专利名称：转动惯量测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测试装置，具体说来涉及一种对刚体机械零件的转动惯量进行测试的装置。
背景技术：
刚体机械零件的转动惯量是机械设计的一个重要参数，意义重大。尤其是发动机的许多回转件，如磁电机飞轮、离合器、曲柄连杆、平衡齿等的转动惯量同发动机运转的平稳性联系紧密。现有的许多测试转动惯量的仪器，在提高测试精度的同时，存在以下问题1、测量时必须保证待测物的重心在仪器转轴的延长线上，测量范围有限，形体复杂的部件不便于计算转动惯量；2、为保持待测物的重心在仪器转轴的延长线上，必须仔细调节待测物的位置，因此操作较为不便。为解决上述问题，有人设计了一种新型的转动惯量测量仪，它包括蜗旋弹簧、传感器、测时电路、显示处理用微机和带转轴的平台，带转轴的平台和蜗旋弹簧、传感器构成台式扭摆。摆动时，传感器将振动信号转换为电脉冲信号送到测时电路，测时电路在微机控制下进行测时，然后由微机进行数据采集、运算，最后得出结果。该测试仪由于传感器参与摆动，将振动信号转换为电脉冲信号送到测时电路，其测时精度低，摆动周期误差大。同时，由于蜗旋弹簧在使用过程中会出现疲劳，影响刚度进而影响摆动周期，如不及时校正，也会影响测试结果。
实用新型内容针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的在于提供一种测试精度更高的转动惯量测试装置。
本实用新型的技术方案是这样实现的转动惯量测试装置，它包括竖向设置的转轴，转轴从上至下依次与托盘、蜗旋弹簧的中心固定，转轴下端置于轴承中，其改进之处在于在转轴上还设有信号圆盘，信号圆盘上带有标记，用于感应标记的传感器与电路板连接并通过显示屏显示测试结果。
进一步的优化在于它还包括周期校准器，周期校准器与蜗旋弹簧外圈固定。通过移动周期校准器可以调节蜗旋弹簧参与摆动部分的长度，从而完成摆动周期校正，消除蜗旋弹簧由于疲劳等因素造成的刚度变化进而出现的摆动周期误差。
采用本装置，只需在托盘上辅以简单夹具即可对所有零部件进行测量。测量时，将待测零部件放置在尽量靠近托盘中心的位置，用手转动托盘启动本装置，即可在显示屏上显示待测零部件的转动惯量。由于本实用新型的传感器不参与摆动，因此其检测到的摆动周期更加准确，同时通过周期校准器对因为蜗旋弹簧刚度变化而出现的摆动周期误差进行校正，进一步提高了本实用新型的测试精度，实验表明，本测试装置误差在0.1％以下。
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是图1的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
参见图1、图2，从图上可以看出，本实用新型主要由以下几部分组成机箱10、托盘1、转轴6、蜗旋弹簧7、信号圆盘4、周期校准器8、传感器3。机箱10用于隐藏零部件，防止灰尘侵蚀，同时又使外观规整，其内设有轴承5，转轴6一端置于轴承5中，另一端伸出机箱10上表壳，转轴6的伸出端与托盘1中心固定，托盘1表面设有极坐标刻线以利于放置对称的回转体，托盘1在蜗旋弹簧7的作用下可来回摆动。蜗旋弹簧7安装在转轴6上并位于机箱10内，转轴6通过蜗旋弹簧7的圆心。蜗旋弹簧7在使用过程中会因为疲劳等因素，造成测量误差，周期校准器8的目的正是消除这种误差。周期校准器8位于机箱10内，相当于一只机械手，将蜗旋弹簧7外圈夹住，在机箱10外壳上设有滑槽，滑槽内设有与周期校准器8连接的滑块15，拨动滑块15可以移动周期校准器8。校正时，将一转动惯量已知的标准件(其在该套转摆上的摆动周期也是标准的、已知的)放置在托盘1上，使其摆动，观察摆动周期，通过移动周期校准器8可以调节蜗旋弹簧7参与摆动部分的长度，该长度影响摆动周期，蜗旋弹簧7参与摆动部分的长度越长，周期越长，反之越短。
信号圆盘4安装在转轴6上并位于机箱10内，且位于蜗旋弹簧7之下，转轴6通过信号圆盘4的圆心。信号圆盘4上设有标记，该标记为一缺口，信号圆盘4在摆动的过程中，其上的标记也一起摆动，两者的周期相同，通过测量标记的摆动周期，可以测出所有摆动件的周期。传感器3为光电元件，目的是感应标记是否摆过，因此传感器3靠近信号圆盘4并正对其上的标记，并通过与之电连接的电路板2记录下每次摆过的时间，两次之间的时间差即为摆动周期。电路板2进行数据采集、运算，最后得出结果，并通过与之连接的显示屏14显示测试结果。当然，信号圆盘4上的标记也可以是磁性物质，相应地，传感器3为霍尔元件。
本实用新型的其它辅助部分包括用于接插外部电源的电源插头11、备用电池9、开关12和电源指示灯13。开关12、指示灯13和显示屏14安装在机箱10外壳一侧，便于测试人员操作和观察。
本实用新型的工作原理是放在托盘上的待测零件、托盘、转轴、信号圆盘和蜗旋弹簧共同形成一个转摆，摆动周期T只取决于零件、托盘、转轴和信号圆盘的转动惯量I以及蜗旋弹簧的刚度K，同外力无关，其原理类似于钟表的摆，因此有很高的精度。传感器用于检测转摆的摆动周期T。由于除被测的零件外，其余部分的转动惯量都是已知的，依据理论力学很容易计算出被测零件的转动惯量。在本实用新型中，这个计算是由电路板来完成的，电路板相当于一个微处理器，计算结果直接显示在显示屏上，直观、明了。
权利要求1.转动惯量测试装置，它包括竖向设置的转轴(6)，转轴(6)从上至下依次与托盘(1)、蜗旋弹簧(7)的中心固定，转轴(6)下端置于轴承(5)中，其特征在于在转轴(6)上还设有信号圆盘(4)，信号圆盘(4)上带有标记，用于感应标记的传感器(3)与电路板(2)连接并通过显示屏(14)显示测试结果。
2.根据权利要求1所述的转动惯量测试装置，其特征在于它还包括周期校准器(8)，周期校准器(8)与蜗旋弹簧(7)外圈固定。
3.根据权利要求2所述的转动惯量测试装置，其特征在于它还包括机箱(10)，所述转轴(6)、蜗旋弹簧(7)、信号圆盘(4)、周期校准器(8)、传感器(3)和电路板(2)位于机箱(10)内，托盘(1)和显示屏(14)位于机箱(10)外壳上，在机箱(10)外壳上设有滑槽，滑槽内设有与周期校准器(8)连接的滑块(15)。
专利摘要本实用新型公开了一种转动惯量测试装置，它包括竖向设置的转轴，转轴从上至下依次与托盘、蜗旋弹簧的中心固定，转轴下端置于轴承中。在转轴上还设有信号圆盘，信号圆盘上带有标记，用于感应标记的传感器与电路板连接并通过显示屏显示测试结果。本装置还包括周期校准器，周期校准器与蜗旋弹簧外圈固定。采用本装置测量时，将待测零部件放置托盘上，转动托盘启动本装置，即可在显示屏上显示待测零部件的转动惯量。本测试装置具有很高的精度，误差在0.1％以下。
文档编号G01M1/00GK2826388SQ20052000965
公开日2006年10月11日 申请日期2005年7月22日 优先权日2005年7月22日
发明者杨世国 申请人:重庆宗申技术开发研究有限公司