一种轴流式风机性能检测装置的制作方法

本实用新型属于一种测试仪器，尤其涉及一种用于轴流式风机风速、风量和风压等性能指标检测装置。

背景技术：

轴流式风机又叫局部通风机，广泛应用于冶金、化工、轻工、食品、医药及民用建筑等场所通风换气或加强散热等场合。轴流式风机的性能直接影响使用效果，但当前专门用于风机性能测试的装置较少，而且存在测量精度较低、测试不方便等问题，对其主要工作性能进行检测非常必要。目前，轴流式风机的风速、风量和风压等主要性能指标检测主要是将整机筒体连接管道，通过测量管道内的风速获得相关部分参数，但存在问题较多：首先，轴流式风机为大流量风机，实际使用中一般不接管道，因此现有检测方法与实际应用贴切；其次，轴流式风机一般具有较大的直径，按当有方法测定需要较长的大管径测量管道，且气流经风机叶片增速后，气流在测量管道内沿管道直径分布不均匀，管道内较少的测点很难准确测定其参数；再次，系列轴流式风机直径变化大，每一直径的轴流式风机均需要一套检测设备，造成的设备严重浪费，等等。因此，不管是轴流式风机的研发、制造厂家，还是相关的检测单位，均特别需要研究一种能够适应不同直径的轴流式风机进行风速、风量、全压、静压等主要性能参数检测的通用检测设备。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了上述授粉方法的缺点，为了能更加准确、实时地轴流式风机的主要性能参数进行检测，提供检测设备的通用性，本实用新型提供一种轴流式风机性能检测装置，风机装夹总成在横向、纵向无级可调，适应不同直径轴流式风机的检测安装、定位，检测定位总成将测量压力的多个毕托管和测量流量的热线型风速传感器在轴流式风机水平对称中心线上间距无级可调，通过检测控制总成实时检测、记录风速、压力参数值，分析沿轴流式风机径向的分布规律并进行相关参数的计算，装置操控使用方便，通用性强，测定准确，完全适应不同直径的轴流式风机性能检测。

本实用新型解决技术问题所采取的技术方案是：轴流式风机性能检测装置包括机架、检测定位总成、风机装夹总成、检测控制总成，机架包括底梁、右梁、顶梁、左梁，由底梁、右梁、顶梁、左梁组成矩形机架，底梁与顶梁平行，右梁与左梁平行；

检测定位总成包括步进电动机、联轴器、传动轴、主动锥齿轮、从动锥齿轮、右旋螺母滑块、右旋丝杆、检测梁、左旋螺母滑块、左旋丝杆，两个主动锥齿轮分别安装在传动轴上且分别靠近传动轴左右两端，传动轴左右两端通过轴承、轴承支座安装在底梁内部，且传动轴轴线与底梁纵向中心线平行，步进电动机固定在底梁右端外侧，步进电动机的动力输出轴与传动轴通过联轴器连接；左旋螺母滑块安装在左旋丝杆上并构成螺旋传动，右旋螺母滑块安装在右旋丝杆上并构成螺旋传动，左旋螺母滑块、右旋螺母滑块的上表面安装高度相同；两个从动锥齿轮分别安装在右旋丝杆、左旋丝杆的下端，左旋丝杆、右旋丝杆的上端通过轴承和轴承支座分别安装在顶梁的左部、右部，左旋丝杆、右旋丝杆的下端通过轴承、轴承支座分别安装在底梁左部和右部的上表面，主动锥齿轮、从动锥齿轮构成齿轮传动；检测梁两端分别固定在左旋螺母滑块和右旋螺母滑块上；

风机装夹总成包括直线轴承、底导轨、右导轨、定位滑块、压紧螺钉、顶导轨、左旋压板、右旋挺杆、顶基座、销轴、双向螺盘、左导轨、底基座，两只直线轴承安装在底导轨上并与底导轨构成移动副，两只直线轴承安装在顶导轨上并与顶导轨构成移动副，底导轨左右两端通过支座分别固定在左梁和右梁的下部后侧，底基座中部套装在底导轨中部，底基座下端固定在底梁中部；顶导轨的左右两端通过支座分别固定在左梁和右梁的上部后侧，顶基座中部套装在顶导轨中部，顶基座上端固定在顶梁中部；底导轨与顶导轨平行；

一只定位滑块套装在左导轨上并与左导轨构成移动副，另一只定位滑块套装在右导轨上并与右导轨构成移动副，左导轨上下两端分别固定在安装在顶导轨和底导轨左部的两个直线轴承上，右导轨上下两端分别固定在安装在顶导轨和底导轨右部的两个直线轴承上，左导轨与右导轨平行，左导轨与顶导轨垂直；定位滑块侧面为扁U形槽，且定位滑块的U形槽一侧设有螺纹孔，压紧螺钉与定位滑块构成螺旋配合；底基座上部也设有一侧有螺纹孔的扁U形槽，压紧螺钉与底基座上的螺纹孔也构成螺旋配合；左导轨、右导轨的截面形状为非圆形结构，可以是矩形、三角形、梯形，定位滑块的孔与左导轨、右导轨的截面形状一致，定位滑块与左导轨、右导轨间隙配合；

左旋压板上部为左旋螺杆，左旋压板下部为弧形压板；右旋挺杆下部为右旋螺杆，右旋挺杆上端通过销轴与顶基座下端铰链连接，双向螺盘上部为右旋内螺纹，双向螺盘下部为左旋内螺纹，右旋挺杆的右旋螺杆、左旋压板的左旋螺杆分别与双向螺盘的上、下两部分构成螺旋传动；

检测控制总成包括控制器、空气流速数模转换组件、触摸显示屏、气压传感器组件、毕托管、热线型风速传感器、标尺，

五只(也可以根据需要进行调整)热线型风速传感器均匀安装在检测梁左半部的滑槽中，五只(也可以根据需要进行调整)毕托管均匀安装在检测梁右半部的滑槽中，毕托管、热线型风速传感器与检测梁的上表面垂直；标尺固定在检测梁上表面后部；热线型风速传感器通过信号线与空气流速数模转换组件连接，毕托管通过压力管与气压传感器组件连接，空气流速数模转换组件、触摸显示屏、气压传感器组件通过信号线与控制器连接；

所述五只热线型风速传感器流速检测方向一致，且热线型风速传感器的流速检测方向垂直于右旋丝杆与左旋丝杆构成的平面；五只毕托管的检测孔方向一致，且毕托管的检测孔轴线垂直于右旋丝杆与左旋丝杆构成的平面；五只热线型风速传感器风速检测头的检测中心点、五只毕托管的检测孔中心在平一水平面上；

本实用新型带来的增益效果是，通过横向、纵向间距无级可调的风机装夹总成满足不同直径轴流式风机性能检测时快速、通用安装、夹紧的要求，通过将测量风速的传感器、测量压力的毕托管分别沿轴流式风机半径方向均匀布置，全面地测定了风速、压力在沿轴流式风机内的分布规律，能够更加精确地测定其性能参数，装置操作方便，通用性高，适用于不同直径系列轴流式风机性能检测。

附图说明

图1是本实用新型的主视图；

图2是本实用新型沿水平中心线的俯视图；

图3是发明的主视图步进电动机安装处的局部放大视图

图4是本实用新型俯视图右部分的局部放大视图；

图5是本实用新型检测控制组成框图；

图中：底梁1-1、右梁1-2、顶梁1-3、左梁1-4、步进电动机2-1、联轴器2-2、传动轴2-3、主动锥齿轮2-4、从动锥齿轮2-5、右旋螺母滑块2-6、右旋丝杆2-7、检测梁2-8、左旋螺母滑块2-9、左旋丝杆2-10、直线轴承3-1、底导轨3-2、右导轨3-3、定位滑块3-4、压紧螺钉3-5、顶导轨3-6、左旋压板3-7、右旋挺杆3-8、顶基座3-9、销轴3-10、双向螺盘3-11、左导轨3-12、底基座3-13、控制器4-1、空气流速数模转换组件4-2、触摸显示屏4-3、气压传感器组件4-4、毕托管4-5、热线型风速传感器4-6、标尺4-7。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。

如图1、图2、图3所示，轴流式风机性能检测装置包括机架、检测定位总成、风机装夹总成、检测控制总成，机架包括底梁1-1、右梁1-2、顶梁1-3、左梁1-4，由底梁1-1、右梁1-2、顶梁1-3、左梁1-4组成矩形机架，底梁1-1与顶梁1-3平行，右梁1-2与左梁1-4平行。

检测定位总成包括步进电动机2-1、联轴器2-2、传动轴2-3、主动锥齿轮2-4、从动锥齿轮2-5、右旋螺母滑块2-6、右旋丝杆2-7、检测梁2-8、左旋螺母滑块2-9、左旋丝杆2-10，两个主动锥齿轮2-4分别安装在传动轴2-3上且分别靠近传动轴2-3左右两端，传动轴2-3左右两端通过轴承、轴承支座安装在底梁1-1内部，且传动轴2-3轴线与底梁1-1纵向中心线平行，步进电动机2-1固定在底梁1-1右端外侧，步进电动机2-1的动力输出轴与传动轴2-3通过联轴器2-2连接；左旋螺母滑块2-9安装在左旋丝杆2-10上并构成螺旋传动，右旋螺母滑块2-6安装在右旋丝杆2-7上并构成螺旋传动，左旋螺母滑块2-9、右旋螺母滑块2-6的上表面安装高度相同；两个从动锥齿轮2-5分别安装在右旋丝杆2-7、左旋丝杆2-10的下端，左旋丝杆2-10、右旋丝杆2-7的上端通过轴承和轴承支座分别安装在顶梁1-3的左部、右部，左旋丝杆2-10、右旋丝杆2-7的下端通过轴承、轴承支座分别安装在底梁1-1左部和右部的上表面，主动锥齿轮2-4、从动锥齿轮2-5构成齿轮传动；检测梁2-8两端分别固定在左旋螺母滑块2-9和右旋螺母滑块2-6上；

风机装夹总成包括直线轴承3-1、底导轨3-2、右导轨3-3、定位滑块3-4、压紧螺钉3-5、顶导轨3-6、左旋压板3-7、右旋挺杆3-8、顶基座3-9、销轴3-10、双向螺盘3-11、左导轨3-12、底基座3-13，两只直线轴承3-1安装在底导轨3-2上并与底导轨3-2构成移动副，两只直线轴承3-1安装在顶导轨3-6上并与顶导轨3-6构成移动副，底导轨3-2左右两端通过支座分别固定在左梁1-4和右梁1-2的下部后侧，底基座3-13中部套装在底导轨3-2中部，底基座3-13下端固定在底梁1-1中部；顶导轨3-6的左右两端通过支座分别固定在左梁1-4和右梁1-2的上部后侧，顶基座3-9中部套装在顶导轨3-6中部，顶基座3-9上端固定在顶梁1-3中部；底导轨3-2与顶导轨3-6平行；一只定位滑块3-4套装在左导轨3-12上并与左导轨3-12构成移动副，另一只定位滑块3-4套装在右导轨3-3上并与右导轨3-3构成移动副，左导轨3-12上下两端分别固定在安装在顶导轨3-6和底导轨3-2左部的两个直线轴承3-1上，右导轨3-3上下两端分别固定在安装在顶导轨3-6和底导轨3-2右部的两个直线轴承3-1上，左导轨3-12与右导轨3-3平行，左导轨3-12与顶导轨3-6垂直；定位滑块3-4侧面为扁U形槽，且定位滑块3-4的U形槽一侧设有螺纹孔，压紧螺钉3-5与定位滑块3-4构成螺旋配合；底基座3-13上部也设有一侧有螺纹孔的扁U形槽，压紧螺钉3-5与底基座3-13上的螺纹孔也构成螺旋配合；左旋压板3-7上部为左旋螺杆，左旋压板3-7下部为弧形压板；右旋挺杆3-8下部为右旋螺杆，右旋挺杆3-8上端通过销轴3-10与顶基座3-9下端铰链连接，双向螺盘3-11上部为右旋内螺纹，双向螺盘3-11下部为左旋内螺纹，右旋挺杆3-8的右旋螺杆、左旋压板3-7的左旋螺杆分别与双向螺盘3-11的上、下两部分构成螺旋传动；

检测控制总成包括控制器4-1、空气流速数模转换组件4-2、触摸显示屏4-3、气压传感器组件4-4、毕托管4-5、热线型风速传感器4-6、标尺4-7，五只热线型风速传感器4-6均匀安装在检测梁2-8左半部的滑槽中，五只毕托管4-5均匀安装在检测梁2-8右半部的滑槽中，毕托管4-5、热线型风速传感器4-6与检测梁2-8的上表面垂直；标尺4-7固定在检测梁2-8上表面后部；热线型风速传感器4-6通过信号线与空气流速数模转换组件4-2连接，毕托管4-5通过压力管与气压传感器组件4-4连接，空气流速数模转换组件4-2、触摸显示屏4-3、气压传感器组件4-4通过信号线与控制器4-1连接；

五只热线型风速传感器4-6流速检测方向一致，且热线型风速传感器4-6的流速检测方向垂直于右旋丝杆2-7与左旋丝杆2-10构成的平面；五只毕托管4-5的检测孔方向一致，且毕托管4-5的检测孔轴线垂直于右旋丝杆2-7与左旋丝杆2-10构成的平面；五只热线型风速传感器4-6风速检测头的检测中心点、五只毕托管4-5的检测孔中心在平一水平面上；

轴流式风机性能检测装置的性能测试方法是：第一步：松开直线轴承3-1和定位滑块3-4的销止手柄，使底导轨3-2和顶导轨3-6上的直线轴承3-1能够自由移动，左导轨3-12和右导轨3-3上的定位滑块3-4能够自由移动，并使左导轨3-12、右导轨3-3分别移动至左、右极限位置；旋转压紧螺钉3-5使定位滑块3-4、底基座3-13的U形槽内无压紧螺钉3-5的旋入部分；旋转双向螺盘3-11使左旋压板3-7、右旋挺杆3-8的螺杆旋入旋转双向螺盘3-11内；第二步：将轴流式风机的筒体前外缘底部放入底基座3-13的U形槽内，左移右导轨3-3、右移左导轨3-12，使左导轨3-12、右导轨3-3靠近轴流式风机筒体前外缘的左右部，移动两个定位滑块3-4，使轴流式风机筒体前外缘的左右进入定位滑块3-4U形槽内，旋紧直线轴承3-1和定位滑块3-4的销止手柄，使直线轴承3-1和定位滑块3-4的位置固定；旋转底基座3-13、定位滑块3-4上的压紧螺钉3-5使其压紧轴流式风机筒体前外缘；旋转双向螺盘3-11使左旋压板3-7前部的弧形压板压紧轴流式风机筒体；第三步：通过控制器4-1控制步进电动机2-1工作，传动轴2-3上的主动锥齿轮2-4带动左旋丝杆2-10、右旋丝杆2-7的从动锥齿轮2-5旋转，左旋螺母滑块2-9、右旋螺母滑块2-6同步上下移动，从而使检测梁2-8上的毕托管4-5、热线型风速传感器4-6上下移动，并移动至5只毕托管4-5的连线与轴流式风机的水平对称中心线在同一水平面；根据与轴流式风机筒体直径，按照标尺4-7上刻度，将五只热线型风速传感器4-6风速检测头均匀分布在自轴流式风机中心至筒体内壁的左半部，将五只毕托管4-5的检测孔均匀分布在自轴流式风机中心至筒体内壁的左半部，调整间距后要保证热线型风速传感器4-6流速检测方向、毕托管4-5的检测孔轴线均垂直于右旋丝杆2-7与左旋丝杆2-10构成的平面；第四步：启动轴流式风机并使其电动机在额定转速下工作，气流流经热线型风速传感器4-6、毕托管4-5，轴流式风机不同半径处的流速、全压通过热线型风速传感器4-6、毕托管4-5测得，并分别通过空气流速数模转换组件4-2、气压传感器组件4-4转换并信号传输至控制器4-1，控制器4-1实时记录各传感器的数值；

第五步：将气流速度沿轴流式风机半径r方向的数据分析、拟合，获得气流速度v沿轴流式风机半径的分布函数v＝f(r)，积分得轴流式风机的流量平均流速为总流量比轴流式风机的筒体截面积；将全压沿轴流式风机半径r方向的数据分析、拟合，获得全压p沿轴流式风机半径的分布函数p＝w(r)，利用伯努利方程求解静压沿轴流式风机半径的分布规律。第六步：旋转双向螺盘3-11使左旋压板3-7、右旋挺杆3-8的螺杆旋入旋转双向螺盘3-11内，旋转定位滑块3-4、底基座3-13上的压紧螺钉3-5，从而取消对轴流式风机的夹紧；松开直线轴承3-1和定位滑块3-4的销止手柄，使底导轨3-2和顶导轨3-6上的直线轴承3-1能够自由移动，左导轨3-12和右导轨3-3上的定位滑块3-4能够自由移动，定位滑块3-4的U形槽移离轴流式风机的边缘，取下轴流式风机，完成性能检测。