專利名稱：變充注量水渦流測功器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種功率檢測裝置，尤其是一種通過改變測功器工作腔內(nèi)水的壓力來改變吸收功率的大小的變充注量水渦流測功器。
在動力機測試行業(yè)中，目前應(yīng)用的測功器有電渦流式、電力式、水力式。電渦流式測功器價格較水力測功器貴，且僅限于測量中、小功率發(fā)動機；電力式測功器價格昂貴，一般用戶不能承受；而水力測功器對大、中、小功率及低、中、高轉(zhuǎn)速的動力機械一般均能適用，水力測功器種類也較多，國內(nèi)通用的有圓盤式、棒柱式和渦流式。圓盤式、棒柱式價格雖然低廉，但測試精度低，開環(huán)控制及其結(jié)構(gòu)決定了它測試不穩(wěn)定，響應(yīng)速度不快等不足，而閘閥式渦流測功器雖具有測試穩(wěn)定性好，但無法得到較快的響應(yīng)速度。
本實用新型的目的是提供一種穩(wěn)定可靠、體積小、制動力矩大、測量精度高、響應(yīng)速度快、能實現(xiàn)高精度瞬時轉(zhuǎn)速測量，電控蝶閥快速負載控制，操作維護方便、結(jié)構(gòu)更加合理的變充注量水渦流測功器。它克服了現(xiàn)有動力機測試行業(yè)中所用的各種測功器存在的缺點。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的它由機體部件、測力機構(gòu)部件、進排水部件、排水執(zhí)行器、靜校部件等組成，所述的機體部件的機體外殼的一側(cè)連接有測力機構(gòu)部件，機體外殼的另一側(cè)連接有靜校部件，機體部件的左右軸承外殼和機體外殼分別連接有進排水部件，排水執(zhí)行器與進排水部件中的排水口相連，所述的機體部件的主軸上安裝有轉(zhuǎn)子和與其相配的左右側(cè)殼，其中轉(zhuǎn)子的兩側(cè)面上開有凹槽，其內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)子葉片，左右側(cè)殼與轉(zhuǎn)子相對側(cè)面上也開有凹槽，其內(nèi)設(shè)有葉片。
所述的轉(zhuǎn)子葉片和左右側(cè)殼的葉片方向相反，轉(zhuǎn)子葉片和左右側(cè)殼葉片與各自的端面成45°夾角。
所述的轉(zhuǎn)子葉片和左右側(cè)殼葉片的下表面與各自的端面成45°夾角，上表面與各自的端面成40°夾角。
所述的機體部件的主軸上轉(zhuǎn)子的兩側(cè)套裝有間隙式密封軸套，所述的間隙式密封軸套與主軸之間有0.1mm～0.3mm的間隙。
所述的轉(zhuǎn)子內(nèi)的轉(zhuǎn)子葉片與轉(zhuǎn)子一體精鑄而成，左右側(cè)殼內(nèi)的葉片與左右側(cè)殼一體精鑄而成，在左右側(cè)殼葉片的加強筋上開有進水孔和通氣孔，轉(zhuǎn)子的外徑中間為凹園弧槽。
所述的測力機構(gòu)部件的制動臂固定在機體部件的外殼上，支承座固定在機構(gòu)部件的底座上，拉壓力傳感器通過上下活節(jié)螺栓上裝有的關(guān)節(jié)軸承分別與制動臂和支承座相連，所述的拉壓力傳感器的上方通過螺栓固定有支撐桿和活動板。
所述的進排水部件的進排水管道的兩端通過“O”形橡膠密封圈分別與彎管和排水支架浮動連接。
所述的排水執(zhí)行器的電機輸出端的電機齒輪與雙聯(lián)齒輪嚙合，雙聯(lián)齒輪與裝在閥軸上的扇形齒輪相嚙合，閥軸的一端裝有一扭簧，另一端通過“O”形橡膠密封圈套裝有電位器，電位器和外殼之間也裝有“O”形橡膠密封圈套，排水執(zhí)行器外殼的一端開有電位器調(diào)節(jié)孔，排水執(zhí)行器外殼的下方開有兩個和閥軸相通的出水孔。
所述的機體部件外殼的下端裝有旋塞。
由于本實用新型采用了上述結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有技術(shù)相比有顯著的進步和優(yōu)點，具體如下結(jié)構(gòu)更加合理，價格適中、體積小、制動力矩大、測量精度高、響應(yīng)速度快、準確可靠，能實現(xiàn)高精度瞬時轉(zhuǎn)速測量，電控蝶閥快速負載控制，穩(wěn)定可靠，操作維護方便，通過改變水的壓力而精確測得動力機的功率。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的側(cè)視圖；圖3是本實用新型的機體部件結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖4的A-A剖視圖；圖6是本實用新型的左右側(cè)殼結(jié)構(gòu)示意圖7是圖6的剖視圖；圖8是圖6的E-E剖視圖；圖9是圖6的C-C剖視圖；圖10是本實用新型的測力機構(gòu)部件結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是本實用新型的進排水部件結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是本實用新型的進排水部件的彎管結(jié)構(gòu)示意圖；圖13是本實用新型的進排水部件的支架結(jié)構(gòu)示意圖；圖14是本實用新型的排水執(zhí)行器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1-靜校部件；2-排水執(zhí)行器；3-測力機構(gòu)部件；4-進排水部件；5-機體部件；6-底座；7-左右軸承座；8-主軸；9-聯(lián)軸節(jié)；10-軸承壓板；11-骨架油封；12-軸套；13、14-間隙式密封軸套；15-左右軸承外殼；16-左右側(cè)殼；17-螺塞；18-轉(zhuǎn)子；19-機體外殼；20封水圈；21-測速齒輪；22-轉(zhuǎn)速傳感器；23-溢水管；24-旋塞；25-轉(zhuǎn)子葉片；26-葉片；27-通氣孔；28-進水孔；29-制動臂；30-拉壓力傳感器；31-活節(jié)螺栓；32-支承座；33-關(guān)節(jié)軸承；34-保護罩；35-活動板；36-螺栓；37-支撐桿；39-透氣管；40-進水部件；41-排水部件；42-彎管；43-管道；44-支架；45-“O”形橡膠密封圈；46-排水支架；47-排水管道；48-彎頭；49-執(zhí)行器外殼；50-電機；51-電機齒輪；52-雙聯(lián)齒輪；53-扇形齒輪；54-閥軸；55-扭簧；56-閥片；57-出水孔；58-電位器；59-“O”形橡膠密封圈。
本裝置是由機體部件5、測力機構(gòu)部件3、進排水部件4、排水執(zhí)行器2、靜校部件1組成，其中機體部件5分別與測力機構(gòu)部件3、進排水部件4相連，排水執(zhí)行器2與進排水部件4中的排水口相連，靜校部件1靜校時與機體部件5相連，靜校后靜校部件1拆去，裝上相應(yīng)的平衡塊，整個結(jié)構(gòu)十分緊湊。
機體部件5由底座6、左右軸承座7、主軸8、左右聯(lián)軸節(jié)9、軸承壓板10、骨架油封11、間隙式密封軸套13、14、左右軸承外殼15、左右側(cè)殼(定子)16、轉(zhuǎn)子18、機體外殼19、封水圈20、測速齒輪21、轉(zhuǎn)速傳感器22等組成。左右軸承座7固定在底座6上，通過滾動軸承支承主軸8，轉(zhuǎn)子18熱套在主軸8中間，左右側(cè)殼16(也是本裝置的定子部分)及左右軸承外殼15分別對稱安裝于轉(zhuǎn)子18兩側(cè)，轉(zhuǎn)子18與左右側(cè)殼16分別開有凹槽，其內(nèi)均勻排布數(shù)個轉(zhuǎn)子葉片25和葉片26，轉(zhuǎn)子18上的轉(zhuǎn)子葉片25與左右側(cè)殼16上的葉片26方向相反。測功器轉(zhuǎn)子18、轉(zhuǎn)子葉片25和葉片26的方向各自與其端面成45°夾角，轉(zhuǎn)子18外徑中間呈凹園弧槽，便于由此放水，左右側(cè)殼(定子)16加大葉片上有加強筋，其上開有數(shù)個進水孔28和一個通氣孔27，進水孔28用來在測動力機功率時進水，通氣孔27的作用是排放空氣，以便讓水進入測功器內(nèi)，轉(zhuǎn)子18與左右側(cè)殼16的轉(zhuǎn)子葉片25、26形成工作杯腔，當工作時水在杯腔內(nèi)形成渦流；間隙式密封軸套13、14固定在機體部件的主軸8上轉(zhuǎn)子18的兩側(cè)，間隙式密封軸套13、14與主軸8之間有0.1mm～0.3mm的間隙，這樣在測功器工作時水在杯腔內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)形成渦流的過程中，雖然在主軸8的兩側(cè)裝有封水圈20，但還會有極少量水溢出，進入左右滾動軸承內(nèi)，使其進水損壞，本結(jié)構(gòu)在間隙式密封軸套13、14與主軸8之間有0.1mm～0.3mm的間隙，并在左右軸承外殼15上設(shè)有溢水管23，這樣溢出的水從間隙式密封軸套13、14的間隙通過溢水管23流出，不會損壞軸承，起到保護作用，間隙式密封軸套13、14設(shè)計成迷宮型，不容易進水，進一步保護了機體部件5。在左右軸承外殼15的軸端內(nèi)外圓設(shè)有軸承擋，擺動軸承內(nèi)徑套在其軸端外圓上，外圈與左右軸承座7的內(nèi)孔緊配，主軸8上滾動軸承的外圈與左右軸承外殼15的軸端內(nèi)孔緊配，內(nèi)徑與主軸8緊配；左右軸承外殼15大端外圈上設(shè)有進水孔。左右側(cè)殼(定子)16固定在左右軸承外殼15上，機體外殼19固定在左右側(cè)殼16之間，機體外殼19上開有排水孔。左右聯(lián)軸節(jié)9的內(nèi)孔設(shè)有1∶30的錐面，錐面上加工有一定深度的三角螺旋油槽，同聯(lián)軸節(jié)9上設(shè)有的注油孔相通。聯(lián)軸節(jié)9的固定是通過專用液壓裝拆工具，使聯(lián)軸節(jié)9徑向擴張，注入液壓油后使其漲開套軸上，同時軸向壓緊的液壓方法進行的。在機體外殼19的下部裝有旋塞24，可在測功器長期不用時用來排放測功器內(nèi)的積水。
測力機構(gòu)部件3由制動臂29、拉壓力傳感器30、活節(jié)螺栓31、支承座32、關(guān)節(jié)軸承33、保護罩34等組成。制動臂29固定在機體部件5的機體外殼19上，支承座32固定在機體部件5的底座6上，拉壓力傳感器30通過上下活節(jié)螺栓31上裝有的關(guān)節(jié)軸承33分別與制動臂29和支承座32相連，這樣由于關(guān)節(jié)軸承33的作用，可使拉壓力傳感器30任意方向擺動，使裝有制動臂29的外殼在受力擺動時，拉壓力傳感器30始終保持直線方向受力，保護罩34罩住拉壓力傳感器30并固定在機體部件5的底座6上。由支撐桿37、活動板35通過螺栓36組成固定傳感器30的保護裝置。支撐桿37和活動板35安裝在傳感器上方，起固定保護作用，以免其在運轉(zhuǎn)和使用中振動失靈。
進排水部件4由溢水管38、透氣管39、進水部件40、排水部件41等組成。溢水管38與機體部件5中的左右軸承外殼15相連，透氣管39與機體部件5中的左右側(cè)殼16相連；進水部件40與機體部件5中的左右軸承外殼15上的進水孔相連接，排水部件41與機體外殼19上的排水孔連接；管道43和排水管道47的兩端都由“O”形橡膠密封圈45分別與彎管42、排水支架46組成浮動連接，從而使測功器機體外殼19轉(zhuǎn)動時可扭轉(zhuǎn)而不損壞進排水部件4。
排水執(zhí)行器2連接在進排水部件4中的排水孔位置，為SMZ27型，它由執(zhí)行器外殼49、稀土電機50、減速齒輪組、閥軸54、蝶閥閥片56、扭簧55、電位器“O”形橡膠密封圈59等組成。電機輸出軸端裝有電機齒輪51與雙聯(lián)齒輪52嚙合，與原有技術(shù)相比，此裝配簡單，工作更加可靠，且傳動扭距大；雙聯(lián)齒輪52與裝在閥軸54上的扇形齒輪53相嚙合，實行二級減速傳動，通過減速機構(gòu)增大扭矩傳動從而打開蝶閥。在閥軸54的一端裝有扭簧55，在它的作用下使減速齒輪組始終保持緊密配合，消除了齒輪間隙；在閥軸54的另一端裝有電位器58，電位器58首先通過“O”形橡膠密封圈套裝在閥軸54端部，然后在電位器58四角和外殼之間再墊裝上“O”形橡膠密封圈59，這樣通過三道“O”形橡膠密封圈與閥軸54實行撓性連接；執(zhí)行器外殼49的一端開有電位器調(diào)節(jié)孔，可直接對電位器58調(diào)整而不需拆下來，比原有的測功器需停機后拆下電位器反復(fù)調(diào)節(jié)后再裝上，技術(shù)更加先進；蝶閥安裝在閥軸54中間，排水執(zhí)行器執(zhí)行器外殼49的下方開有兩個和閥軸54相通的出水孔57，可使蝶閥在排水時溢出的水從此排走以免使電位器58進水損壞；電位器58上設(shè)有七芯插座接線與控制儀相接，使控制儀得以控制排水執(zhí)行器2。
靜校部件1由校正臂、吊勾部件、吊桿、托盤、砝碼組成。校正臂在靜校時與機體部件5的機體外殼19相連，吊勾部件掛在校正臂的三角塊上，吊桿與吊勾部件相連，托盤懸在吊桿上，砝碼則加在托盤上。靜校部件1在靜校后拆去，而以配重塊代之，此不是本專利的保護范圍，在此不詳述。
使用時把被測動力機輸出端與測功器的聯(lián)軸節(jié)9相連，測功器上的電器控制線(不是本專利的保護范圍)分別與控制柜相連，全開排水蝶閥閥片56(負荷最小位置)，開動動力機帶動測功器主軸8以同一轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，待動力機運轉(zhuǎn)正常后，全開進水閥，并可調(diào)節(jié)排水蝶閥開度大小，直到與動力機工況相一致。一定壓力的水從進排水部件4的進水部件40經(jīng)機體部件的左右軸承外殼15上的進水孔進入左右側(cè)殼16的背面，在一定壓力下，經(jīng)左右側(cè)殼16上的進水孔28進入到左右側(cè)殼16和轉(zhuǎn)子18的轉(zhuǎn)子葉片25和葉片26的工作杯腔之間，由于轉(zhuǎn)子18旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生離心力及轉(zhuǎn)子葉片25的作用，水在工作杯腔中產(chǎn)生強烈的水渦流，它給機體部件5中機體外殼19一轉(zhuǎn)動力矩，使動力機的轉(zhuǎn)矩由轉(zhuǎn)子18傳給機體外殼19，裝在機體外殼19上的制動臂29將隨著機體外殼19一起轉(zhuǎn)動一微小角度，從而將制動力傳給與制動臂29連接的拉壓力傳感器30，使拉壓力傳感器30上應(yīng)變片變形，通過與其連接的電子數(shù)顯裝置顯示出相應(yīng)的制動力的大小。
隨著動力機的功率不斷被吸收，測功器工作腔中的水環(huán)的動能轉(zhuǎn)化為水的熱能，從機體外殼19上的排水孔經(jīng)排水部件41、排水執(zhí)行器2中的蝶閥閥門56排出。通過控制排水執(zhí)行器2，調(diào)節(jié)排水蝶閥的閥門56開度大小，即改變測功器工作腔內(nèi)的水的壓力，改變動力機負荷的大小。從而通過轉(zhuǎn)速傳感器22測得動力機的轉(zhuǎn)速后即可測得動力機的功率。
權(quán)利要求1.一種變充注量水渦流測功器，由機體部件(5)、測力機構(gòu)部件(3)、進排水部件(4)、排水執(zhí)行器(2)、靜校部件(1)等組成，其特征是所述的機體部件的機體外殼(19)的一側(cè)連接有測力機構(gòu)部件(3)，機體外殼(19)的另一側(cè)連接有靜校部件(1)，機體部件(5)的左右軸承外殼(15)和機體外殼(19)分別連接有進排水部件(4)，排水執(zhí)行器(2)與進排水部件(4)中的排水口相連，所述的機體部件(5)的主軸(8)上安裝有轉(zhuǎn)子(18)和與其相配的左右側(cè)殼(16)，其中轉(zhuǎn)子(18)的兩側(cè)面上開有凹槽，其內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)子葉片(25)，左右側(cè)殼(16)與轉(zhuǎn)子(18)相對側(cè)面上也開有凹槽，其內(nèi)設(shè)有葉片(26)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變充注量水渦流測功器，其特征是所述的轉(zhuǎn)子葉片(25)和左右側(cè)殼的葉片(26)方向相反，轉(zhuǎn)子葉片(25)和左右側(cè)殼葉片(26)與各自的端面成45°夾角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變充注量水渦流測功器，其特征是所述的轉(zhuǎn)子葉片(25)和左右側(cè)殼葉片(26)的下表面與各自的端面成45°夾角，上表面與各自的端面成40°夾角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變充注量水渦流測功器，其特征是所述的機體部件(5)的主軸(8)上轉(zhuǎn)子(18)的兩側(cè)套裝有間隙式密封軸套(13、14)，所述的間隙式密封軸套(13、14)與主軸(8)之間有0.1mm～0.3mm的間隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變充注量水渦流測功器，其特征是所述的轉(zhuǎn)子(18)內(nèi)的轉(zhuǎn)子葉片(25)與轉(zhuǎn)子(18)一體精鑄而成，左右側(cè)殼(16)內(nèi)的葉片(26)與左右側(cè)殼(16)一體精鑄而成，在左右側(cè)殼葉片(26)的加強筋上開有進水孔(28)和通氣孔(27)，轉(zhuǎn)子(18)的外徑中間為凹園弧槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變充注量水渦流測功器，其特征是所述的測力機構(gòu)部件(3)的制動臂(29)固定在機體部件(5)的機體外殼(19)上，支承座(32)固定在機構(gòu)部件(5)的底座(6)上，拉壓力傳感器(30)通過上下活節(jié)螺栓(31)上裝有的關(guān)節(jié)軸承(33)分別與制動臂(29)和支承座(32)相連，所述的拉壓力傳感器(30)的上方通過螺栓(36)固定有支撐桿(37)和活動板(35)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變充注量水渦流測功器，其特征是所述的進排水部件(4)的進排水管道的兩端通過“O”形橡膠密封圈(45)分別與彎管(42)和排水支架(46)浮動連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變充注量水渦流測功器，其特征是所述的排水執(zhí)行器(2)的電機輸出端的電機齒輪(51)與雙聯(lián)齒輪(52)嚙合，雙聯(lián)齒輪(52)與裝在閥軸(54)上的扇形齒輪(53)相嚙合，閥軸(54)的一端裝有一扭簧(55)，另一端通過“O”形橡膠密封圈套裝有電位器(58)，電位器(58)和外殼之間也裝有“O”形橡膠密封圈(59)，排水執(zhí)行器外殼的一端開有電位器調(diào)節(jié)孔，排水執(zhí)行器外殼的下方開有兩個和閥軸(54)相通的出水孔(57)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變充注量水渦流測功器，其特征是所述的機體部件的機體外殼(19)的下端裝有旋塞(24)。
專利摘要本實用新型公開了一種測功器,它在機體部件外殼的一側(cè)連接有測力機構(gòu)部件,機體部件外殼的另一側(cè)連接有靜校部件,機體部件的左右軸承外殼和外殼分別連接有進排水部件,排水執(zhí)行器與進排水部件中的排水口相連,所述的機體部件的主軸上安裝有轉(zhuǎn)子和與其相配的左右側(cè)殼,其內(nèi)設(shè)有與各自的端面成45°夾角葉片;本實用新型提供了一種穩(wěn)定可靠、體積小、制動力矩大、測量精度高、響應(yīng)速度快、能實現(xiàn)高精度瞬時轉(zhuǎn)速測量、結(jié)構(gòu)更加合理的變充注量水渦流測功器,它克服了現(xiàn)有動力機測試行業(yè)中所用的各種測功器存在的缺點。
文檔編號G01L3/00GK2473606SQ01223198
公開日2002年1月23日 申請日期2001年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月14日
發(fā)明者陳劍輝, 吳啟生 申請人:啟東測功器廠