[发明专利]一种测定极限扭矩的试验装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种试验装置，尤其是一种测定极限扭矩的试验装置，同时还涉及相应的试验方法，属于扭转实验技术领域。

背景技术

据申请人了解，现有扭转试验机为卧式结构，左右分别是扭转盘和固定在底座上的固定盘，扭转盘与电机相连、固定盘固定不动。一般来说，扭转盘和固定盘都是圆形法兰盘的结构，边缘布满螺栓孔，待测试件的两部分通过螺栓与试验机固定连接。试验时先用螺栓将试件的两部分分别与左右两侧的扭转盘和固定盘固定，然后启动电机对试样施加扭矩，观察试件状态，从而得出试件的极限扭矩。然而，采用这种结构测量多组数据时，需要反复拆装螺栓、反复校准定位，工作量大且测试效率很低，特别是当扭矩较大时，需要装拆的螺栓更多，更加减慢了测试的进程；另外，反复装拆容易造成螺栓连接强度降低，多次试验之后连接螺栓可能断裂，进而引发安全事故。

此外，为了合理设计轴孔的配合公差，常常需确定预定传递扭矩所需的过盈配合，现有技术需要制作不同过盈量的试件，然后分别测试其极限扭矩，非常不便。

发明内容

本发明的首要目的在于：针对扭转试验固定试件复杂、费时的问题，提供一种能够快速安装试件的扭转试验装置，从而显著提高试验操作效率。

本发明进一步的目的在于：提供一种一次安装试验即可得到预定传递扭矩所需过盈配合的测定极限扭矩的试验方法，从而使得试验更加高效快捷。

为了达到以上首要目的，本发明的基本技术方案为：一种测定极限扭矩的试验装置，包括装夹待测试件的试件固定装置，所述待测试件包括同轴安装的试件轴(3)和试件轮(4)，所述试件轮中部具有一个可与试件轴上的配合面配合传扭的配合孔(4-1)；所述试件固定装置包括用于安装试件轴的扭转盘(1)和固连于底座上固定安装试件轮的固定盘(2)，其特征在于：

所述试件轴(3)的两端分别为插装端(3-2)和配合端(3-3)，所述配合端(3-3)沿轴向至少分布有与所述配合孔(4-1)形成传扭配合的一段配合面(3-1)；

所述扭转盘(1)相对固定盘(2)的一侧为具有中心孔(5-1) 且与所述插装端(3-2)构成周向约束移动副的载件座(5)；

所述固定盘(2)中部制有与所述试件轮(4)周向约束、一端轴向限位的固定孔(2-1)。

采用本发明测定极限扭矩的试验装置在做好将带扭矩显示试验电机与扭转盘传动连接的准备之后，按如下步骤进行：

步骤一、将待测试试件轴的插装端插装在扭转盘载件座的中心孔中周向约束，将试件轮插装在固定盘中部的固定孔中周向约束且轴向限位；

步骤二、将试件轴配合端的一段配合面压入试件轮的配合孔内，形成传扭配合；

步骤三、开启试验电机逐步施加扭矩，当试验电机转速突破零、即试件轴与试件轮开始产生相对转动时，记录试验电机临界输出扭矩；即得到试件轴与试件轮当前传扭配合所能传递的极限扭矩。

试验时，由于试件轴和试件轮可以分别插装在扭转盘和固定盘中，因此安装十分方便，当扭转盘按需轴向移位使试件轴和试件轮配合后，带扭矩显示的试验电机驱动扭转盘带动试件轴产生旋转趋势，当其与试件轮出现相对滑移时，即得到可传递的极限扭矩，十分方便。

需要说明的是，上述传扭配合具有广义：既包括公差范围的过盈配合，也包括啮合配合。

为了达到进一步的目的，本发明中：所述配合端(3-3)沿轴向至少分布有与所述配合孔(4-1)形成渐紧过盈配合的二段配合面 (3-1)。这样，当按以下方法进行试验时，即可得到预定传递扭矩所需的过盈配合试验结果，该测定极限扭矩的试验方法在做好将带扭矩显示试验电机与扭转盘传动连接的准备之后，按如下步骤进行：

步骤一、将待测试试件轴的插装端插装在扭转盘载件座的中心孔中周向约束，将试件轮插装在固定盘中部的固定孔中周向约束且轴向限位；

步骤二、将试件轴配合端的第一段配合面压入试件轮的配合孔内，形成第一级过盈配合；

步骤三、开启试验电机逐步施加扭矩，当试验电机转速突破零、即试件轴与试件轮开始产生相对转动时，记录试验电机临界输出扭矩；

步骤四、如试验电机输出扭矩小于预定传递扭矩，将试件轴配合端的下一段配合面压入试件轮的配合孔内，形成下一级过盈配合，返回步骤三；否则确定该级过盈配合合用，结束试验。

本发明对试件装配一次便可连续进行多次试验，直至测定出可以传递预定扭矩的合用过盈量，显著提高了试验效率，且有利于保证测定结果的精确度。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：