[发明专利]一种变速摩擦片摩滑过程热弹耦合振动特性测试方法

摘要

本发明属于实验仿真技术领域，具体涉及一种变速摩擦片摩滑过程热弹耦合振动特性测试方法，具体包括测试摩擦元件摩滑过程的摩擦力矩特性、转速变化特性以及热固耦合特性，进而获得振动特性测试，可为摩擦元件的结构强度仿真计算与优化设计提供理论支持，该方法通过特殊的实时数据处理技术来获得摩擦副在结合/分离过程中的热弹耦合振动特性，能够去除强干扰信号，通过精确的圆频率向量和二次积分计算，可分别获得力矩特性和转速变化间的关系，进一步综合温度场分析和振动向量频谱分析结果，可获得热弹耦合振动特性，本发明提供的实验测试方法简单、实用，测试结果精度高。

主权项

一种变速摩擦片摩滑过程热弹耦合振动特性测试方法，其特征在于，该方法基于离合器实验测试平台来实施，该离合器实验测试平台包括：输入端电机(1)、轴向加压动力端(2)、连接盘(3)、凹槽压板(4)、十字形防滑齿(5)、第一对偶钢片(6)、摩擦片(7)、第二对偶钢片(8)、外毂(9)、支架箱体(10)、旋转动力输入端(11)、旋转输入端电机(12)、内毂(13)、热电偶(15)和加速度传感器(16)；其中，轴向加压动力端(2)上设置有压力传感器；旋转动力输入端(11)上设置有转速传感器；该离合器实验测试平台的结构与工作原理如下：该离合器实验测试平台动力输入为两端输入方式：一端为从左向右，动力由处于最左端的输入端电机(1)进入，输入端电机(1)右端与轴向加压动力端(2)的作动缸刚性连接，轴向加压动力端(2)右端与连接盘(3)通过螺栓连接，而连接盘(3)右端与凹槽压板(4)通过内六角螺栓刚性连接，这样，连接盘(3)和凹槽压板(4)在轴向加压动力端(2)的作用下，一起随着轴向加压动力端(2)进行轴向进给运动，而凹槽压板(4)右端与第一对偶钢片(6)之间为端面接触方式，最终动力作用到第一对偶钢片(6)的端面上；第一对偶钢片(6)、摩擦片(7)和第二对偶钢片(8)从左至右相互间均为端面摩擦接触安装方式，且第二对偶钢片(8)外齿与置于外侧的外毂(9)内齿之间为通过花键齿啮合连接状态，外毂(9)右端与支架箱体(10)之间为刚性连接；另一端动力从右向左，动力由旋转输入端电机(12)进入，带动旋转输入端电机(12)左端的旋转动力输入端(11)进行高速旋转运动，旋转动力输入端(11)最左端通过螺栓与内毂(13)刚性连接，旋转动力输入端(11)中部与支架箱体(10)通过轴承进行支撑连接，而内毂(13)外齿与摩擦片(7)内齿之间为花键齿啮合连接状态，这样，当旋转动力输入端(11)进行高速旋 转时，将会带动摩擦片(7)一起进行旋转运动；该方法包括如下步骤：步骤S1：在离合器实验测试平台摩擦副结合和分离过程中，为防止凹槽压板(4)与第一对偶钢片(6)间产生相对滑动，在凹槽压板(4)接触端面加工至少一个十字形凹槽，并在该十字形凹槽内安装一十字形防滑齿(5)，其齿部形状与第一对偶钢片(6)外齿形相同，并通过旋转凹槽压板(4)，使其与外毂(9)的内齿处于啮合状态；步骤S2：调整轴向加压动力端(2)，使得凹槽压板(4)与第一对偶钢片(6)压紧后，后退0.8mm～1.5mm；步骤S3：根据摩擦副在试验台工作的实际情况，将三个加速度传感器(16)和三个热电偶(15)安装在第一对偶钢片(6)的外侧，即第一对偶钢片(6)与凹槽压板(4)相结合的面上；其中，将三个热电偶(15)预埋在第一对偶钢片(6)上按120°间隔均匀分布的三组盲孔内；热电偶(15)预埋位置的外侧为加速度传感器(16)的位置，即热电偶(15)与加速度传感器(16)安装在同一位置，以保证所测量的温度和振动加速度值为同一位置点特性；步骤S4：在凹槽压板(4)接触端面上对应三个加速度传感器(16)的位置，各自加工凹槽，三个凹槽相互间呈120°分布，以使得在加压结合过程中，可使凹槽压板(4)避开加速度传感器(16)，避免损坏传感器，凹槽的内腔尺寸大于加速度传感器的外形尺寸；步骤S5：将离合器实验测试平台的压力传感器、转速传感器以及平台自带的扭矩传感器连接到控制器和计算机中，将热电偶(15)和加速度传感器(16)连接到数据采集仪和相应的计算机中；根据被试件实际使用情况，对实验台分别进行不同润滑流量、不同压力、不同转速结合/分离工况下的扭矩、转速变化特性、温度和振动加速度特性测试；步骤S6：针对润滑油液和电机的外界干扰信号，对测量得到的振 动加速度信号进行实时数据处理，转换成有效的振动位移信号，并结合温度信号，经数据处理分析，获得热弹耦合振动特性。