CN109855793A - 大功率测功机的扭矩计量校准方法 - Google Patents

大功率测功机的扭矩计量校准方法 Download PDF

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杨运旺
马超超
黄振坤
胡捷
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Nanjing Chenguang Group Co Ltd
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Nanjing Chenguang Group Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种大功率测功机的扭矩计量校准方法，通过扭矩连接端口将扭矩测量工装连接到测功机上，采用等效扭矩值的方法进行校准，根据扭矩测量方向将标准砝码依次放入到相应的砝码托盘中，将大功率测功机装置显示的扭矩示值与标准扭矩示值进行对比，进而完成大功率测功机的校准。该校准过程简单，测量准确度高，大大提升了计量校准效益。

Description

大功率测功机的扭矩计量校准方法
技术领域
本发明涉及计量校准领域，具体地说，是一种大功率测功机的扭矩计量校准方法。
背景技术
在汽车发动机生产制造企业中，测功机是一种非常重要的测试设备，它主要用于测试发动机的功率，同时也可以作为齿轮箱、减速机、变速箱的加载设备，用于测试它们的传递功率。测功机性能指标的好坏，直接影响到发动机功率测试结果的可靠性，因此需要定期对测功机的性能参数进行计量检定。测功机的主要性能参数是扭矩，因此必须对这个参数进行测量，判断是否满足测功机工作的条件的要求。
测功机的扭矩测量分为顺时针测量和逆时针测量两个方向，它通过一个扭矩连接工装与电机的转轴相连，外形结构见附图1；目前大功率的测功机的输出扭矩值可以达到(2000～3000)N.m、速值可以达到(10000～20000)r/min，要求计量校准时需要对测功机顺时针和逆时针两个方向的扭矩值、测功机的转速值进行精确测量。
由于受到测量技术手段的限制，目前对大功率测功机扭矩值的测量主要采用标准扭矩扳子进行测量。选用这种方式对测功机进行测量主要存在以下缺陷和不足：
(1)标准扭矩扳子的测量范围有限，难以满足测功机扭矩计量校准的要求。
(2)采用标准扭矩扳子进行校准时需要人用手去掰标准扭矩扳子，由于扭矩值较大一个人很难完成使得测量难度很大，测量准确度难以得到保证。同时，如果标准扭矩扳手握不紧容易对人造成伤害存在安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大功率测功机的扭矩计量校准方法。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种大功率测功机的扭矩计量校准方法，通过扭矩连接端口将扭矩测量工装连接到测功机上，采用等效扭矩值的方法进行校准，根据扭矩测量方向将标准砝码依次放入到相应的砝码托盘中，将大功率测功机装置显示的扭矩示值与标准扭矩示值进行对比，进而完成大功率测功机的校准。
本发明与现有技术相比，其显著优点：本发明采用了等效扭矩值的方法来解决现有测试手段无法实现大功率测功机扭矩值的校准的问题。该校准过程简单，测量准确度高，提升了计量校准效益。
附图说明
图1是大功率测功机外形结构图。其中，1-电机，2-电机转轴，3-连接法兰， 4-扭矩测量连接口，5-测功机底座。
图2是扭矩校准示意图。其中，6-工装支架，7-砝码托盘，8-扭矩工装连接端口。
图3是顺时针扭矩校准示意图。其中，9-砝码。
图4是逆时针扭矩校准示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
本发明一种大功率测功机扭矩计量校准方法，主要解决目前发动机生产企业中大功率测功机性能参数无法校准的问题。扭矩测量装置如图2，通过扭矩连接端口将扭矩测量工装连接到测功机上，随后根据扭矩测量方向把标准砝码依次放入到相应的砝码托盘中，观察大功率测功机装置显示的扭矩示值与标准扭矩示值进行对比，进而完成大功率测功机的校准，如图3和图4所示。
扭矩测量装置由测量工装和砝码组成，由于大功率测功机输出扭矩值较大，
采用等效扭矩值的方法进行校准。另外，大功率测功机本身可以显示所受扭矩值的大小。扭矩测量方向分为顺时针和逆时针两个方向，在测量时我们首先校准顺时针扭矩值随后校准逆时针扭矩值。同时，每隔0.1Mmax(Mmax表示最大扭矩值)选取一个值校准点。
校准前，把扭矩测量装置安装到大功率测功机扭矩测量接头上，然后调平工装使两个砝码托盘处于平衡位置，如图2。已知两个砝码托盘的质量均为m1，距离工装中心点的距离为d1和d2，且两个距离值d1＝d2。
顺时针扭矩校准过程(砝码放入右侧托盘中)如下：
(1)选择扭矩校准点的值0.1Mmax，0.2Mmax，0.3Mmax…Mmax。Mmax表示最大扭矩值。以校准点0.1Mmax为例。扭矩校准点的选取方式可根据不同型号的大功率测功机进行选择。
(2)选择砝码的重量，如图3中所示装有标准砝码的托盘距工装中心的距离为d1，校准点标准扭矩值为M1，托盘质量为m1，所求砝码质量为m2则托盘与砝码的所受重力G为：
G＝(m1+m2)*g (1)
由于扭矩的物理学定义就是力距的大小，它等于力和力臂的乘积，因此托盘与砝码所产的扭矩值大小为：
M1＝G*d1 (2)
则所有砝码的质量m2为：
m2＝M1/(g*d1)-m1 (3)
(3)将质量为m2的标准砝码组依次放到砝码托盘中，等装置稳定后记录大功率测功机的扭矩值与标准扭矩值。
(4)重复步骤(2)和(3)，依次完成0.1Mmax，0.2Mmax，0.3Mmax…Mmax校准点扭矩值的校准。
(5)所有扭矩校准点校准完成后，根据标准扭矩值与测量扭矩值进行数据的处理，求取标准扭矩值与测量扭矩值的误差，进而完成扭矩的校准。
逆时针扭矩校准过程(砝码放入左侧托盘中)如下：
(1)选择扭矩校准点的值0.1Mmax，0.2Mmax，0.3Mmax…Mmax。Mmax表示最大扭矩值。以校准点0.1Mmax为例。
(2)选择砝码的重量，如图4中所示装有标准砝码的托盘距工装中心的距离为d1，校准点标准扭矩值为M2，托盘质量为m1，所求砝码质量为m2则托盘与砝码的所受重力G为：
G＝(m1+m2)*g (1)
由于扭矩的物理学定义就是力距的大小，它等于力和力臂的乘积，因此托盘与砝码所产的扭矩值大小为：
M2＝G*d1 (2)
则所有砝码的质量m2为：
m2＝M2/(g*d1)-m1 (3)
(3)将质量为m2的标准砝码组依次放到砝码托盘中，等装置稳定后记录大功率测功机的扭矩值与标准扭矩值。
(4)重复步骤(2)和(3)，依次完成0.1Mmax，0.2Mmax，0.3Mmax…Mmax校准点扭矩值的校准。
(5)所有扭矩校准点校准完成后，根据标准扭矩值与测量扭矩值进行数据的处理，求取标准扭矩值与测量扭矩值的误差，进而完成扭矩的校准。
综上所述，逆时针扭矩校准和顺时针扭矩校准完成后计量校准工作完成，校准步骤中的校准点标准扭矩值M1和M2相同，即M1＝M2。

Claims (4)

1.一种大功率测功机的扭矩计量校准方法，其特征在于：通过扭矩连接端口将扭矩测量工装连接到测功机上，采用等效扭矩值的方法进行校准，根据扭矩测量方向将标准砝码依次放入到相应的砝码托盘中，将大功率测功机装置显示的扭矩示值与标准扭矩示值进行对比，进而完成大功率测功机的校准。
2.根据权利要求1所述的大功率测功机的扭矩计量校准方法，其特征在于：扭矩测量方向分为顺时针和逆时针两个方向，在测量时首先校准顺时针扭矩值，然后校准逆时针扭矩值。
3.根据权利要求2所述的大功率测功机的扭矩计量校准方法，其特征在于：校准前，将扭矩测量工装安装到大功率测功机扭矩测量连接口上，然后调平工装使两个砝码托盘处于平衡位置，已知两个砝码托盘的质量均为m1，距离工装中心点的距离为d1和d2，且两个距离值d1＝d2。
4.根据权利要求1或3所述的大功率测功机的扭矩计量校准方法，其特征在于，校准方法具体如下：
砝码放入右侧托盘中，顺时针扭矩校准过程如下：
(1)选择扭矩校准点的值0.1Mmax，0.2Mmax，0.3Mmax…Mmax，Mmax表示最大扭矩值；
(2)选择砝码的重量，装有标准砝码的托盘距工装中心的距离为d1，校准点标准扭矩值为M1，托盘质量为m1，所求砝码质量为m2，则托盘与砝码的所受重力G为：
G＝(m1+m2)*g (1)
托盘与砝码所产的扭矩值大小为：
M1＝G*d1 (2)
则所有砝码的质量m2为：
m2＝M1/(g*d1)-m1 (3)
(3)将质量为m2的标准砝码组依次放到砝码托盘中，等装置稳定后记录大功率测功机的扭矩值与标准扭矩值；
(4)重复步骤(2)和(3)，依次完成0.1Mmax，0.2Mmax，0.3Mmax…Mmax校准点扭矩值的校准；
(5)所有扭矩校准点校准完成后，求取标准扭矩值与测量扭矩值的误差，进而完成扭矩的校准；
砝码放入左侧托盘中，逆时针扭矩校准过程如下：
(1)选择扭矩校准点的值0.1Mmax，0.2Mmax，0.3Mmax…Mmax，Mmax表示最大扭矩值；
(2)选择砝码的重量，装有标准砝码的托盘距工装中心的距离为d1，校准点标准扭矩值为M2，托盘质量为m1，所求砝码质量为m2，则托盘与砝码的所受重力G为：
G＝(m1+m2)*g (1)
托盘与砝码所产的扭矩值大小为：
M2＝G*d1 (2)
则所有砝码的质量m2为：
m2＝M2/(g*d1)-m1 (3)
(3)将质量为m2的标准砝码组依次放到砝码托盘中，等装置稳定后记录大功率测功机的扭矩值与标准扭矩值；
(4)重复步骤(2)和(3)，依次完成0.1Mmax，0.2Mmax，0.3Mmax…Mmax校准点扭矩值的校准；
(5)所有扭矩校准点校准完成后，求取标准扭矩值与测量扭矩值的误差，进而完成扭矩的校准。
逆时针扭矩校准和顺时针扭矩校准完成后计量校准工作完成，校准步骤中的校准点标准扭矩值M1和M2相同，即M1＝M2。
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