裝載機傳動軸的扭矩快速測量裝置的製作方法
2023-10-27 13:29:22 2
專利名稱：裝載機傳動軸的扭矩快速測量裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬扭矩測量技術領域，具體說是一種裝載機傳動軸的扭矩快速測量裝置。
背景技術：
裝載機傳動軸是裝載機傳動系的重要組成部分，其兩端帶有十字聯軸器和法蘭， 前端法蘭與變速箱輸出軸法蘭利用螺栓連接，後端法蘭與驅動橋輸入軸法蘭利用螺栓連接。在裝載機傳動系載荷譜的採集過程中，測量傳動軸的扭矩信號是主要工作，由於要進行不同機型、多種工礦下的裝載機傳動軸扭矩信號的測量，因而採集周期長，成本昂
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貝ο現有技術中裝載機傳動軸的扭矩測量較多採用應變片式扭矩測量方法，即先將待測傳動軸從裝載機傳動系中拆卸下來，對其表面進行細緻的打磨、清洗處理後，對貼片進行粘結固定及防水防潮等處理，之後還要對應變片式傳感器進行標定，最後將標定好的裝有應變片式傳感器的待測傳動軸安裝在裝載機傳動系中，進行扭矩測量。該方法在標定過程中往往需要對不同規格的傳動軸設計專用的扭矩標定試驗臺，使得測量周期較長、精度不高，並且容易導致待測傳動軸的結構和強度的改變和破壞。中國專利說明書CN94230558. 2公開了一種傳動軸扭矩傳感器，其結構是下面為定位體，上面為抱軸卡具，中間聯接為抱軸卡，上面裝有浮臂梁，兩端為浮臂梁卡，中間為被測軸，其中一浮臂梁為縱向開口，另一個為橫向開口，且兩面加有頂針，一是點對點，另一是面對面，在浮臂梁上裝有應變片。該裝置將應變片裝在浮懸梁上，而非被測軸上，從而在一定程度上避免了對被測軸進行表面處理所花費的大量時間，但是，該裝置通過兩側抱軸卡以螺栓緊固聯接，難於保證連接的緊密性，將導致傳感器上所受扭矩與被測軸所受扭矩的不一致，從而降低了扭矩測量的準確度。此外，該裝置一旦抱軸卡的圓弧半徑確定，便只能對直徑唯一的傳動軸進行扭矩測量，不能利用同一裝置對不同半徑的一系列傳動軸進行扭矩測量，而且需要針對不同被測軸設計相應的標定試驗臺，導致測量周期較長。因此，開發一種能夠實現同一裝置適用於不同規格(不同直徑、不同長度)裝載機傳動軸的扭矩快速測量裝置，已經成為裝載機傳動系載荷譜採集以及進一步的開發研究、 測試分析和質量檢驗等工作的迫切需求。
發明內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種裝載機傳動軸的扭矩快速測量裝置，利用該裝置，只需最初使用時對扭矩傳感器標定一次，便可以對不同直徑、不同長度的一系列裝載機傳動軸進行扭矩的快速測量。本實用新型的上述技術問題通過以下技術方案解決，結合附圖說明如下一種裝載機傳動軸的扭矩快速測量裝置，主要由前軸2、後軸9、遙測裝置3、扭矩傳感器4和十字聯軸器組成，所述的遙測裝置3和扭矩傳感器4通過導線連接並固定在前軸2上，前軸2和後軸9之間通過兩個十字聯軸器(前十字聯軸器5、後十字聯軸器8)連接，前十字聯軸器5、後十字聯軸器8通過法蘭(第一法蘭6、第二法蘭7)連接，前軸2與變速箱輸出軸A之間通過前異型法蘭1連接，後軸9與花鍵軸13花鍵聯接，花鍵軸13與驅動橋輸入軸B之間通過後異型法蘭14連接，後異型法蘭14與花鍵軸13固連。本實用新型將前十字聯軸器5和後十字聯軸器8置於前軸2和後軸9之間，進而可以將扭矩傳感器4布置在變速箱輸出軸A —側的前軸2上，準確測量出變速箱輸出軸A 的扭矩，通過換算便可得到準確的待測傳動軸上的扭矩。另外，將前十字聯軸器5和後十字聯軸器8布置在前軸2和後軸9之間，可以方便地將本實用新型進行摺疊，減小本實用新型的總體長度，便於運輸。可選地，前異型法蘭1與後異型法蘭14結構相同。前異型法蘭1上開有一組發散的至少四個第一 U型孔100，第一 U型孔100由第一 U型孔圓弧段101、第一 U型孔外側102 和第一 U型孔內側103組成，第一 U型孔100的橫截面為階梯型，即第一 U型孔外側102比第一 U型孔內側103窄，便於螺栓位置的調節。當對不同型號的裝載機傳動軸的扭矩進行測量時，由於變速箱輸出軸A的法蘭和驅動橋輸入軸B的法蘭的尺寸均不相同(直徑不同，螺栓大小不同)，此時，可以通過調節螺栓在第一 U型孔100中的位置，來實現前異型法蘭1與不同規格的變速箱輸出軸A的法蘭之間的固定連接；通過調節螺栓在第二 U型孔1400中的位置，來實現後異型法蘭14與不同規格的驅動橋輸入軸B的法蘭之間的固定連接。可見，本實用新型通過前異型法蘭1和後異型法蘭14的U型孔設計，實現了對具有不同變速箱輸出軸A的法蘭和驅動橋輸入軸B的法蘭的各種型號的裝載機進行傳動軸扭矩的快速測量。可選地，遙測裝置3由遙測裝置天線300、應變遙測儀301、固定繃帶302、電池303 和遙測接收機304組成。其中遙測裝置天線300、應變遙測儀301和電池303通過固定繃帶302固定在前軸2上；應變遙測儀301、電池303通過導線與扭矩傳感器4連接；測量扭矩時，扭矩信號通過遙測裝置天線300和應變遙測儀301進行發射，遙測接收機304接收扭矩信號並顯示扭矩值。可選地，後軸9內部加工有第一內花鍵900，擴展軸12內部加工有第二內花鍵 1200，並且第一內花鍵900和第二內花鍵1200結構相同，後軸9和擴展軸12均與花鍵軸13 通過花鍵連接。對不同型號的裝載機傳動軸進行扭矩測量時，為了適應傳動軸的不同長度， 可以對本實用新型的長度進行調節。可選地，後軸9與擴展軸12之間通過結構相同的第一擴展法蘭10和第二擴展法蘭11連接，第一擴展法蘭10上加工有第一法蘭螺栓孔1000和第一定位銷孔1001，第二擴展法蘭11上加工有第二法蘭螺栓孔1100和第二定位銷孔1101。在待測傳動軸較長、需要接入擴展軸12時，先用定位銷15使第一定位銷孔1001和第二定位銷孔1101對準，從而使第一內花鍵900和第二內花鍵1200周向對準，然後用螺栓將第一擴展法蘭10和第二擴展法蘭11擰緊，從而延長了花鍵軸13的伸縮範圍。可選地，花鍵軸13的長度比後軸9短，使得花鍵軸13具有更好的剛度，而且充分利用了花鍵軸13上的花鍵。
4[0018]當測量小型裝載機(如ZLlO裝載機)傳動軸(較短)的扭矩時，可拆卸下擴展軸 12，此時花鍵軸13與後軸9的第一內花鍵900花鍵聯接，進而將本實用新型安裝在裝載機傳動系中進行扭矩測量；當測量大型裝載機(如ZL50裝載機)傳動軸(較長)的扭矩時， 裝上擴展軸12，通過定位銷15使第一內花鍵900和第二內花鍵1200周向對準，將花鍵軸 13拉出，此時花鍵軸13與擴展軸12的第二內花鍵1200花鍵聯接，從而適應具有較長傳動軸的ZL50裝載機的傳動系，實現扭矩測量。可見，本實用新型通過可拆卸的擴展軸12和長伸縮花鍵的設計，實現了對不同長度的裝載機傳動軸進行扭矩測量的目的。本實用新型的簡要工作過程為首先，對本實用新型的扭矩傳感器4進行標定；其次，拆下待測傳動軸，將花鍵軸13在後軸9或擴展軸12中伸縮長度進行調節， 以適應待測傳動軸所在的傳動系長度；調整螺栓在第一 U型孔100中的位置，使得前異型法蘭1與變速箱輸出軸A的法蘭通過螺栓連接；後異型法蘭14與驅動橋輸入軸B的法蘭的連接以此類推。至此，本實用新型已經接入待測裝載機傳動軸所在的傳動系；最後，運行裝載機，由扭矩傳感器4進行扭矩測量，扭矩信號通過遙測裝置天線 300和應變遙測儀301進行發射，遙測接收機304接收扭矩信號並顯示扭矩值。本實用新型的優點和有益效果是僅需要最初使用時的一次扭矩傳感器標定，便可利用本實用新型對不同長度、不同直徑的裝載機傳動軸進行扭矩快速測量，而且不需要對待測傳動軸進行任何加工處理，因此，應用本實用新型可以較大地縮短裝載機傳動軸扭矩的測量周期，加快不同型號、不同工況下裝載機傳動系載荷譜的採集工作進度，為進一步的開發研究、測試分析和質量檢驗等工作打下基礎。
圖1為本實用新型的整體示意圖圖2為本實用新型前端的示意圖圖3為後軸及第一擴展法蘭的示意圖圖4為擴展軸及第二擴展法蘭的示意圖圖5為花鍵軸及後異型法蘭的示意圖圖6為前異型法蘭與變速箱輸出軸法蘭的連接示意圖圖7為後異型法蘭與驅動橋輸入軸法蘭的連接示意圖圖中A、變速箱輸出軸 B、驅動橋輸入軸1、前異型法蘭2、前軸 3、遙測裝置 4、扭矩傳感器 5、前十字聯軸器6、第一法蘭 7、第二法蘭8、後十字聯軸器 9、後軸 10、第一擴展法
ΛΑ11、第二擴展法蘭12、擴展軸 13、花鍵軸 14、後異型法蘭 15、定位銷100、第一 U型孔 101、第一 U型孔圓弧段102、第一 U型孔外側103、第一 U型孔內側300、遙測裝置天線 301、應變遙測儀 302、固定繃帶303、電池304、遙測接收機 900、第一內花鍵 1000、第一法蘭螺栓孔1001、第一定位銷孔 1100、第二法蘭螺栓孔 1101、第二定位銷孔1200、第二內花鍵 1400.、第二 U型孔 1401、第二 U型孔圓弧段1402、第二 U型孔外側 1403、第二 U型孔內側
具體實施方式
以下結合附圖所示實施例進一步說明本實用新型的具體內容和工作過程。圖1所示為本實用新型的整體示意圖，主要由前軸2、後軸9、遙測裝置3、扭矩傳感器4和十字聯軸器組成，所述的遙測裝置3和扭矩傳感器4通過導線連接並固定在前軸 2上，前軸2和後軸9之間通過兩個十字聯軸器(前十字聯軸器5、後十字聯軸器8)連接， 兩個十字聯軸器通過法蘭(第一法蘭6、第二法蘭7)連接，前軸2與變速箱輸出軸A之間通過前異型法蘭1連接，後軸9與花鍵軸13花鍵聯接，花鍵軸13與驅動橋輸入軸B之間通過後異型法蘭14連接，後異型法蘭14與花鍵軸13固連。本實用新型將前十字聯軸器5和後十字聯軸器8置於前軸2和後軸9之間，進而可以將扭矩傳感器4布置在變速箱輸出軸A —側的前軸2上，準確測量出變速箱輸出軸A 的扭矩，通過換算便可得到準確的待測傳動軸上的扭矩。另外，將前十字聯軸器5和後十字聯軸器8布置在前軸2和後軸9之間，可以方便地將本實用新型進行摺疊，減小本實用新型的總體長度，便於運輸。圖2為本實用新型前端的示意圖，前異型法蘭1上開有一組發散的至少四個第一U 型孔100，第一 U型孔100由第一 U型孔圓弧段101、第一 U型孔外側102和第一 U型孔內側103組成，第一 U型孔100的橫截面為階梯型，即第一 U型孔外側102比第一 U型孔內側 103窄，便於螺栓位置的調節。後異型法蘭14與前異型法蘭1結構相同。當對不同型號的裝載機傳動軸的扭矩進行測量時，由於變速箱輸出軸A的法蘭和驅動橋輸入軸B的法蘭的尺寸均不相同(直徑不同，螺栓大小不同)，此時，可以通過調節螺栓在第一 U型孔100中的位置，來實現前異型法蘭1與不同規格的變速箱輸出軸A的法蘭之間的固定連接；通過調節螺栓在第二 U型孔1400中的位置，來實現後異型法蘭14與不同規格的驅動橋輸入軸B的法蘭之間的固定連接。可見，本實用新型通過前異型法蘭1和後異型法蘭14的U型孔設計，實現了對具有不同變速箱輸出軸A的法蘭和驅動橋輸入軸B的法蘭的各種型號裝載機進行傳動軸扭矩的快速測量。遙測裝置3由遙測裝置天線300、應變遙測儀301、固定繃帶302、電池303和遙測接收機304組成。其中遙測裝置天線300、應變遙測儀301和電池303通過固定繃帶302固定在前軸2上；應變遙測儀301、電池303通過導線與扭矩傳感器4連接；測量扭矩時，扭矩信號通過遙測裝置天線300和應變遙測儀301進行發射，遙測接收機304接收扭矩信號並顯示扭矩值。圖3為後軸及第一擴展法蘭的示意圖，圖4為擴展軸及第二擴展法蘭的示意圖。後軸9內部加工有第一內花鍵900，擴展軸12內部加工有第二內花鍵1200，並且第一內花鍵 900和第二內花鍵1200結構相同，後軸9和擴展軸12均與花鍵軸13通過花鍵連接。對不同型號的裝載機傳動軸進行扭矩測量時，為了適應傳動軸的不同長度，可以對本實用新型的長度進行調節。後軸9與擴展軸12之間通過結構相同的第一擴展法蘭10和第二擴展法蘭11連接，第一擴展法蘭10上加工有第一法蘭螺栓孔1000和第一定位銷孔1001，第二擴展法蘭 11上加工有第二法蘭螺栓孔1100和第二定位銷孔1101。在待測傳動軸較長、需要接入擴展軸12時，先用定位銷15使第一定位銷孔1001和第二定位銷孔1101對準，從而使第一內花鍵900和第二內花鍵1200周向對準，然後用螺栓將第一擴展法蘭10和第二擴展法蘭11 擰緊，從而延長了花鍵軸13的伸縮範圍。圖5為花鍵軸及後異型法蘭的示意圖，花鍵軸13的長度比後軸9短，使得花鍵軸 13具有更好的剛度，而且充分利用了花鍵軸13上的花鍵。當測量小型裝載機(如ZLlO裝載機)傳動軸(較短)的扭矩時，可拆卸下擴展軸 12，此時花鍵軸13與後軸9的第一內花鍵900通過花鍵聯接，進而將本實用新型安裝在裝載機傳動系中進行扭矩測量；當測量大型裝載機(如ZL50裝載機)傳動軸(較長)的扭矩時，裝上擴展軸12，通過定位銷15使第一內花鍵900和第二內花鍵1200周向對準，將花鍵軸13拉出，此時花鍵軸13與擴展軸12的第二內花鍵1200通過花鍵聯接，從而適應具有較長傳動軸的ZL50裝載機的傳動系，實現扭矩測量。可見，本實用新型通過可拆卸的擴展軸12和長伸縮花鍵的設計，實現了對不同長度的裝載機傳動軸進行扭矩測量的目的。圖6為前異型法蘭與變速箱輸出軸法蘭的連接示意圖，圖7為後異型法蘭與驅動橋輸入軸法蘭的連接示意圖，進一步對本實用新型接入不同型號裝載機傳動系的方式進行了說明，即前異型法蘭1與變速箱輸出軸A法蘭利用螺栓連接，通過調整螺栓在第一 U型孔 100中的位置，前異型法蘭1可以與不同尺寸的變速箱輸出軸A的法蘭進行配合；後異型法蘭14與驅動橋輸入軸B的法蘭的連接以此類推。本實用新型的簡要工作過程為首先，對本實用新型的扭矩傳感器4進行標定；其次，拆下待測傳動軸，將花鍵軸13在後軸9或擴展軸12中伸縮長度進行調節， 以適應待測傳動軸所在的傳動系長度；調整螺栓在第一 U型孔100中的位置，使得前異型法蘭1與變速箱輸出軸A的法蘭通過螺栓連接；後異型法蘭14與驅動橋輸入軸B的法蘭的連接以此類推。至此，本實用新型已經接入待測裝載機傳動軸所在的傳動系；最後，運行裝載機，由扭矩傳感器4進行扭矩測量，扭矩信號通過遙測裝置天線 300和應變遙測儀301進行發射，遙測接收機304接收扭矩信號並顯示扭矩值。
權利要求1.一種裝載機傳動軸的扭矩快速測量裝置，主要由前軸O)、後軸(9)、遙測裝置(3)、 扭矩傳感器(4)和前、後十字聯軸器組成，其特徵在於，所述的遙測裝置C3)和扭矩傳感器 (4)通過導線連接並固定在前軸( 上，前軸( 和後軸(9)之間通過兩個十字聯軸器連接，兩個十字聯軸器通過法蘭連接，前軸( 與變速箱輸出軸(A)之間通過前異型法蘭(1) 連接，後軸(9)與花鍵軸(1 花鍵聯接，花鍵軸(1 與驅動橋輸入軸(B)之間通過後異型法蘭(14)連接，後異型法蘭(14)與花鍵軸(1 固連。
2.根據權利要求1所述的裝載機傳動軸的扭矩快速測量裝置，其特徵在於，所述的前異型法蘭(1)和後異型法蘭(14)結構相同，其上開有一組發散的至少四個第一 U型孔 (100)，第一 U型孔(100)的橫截面為階梯型。
3.根據權利要求1所述的裝載機傳動軸的扭矩快速測量裝置，其特徵在於，所述的遙測裝置(3)由遙測裝置天線(300)、應變遙測儀(301)、固定繃帶(302)、電池(303)和遙測接收機(304)組成，其中遙測裝置天線(300)、應變遙測儀(301)和電池(30 通過固定繃帶(302)固定在前軸( 上。
4.根據權利要求1所述的裝載機傳動軸的扭矩快速測量裝置，其特徵在於，所述的後軸(9)和擴展軸(1 與花鍵軸(1 之間通過花鍵聯接。
5.根據權利要求4所述的裝載機傳動軸的扭矩快速測量裝置，其特徵在於，所述的後軸(9)與擴展軸(1 之間通過結構相同的第一擴展法蘭(10)和第二擴展法蘭(11)連接， 第一擴展法蘭(10)和第二擴展法蘭(11)上對應加工有法蘭螺栓孔和定位銷孔，通過螺栓固定連接，通過定位銷(15)周向定位。
6.根據權利要求1所述的裝載機傳動軸的扭矩快速測量裝置，其特徵在於，所述的花鍵軸(13)比後軸(9)短。
專利摘要本實用新型公開了一種裝載機傳動軸的扭矩快速測量裝置，屬扭矩測量技術領域，該裝置主要由前軸、後軸、遙測裝置、扭矩傳感器和十字聯軸器組成，所述的遙測裝置和扭矩傳感器通過導線連接並固定在前軸上，前軸和後軸之間通過兩個十字聯軸器連接，兩個十字聯軸器通過法蘭連接，前軸與變速箱輸出軸之間通過前異型法蘭連接，後軸與花鍵軸通過花鍵聯接，花鍵軸與驅動橋輸入軸之間通過後異型法蘭連接，後異型法蘭與花鍵軸固連。利用該裝置，只需最初使用時標定扭矩傳感器一次，便可以對不同直徑、不同長度的一系列裝載機傳動軸進行扭矩的快速測量。
文檔編號G01L3/04GK202013256SQ201120021620
公開日2011年10月19日 申請日期2011年1月24日 優先權日2011年1月24日
發明者張玉新, 楊超, 王繼新, 郝萬軍, 陳超 申請人:吉林大學