高速旋转轴的动态扭矩测试研究

《高速旋转轴的动态扭矩测试研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中北大学学位论文高速旋转轴的动态扭矩测试研究摘要传动轴和旋转部件作为动力传动系统中的关键部件，其传动效能关乎到动力机械的安全性和可靠性。扭矩是传动轴的核心动态参数之一，是衡量机械传动系统性能的典型指标。通过对旋转部件扭矩等参数的测量，可以科学评估整个动力机械传动的传动性能和功率分配，以便为各种机械设备的研制开发、产品质量检验提供有力的技术支撑。通过对扭矩测试的国内外发展现状的研究，可以发现国内外在扭矩传感方面都在进行积极的探索，也已经达到较高的精度。但是在转轴高速旋转的情况下，应变片扭矩测试法由于采用

2、电刷式集流环供电，容易出现电刷接触不良，甚至脱落的现象，造成信号误差大；磁弹性式、磁电式等方法，由于高转速带来的强振动，会出现测试失灵的问题。针对高速旋转轴的扭矩测试，本文提出基于圆容栅传感器的扭矩测试方法。该测试方法主要是利用两组圆容栅传感器和微小相位差测量电路实现旋转轴的扭矩测试。具体原理如下：旋转轴的转动造成圆容栅传感器的电容量发生改变，这种变化通过差动脉宽调制电路、单端差分运放电路和低通滤波电路转化为类正弦周期信号。而旋转轴的扭转变形，反映在两组圆容栅传感器所得到的两路信号的相位差上。两路类正

3、弦信号的相位差，通过以FPGA设计的微小相位差检测电路得到有效测量。利用扭矩、扭转角和相位差三者之间的对应关系，实现对旋转轴扭矩的非接触式测试。通过理论推导、测试方案的设计、功能仿真和实地测试，验证了方案可行性。这种方法为提高大型动力机械的动力性能提供了设计依据和验证方法。关键词：扭矩测试，圆容栅传感器，FPGA，Ansoft仿真，结构设计中北大学学位论文ResearchonDynamicTorqueTestingofTotationAxiswithHighSpeedAbstractTransmiss

4、ionshaftandrotatingpartsasarethecriticalcomponentsofthedriveline,theirtransmissionefficiencyhighlyeffectedthesafetyandreliabilityofthepowermachinery.Torque,whichwasoneofthecoredynamicparameters,wasthetypicalindextomeasuretheperformanceofthemechanicaltra

5、nsmissionsystem.Itwasabletoscientificallyevaluatethetransmissionperformanceandthepowerallocationofthewholepowermechanicaltransmissionbymeasuringtheparametersofthetorqueoftherotatingpartsandsoon,inordertoprovidepowerfultechnicalsupportsforthedevelopmento

6、fallkindsofmechanicalequipmentandtheproductsqualityinspection.Throughtheresearchofthedomesticandforeigndevelopmentsoftorquetestingatpresentsituation,itrevealedthatthetorquesensinghadbeenpositivelyexploredathomeandabroad,andreachedaveryhighprecision.Butu

7、nderthecircumstancethatshaftrotatedatahigh-speed,theelectricbrushwaseasytohaveabadcontact,evenfelloff,duetothestraingaugetorquetestmethodusedabrushtypecollectorringpowersupply.Meanwhile,magnetoelasticandmagnetoelectricmethodsmighthavetheproblemoftestfai

8、lureowingtothestrongvibrationofthehigh-speedrotation.Inviewofthetorquetestwhichshaftrotatedatahighspeed,anewtorquetestmethodbasedonthediskcapacitivetransducerispresentedinthispaper.Thistestmethodmainlyusedtwogroupsofdiskcapacitiv