视盖，所述拉伸力矩测试箱的内部装配有组装机构，所述组装机构的内侧夹持连接有待测电机，所述待测电机的输出轴上装配有联结机构，所述联结机构装配在组装机构上；所述机电台架的内侧装配有温控机构，所述温控机构与联结机构之间连通，并且温控机构上对应联结机构的位置还装配有第一单向截流机构，并且联结机构上对应第一单向截流机构的位置分别装配有第二单向截流机构和引流件；
所述组装机构包括高压罐；所述温控机构包括装配在拉伸力矩测试箱壁体内的引流管道，所述引流管道的一端卡接在高压罐的侧端面上，所述引流管道的另一端接通有第一循环管道，所述第一循环管道装配在冷却罐内，所述冷却罐固定安装在机电台架的内部，所述第一循环管道远离引流管道的一端通过桥式连接管与第二循环管道的一端接通，所述桥式连接管上装配有膨胀阀，所述第二循环管道装配在蒸发罐内，所述蒸发罐的侧端面通过回流管道与拉伸力矩测试箱的内部接通。
8.作为上述技术方案的进一步描述：所述组装机构包括平行并列设置的两个桁架，且两个桁架的底部均固定连接有滑行座，所述滑行座滑动连接在拉伸力矩测试箱内侧底部所开设的滑行槽内。
9.作为上述技术方案的进一步描述：所述滑行槽的内部转动连接有双向丝杠，所述双向丝杠的表面螺纹连接有两个螺纹连接筒，且两个螺纹连接筒分别卡接在两个滑行座的相对面上，两个桁架的表面均套接有滑行套，且两个滑行套的相对面均固定连接有卡夹，且两个卡夹内套接有同一个桥式连接架。
10.作为上述技术方案的进一步描述：所述待测电机夹持连接在两个卡夹的顶部，所述滑行套上装配有紧锁螺栓，用于调节滑行套与桁架之间的松紧度以实现待测电机的定位。
11.作为上述技术方案的进一步描述：所述组装机构还包括伸缩架；所述联结机构包括四爪卡盘，所述四爪卡盘夹持连接在待测电机的输出轴上，所述四爪卡盘的侧端面固定连接有往复丝杠，所述往复丝杠的表面螺纹连接有丝杠套，所述丝杠套的外弧面与活塞轴的一端固定连接，所述活塞轴的另一端固定连接有活塞盘，所述高压罐套接在活塞盘的表面，所述高压罐的外弧面与伸缩架相近的一端固定连接。
12.作为上述技术方案的进一步描述：所述第一单向截流机构装配在引流管道上，所述引流件和第二单向截流机构均装配在高压罐上。
13.作为上述技术方案的进一步描述：所述第一单向截流机构和第二单向截流机构的结构相同，所述第一单向截流机构包括联结套，所述联结套套接在引流管道的表面，所述联结套的端口内装配有斗型罩，所述斗型罩内嵌设有球形阀，所述球形阀的球面上嵌设有外侧磁环，并且斗型罩内侧壁上对应外侧磁环的位置嵌设有内侧磁环，所述球形阀的底部装配有松紧装置。
14.作为上述技术方案的进一步描述：所述松紧装置包括伸缩套，所述伸缩套的表面通过网面盘固定安装在联结套的内侧壁上，所述伸缩套内分别套接有第一支撑轴和第二支撑轴，所述第一支撑轴和第二支撑轴相近一端通过支撑弹簧固定连接，所述第一支撑轴的另一端固定连接在球形阀的球面上，所述第二支撑轴的另一端固定连接有从动式楔形座，所述从动式楔形座的斜面上滑动连接有主动式楔形座，所述主动式楔形座的侧端面固定连接有螺纹件，所述螺纹件的表面螺纹连接有螺纹筒，所述螺纹筒转动连接在联结套的壁体上。
15.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：1、本发明中，通过测量待测电机在不同温控环境下的数据参数，能够模拟待测电机在实际应用环境下的运行状态，便于克服待测电机的运行缺陷，进而使扭矩测量装置能够在一定程度上克服扭矩测量过程中的干扰因素，进而提高了扭矩测量装置的测量精度，且温度的升降源来自于待测电机在被测试过程中的输出量，进而提高了待测电机输出过程中能量的利用率，同时通过控制第一单向截流机构和第二单向截流机构内置球形阀的触发参数，还便于为待测电机被测试过程中提供不同程度的负载，进一步利于实现待测电机在实际应用中的参数。
16.2、本发明中，当第一单向截流机构内置支撑弹簧的初始形变量低于第二单向截流机构内置支撑弹簧的初始形变量时，活塞盘向远离引流管道一侧方向移动时，引流件上的单向阀开启空气进入到高压罐内，活塞盘向靠近引流管道一侧方向移动式，此时引流件上的单向阀闭合，随着高压罐内部压力强度的不断提升，在高压力的作用下第一单向截流机构内置球形阀脱离斗型罩，即此时状态下的引流管道处于导通状态，高温高压气流经引流管道进入到第一循环管道内，高温高压气流在第一循环管道内循环流动的过程中与冷却罐内的冷媒实现热交换，冷却下来的高温高压气流在压力的持续作用下变成液态，经膨胀阀后进入第二循环管道内，由于第二循环管道内的压力骤然降低，因此液态的气流在此迅速蒸发变成气态，并吸收大量的热量，蒸发罐内的空气温度迅速降低，变成冷气引入到拉伸力矩测试箱内，进而可使待测电机所处测试环境的温度降低。
17.3、本发明中，当第一单向截流机构内置支撑弹簧的初始形变量高于第二单向截流机构内置支撑弹簧的初始形变量时，活塞盘向远离引流管道一侧方向移动时，引流件上的单向阀开启空气进入到高压罐内，活塞盘向靠近引流管道一侧方向移动式，此时引流件上的单向阀闭合，随着高压罐内部压力强度的不断提升，在高压力的作用下第二单向截流机构内置球形阀脱离斗型罩，高温高压气流经第二单向截流机构直接进入到拉伸力矩测试箱内，进而可使待测电机所处测试环境的温度升高。
附图说明
18.图1为本发明提出的一种设计院用抗拉伸力矩测量装置的整体结构示意图；图2为本发明提出的一种设计院用抗拉伸力矩测量装置中拉伸力矩测试箱内部的结构示意图；图3为本发明提出的一种设计院用抗拉伸力矩测量装置中组装机构与联结机构的组合结构示意图；图4为本发明提出的一种设计院用抗拉伸力矩测量装置中组装机构的结构示意图；图5为本发明提出的一种设计院用抗拉伸力矩测量装置中第一单向截流机构的剖视结构示意图；图6为本发明提出的一种设计院用抗拉伸力矩测量装置中松紧装置的拆分结构示意图；图7为本发明提出的一种设计院用抗拉伸力矩测量装置中温控机构的剖视结构示意图；
图8为本发明提出的一种设计院用抗拉伸力矩测量装置中联结机构的结构示意图。
19.图例说明：1、机电台架；2、拉伸力矩测试箱；3、透视盖；4、组装机构；401、桁架；402、滑行座；403、双向丝杠；404、滑行套；405、卡夹；406、桥式连接架；407、紧锁螺栓；408、伸缩架；5、待测电机；6、联结机构；601、四爪卡盘；602、往复丝杠；603、丝杠套；604、活塞轴；605、活塞盘；606、高压罐；7、温控机构；701、引流管道；702、冷却罐；703、第一循环管道；704、桥式连接管；705、膨胀阀；706、第二循环管道；707、蒸发罐；708、回流管道；8、第一单向截流机构；801、联结套；802、斗型罩；803、球形阀；804、外侧磁环；805、内侧磁环；806、松紧装置；8061、伸缩套；8062、第一支撑轴；8063、第二支撑轴；8064、支撑弹簧；8065、从动式楔形座；8066、主动式楔形座；8067、螺纹件；9、引流件；10、第二单向截流机构；11、控制柜。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
21.请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种设计院用抗拉伸力矩测量装置，包括机电台架1，机电台架1的顶部分别装配有拉伸力矩测试箱2和控制柜11，拉伸力矩测试箱2上还装配有具有开合功能的透视盖3，拉伸力矩测试箱2的内部装配有组装机构4，组装机构4的内侧夹持连接有待测电机5，待测电机5的输出轴上装配有联结机构6，联结机构6装配在组装机构4上；机电台架1的内侧装配有温控机构7，温控机构7与联结机构6之间连通，并且温控机构7上对应联结机构6的位置还装配有第一单向截流机构8，并且联结机构6上对应第一单向截流机构8的位置分别装配有第二单向截流机构10和引流件9；组装机构4包括高压罐606；温控机构7包括装配在拉伸力矩测试箱2壁体内的引流管道701，引流管道701的一端卡接在高压罐606的侧端面上，引流管道701的另一端接通有第一循环管道703，第一循环管道703装配在冷却罐702内，冷却罐702固定安装在机电台架1的内部，第一循环管道703远离引流管道701的一端通过桥式连接管704与第二循环管道706的一端接通，桥式连接管704上装配有膨胀阀705，第二循环管道706装配在蒸发罐707内，蒸发罐707的侧端面通过回流管道708与拉伸力矩测试箱2的内部接通。
22.具体的，组装机构4包括平行并列设置的两个桁架401，且两个桁架401的底部均固定连接有滑行座402，滑行座402滑动连接在拉伸力矩测试箱2内侧底部所开设的滑行槽内，滑行槽的内部转动连接有双向丝杠403，双向丝杠403的表面螺纹连接有两个螺纹连接筒，且两个螺纹连接筒分别卡接在两个滑行座402的相对面上，两个桁架401的表面均套接有滑行套404，且两个滑行套404的相对面均固定连接有卡夹405，且两个卡夹405内套接有同一个桥式连接架406，待测电机5夹持连接在两个卡夹405的顶部，滑行套404上装配有紧锁螺栓407，用于调节滑行套404与桁架401之间的松紧度以实现待测电机5的定位。
23.组装机构4还包括伸缩架408；联结机构6包括四爪卡盘601，四爪卡盘601夹持连接在待测电机5的输出轴上，四爪卡盘601的侧端面固定连接有往复丝杠602，往复丝杠602的表面螺纹连接有丝杠套603，丝杠套603的外弧面与活塞轴604的一端固定连接，活塞轴604的另一端固定连接有活塞盘605，高压罐606套接在活塞盘605的表面，高压罐606的外弧面与伸缩架408相近的一端固定连接。
24.实施方式具体为：在对待测电机5进行抗拉伸力矩测试实验之前，先进行待测电机5与组装机构4以及联结机构6之间的组装工作，将待测电机5平放在两个卡夹405上，然后扭动双向丝杠403端部配制的旋钮，双向丝杠403在两个螺纹连接筒内转动的过程中，在扭力以及螺纹咬合力的共同作用效果下，两个滑行座402在双向丝杠403的表面移动，在两个滑行座402的带动下两个桁架401互相靠近，且在桁架401的带动下两个卡夹405将会扣合在待测电机5机身的表面，在完成待测电机5的定位组装工作后，通过松紧螺栓推送滑行套404在桁架401的表面滑动，待待测电机5的输出轴端部进入到四爪卡盘601的内部后，通过操作四爪卡盘601实现往复丝杠602与待测电机5输出轴的组装工作，随后扭动松紧螺栓以保证后续待测电机5被测试过程中的稳定性。
25.具体的，第一单向截流机构8装配在引流管道701上，引流件9和第二单向截流机构10均装配在高压罐606上，第一单向截流机构8和第二单向截流机构10的结构相同，第一单向截流机构8包括联结套801，联结套801套接在引流管道701的表面，联结套801的端口内装配有斗型罩802，斗型罩802内嵌设有球形阀803，球形阀803的球面上嵌设有外侧磁环804，并且斗型罩802内侧壁上对应外侧磁环804的位置嵌设有内侧磁环805，球形阀803的底部装配有松紧装置806，松紧装置806包括伸缩套8061，伸缩套8061的表面通过网面盘固定安装在联结套801的内侧壁上，伸缩套8061内分别套接有第一支撑轴8062和第二支撑轴8063，第一支撑轴8062和第二支撑轴8063相近一端通过支撑弹簧8064固定连接，第一支撑轴8062的另一端固定连接在球形阀803的球面上，第二支撑轴8063的另一端固定连接有从动式楔形座8065，从动式楔形座8065的斜面上滑动连接有主动式楔形座8066，主动式楔形座8066的侧端面固定连接有螺纹件8067，螺纹件8067的表面螺纹连接有螺纹筒，螺纹筒转动连接在联结套801的壁体上。
26.实施方式具体为：先分别调节第一单向截流机构8和第二单向截流机构10，扭动第一单向截流机构8或第二单向截流机构10内置螺纹筒，螺纹筒在螺纹件8067表面转动的过程中，在扭力以及螺纹咬合力的共同作用效果下，螺纹件8067将会在螺纹筒内产生位移，利用螺纹件8067的位移行为进而会推动或拉动主动式楔形座8066在从动式楔形座8065的斜面上滑动，主动式楔形座8066在向从动式楔形座8065方向靠近的过程中将会推送第二支撑轴8063向第一支撑轴8062的方向靠近，主动式楔形座8066向远离从动式楔形座8065方向移动的过程中将会拉动主动式楔形座8066在从动式楔形座8065的斜面上滑动，通过调节主动式楔形座8066和从动式楔形座8065两者之间的位置关系，进而能够调控第一支撑轴8062与第二支撑轴8063之间的间距，且在调节第一支撑轴8062与第二支撑轴8063之间间距的过程中会改变支撑弹簧8064的形变量，通过控制支撑弹簧8064的初始形变量，进而能够控制第一单向截流机构8和第二单向截流机构10内置球形阀803在受到何种强度的压力时脱离斗型罩802，以实现联结套801的导通状态，然后控制待测电机5运行，待测电机5在运行的过程
中，扭矩会使待测电机5的输出轴产生一定应变，而且这种应变与扭矩的大小存在着比例关系，因此通过电阻应变片来检测相应扭矩的大小，当待测电机5的输出轴受到扭矩作用时会发生扭转变形，最大剪应变产生在与轴线成45
°
角的方向上，在此方向上粘贴电阻应变片能够检测到待测电机5的输出轴所受扭矩的大小。
27.工作原理，使用时：在对待测电机5进行抗拉伸力矩测试实验之前，先进行待测电机5与组装机构4以及联结机构6之间的组装工作，将待测电机5平放在两个卡夹405上，然后扭动双向丝杠403端部配制的旋钮，双向丝杠403在两个螺纹连接筒内转动的过程中，在扭力以及螺纹咬合力的共同作用效果下，两个滑行座402在双向丝杠403的表面移动，在两个滑行座402的带动下两个桁架401互相靠近，且在桁架401的带动下两个卡夹405将会扣合在待测电机5机身的表面，在完成待测电机5的定位组装工作后，通过松紧螺栓推送滑行套404在桁架401的表面滑动，待待测电机5的输出轴端部进入到四爪卡盘601的内部后，通过操作四爪卡盘601实现往复丝杠602与待测电机5输出轴的组装工作，随后扭动松紧螺栓以保证后续待测电机5被测试过程中的稳定性；将应变片固定装配到待测电机5输出轴的外侧；先分别调节第一单向截流机构8和第二单向截流机构10，扭动第一单向截流机构8或第二单向截流机构10内置螺纹筒，螺纹筒在螺纹件8067表面转动的过程中，在扭力以及螺纹咬合力的共同作用效果下，螺纹件8067将会在螺纹筒内产生位移，利用螺纹件8067的位移行为进而会推动或拉动主动式楔形座8066在从动式楔形座8065的斜面上滑动，主动式楔形座8066在向从动式楔形座8065方向靠近的过程中将会推送第二支撑轴8063向第一支撑轴8062的方向靠近，主动式楔形座8066向远离从动式楔形座8065方向移动的过程中将会拉动主动式楔形座8066在从动式楔形座8065的斜面上滑动，通过调节主动式楔形座8066和从动式楔形座8065两者之间的位置关系，进而能够调控第一支撑轴8062与第二支撑轴8063之间的间距，且在调节第一支撑轴8062与第二支撑轴8063之间间距的过程中会改变支撑弹簧8064的形变量，通过控制支撑弹簧8064的初始形变量，进而能够控制第一单向截流机构8和第二单向截流机构10内置球形阀803在受到何种强度的压力时脱离斗型罩802，以实现联结套801的导通状态，然后控制待测电机5运行，待测电机5在运行的过程中，扭矩会使待测电机5的输出轴产生一定应变，而且这种应变与扭矩的大小存在着比例关系，因此通过电阻应变片来检测相应扭矩的大小，当待测电机5的输出轴受到扭矩作用时会发生扭转变形，最大剪应变产生在与轴线成45
°
角的方向上，在此方向上粘贴电阻应变片能够检测到待测电机5的输出轴所受扭矩的大小；待测电机5在运行的过程中，待测电机5输出轴将会带动往复丝杠602在丝杠套603内进行快速旋转动作，在扭力和螺纹咬合力的共同作用效果下，丝杠套603将会在往复丝杠602的表面做往复式线性动作，利用丝杠套603的线性行为通过活塞杆推动或拉动活塞盘605在高压罐606内做活塞运动；当第一单向截流机构8内置支撑弹簧8064的初始形变量低于第二单向截流机构10内置支撑弹簧8064的初始形变量时，活塞盘605向远离引流管道701一侧方向移动时，引流件9上的单向阀开启空气进入到高压罐606内，活塞盘605向靠近引流管道701一侧方向移动式，此时引流件9上的单向阀闭合，随着高压罐606内部压力强度的不断提升，在高压力的作
用下第一单向截流机构8内置球形阀803脱离斗型罩802，即此时状态下的引流管道701处于导通状态，高温高压气流经引流管道701进入到第一循环管道703内，高温高压气流在第一循环管道703内循环流动的过程中与冷却罐702内的冷媒实现热交换，冷却下来的高温高压气流在压力的持续作用下变成液态，经膨胀阀705后进入第二循环管道706内，由于第二循环管道706内的压力骤然降低，因此液态的气流在此迅速蒸发变成气态，并吸收大量的热量，蒸发罐707内的空气温度迅速降低，变成冷气引入到拉伸力矩测试箱2内，进而可使待测电机5所处测试环境的温度降低；当第一单向截流机构8内置支撑弹簧8064的初始形变量高于第二单向截流机构10内置支撑弹簧8064的初始形变量时，活塞盘605向远离引流管道701一侧方向移动时，引流件9上的单向阀开启空气进入到高压罐606内，活塞盘605向靠近引流管道701一侧方向移动式，此时引流件9上的单向阀闭合，随着高压罐606内部压力强度的不断提升，在高压力的作用下第二单向截流机构10内置球形阀803脱离斗型罩802，高温高压气流经第二单向截流机构10直接进入到拉伸力矩测试箱2内，进而可使待测电机5所处测试环境的温度升高；通过测量待测电机5在不同温控环境下的数据参数，能够模拟待测电机5在实际应用环境下的运行状态，便于克服待测电机5的运行缺陷，进而使扭矩测量装置能够在一定程度上克服扭矩测量过程中的干扰因素，进而提高了扭矩测量装置的测量精度，且温度的升降源来自于待测电机5在被测试过程中的输出量，进而提高了待测电机5输出过程中能量的利用率，同时通过控制第一单向截流机构8和第二单向截流机构10内置球形阀803的触发参数，还便于为待测电机5被测试过程中提供不同程度的负载，进一步利于实现待测电机5在实际应用中的参数。
28.以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。