一种离合器防爆性能测试装置及测试方法
【专利摘要】本发明公开了一种离合器防爆性能测试装置及测试方法，该测试装置包括第一基座、第二基座、调速电机、啮合距离调节组件、测速旋转编码器、扭矩传感器、多通道温度传感器及主控系统，调速电机安装在第一基座上，第二基座用于安装被测离合器，测速旋转编码器和扭矩传感器依次安装在调速电机的输出轴上，调速电机的输出轴与被测离合器的输入端连接，被测离合器的输出轴锁紧安装在第二基座上，啮合距离调节组件与被测离合器连接，调速电机、啮合距离调节组件、测速旋转编码器、扭矩传感器和多通道温度传感器均与主控系统连接。本发明可以对多种类型的离合器进行摩擦温升测试，从而可以有效地进行防爆性能测试，可广泛应用于离合器的防爆测试行业中。
【专利说明】
一种离合器防爆性能测试装置及测试方法
技术领域
[0001]本发明涉及离合器性能测试领域，特别是涉及一种离合器防爆性能测试装置及测试方法。
【背景技术】
[0002]离合器是机械传动中的常用部件，可将传动系统随时分离或接合，一般安装在发动机与变速器之间，是发动机与汽车传动系之间切断和传递动力的部件。它的作用是使发动机与变速器之间能逐渐接合，从而保证汽车平稳起步;暂时切断发动机与变速器之间的联系，以便于换档和减少换档时的冲击;当汽车紧急制动时能起分离作用，防止变速器等传动系统过载，从而起到一定的保护作用。
[0003]但在运行过程中难免会出现离合器半联动或者摩擦片与飞轮打滑的现象，此时由于两者摩擦而产生的热表面很有可能引起可燃性气体爆炸，而相关标准GB 25286.5-2010中明确规定对离合器的要求暴露于爆炸性环境中的固定或活动部件的温度不能超过设备的最高表面温度，因此离合器摩擦热源是不能忽视的，其摩擦温升关系到离合器的防爆性能，因此，需要对离合器在爆炸性环境中的防爆性能进行测试。但是，目前对离合器摩擦温升的问题研究非常少，而且针对离合器性能测试的装置也很少，难以有效地对离合器的防爆性能进行测试。
【发明内容】
[0004]为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种离合器防爆性能测试装置，本发明的另一目的是提供一种离合器防爆性能测试装置的测试方法。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种离合器防爆性能测试装置，包括第一基座、第二基座、调速电机、啮合距离调节组件、测速旋转编码器、扭矩传感器、多通道温度传感器以及主控系统，所述调速电机安装在第一基座上，所述第二基座用于安装被测离合器，所述测速旋转编码器和扭矩传感器依次安装在调速电机的输出轴上，所述调速电机的输出轴与被测离合器的输入端连接，所述被测离合器的输出轴锁紧安装在第二基座上，所述啮合距离调节组件与被测离合器连接，所述多通道温度传感器用于采集被测离合器的温度值，所述调速电机、啮合距离调节组件、测速旋转编码器、扭矩传感器和多通道温度传感器均与主控系统连接。
[0006]进一步，所述啮合距离调节组件包括步进电机、丝杆、丝杆螺母、电子尺以及用于连接丝杆螺母与被测离合器的分离叉，所述步进电机与丝杆传动连接，所述丝杆与丝杆螺母螺纹连接，所述电子尺用于测量丝杆螺母的位移值后发送给主控系统。
[0007]进一步，所述被测离合器的输出轴上还安装有压力传感器。
[0008]进一步，还包括固定轴和机械卡盘机构，所述第二基座上设有用于安装固定轴的安装架，所述被测离合器的输出轴通过机械卡盘机构锁紧安装在固定轴上，且所述固定轴在安装架上的安装位置随被测离合器的输出轴的长度而调整。
[0009]进一步，所述被测离合器外部罩设有防护罩，所述防护罩上设有观察口，所述观察口处设有冷却风扇。
[0010]进一步，还包括法兰，所述被测离合器包括飞轮、摩擦盘和压盘，所述调速电机的输出轴通过法兰与飞轮连接，所述摩擦盘与压盘同轴连接，所述压盘与啮合距离调节组件连接。
[0011 ]进一步，所述第一基座上设有防震垫。
[0012]进一步，所述第二基座上设有用于固定扭矩传感器的支撑架。
[0013]本发明解决其技术问题所采用的另一技术方案是:
一种离合器防爆性能测试方法，包括步骤:
51、初始化调速电机和步进电机的工作参数，并采集丝杆螺母在电子尺上的初始位移值；
52、启动调速电机和步进电机，进而采集调速电机的输出轴的实时的转速和扭矩，同时采集丝杆螺母在电子尺上的实时位移值；
53、获得转速与扭矩的乘积最小时丝杆螺母的位移值作为第一位置，同时获得转速与扭矩的乘积最大时丝杆螺母的位移值作为代表最佳啮合距离的第二位置；
54、通过步进电机控制丝杆螺母移动到第一位置后，开始计时，同时驱动步进电机按照给定的速度控制丝杆螺母移动到第二位置后锁紧丝杆螺母进而进行测试，并采用多通道温度传感器采集被测离合器的实时的温度值；
55、当判断所采集的温度值超出预设温度阈值时停止计时并告警，或者当判断计时时间超出预设时间阈值时记录该时刻的温度并告警。
[0014]进一步，所述步骤S4中在丝杆螺母的移动过程中同时采用压力传感器采集被测离合器输出轴的实时的压力值。
[0015]本发明的有益效果是:本发明的一种离合器防爆性能测试装置，包括第一基座、第二基座、调速电机、啮合距离调节组件、测速旋转编码器、扭矩传感器、多通道温度传感器以及主控系统，调速电机安装在第一基座上，第二基座用于安装被测离合器，测速旋转编码器和扭矩传感器依次安装在调速电机的输出轴上，调速电机的输出轴与被测离合器的输入端连接，被测离合器的输出轴锁紧安装在第二基座上，啮合距离调节组件与被测离合器连接，多通道温度传感器用于采集被测离合器的温度值，调速电机、啮合距离调节组件、测速旋转编码器、扭矩传感器和多通道温度传感器均与主控系统连接。本装置可以对多种类型的离合器进行摩擦温升测试，从而可以有效地进行防爆性能测试。
[0016]本发明的另一有益效果是:本发明的一种离合器防爆性能测试方法，包括步骤:
S1、初始化调速电机和步进电机的工作参数，并采集丝杆螺母在电子尺上的初始位移值；S 2、启动调速电机和步进电机，进而采集调速电机的输出轴的实时的转速和扭矩，同时采集丝杆螺母在电子尺上的实时位移值;S3、获得转速与扭矩的乘积最小时丝杆螺母的位移值作为第一位置，同时获得转速与扭矩的乘积最大时丝杆螺母的位移值作为代表最佳啮合距离的第二位置;S4、通过步进电机控制丝杆螺母移动到第一位置后，开始计时，同时驱动步进电机按照给定的速度控制丝杆螺母移动到第二位置后锁紧丝杆螺母进而进行测试，并采用多通道温度传感器采集被测离合器的实时的温度值;S5、当判断所采集的温度值超出预设温度阈值时停止计时并告警，或者当判断计时时间超出预设时间阈值时记录该时刻的温度并告警。本方法可以对多种类型的离合器进行摩擦温升测试，从而可以有效地进行防爆性能测试。
【附图说明】
[0017]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0018]图1是本发明的一种离合器防爆性能测试装置的主视图；
图2是本发明的一种离合器防爆性能测试装置的俯视图；
图3是本发明的一种离合器防爆性能测试装置的被测离合器的分离状态示意图；
图4是本发明的一种离合器防爆性能测试装置的被测离合器的接触状态示意图；
图5是本发明的一种离合器防爆性能测试装置的实施例一中进行测试的流程示意图。
【具体实施方式】
[0019]参照图1和图2，本发明提供了一种离合器防爆性能测试装置，包括第一基座19、第二基座14、调速电机10、啮合距离调节组件、测速旋转编码器8、扭矩传感器9、多通道温度传感器16以及主控系统13，所述调速电机10安装在第一基座19上，所述第二基座14用于安装被测离合器7，所述测速旋转编码器8和扭矩传感器9依次安装在调速电机10的输出轴上，所述调速电机10的输出轴与被测离合器7的输入端连接，所述被测离合器7的输出轴锁紧安装在第二基座14上，所述啮合距离调节组件与被测离合器7连接，所述多通道温度传感器16用于采集被测离合器7的温度值，所述调速电机10、啮合距离调节组件、测速旋转编码器8、扭矩传感器9和多通道温度传感器16均与主控系统13连接。
[0020]进一步作为优选的实施方式，所述啮合距离调节组件包括步进电机1、丝杆2、丝杆螺母22、电子尺3以及用于连接丝杆螺母22与被测离合器7的分离叉5，所述步进电机I与丝杆2传动连接，所述丝杆2与丝杆螺母22螺纹连接，所述电子尺3用于测量丝杆螺母22的位移值后发送给主控系统13，所述步进电机I与主控系统13连接。
[0021]进一步作为优选的实施方式，所述被测离合器7的输出轴上还安装有压力传感器5。
[0022]进一步作为优选的实施方式，还包括固定轴11和机械卡盘机构12，所述第二基座14上设有用于安装固定轴11的安装架20，所述被测离合器7的输出轴通过机械卡盘机构12锁紧安装在固定轴11上，且所述固定轴11在安装架20上的安装位置随被测离合器7的输出轴的长度而调整。
[0023]进一步作为优选的实施方式，所述被测离合器7外部罩设有防护罩15，所述防护罩15上设有观察口 6，所述观察口 6处设有冷却风扇。
[0024]进一步作为优选的实施方式，还包括法兰17，参照图3和图4，所述被测离合器7包括飞轮71、摩擦盘72和压盘73，所述调速电机10的输出轴通过法兰17与飞轮71连接，所述摩擦盘72与压盘73同轴连接，所述压盘73与啮合距离调节组件连接。
[0025]进一步作为优选的实施方式，所述第一基座19上设有防震垫。
[0026]进一步作为优选的实施方式，所述第二基座14上设有用于固定扭矩传感器9的支撑架18。
[0027]本发明还提供了一种离合器防爆性能测试方法，包括步骤: 51、初始化调速电机1和步进电机I的工作参数，并采集丝杆螺母22在电子尺3上的初始位移值；
52、启动调速电机10和步进电机I，进而采集调速电机10的输出轴的实时的转速和扭矩，同时采集丝杆螺母22在电子尺3上的实时位移值；
53、获得转速与扭矩的乘积最小时丝杆螺母22的位移值作为第一位置，同时获得转速与扭矩的乘积最大时丝杆螺母22的位移值作为代表最佳啮合距离的第二位置；
54、通过步进电机I控制丝杆螺母22移动到第一位置后，开始计时，同时驱动步进电机I按照给定的速度控制丝杆螺母22移动到第二位置后锁紧丝杆螺母22进而进行测试，并采用多通道温度传感器16采集被测离合器7的实时的温度值；
55、当判断所采集的温度值超出预设温度阈值时停止计时并告警，或者当判断计时时间超出预设时间阈值时记录该时刻的温度并告警。
[0028]进一步作为优选的实施方式，所述步骤S4中在丝杆螺母22的移动过程中同时采用压力传感器5采集被测离合器7输出轴的实时的压力值。
[0029]本发明实施例一
一种离合器防爆性能测试装置，包括第一基座19、第二基座14、调速电机10、啮合距离调节组件、测速旋转编码器8、扭矩传感器9、多通道温度传感器16以及主控系统13，调速电机10安装在第一基座19上，第二基座14用于安装被测离合器7，测速旋转编码器8和扭矩传感器9依次安装在调速电机1的输出轴上，调速电机1的输出轴与被测离合器7的输入端连接，被测离合器7的输出轴锁紧安装在第二基座14上，啮合距离调节组件与被测离合器7连接，多通道温度传感器16用于采集被测离合器7的温度值，调速电机10、啮合距离调节组件、测速旋转编码器8、扭矩传感器9和多通道温度传感器16均与主控系统13连接。多通道温度传感器16包括接触式及非接触式的多个温度传感器，可以有效地同时测试被测离合器7的多点的温度值。具体的，包括贴片式热电偶温度传感器和非接触式温度传感器。主控系统13用于进行参数设置、采集、处理、显示、存储及控制。调速电机10通过电流转换器输出的电流的控制，来实现额定功率及转速的控制，可以针对不同的被测离合器7进行不同的功率测试。
[0030]优选的，本实施例中，啮合距离调节组件包括步进电机1、丝杆2、丝杆螺母22、电子尺3以及用于连接丝杆螺母22与被测离合器7的分离叉5，步进电机I与丝杆2传动连接，丝杆2与丝杆螺母22螺纹连接，电子尺3用于测量丝杆螺母22的位移值后发送给主控系统13。丝杆螺母22连接到电子尺3上，当丝杠螺母22移动到不同位置时，电子尺3可以采集获得丝杆螺母22对应的位移值并发送到主控系统13。本实施例通过步进电机I带动丝杆2运动，从而控制丝杆螺母22进行移动，以达到调整被测离合器7的啮合距离的目的，具体的，可以调整被测离合器7的飞轮71和摩擦盘72之间的啮合距离。在调整的同时，可以通过主控系统所采集到的实时的扭矩和转速来确定最佳啮合距离。
[0031]本实施例中，被测离合器7的输出轴上还安装有压力传感器5，因此可以测量获得被测离合器7的啮合距离与压力之间的关系，该啮合距离与压力之间的关系可以辅助前述的实时的扭矩和转速来确定最佳啮合距离。
[0032]本实施例中，采用两个基座，且第一基座19上设有防震垫，从而可以有效减少调速电机10运动震动时对被测离合器7所测数据的影响。第二基座14上设有用于固定扭矩传感器9的支撑架18。
[0033]本实施例中，还包括固定轴11和机械卡盘机构12和法兰17，第二基座14上设有用于安装固定轴11的安装架20，被测离合器7的输出轴通过机械卡盘机构12锁紧安装在固定轴11上，且固定轴11在安装架20上的安装位置随被测离合器7的输出轴的长度而调整，调整后实现与第二基座14的刚性连接。被测离合器7包括飞轮71、摩擦盘72和压盘73，调速电机10的输出轴通过法兰17与飞轮71连接，摩擦盘72与压盘73同轴连接，压盘73与啮合距离调节组件连接。因此，针对多款不同尺寸的被测离合器7，其两端均可以通过机械卡盘机构12或法兰17连接。
[0034]本实施例中，被测离合器7外部罩设有防护罩15，防护罩15上设有观察口6，因此能有效观察试验时火花的出现情况及防止试验过程中飞肩飞出。同时观察口6处设有冷却风扇，可以有效对飞轮71与摩擦盘72进行冷却，方便试验的多次进行。
[0035]本实施例的测试装置进行测试时，首先要对被测离合器7进行定位，具体定位方式如下:
首先调整调速电机10的位置，将调速电机10固定在第一基座19上，然后将被测离合器7的飞轮71端通过法兰17与调速电机10的输出轴相联接，被测离合器7的输出轴则通过机械卡盘机构12锁紧在固定轴11上，最后固定轴11跟第二基座14实现刚性锁紧。联接分离叉4与被测离合器7后调整丝杠螺母22位置，将其固定在第二基座14上，调整各多通道温度传感器16的各测量通道至所需温度测试点。检查主控系统与各传感器之间是否连接良好。
[0036]将整个测试装置放置于温度可控制的环境中，调节室内温度至设定值，将被测离合器7的输入端与输出轴分别用法兰17和机械卡盘机构12夹紧，调节固定轴11和扭矩传感器9的支撑架18的位置保证调速电机10的输出轴与被测离合器7的同轴度。啮合距离调节组件调整后被固定在第二基座14上，调节多通道温度传感器16至测试位置。检测电子尺3、多通道温度传感器16、扭矩传感器9、测速旋转编码器8等与主控系统13通讯正常，控制啮合距离调节组件的丝杆螺母22移动使被测离合器7的摩擦盘72与飞轮71分离，如图3所示。
[0037]图5是本测试装置进行测试的流程示意图，如图5所示，按照试验要求设定调速电机10和步进电机I的工作参数、测试装置的预设温度阈值、预设时间阈值等测试参数。待调速电机10开启后，主控系统控制步进电机I带动丝杆螺母22低速前进，采集丝杆螺母22在电子尺3上的初始位移值，即电子尺3在消除三个间隙(丝杠螺母22的间隙、丝杆螺母22与分离叉4的间隙、分离叉4与被测离合器7的间隙)时的初始位移值。在丝杆螺母22的移动过程中，记录丝杆螺母22在电子尺3上的实时位移值，同时采用测速旋转编码器8采集调速电机10的输出轴的实时的转速，采用扭矩传感器9采集调速电机10的输出轴的实时的扭矩。进而获得转速与扭矩的乘积最小时丝杆螺母的位移值作为第一位置Wl，该位置即摩擦盘72与飞轮71刚接触时的位置，同时获得转速与扭矩的乘积最大时丝杆螺母的位移值作为代表最佳啮合距离的第二位置W2。再次控制丝杆螺母22返回到Wl处并开始计时，驱动步进电机I按照给定的速度控制丝杆螺母22向W2移动，当丝杆螺母22移动到W2处后将其锁紧，此时，被测离合器7为接触状态，如图4所示，在此状态下开始对被测离合器7进行防爆性能测试，并采用多通道温度传感器16采集测试过程中被测离合器7的实时的温度值，同时观察火花出现情况，若在规定时间内即在预设时间阈值内测试温度超过预设温度阈值，则停止计时，记录此时的计时时间并告警停止测试，若在预设时间阈值内温度未超过设定的预设温度阈值，则记录此时的温度值作为最高温度值并告警停止测试。在测试过程中，可以同时采用压力传感器5采集被测离合器7的输出轴的压力，从而获得啮合距离与压力之间的关系。为便于用户进行观察，可以计算扭矩与转速的乘积后通过主控系统13进行实时显示。
[0038]最后，对测试装置进行复位，将调速电机10停机，并通过步进电机I控制丝杆螺母22返回Wl后，将步进电机I停机，然后将被测离合器7分离，开启冷却风扇进行冷却，待冷却结束后重新开启步进电机I和调速电机10进行下一次的测试，最后，所有测试结束后，停止步进电机I和调速电机10，关闭主控系统，拆卸被测离合器7。
[0039]本发明实施例二
本实施例是基于实施例一的一种离合器防爆性能测试方法，具体包括步骤:
51、初始化调速电机1和步进电机I的工作参数，并采集丝杆螺母22在电子尺3上的初始位移值；
52、启动调速电机10和步进电机I，进而采集调速电机10的输出轴的实时的转速和扭矩，同时采集丝杆螺母22在电子尺3上的实时位移值；
53、获得转速与扭矩的乘积最小时丝杆螺母22的位移值作为第一位置Wl，该位置即摩擦盘72与飞轮71刚接触时的位置，同时获得转速与扭矩的乘积最大时丝杆螺母22的位移值作为代表最佳啮合距离的第二位置W2;
54、通过步进电机I控制丝杆螺母22移动到第一位置Wl后，开始计时，同时驱动步进电机I按照给定的速度控制丝杆螺母22移动到第二位置W2后锁紧丝杆螺母22进而进行测试，并采用多通道温度传感器16采集被测离合器7的实时的温度值；
55、当判断所采集的温度值超出预设温度阈值时停止计时并告警，或者当判断计时时间超出预设时间阈值时记录该时刻的温度并告警。
[0040]优选的，步骤S4中在丝杆螺母22的移动过程中同时采用压力传感器5采集被测离合器7输出轴的实时的压力值。因此可以测量获得被测离合器7的啮合距离与压力之间的关系O
[0041]以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【主权项】
1.一种离合器防爆性能测试装置，其特征在于，包括第一基座、第二基座、调速电机、啮合距离调节组件、测速旋转编码器、扭矩传感器、多通道温度传感器以及主控系统，所述调速电机安装在第一基座上，所述第二基座用于安装被测离合器，所述测速旋转编码器和扭矩传感器依次安装在调速电机的输出轴上，所述调速电机的输出轴与被测离合器的输入端连接，所述被测离合器的输出轴锁紧安装在第二基座上，所述啮合距离调节组件与被测离合器连接，所述多通道温度传感器用于采集被测离合器的温度值，所述调速电机、啮合距离调节组件、测速旋转编码器、扭矩传感器和多通道温度传感器均与主控系统连接。2.根据权利要求1所述的一种离合器防爆性能测试装置，其特征在于，所述啮合距离调节组件包括步进电机、丝杆、丝杆螺母、电子尺以及用于连接丝杆螺母与被测离合器的分离叉，所述步进电机与丝杆传动连接，所述丝杆与丝杆螺母螺纹连接，所述电子尺用于测量丝杆螺母的位移值后发送给主控系统。3.根据权利要求1所述的一种离合器防爆性能测试装置，其特征在于，所述被测离合器的输出轴上还安装有压力传感器。4.根据权利要求1所述的一种离合器防爆性能测试装置，其特征在于，还包括固定轴和机械卡盘机构，所述第二基座上设有用于安装固定轴的安装架，所述被测离合器的输出轴通过机械卡盘机构锁紧安装在固定轴上，且所述固定轴在安装架上的安装位置随被测离合器的输出轴的长度而调整。5.根据权利要求1所述的一种离合器防爆性能测试装置，其特征在于，所述被测离合器外部罩设有防护罩，所述防护罩上设有观察口，所述观察口处设有冷却风扇。6.根据权利要求1所述的一种离合器防爆性能测试装置，其特征在于，还包括法兰，所述被测离合器包括飞轮、摩擦盘和压盘，所述调速电机的输出轴通过法兰与飞轮连接，所述摩擦盘与压盘同轴连接，所述压盘与啮合距离调节组件连接。7.根据权利要求1所述的一种离合器防爆性能测试装置，其特征在于，所述第一基座上设有防震垫。8.根据权利要求1所述的一种离合器防爆性能测试装置，其特征在于，所述第二基座上设有用于固定扭矩传感器的支撑架。9.一种离合器防爆性能测试方法，其特征在于，包括步骤: 51、初始化调速电机和步进电机的工作参数，并采集丝杆螺母在电子尺上的初始位移值； 52、启动调速电机和步进电机，进而采集调速电机的输出轴的实时的转速和扭矩，同时采集丝杆螺母在电子尺上的实时位移值； 53、获得转速与扭矩的乘积最小时丝杆螺母的位移值作为第一位置，同时获得转速与扭矩的乘积最大时丝杆螺母的位移值作为代表最佳啮合距离的第二位置； 54、通过步进电机控制丝杆螺母移动到第一位置后，开始计时，同时驱动步进电机按照给定的速度控制丝杆螺母移动到第二位置后锁紧丝杆螺母进而进行测试，并采用多通道温度传感器采集被测离合器的实时的温度值； 55、当判断所采集的温度值超出预设温度阈值时停止计时并告警，或者当判断计时时间超出预设时间阈值时记录该时刻的温度并告警。10.根据权利要求9所述的一种离合器防爆性能测试方法，其特征在于，所述步骤S4中在丝杆螺母的移动过程中同时采用压力传感器采集被测离合器输出轴的实时的压力值。
【文档编号】G01M13/02GK106053055SQ201610378552
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】王新华, 梁峻, 谢超, 蒋漳河, 刘鑫, 汤鹏, 徐伟巍
【申请人】广州特种机电设备检测研究院