[发明专利]高负载长传动轴扭转角测量方法

说明书

一种高负载长传动轴扭转角测量方法，属于传动轴转动测量技术领域。本发明针对现有采用传统角度编码器直接测量传动轴扭转角，存在测量结果精度低的问题。包括：在传动轴两端按相位角度相差90°分别设置转速传感器，在传动轴中间段设置测速编码器；对传动轴两端按相位角度相差90°设置的两个测速元件，两转速传感器分别测量获得对应测速元件的脉冲信号，计算两个脉冲信号发生时刻的时间差；采用测速编码器测量在所述时间差内的传动轴转速；将传动轴转速转换为角速度，再结合时间差计算获得传动轴的扭转角。本发明用于长传动轴的扭转角测量。

技术领域

本发明涉及高负载长传动轴扭转角测量方法，属于传动轴转动测量技术领域。

背景技术

大涵道比涡扇发动机的低压转子传动轴或船舶燃气轮机低压转子轴在高转速下转子承受的扭转力矩加大，轴系容易受到外界扰动而产生弹性振动或塑性变形。扭转振动是低压转子类大跨度、大长径比的轴系-转子系统的典型振动形式，扭转振动及扭转角度大小直接影响到转子系统、发动机乃至飞机或船舶的可靠性和安全性。

目前对扭转角度的测量通常采用高精度振动分析系统实现或采用传统角度编码器直接测量，现有测量方法存在成本高、与其他测试系统兼容性差或者测量精度低的问题。

发明内容

针对现有采用传统角度编码器直接测量传动轴扭转角，存在测量结果精度低的问题，本发明提供一种高负载长传动轴扭转角测量方法。

本发明的一种高负载长传动轴扭转角测量方法，包括，

在传动轴两端按相位角度相差90°分别设置转速传感器，在传动轴中间段设置测速编码器；

对传动轴两端按相位角度相差90°设置的两个测速元件，两转速传感器分别测量获得对应测速元件的脉冲信号，计算两个脉冲信号发生时刻的时间差；

采用测速编码器测量在所述时间差内的传动轴转速；

将传动轴转速转换为角速度，再结合时间差计算获得传动轴的扭转角。

根据本发明的高负载长传动轴扭转角测量方法，所述扭转角的计算方法为：

将角速度与时间差的乘积减90°，得到传动轴的扭转角。

根据本发明的高负载长传动轴扭转角测量方法，采用PLC数采控制模块采集转速传感器的脉冲信号和测速编码器测量的传动轴转速。

根据本发明的高负载长传动轴扭转角测量方法，PLC数采控制模块包括倍福C6930数采控制器和倍福EL1252数采模块；

倍福EL1252数采模块采集转速传感器的脉冲信号，并记录每个脉冲对应的时间戳；由两个时间戳计算获得时间差；倍福C6930数采控制器采集测速编码器测量的传动轴转速。

本发明的有益效果：本发明方法采用转速传感器测量脉冲信号后，将脉冲信号转化为对应的时间信号，从而根据两转速传感器测量获得信号的时间差计算传动轴扭转角，相对于直接进行扭转角测量的方法，结果更准确，精度更高。

本发明方法具有实施简单，可靠性高，兼容性好以及应用范围广等优点，易集成于产品或试验台中，适用于长传动轴静态或动态的扭转角测量。

附图说明

图1是本发明所述高负载长传动轴扭转角测量方法的原理框图；

图2是在高负载长传动轴上设置转速传感器与测速编码器的示意图；图中1为转速传感器，2为测速编码器；

图3是实现本发明方法的具体流程图。

具体实施方式