本發(fā)明涉及一種陀螺輪轉(zhuǎn)速測(cè)試裝置及其吹氣系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

某產(chǎn)品翼面陀螺是氣動(dòng)陀螺，被高壓氣吹動(dòng)時(shí)，陀螺飛快的旋轉(zhuǎn)，如果動(dòng)平衡不好時(shí)，陀螺就會(huì)產(chǎn)生一定的離心力，帶動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)之間的碰撞和摩擦，進(jìn)而會(huì)影響產(chǎn)品的性能指標(biāo)。

在對(duì)陀螺輪進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)時(shí)，翼面陀螺要求在某一固定的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)動(dòng)平衡，這就要求轉(zhuǎn)速測(cè)試的準(zhǔn)確和可靠。如《計(jì)量與測(cè)試技術(shù)》2007年第34卷第9期中記載的翼面陀螺轉(zhuǎn)速的測(cè)試，翼面陀螺的表面大部分刷白漆，只有一小部分刷有黑漆，該陀螺在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，利用光電管照射陀螺，當(dāng)光線照射到白漆的地方，光線反射到光電接收管上，當(dāng)光線照射到黑漆部分，光線被吸收，沒(méi)有光線反射到光電接收管上，這樣一來(lái)，利用光電接收管的作用，可以將翼面陀螺的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為方波，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)陀螺轉(zhuǎn)速測(cè)試。

實(shí)際上，目前在進(jìn)行陀螺輪轉(zhuǎn)速測(cè)試時(shí)主要采用吹氣氣路向陀螺輪吹氣以驅(qū)動(dòng)陀螺輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)，測(cè)試時(shí)，由吹氣氣路的末端噴嘴向陀螺輪吹出高壓氣流，氣流吹動(dòng)陀螺輪轉(zhuǎn)動(dòng)。但現(xiàn)有的吹氣氣路所采用的噴嘴多為等徑噴嘴，氣流加速性能不好，這就對(duì)外部供氣氣源提出了較高要求，否則無(wú)法滿足陀螺輪高轉(zhuǎn)速要求，而且對(duì)于特別高的轉(zhuǎn)速要求，有時(shí)也無(wú)法直接更換較高壓力的氣源，整個(gè)轉(zhuǎn)速測(cè)試的范圍較窄。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種陀螺輪轉(zhuǎn)速測(cè)試裝置用吹氣系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的吹氣測(cè)試中采用等徑結(jié)構(gòu)的噴嘴使得吹氣氣路對(duì)供氣氣源要求較高的技術(shù)問(wèn)題；同時(shí)，本發(fā)明還提供一種使用上述吹氣系統(tǒng)的陀螺輪轉(zhuǎn)速測(cè)試裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的陀螺輪轉(zhuǎn)速測(cè)試裝置用吹氣系統(tǒng)的技術(shù)方案是：一種陀螺輪轉(zhuǎn)速測(cè)試裝置用吹氣系統(tǒng)，包括用于對(duì)待測(cè)的陀螺輪進(jìn)行吹氣以驅(qū)動(dòng)陀螺輪轉(zhuǎn)動(dòng)的吹氣氣路，吹氣氣路的出氣末端設(shè)有拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)。

所述吹氣氣路具有至少兩個(gè)出氣末端支路，各出氣末端支路分別具有所述的出氣末端和所述的拉瓦噴管結(jié)構(gòu)，各出氣末端支路上分別設(shè)有電磁閥。

所述吹氣氣路包括用于連接氣源的主氣路，吹氣氣路包括設(shè)置在主氣路與所述拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)之間且并聯(lián)布置的第一支路和第二支路，第一支路上設(shè)有用于控制通過(guò)第一支路向所述吹氣氣路的出氣末端輸出的氣體總流量的流量控制閥，第二支路上設(shè)有減壓閥和用于在第一支路斷開時(shí)使第二支路導(dǎo)通、在第一支路導(dǎo)通時(shí)使第二支路斷開的通斷控制閥，該通斷控制閥為布置于所述減壓閥下游的單向閥，所述第二支路上于所述減壓閥和單向閥之間設(shè)有溢流閥。

本發(fā)明所提供的陀螺輪轉(zhuǎn)速測(cè)試裝置的技術(shù)方案是：一種陀螺輪轉(zhuǎn)速測(cè)試裝置，包括用于對(duì)陀螺輪吹氣以驅(qū)動(dòng)陀螺輪轉(zhuǎn)動(dòng)的吹氣系統(tǒng)和用于測(cè)量陀螺輪轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)，吹氣系統(tǒng)包括吹氣氣路，吹氣氣路的出氣末端設(shè)有拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)。

所述吹氣氣路具有至少兩個(gè)出氣末端支路，各出氣末端支路分別具有所述的出氣末端和所述的拉瓦噴管結(jié)構(gòu)，各出氣末端支路上分別設(shè)有電磁閥。

所述吹氣氣路包括用于連接氣源的主氣路，吹氣氣路包括設(shè)置在主氣路與所述拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)之間且并聯(lián)布置的第一支路和第二支路，第一支路上設(shè)有用于控制向所述吹氣氣路的出氣末端輸出的氣體總流量的流量控制閥，第二支路上設(shè)有減壓結(jié)構(gòu)和用于在第一支路斷開時(shí)使第二支路導(dǎo)通、在第一支路導(dǎo)通時(shí)使第二支路斷開的通斷控制閥。

所述通斷控制閥為布置于所述減壓結(jié)構(gòu)下游的單向閥，所述,減壓結(jié)構(gòu)為減壓閥，第二支路上在所述減壓閥和單向閥之間還設(shè)有溢流閥。

測(cè)試裝置包括試驗(yàn)臺(tái)，所述拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)在橫向上與相應(yīng)陀螺輪距離可調(diào)的安裝在所述試驗(yàn)臺(tái)上，所述拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)在豎向上升降可調(diào)的安裝在所述試驗(yàn)臺(tái)上。

所述試驗(yàn)臺(tái)上設(shè)有噴管安裝架，噴管安裝架包括立柱和與立柱鉸接裝配的橫向安裝桿，所述拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)安裝在所述橫向安裝桿上并通過(guò)所述橫向安裝桿與立柱的鉸接配合實(shí)現(xiàn)在拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)在豎向上的升降可調(diào)。

所述轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)包括用于監(jiān)控陀螺輪轉(zhuǎn)動(dòng)的光電傳感器，光電傳感器在豎向上與相應(yīng)陀螺輪距離可調(diào)安裝在傳感器安裝板上，傳感器安裝板支撐設(shè)置在所述試驗(yàn)臺(tái)上。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明所提供的陀螺輪轉(zhuǎn)速測(cè)試裝置在使用時(shí)，由吹氣系統(tǒng)向待測(cè)的陀螺輪提供高壓氣流，以吹動(dòng)陀螺輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)，并由轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量陀螺輪的轉(zhuǎn)速，由于本發(fā)明中吹氣氣路的出氣末端采用拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)，由于拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)利用自身具有的收縮管結(jié)構(gòu)和擴(kuò)張管結(jié)構(gòu)可有效將高壓氣流提高大較高的轉(zhuǎn)速，這樣，可以得到高速氣流，從而可以降低對(duì)供氣氣源的要求，降低成本，而且，拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)可大幅提高氣流速度，繼而擴(kuò)大使用該吹氣系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速測(cè)試裝置的轉(zhuǎn)速測(cè)試范圍，提高其通用測(cè)試性能。

進(jìn)一步地，吹氣氣路具有至少兩個(gè)出氣末端支路，這樣可以對(duì)至少兩組陀螺輪進(jìn)行多任務(wù)量測(cè)試，提高測(cè)試效率。

進(jìn)一步地，各出氣末端支路上分別設(shè)有電磁閥，這樣可以根據(jù)測(cè)試需要選擇開啟相應(yīng)的電磁閥以控制對(duì)應(yīng)出氣末端支路導(dǎo)通，這樣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)的陀螺輪進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)，也可以起到調(diào)整其他出氣末端支路中的氣體流量的作用。

進(jìn)一步地，吹氣氣路包括并聯(lián)布置的第一支路和第二支路，第一支路上設(shè)有流量控制閥，以控制通過(guò)第一支路向拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)輸出的氣體總流量，達(dá)到不同轉(zhuǎn)速的測(cè)試要求，擴(kuò)大測(cè)試裝置的轉(zhuǎn)速測(cè)試范圍。第二支路上設(shè)有減壓結(jié)構(gòu)，使得第二支路形成減壓支路，可以對(duì)外部供氣氣源進(jìn)行減壓，同樣擴(kuò)大測(cè)試裝置的轉(zhuǎn)速測(cè)試范圍。而且，在第二支路上設(shè)置通斷控制閥，以避免兩支路出現(xiàn)相互影響。進(jìn)一步地，通斷控制閥采用單向閥，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，使用較為方便，利用第一支路中氣體壓力高于第二支路中的氣體壓力的特點(diǎn)，巧妙的實(shí)現(xiàn)對(duì)第二支路的通斷控制。

進(jìn)一步地，第二支路上于減壓閥和單向閥之間還設(shè)有溢流閥，可有效控制第二支路上的安全氣壓，提高安全性能。

進(jìn)一步地，拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)在橫向上與相應(yīng)陀螺輪距離可調(diào)，拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)在豎向上升降可調(diào)，光電傳感器在豎向上與相應(yīng)陀螺輪距離可調(diào)，這樣可以根據(jù)實(shí)際測(cè)試需要調(diào)整拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)與相應(yīng)陀螺輪的距離，調(diào)整拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)的出氣噴口的高度位置，調(diào)整光電傳感器與相應(yīng)陀螺輪的距離間隙，提高測(cè)試裝置的測(cè)量精度，滿足不同的測(cè)試需求。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所提供的陀螺輪轉(zhuǎn)速測(cè)試裝置的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示測(cè)試裝置的吹氣系統(tǒng)的氣路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步說(shuō)明。

本發(fā)明的陀螺輪轉(zhuǎn)速測(cè)試裝置的具體實(shí)施例，如圖1、圖2所示，該實(shí)施例中的測(cè)試裝置包括用于對(duì)陀螺輪吹氣以驅(qū)動(dòng)陀螺輪轉(zhuǎn)動(dòng)的吹氣系統(tǒng)和用于測(cè)量陀螺輪轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)，吹氣系統(tǒng)包括吹氣氣路，此處的吹氣氣路包括用于連接外部供氣氣源的主氣路100，吹氣氣路還具有四個(gè)出氣末端支路4，各出氣末端支路4的出氣末端分別設(shè)有拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)5，這種拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)5與現(xiàn)有技術(shù)中的拉瓦爾噴管的結(jié)構(gòu)相同，自身具有相應(yīng)的收縮管段和擴(kuò)張管段，在此不再過(guò)多贅述。

實(shí)際上，在各出氣末端支路4分別設(shè)有電磁閥18以控制各支路的通斷，同時(shí)，在各出氣末端支路4上還分別設(shè)有支路壓力表19以檢測(cè)相應(yīng)支路的氣體壓力。

而且，在本實(shí)施例中，吹氣氣路包括設(shè)置在主氣路與四個(gè)末端出氣支路之間且并聯(lián)布置的第一支路200和第二支路300。第一支路200上設(shè)有用于控制向吹氣氣路的出氣末端輸出的氣體總流量的流量控制閥17。第二支路300為其上設(shè)有減壓結(jié)構(gòu)的減壓支路，此處的減壓結(jié)構(gòu)具體為減壓閥13。并且，在第二支路300上還設(shè)有用于在第一支路斷開時(shí)使第二支路導(dǎo)通、在第一支路導(dǎo)通時(shí)使第二支路斷開的通斷控制閥，該通斷控制閥為布置在減壓閥下游的單向閥16。而且，在減壓支路上于減壓閥13和單向閥16之間還設(shè)有溢流閥14和減壓壓力表15，此處的減壓壓力表15用于檢測(cè)減壓支路上的氣體壓力。

另外，在主氣路100上沿著氣體流動(dòng)的方向依次布置有過(guò)濾器10、通斷球閥11和主氣路壓力表12。

本實(shí)施例所提供的連接外部氣源后，高壓空氣通過(guò)過(guò)濾器10過(guò)濾后，通過(guò)通斷球閥11控制輸入氣體的通斷，主氣路壓力表12實(shí)時(shí)顯示供氣壓力，后端氣路分為兩路，即第一支路200和第二支路300，一路經(jīng)第二支路300即減壓支路將高壓空氣減壓輸出，可實(shí)現(xiàn)50000r/min以下轉(zhuǎn)速測(cè)試的需要；另外一路直接通過(guò)流量控制閥17控制輸出總流量，同時(shí)，在與四個(gè)出氣末端支路4上的電磁閥18配合后，可實(shí)現(xiàn)單路0～100000r/min和四路同時(shí)0～30000r/min轉(zhuǎn)速測(cè)試的需要。出氣末端支路4采用電磁閥控制供氣輸出，在出氣末端支路上設(shè)置壓力表，實(shí)時(shí)顯示出氣末端處的壓力。而且，在減壓支路上設(shè)置溢流閥作為安全閥，超壓自動(dòng)泄壓，保證設(shè)備和人員安全。

本實(shí)施例所提供的測(cè)試裝置中的轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)包括光電傳感器，在陀螺輪的相應(yīng)側(cè)面設(shè)置明暗相間的區(qū)域，在陀螺輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，光電傳感器通過(guò)感應(yīng)明暗區(qū)域的變化采集轉(zhuǎn)速信息，然后將采集到的信息傳輸給PLC控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)溝通過(guò)濾波和放大，將信息顯示在軟件界面。而且，利用PLC控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)行參數(shù)和測(cè)試任務(wù)設(shè)置，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)4套產(chǎn)品同時(shí)定時(shí)供氣、定速測(cè)試等，集成度高。

本實(shí)施例中的測(cè)試裝置包括測(cè)試臺(tái)1，測(cè)試臺(tái)設(shè)置于機(jī)柜30上，測(cè)試臺(tái)1上設(shè)有相應(yīng)的工裝夾具2，利用該工裝夾具2裝夾固定裝配有陀螺輪6的相應(yīng)產(chǎn)品7，該工裝夾具具體包括相對(duì)設(shè)置的兩夾板和實(shí)現(xiàn)兩夾板對(duì)應(yīng)夾緊相應(yīng)產(chǎn)品7的壓緊手輪，試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)應(yīng)每個(gè)吹氣氣路分別設(shè)有一個(gè)支架32，各支架32上分別設(shè)有噴管安裝架和傳感器安裝板，拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)5對(duì)應(yīng)安裝在噴管安裝架上，而光電傳感器3則對(duì)應(yīng)的安裝在傳感器安裝板上。

上述的噴管安裝架包括固設(shè)在支架上的立柱31和與立柱鉸接裝配的橫向安裝桿33，拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)5安裝在橫向安裝桿33的一端，橫向安裝桿33的另一端鉸接裝配有豎向移動(dòng)桿，豎向移動(dòng)桿在豎向上可調(diào)整的裝配在支架32上，當(dāng)豎向移動(dòng)桿在豎向上進(jìn)行移動(dòng)調(diào)整時(shí)，利用杠桿原理，可通過(guò)橫向安裝桿控制拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)5在豎向上進(jìn)行升降調(diào)整，進(jìn)而可調(diào)整拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)的出氣噴口的高度位置。實(shí)際上，豎向移動(dòng)桿上設(shè)有上定位螺母和下定位螺母，在豎向移動(dòng)桿移動(dòng)到位時(shí)，利用上下定位螺母將豎向移動(dòng)桿緊固裝配在支架上。

而且，橫向穩(wěn)定桿的用于安裝拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)的相應(yīng)端部處設(shè)有安裝凹槽，安裝凹槽沿著靠近-遠(yuǎn)離相應(yīng)陀螺輪的方向延伸，拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)在安裝凹槽中沿著靠近-遠(yuǎn)離相應(yīng)陀螺輪的方向移動(dòng)調(diào)整進(jìn)而可在橫向上調(diào)整拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)與相應(yīng)陀螺輪的距離。在安裝凹槽上設(shè)有緊固螺釘，這樣可以在拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)移動(dòng)到位時(shí)將其鎖緊固定。

實(shí)際上，此處的出氣末端支路均采用金屬軟管與相應(yīng)的拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)連通，以便于拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)在橫向的距離調(diào)整和豎向上的升降調(diào)整。

需要說(shuō)明的是，上述光電傳感器3在豎向上升降可調(diào)的安裝在傳感器安裝板上，這樣可以對(duì)光電傳感器3的高度位置進(jìn)行調(diào)整，從而可以在豎向上調(diào)整光電傳感器與相應(yīng)陀螺輪6的距離。

具體使用時(shí)，將待測(cè)產(chǎn)品7裝夾固定在測(cè)試臺(tái)1上，調(diào)整拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)的位置和高度，調(diào)整光電傳感器3距離，由拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)5對(duì)待測(cè)產(chǎn)品上的陀螺輪6進(jìn)行吹氣，帶動(dòng)陀螺輪6轉(zhuǎn)動(dòng)，陀螺輪6上設(shè)置明暗相間的不同區(qū)域，利用光電傳感器3進(jìn)行轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)采集，然后將轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)傳輸至控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)將電流信號(hào)進(jìn)行濾波和放大處理，最終顯示在軟件系統(tǒng)界面，也可通過(guò)機(jī)載打印機(jī)，將實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速信息以圖表的形式打印輸出。操作者可預(yù)先對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行任務(wù)設(shè)置，監(jiān)測(cè)所需要的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

本實(shí)施例中，吹氣氣路包括4個(gè)出氣末端支路，在其他實(shí)施例中，吹氣氣路可設(shè)置一個(gè)或者兩個(gè)以上，當(dāng)設(shè)置有多個(gè)出氣末端支路時(shí)，可在每個(gè)出氣末端支路上分別設(shè)置電磁閥，這樣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)支路的測(cè)試控制，也可以在各出氣末端支路上不設(shè)置電磁閥。

本實(shí)施例中，吹氣氣路包括并聯(lián)布置的第一支路和第二支路，這樣可以提高測(cè)試裝置的適用性。在其他實(shí)施例中，也可以省去作為減壓支路的第二支路，而僅保留第一支路，此時(shí)，可以在第一支路上設(shè)置流量控制閥，也可以不設(shè)置流量控制閥。

本實(shí)施例中，作為減壓支路的第二支路上的減壓結(jié)構(gòu)采用減壓閥，在其他實(shí)施例中，也可采用節(jié)流閥作為減壓結(jié)構(gòu)。

本實(shí)施例中，用于根據(jù)第一支路導(dǎo)通和斷開情況控制第二支路通斷的通斷控制閥選用單向閥，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，巧妙的利用了兩支路的壓力不同的特點(diǎn)。在其他實(shí)施例中，通斷控制閥也可采用截止閥結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明還提供一種陀螺輪轉(zhuǎn)速測(cè)試裝置用吹氣系統(tǒng)的實(shí)施例，該實(shí)施例中的吹氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與上述陀螺輪轉(zhuǎn)速測(cè)試裝置實(shí)施例中的吹氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相同，在此不再贅述。