阅读说明：本技术 一种基于推扭复合载荷下的推力扭矩动态校准装置 (Thrust torque dynamic calibration device based on thrust-torsion composite load ) 是由 蒋卫杰 周民 朱若韦 顾凯荣 倪昔东 陈明连 于 2021-08-31 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种基于推扭复合载荷下的推力扭矩动态校准装置,驱动电机通过联轴器连接被测件,被测件通过高精度标准扭矩传感器连接负载电机,被测件与高精度标准扭矩传感器之间连接有稳态组件,由稳态组件保证在动态下轴向力的稳定性；稳态组件两端的连接轴上分别连接砝码吊盘,砝码吊盘上叠放标准砝码,用于通过标准砝码实现被测件的力加载。本发明的扭矩加载是通过负载电机的制动控制,实现恒扭矩输出,给被测件施加一定阻尼。力加载是通过高精度的砝码实现,并采用稳态组件保证装置在动态旋转时推力的稳定性,与高精度标准扭矩传感器之间的连接采用滚动花键副,可降低轴向力对扭矩的影响,实现被测件在动态下的扭矩校准。(The invention relates to a dynamic calibration device for thrust torque based on a thrust-torque composite load, wherein a driving motor is connected with a tested piece through a coupler, the tested piece is connected with a load motor through a high-precision standard torque sensor, a stable component is connected between the tested piece and the high-precision standard torque sensor, and the stability of axial force under the dynamic condition is ensured by the stable component; and connecting shafts at two ends of the stable-state assembly are respectively connected with a weight hanging scaffold, and standard weights are stacked on the weight hanging scaffold and used for realizing the force loading of the tested piece through the standard weights. The torque loading of the invention is controlled by the brake of the load motor, realizes constant torque output and applies certain damping to the tested piece. The force loading is realized through the high-precision weight, the stability of the thrust of the device in the dynamic rotation is guaranteed by the aid of the stable-state assembly, the rolling spline pair is connected with the high-precision standard torque sensor, the influence of axial force on torque can be reduced, and the torque calibration of the tested piece in the dynamic state is realized.)

一种基于推扭复合载荷下的推力扭矩动态校准装置

技术领域

本发明涉及一种推扭复合载荷下的推力扭矩动态校准装置，特别涉及一种稳态组件与滚动花键副连接的复合使用，对动态扭矩的校准装置。

背景技术

目前，被测件的扭矩校准常采用静态校准的方法获得校准系数，已无法进一步满足实际使用的技术需求。

不管是何种被测件，在实际使用中普遍存在“静标动用”的情况，没有充分考虑到被测件在旋转过程中跳动、摩擦等因素对测量结果的影响，而大部分被测件在实际的使用过程中需保持旋转，所需的标定系数应是“旋转效应”下的动校系数方能开展有效的高精度的测量数据。

为进一步对推力扭矩测试测量结果的准确性、稳定性进行评价，深入评估相应的测量准确性和可靠性，需要进一步实现对被测件扭矩的(准)原位校准。

目前国内外还没有对推力、扭矩进行同时动态校准的校准装置。

发明内容

本发明是要提供一种推扭复合载荷下的推力扭矩动态校准装置，在标准砝码转化成轴向力的过程结构中采用稳态组件与滚动花键副的复合使用，以及对扭矩的动态校准。

本发明的技术方案为：一种基于推扭复合载荷下的推力扭矩动态校准装置，包括驱动电机、加载砝码、稳态组件、滚动花键副、高精度标准扭矩传感器、负载电机、安装底板，所述驱动电机通过联轴器连接被测件，用于驱动被测件进行旋转运动，所述被测件通过高精度标准扭矩传感器连接负载电机，由负载电机给被测件施加扭矩，所述被测件与高精度标准扭矩传感器之间连接有稳态组件，由稳态组件保证在动态下轴向力的稳定性；所述稳态组件两端的连接轴上分别连接砝码吊盘，砝码吊盘上叠放标准砝码，用于通过标准砝码实现被测件的力加载，从而实现被测件同时受轴向力和扭矩作用，动态状态下进行推力、扭矩的校准。

进一步，所述稳态组件包括由一对调心轴承和一个双向外调心推力球轴承组成的轴承组、轴承座以及过渡轴，所述过渡轴通过轴承组安装在轴承座内，通过所述轴承组实现在过渡轴产生跳动时，阻止跳动量传递到轴承座上。

进一步，所述轴承座下面设有滚动直线导轨，所述轴承座的轴向移动由滚动直线导轨约束，能够保证标准砝码的稳定性。

进一步，所述高精度标准扭矩传感器与稳态组件的连接轴连接处采用滚动花键副连接，以消除轴向力对扭矩的干扰。

进一步，所述砝码吊盘通过吊沟杆与钢丝连接，钢丝固定在加载轴承座上对连接轴进行轴向加载。

本发明的有益效果在于：

1)采用稳态组件保证在动态下轴向力的稳定性；2)在与高精度标准扭矩传感器连接处采用滚动花键副能够消除轴向力对扭矩的干扰；3)高精度标准扭矩传感器能够动态校准被测件扭矩；4)当被测件有扭矩实际需求时，要求对被测件在轴向力作用下扭矩的准确性、稳定性进行评价，深入评估相应的测量准确性和可靠性，进一步实现对被测件扭矩的(准)原位校准。

附图说明

图1为本发明的基于推扭复合载荷下的推力扭矩动态校准装置结构示意图；

图2为稳态组件结构剖视图；

图3为稳态组件结构侧视图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1至图3所示，本发明的基于推扭复合载荷下的推力扭矩动态校准装置，包括驱动电机1、被测件2、安装底座3、加载砝码4、稳态组件5、滚动花键副6、高精度标准扭矩传感器7、负载电机8。

驱动电机1通过联轴器连接被测件2，用于驱动被测件2进行旋转运动，被测件2通过连接轴与稳态组件5一端连接，稳态组件5另一端通过连接轴及联轴器连接滚动花键副6，滚动花键副6通过高精度标准扭矩传感器7连接负载电机8。稳态组件5两端的过渡轴上分别连接砝码吊盘，砝码吊盘上叠放加载砝码4。

被测件的扭矩加载是通过负载电机的制动控制，实现恒扭矩输出，给被测件施加一定阻尼。被测件的力加载是通过标准砝码实现，同时，在此基础上采用稳态组件保证校准装置在动态旋转时推力的稳定性，与高精度标准扭矩传感器之间的连接采用滚动花键副，可降低轴向力对扭矩的影响，实现被测件同时受轴向力和扭矩作用，动态状态下进行推力、扭矩的校准。

砝码吊盘通过吊沟杆与钢丝连接，钢丝固定在加载轴承座上对连接轴进行轴向加载。

如图2，3所示，稳态组件5包括由一对调心轴承5-1和一个双向外调心推力球轴承5-2组成轴承组、轴承座5-3、过渡轴5-4。过渡轴5-4通过轴承组安装在轴承座5-3内，通过该轴承组实现在过渡轴5-4产生跳动时不会蒋跳动量传递到轴承座5-3上，轴承座5-3下面通过滚动直线导轨5-5连接支架5-6，轴承座5-3的轴向移动由滚动直线导轨5-5约束，可以保证标准砝码的稳定性。当被测件在受到轴向加载后有微量移动，轴承座的轴向移动由滚动直线导轨约束，并承受轴向微量移动。

被测件在旋转时过渡轴会产生跳动，采用一对调心轴承和一个双向外调心推力球轴承组成轴承座实现在过渡轴产生跳动时不会蒋跳动量传递到轴承座上，可以保证轴向力的稳定性及标准砝码的稳定性。

在与高精度标准扭矩传感器连接处采用滚动花键副以消除轴向力对扭矩的干扰。

被测件的扭矩校准：

T_di＝T_i-T_fi (1)

式中，T_di——被测件扭矩第i点校准值，Nm；

T_i——标准扭矩传感器第i点示值，Nm；

T_fi——在第i点轴向力作用下和某速度下的校准值，Nm。