制冷壓縮機往復(fù)運動機械機構(gòu)空載轉(zhuǎn)矩測量裝置及測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及制冷壓縮機測試設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及制冷壓縮機往復(fù)運動機械機 構(gòu)空載轉(zhuǎn)矩測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國民經(jīng)濟的進一步發(fā)展和人民生活水平的逐步提高，越來越多的場合需要冷 凍、冷藏、保鮮、調(diào)溫，運就使制冷設(shè)備的應(yīng)用更加廣泛，其地位也更加重要。家用制冷設(shè)備 通常采用活塞式制冷壓縮機，它是家用制冷設(shè)備的屯、臟，其性能高低、質(zhì)量優(yōu)劣，對家用制 冷設(shè)備運行起著決定性的作用。目前，活塞式制冷壓縮機的往復(fù)運動機械機構(gòu)精度測量W 單個零件的測量為主，缺少對整個往復(fù)運動機構(gòu)裝配件的測量裝置?；钊街评鋲嚎s機生 產(chǎn)過程中，在保證單個零件加工精度的前提下，裝配工藝對整個壓縮機的機械性能影響依 舊較大。因此，如果有專口的設(shè)備可W評價活塞式壓縮機整個往復(fù)運動機械機構(gòu)裝配件的 性能，將對活塞式制冷壓縮機設(shè)計和生產(chǎn)帶來重大作用。
[0003] 為了改變運種狀況，我們開始研制全自動活塞式制冷壓縮機往復(fù)運動機械機構(gòu) 空載轉(zhuǎn)矩測量裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種活塞式制冷壓縮機往復(fù)運動機械機構(gòu)空 載轉(zhuǎn)矩測量的全自動裝置，該裝置可W測量活塞式制冷壓縮機往復(fù)運動機械機構(gòu)在空載條 件下的轉(zhuǎn)矩大小，能精確表示活塞行程每個位置所對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩和曲軸旋轉(zhuǎn)每個角度所對 應(yīng)的轉(zhuǎn)矩，并且求得一個往復(fù)過程中的最大轉(zhuǎn)矩。
[0005] 所述的制冷壓縮機往復(fù)運動機械機構(gòu)空載轉(zhuǎn)矩自動測量裝置，包括機械機構(gòu)和測 控系統(tǒng)兩部份組成，其特征在于： 所述機械機構(gòu)包括相連接的機架頂板、機架中板及機架底板，被測件、位移傳感器安裝 在機架頂板上；中屯、轉(zhuǎn)軸固定在機架中板的中屯、，中屯、轉(zhuǎn)軸上端與上聯(lián)軸器一端連接，上聯(lián) 軸器另一端與被測件的曲軸連接，中屯、轉(zhuǎn)軸下端與中聯(lián)軸器一端連接，中聯(lián)軸器另一端與 微扭矩傳感器連接；步進電機安裝在機架底板上，步進電機與下聯(lián)軸器一端連接，下聯(lián)軸器 另一端與微扭矩傳感器連接； 所述測控系統(tǒng)包括工業(yè)控制計算機、PLC、打印機及觸摸屏，工業(yè)控制計算機連接的化C和打印機，所述PLC連接觸摸屏、位移傳感器、微扭矩傳感器及步進電機。
[0006] 所述的制冷壓縮機往復(fù)運動機械機構(gòu)空載轉(zhuǎn)矩測量裝置，其特征在于所述機架頂 板中屯、設(shè)置安裝被測件的中屯、安裝孔，中屯、安裝孔外圍設(shè)有被測件安裝孔I、被測件定位 銷I、被測件安裝孔II、被測件定位銷II和位移傳感器支架安裝孔，所述被測件安裝孔I、 被測件定位銷I、被測件安裝孔II、被測件定位銷II分別為兩個，對稱設(shè)置在中屯、安裝孔兩 偵U，位移傳感器支架安裝孔用于安裝位移傳感器支架，位移傳感器固定在位移傳感器支架 上，并能轉(zhuǎn)動方向。
[0007] 所述的制冷壓縮機往復(fù)運動機械機構(gòu)空載轉(zhuǎn)矩測量裝置，其特征在于所述被測件 包括帶有壓縮室的氣缸、活塞、連桿機構(gòu)、曲軸及曲軸箱，所述活塞設(shè)置在氣缸內(nèi)并能在氣 缸內(nèi)做往復(fù)運動，連桿機構(gòu)安置在活塞與曲軸之間，曲軸箱固定在被測件安裝孔與被測件 定位銷上，曲軸固定在中屯、安裝孔上，并與上聯(lián)軸器連接。
[0008] 所述的制冷壓縮機往復(fù)運動機械機構(gòu)空載轉(zhuǎn)矩測量裝置，其特征在于所述位移傳 感器支架能W位移傳感器支架安裝孔為中屯、轉(zhuǎn)動，直到位移傳感器垂直于被測件的活塞端 面。
[0009] 所述的制冷壓縮機往復(fù)運動機械機構(gòu)空載轉(zhuǎn)矩測量裝置，其特征在于被測件安裝 孔I與被測件定位銷I配合使用，被測件安裝孔II與被測件定位銷II配合使用，根據(jù)被測 件的大小，選擇使用被測件安裝孔I與被測件定位銷I，或選擇使用被測件安裝孔II與被 測件定位銷II。
[0010] 所述的制冷壓縮機往復(fù)運動機械機構(gòu)空載轉(zhuǎn)矩測量裝置，其特征在于所述機架底 板中屯、開孔，步進電機的軸穿過機架底板的中屯、孔與下聯(lián)軸器一端連接。
[0011] 所述的制冷壓縮機往復(fù)運動機械機構(gòu)空載轉(zhuǎn)矩測量裝置，其特征在于機架頂板、 機架中板及機架底板通過連接螺桿固定連接，機架頂板與機架中板之間設(shè)置上層支柱，機 架中板與機架底板之間設(shè)置下層支柱。
[0012] 所述的制冷壓縮機往復(fù)運動機械機構(gòu)空載轉(zhuǎn)矩自動測量裝置的測量方法，其特征 在于包括如下步驟： 1) 工業(yè)控制計算機是整個測控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理核屯、，將RS485擴展卡插到工業(yè)控制計 算機的PCI總線上，形成RS485現(xiàn)場總線接口，通過RS485現(xiàn)場總線將PLC采集到的微扭矩 傳感器和位移傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送到工業(yè)控制計算機，并且通過RS485現(xiàn)場總線對步進電機進 行控制； 2) 工業(yè)控制計算機對測量的微扭矩傳感器和位移傳感器數(shù)據(jù)進行分析，并將分析后的 結(jié)果自動形成報表，通過打印機打??；所有實時數(shù)據(jù)和報表數(shù)據(jù)都能保存在數(shù)據(jù)庫中；步 進電機在測量過程中接收PLC的指令，WPLC給定的轉(zhuǎn)速驅(qū)動中屯、轉(zhuǎn)軸及各聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動，實 現(xiàn)活塞式壓縮機往復(fù)運動機械機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)，由微扭矩傳感器測得空載轉(zhuǎn)矩； 3) 位移傳感器測量被測件在往復(fù)運動中活塞在氣缸中的行程位置，測得其位移，通過 公式（1)將位移轉(zhuǎn)換為曲軸的旋轉(zhuǎn)角度，活塞位移與曲軸轉(zhuǎn)角的關(guān)系如式（1):
計算出曲軸的旋轉(zhuǎn)角度咨'； 4)工業(yè)控制計算機根據(jù)得到的微扭矩傳感器測得的空載轉(zhuǎn)矩與步驟3)計算得到的曲 軸的旋轉(zhuǎn)角度繪制出往復(fù)過程中活塞行程對應(yīng)的空載轉(zhuǎn)矩和曲軸角度對應(yīng)關(guān)系曲線，從關(guān) 系曲線上得到最大空載轉(zhuǎn)矩及最大空載轉(zhuǎn)矩所對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度及位移。
[0013]所述的制冷壓縮機往復(fù)運動機械機構(gòu)空載轉(zhuǎn)矩自動測量裝置的測量方法，其特征 在于PLC為整個測控系統(tǒng)的控制中屯、，采集微扭矩傳感器和位移傳感器的數(shù)據(jù)，控制步進 電機的轉(zhuǎn)速與啟停，同時控制相關(guān)電氣開關(guān)和設(shè)備指示燈。
[0014]所述的制冷壓縮機往復(fù)運動機械機構(gòu)空載轉(zhuǎn)矩自動測量裝置的測量方法，其特征 在于工業(yè)控制計算機和觸摸屏均能用于對整個測試設(shè)備進行操作與控制，當工業(yè)控制計算 機關(guān)閉時，通過觸摸屏對整個設(shè)備進行操作與控制。
[0015]通過采用上述技術(shù)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下： 本發(fā)明通過采用該測量裝置，用于測量活塞式制冷壓縮機往復(fù)運動機械機構(gòu)在空載 條件下的轉(zhuǎn)矩大小，能精確表示活塞行程每個位置所對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩和曲軸旋轉(zhuǎn)每個角度所 對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩，得出壓縮機往復(fù)運動機械機構(gòu)的轉(zhuǎn)矩值及轉(zhuǎn)矩值與活塞位移和曲軸轉(zhuǎn)角的關(guān) 系，并且求得一個往復(fù)過程中的最大轉(zhuǎn)矩，其結(jié)構(gòu)簡單，測量方法簡便，且測量結(jié)果直觀性 強，精確性高，通過該測量裝置對整個往復(fù)運動機構(gòu)裝配件的機械性能進行評價，對活塞式 制冷壓縮機設(shè)計和生產(chǎn)帶來重大作用。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明測量裝置的機架頂板結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明裝置的測控系統(tǒng)硬件框架圖； 圖4是本發(fā)明裝置的測控應(yīng)用軟件功能框圖； 圖5是本發(fā)明的被測件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖中：1-被測件，101-氣缸，102-活塞，103-連桿機構(gòu)，104-曲軸，105-曲軸箱， 2-機架頂板，3-上層支柱，4-機架中板，5-中聯(lián)軸器，6-下層支柱，7-機架底板，8-步進電 機，9-位移傳感器，10-位移傳感器支架，11-上聯(lián)軸器，12-連接螺桿，13-微扭矩