非接觸式電動(dòng)鋸機(jī)功率快速測試方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及機(jī)電檢測技術(shù)，尤其涉及一種非接觸式電動(dòng)鋸機(jī)功率快速測試方法，包括有設(shè)備準(zhǔn)備：夾具、測試盤、磁力式扭矩測試裝置、轉(zhuǎn)速測試裝置、數(shù)據(jù)采集裝置的準(zhǔn)備；測試準(zhǔn)備：更換測試盤、夾緊固定、標(biāo)定；轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩的測量與機(jī)械功率計(jì)算等步驟。使用本發(fā)明的方法測試時(shí)，先將勵(lì)磁線圈通直流電流，產(chǎn)生一個(gè)閉合的磁通，當(dāng)由樣品電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)的測試盤切割磁力線產(chǎn)生制動(dòng)扭矩，制動(dòng)扭矩通過傳力臂傳至應(yīng)變片，從而可非接觸式測量出電機(jī)的扭矩。測試盤旋轉(zhuǎn)霍爾傳感器測得樣品的轉(zhuǎn)速，根據(jù)扭矩轉(zhuǎn)速計(jì)算機(jī)械功率。本方法無需專用聯(lián)軸器，也無需拆卸產(chǎn)品電機(jī)，達(dá)到快速測量扭矩、轉(zhuǎn)速、功率等產(chǎn)品性能的目的。
【專利說明】非接觸式電動(dòng)鋸機(jī)功率快速測試方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及機(jī)電測試領(lǐng)域，尤其涉及一種非接觸式電動(dòng)工具性能快速測試方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 自電動(dòng)工具使用越來越廣泛，基本涵蓋了各行各業(yè)。主要分為金屬切削電動(dòng)工具、 研磨電動(dòng)工具、裝配電動(dòng)工具和鐵道用電動(dòng)工具等。常見的有電鉆、電動(dòng)砂輪機(jī)、電動(dòng)扳手 和電動(dòng)螺絲刀、電錘和沖擊電鉆、混凝土振動(dòng)器、電刨等。電動(dòng)鋸機(jī)是使用的較為廣泛的一 種。
[0003] 為了測試電動(dòng)鋸機(jī)的輸出功率、扭矩、轉(zhuǎn)速等參數(shù)，現(xiàn)有測試的裝置大多采用磁滯 測功機(jī)來完成，其組成和原理如下：由帶齒極定子、空心磁滯杯轉(zhuǎn)子、激磁線圈、支架、底板 等組成，當(dāng)磁滯測功機(jī)內(nèi)部線圈通過電流時(shí)則產(chǎn)生磁力線，并形成磁回路而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，改變 勵(lì)磁電流即可改變負(fù)載力矩。通過測量負(fù)載力矩和轉(zhuǎn)速，換算出電機(jī)功率。這種測試方法 存在兩個(gè)問題，一是需要將電動(dòng)鋸機(jī)的電機(jī)拆卸，有些產(chǎn)品裝配精密，拆卸不便；二是需要 專用聯(lián)軸器連接電機(jī)主軸和測功機(jī)的輸入軸，產(chǎn)品不同，采用的聯(lián)軸器的規(guī)格也不同。上述 問題就限制了測量場合，不能快速檢測。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能快速、成本低的電動(dòng)鋸機(jī)功率測試 方法。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的方案為：一種非接觸式電動(dòng)鋸機(jī)功率快速測試方 法，其特征在于，包括有以下步驟： (a)設(shè)備準(zhǔn)備： 夾具；包括有壓板、緊固螺栓，壓板壓設(shè)在被測電動(dòng)鋸機(jī)的底座上，緊固螺栓分設(shè)在磁 力式扭矩測試裝置的底板上。
[0006] 測試盤；由導(dǎo)磁材料制成的盤狀結(jié)構(gòu)，測試盤安裝在電動(dòng)鋸機(jī)的輸出軸上。
[0007] 磁力式扭矩測試裝置；包括有機(jī)架，和安設(shè)在機(jī)架上的磁力阻矩機(jī)構(gòu)、應(yīng)變片；機(jī) 架通過夾具夾緊在工作臺(tái)上，磁力阻矩機(jī)構(gòu)由導(dǎo)磁鐵芯、繞設(shè)在導(dǎo)磁鐵芯上的勵(lì)磁線圈、與 導(dǎo)磁鐵芯形成磁通回路并留有氣隙的磁通回路機(jī)構(gòu)組成，應(yīng)變片貼設(shè)在導(dǎo)磁鐵芯圓周表 面。
[0008] 轉(zhuǎn)速測試裝置；包括有貼在測試盤上的磁片、感應(yīng)磁片的霍爾傳感器、固定霍爾傳 感器的磁力底座。
[0009] 數(shù)據(jù)采集裝置；為采集應(yīng)變片和霍爾傳感器電信號(hào)的數(shù)據(jù)采集卡。
[0010] (b)測試準(zhǔn)備： 更換測試盤；卸下被測電動(dòng)鋸機(jī)的鋸片，將準(zhǔn)備的測試盤安裝在電動(dòng)鋸機(jī)的輸出軸上。 [0011] 夾緊固定；固定壓板，擰緊緊固螺栓，磁力座通電，分別將被測電動(dòng)鋸機(jī)、磁力式扭 矩測試裝置和轉(zhuǎn)速測試裝置固定在工作臺(tái)上；測試盤伸入磁通回路機(jī)構(gòu)的氣隙內(nèi)。
[0012] 標(biāo)定；在磁通回路機(jī)構(gòu)上的固定位置吊設(shè)砝碼，標(biāo)定應(yīng)變片。
[0013] (c)測量與計(jì)算： 轉(zhuǎn)速測量；電動(dòng)鋸機(jī)通電，帶動(dòng)測試盤旋轉(zhuǎn)，霍爾傳感器感應(yīng)磁片，產(chǎn)生脈通，數(shù)據(jù)采集 裝置采集單位時(shí)間內(nèi)霍爾傳感器的脈沖數(shù)，計(jì)算出轉(zhuǎn)速。
[0014] 扭矩測量；電動(dòng)鋸機(jī)通電，磁力式扭矩測試裝置的線圈逐漸加載，對測試盤產(chǎn)生磁 力阻矩，直至電動(dòng)鋸機(jī)電機(jī)堵轉(zhuǎn)，根據(jù)此時(shí)應(yīng)變片的電信號(hào)，計(jì)算出電機(jī)的最大扭矩。
[0015] 功率計(jì)算；根據(jù)測出的電機(jī)轉(zhuǎn)速與扭矩計(jì)算出電機(jī)功率。
[0016] 使用本發(fā)明的方法測試時(shí)，先將勵(lì)磁線圈通直流電流，產(chǎn)生一個(gè)閉合的磁通，安裝 在產(chǎn)品輸出軸上的測試盤伸入磁路框的空隙內(nèi)，當(dāng)由樣品電機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)測試盤切割磁力 線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢并產(chǎn)生電渦流，該電渦流又與氣隙磁場產(chǎn)生制動(dòng)扭矩，制動(dòng)扭矩通過傳 力臂傳至應(yīng)變片，從而可非接觸式測量出電機(jī)的扭矩。同時(shí)，測試盤旋轉(zhuǎn)，霍爾傳感器測得 樣品的轉(zhuǎn)速，再根據(jù)轉(zhuǎn)速扭矩計(jì)算出機(jī)械功率，達(dá)到快速非接觸檢測產(chǎn)品性能的目的。本方 法無需專用聯(lián)軸器，也無需拆卸產(chǎn)品電機(jī)，裝置結(jié)構(gòu)簡單，測試成本低廉。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的俯視三維圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的軸測三維圖； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例測控系統(tǒng)原理圖； 圖中標(biāo)記說明：1 一樣品，2-磁力阻矩機(jī)構(gòu)，3-標(biāo)定桿，4一支架，5 -電器箱，6-霍 爾兀件，7-磁片，8-測試盤，201-磁路框，202-固定盤，203-活動(dòng)盤，204-導(dǎo)磁鐵芯， 205一勵(lì)磁線圈。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 為更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步 的說明，參見圖1至圖3 : 按本發(fā)明實(shí)施的非接觸式電動(dòng)工具性能快速測試方法，包括以下步驟： (a)設(shè)備準(zhǔn)備：焊接一個(gè)機(jī)架，機(jī)架通過夾具固定在平臺(tái)上，機(jī)架支承測試用的磁力阻 矩機(jī)構(gòu)，磁力阻矩機(jī)構(gòu)由導(dǎo)磁鐵芯、勵(lì)磁線圈和磁路框組成，導(dǎo)磁鐵芯固定在機(jī)架上，導(dǎo)磁 鐵芯上繞設(shè)有勵(lì)磁線圈，磁路框?yàn)閷?dǎo)磁材料制成的框架結(jié)構(gòu)，磁路框?yàn)榕c導(dǎo)磁鐵芯連接形 成磁通回路，磁路框前端留有氣隙。勵(lì)磁線圈通直流勵(lì)磁電流時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)閉合的磁通回 路。應(yīng)變片貼設(shè)在導(dǎo)磁鐵芯外圓周上，測量磁路框受力變形量。同時(shí)，為了測得樣品的轉(zhuǎn)速， 霍爾元件通過磁力座安放在測試盤外側(cè)，感應(yīng)貼設(shè)在測試盤上磁片。為自動(dòng)采集扭矩、轉(zhuǎn)速 和輸出功率檢測目的轉(zhuǎn)速和扭矩，扭矩傳感器和霍爾元件均與測控系統(tǒng)電連接。測控系統(tǒng) 由工控機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、電流電壓電量儀、通信接口組成，將電參數(shù)、扭矩、轉(zhuǎn)速等模擬量經(jīng) 采集卡采集，轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后，再和工控機(jī)通信，儲(chǔ)存、處理、顯示。工控機(jī)控制則通過電磁 閥自動(dòng)啟停，基于可控硅電路的電流調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)勵(lì)磁線圈通電電流的大小。結(jié)果可通過打 印機(jī)直接打印。
[0019] 系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，在力矩作用下，磁路框前后端失去平衡，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生前傾，所以在磁 路框后端連有起平衡作用的配重盤。配重盤包括有兩塊固定盤、一塊活動(dòng)盤，活動(dòng)盤通過螺 紋聯(lián)接，可調(diào)整活動(dòng)盤的位置。
[0020] (b)測試準(zhǔn)備： 更換測試盤；卸下被測電動(dòng)鋸機(jī)的鋸片，將準(zhǔn)備的測試盤安裝在電動(dòng)鋸機(jī)的輸出軸上。 測試盤由導(dǎo)磁材料制成的盤狀結(jié)構(gòu)，測試盤安裝在電動(dòng)鋸機(jī)的輸出軸上，測試時(shí)測試盤伸 入磁路框的氣隙內(nèi)切割磁力線，旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)的測試盤切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢并產(chǎn)生電 渦流，該電渦流又與氣隙磁場產(chǎn)生制動(dòng)扭矩，制動(dòng)扭矩大小(或定值）通過手動(dòng)或閉環(huán)自動(dòng) 調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流實(shí)現(xiàn)，制動(dòng)扭矩通過傳力臂傳至應(yīng)變片。
[0021] 夾緊固定；固定壓板，擰緊緊固螺栓，分別將被測電動(dòng)鋸機(jī)、磁力式扭矩測試裝置 和轉(zhuǎn)速測試裝置固定在工作臺(tái)上。
[0022] 標(biāo)定；在磁通回路機(jī)構(gòu)上的固定位置吊設(shè)砝碼，標(biāo)定應(yīng)變片。
[0023] (c)測量與計(jì)算： 轉(zhuǎn)速測量；電動(dòng)鋸機(jī)通電，帶動(dòng)測試盤旋轉(zhuǎn)，霍爾傳感器感應(yīng)磁片，產(chǎn)生脈通，數(shù)據(jù)采集 裝置采集單位時(shí)間內(nèi)霍爾傳感器的脈沖數(shù)，計(jì)算出轉(zhuǎn)速。
[0024] 扭矩測量；電動(dòng)鋸機(jī)通電，磁力式扭矩測試裝置的線圈逐漸加載，對測試盤產(chǎn)生磁 力阻矩，直至電動(dòng)鋸機(jī)電機(jī)堵轉(zhuǎn)，根據(jù)此時(shí)應(yīng)變片的電信號(hào)，計(jì)算出電機(jī)的最大扭矩。
[0025] 功率計(jì)算；根據(jù)測出的電機(jī)轉(zhuǎn)速與扭矩計(jì)算出電機(jī)功率。輸出功率通過公式 P=TXn/954計(jì)算。式中P為輸出功率，T為上述測量的轉(zhuǎn)矩，η為測量的轉(zhuǎn)速。
[0026] 上述實(shí)施例僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非依此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，故：凡依 本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、形狀、原理所做的等效變化，均應(yīng)涵蓋于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種非接觸式電動(dòng)鋸機(jī)功率快速測試方法，其特征在于，包括有以下步驟： 設(shè)備準(zhǔn)備： 夾具；包括有壓板、緊固螺栓，壓板壓設(shè)在被測電動(dòng)鋸機(jī)的底座上，緊固螺栓分設(shè)在磁 力式扭矩測試裝置的底板上； 測試盤；由導(dǎo)磁材料制成的盤狀結(jié)構(gòu)，測試盤安裝在電動(dòng)鋸機(jī)的輸出軸上； 磁力式扭矩測試裝置；包括有機(jī)架，和安設(shè)在機(jī)架上的磁力阻矩機(jī)構(gòu)、應(yīng)變片；機(jī)架通 過夾具夾緊在工作臺(tái)上，磁力阻矩機(jī)構(gòu)由導(dǎo)磁鐵芯、繞設(shè)在導(dǎo)磁鐵芯上的勵(lì)磁線圈、與導(dǎo)磁 鐵芯形成磁通回路并留有氣隙的磁通回路機(jī)構(gòu)組成，應(yīng)變片貼設(shè)在導(dǎo)磁鐵芯圓周表面； 轉(zhuǎn)速測試裝置；包括有貼在測試盤上的磁片、感應(yīng)磁片的霍爾傳感器、固定霍爾傳感器 的磁力底座； 數(shù)據(jù)采集裝置；為采集應(yīng)變片和霍爾傳感器電信號(hào)的數(shù)據(jù)采集卡； 測試準(zhǔn)備： 更換測試盤；卸下被測電動(dòng)鋸機(jī)的鋸片，將準(zhǔn)備的測試盤安裝在電動(dòng)鋸機(jī)的輸出軸 上； 夾緊固定；固定壓板，擰緊緊固螺栓，磁力座通電，分別將被測電動(dòng)鋸機(jī)、磁力式扭矩測 試裝置和轉(zhuǎn)速測試裝置固定在工作臺(tái)上；測試盤伸入磁通回路機(jī)構(gòu)的氣隙內(nèi)； 標(biāo)定；在磁通回路機(jī)構(gòu)上的固定位置吊設(shè)砝碼，標(biāo)定應(yīng)變片； 測量與計(jì)算： 轉(zhuǎn)速測量；電動(dòng)鋸機(jī)通電，帶動(dòng)測試盤旋轉(zhuǎn)，霍爾傳感器感應(yīng)磁片，產(chǎn)生脈通，數(shù)據(jù)采集 裝置采集單位時(shí)間內(nèi)霍爾傳感器的脈沖數(shù)，計(jì)算出轉(zhuǎn)速； 扭矩測量；電動(dòng)鋸機(jī)通電，磁力式扭矩測試裝置的線圈逐漸加載，對測試盤產(chǎn)生磁力阻 矩，直至電動(dòng)鋸機(jī)電機(jī)堵轉(zhuǎn)，根據(jù)此時(shí)應(yīng)變片的電信號(hào)，計(jì)算出電機(jī)的最大扭矩； 功率計(jì)算；根據(jù)測出的電機(jī)轉(zhuǎn)速與扭矩計(jì)算出電機(jī)功率。
【文檔編號(hào)】G01L3/24GK104155038SQ201410359283
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】章海亮, 劉雪梅 申請人:華東交通大學(xué), 章海亮