专利名称：变充注量水涡流测功器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种功率检测装置，尤其是一种通过改变测功器工作腔内水的压力来改变吸收功率的大小的变充注量水涡流测功器。
在动力机测试行业中，目前应用的测功器有电涡流式、电力式、水力式。电涡流式测功器价格较水力测功器贵，且仅限于测量中、小功率发动机；电力式测功器价格昂贵，一般用户不能承受；而水力测功器对大、中、小功率及低、中、高转速的动力机械一般均能适用，水力测功器种类也较多，国内通用的有圆盘式、棒柱式和涡流式。圆盘式、棒柱式价格虽然低廉，但测试精度低，开环控制及其结构决定了它测试不稳定，响应速度不快等不足，而闸阀式涡流测功器虽具有测试稳定性好，但无法得到较快的响应速度。
本实用新型的目的是提供一种稳定可靠、体积小、制动力矩大、测量精度高、响应速度快、能实现高精度瞬时转速测量，电控蝶阀快速负载控制，操作维护方便、结构更加合理的变充注量水涡流测功器。它克服了现有动力机测试行业中所用的各种测功器存在的缺点。
本实用新型的目的是这样实现的它由机体部件、测力机构部件、进排水部件、排水执行器、静校部件等组成，所述的机体部件的机体外壳的一侧连接有测力机构部件，机体外壳的另一侧连接有静校部件，机体部件的左右轴承外壳和机体外壳分别连接有进排水部件，排水执行器与进排水部件中的排水口相连，所述的机体部件的主轴上安装有转子和与其相配的左右侧壳，其中转子的两侧面上开有凹槽，其内设有转子叶片，左右侧壳与转子相对侧面上也开有凹槽，其内设有叶片。
所述的转子叶片和左右侧壳的叶片方向相反，转子叶片和左右侧壳叶片与各自的端面成45°夹角。
所述的转子叶片和左右侧壳叶片的下表面与各自的端面成45°夹角，上表面与各自的端面成40°夹角。
所述的机体部件的主轴上转子的两侧套装有间隙式密封轴套，所述的间隙式密封轴套与主轴之间有0.1mm～0.3mm的间隙。
所述的转子内的转子叶片与转子一体精铸而成，左右侧壳内的叶片与左右侧壳一体精铸而成，在左右侧壳叶片的加强筋上开有进水孔和通气孔，转子的外径中间为凹园弧槽。
所述的测力机构部件的制动臂固定在机体部件的外壳上，支承座固定在机构部件的底座上，拉压力传感器通过上下活节螺栓上装有的关节轴承分别与制动臂和支承座相连，所述的拉压力传感器的上方通过螺栓固定有支撑杆和活动板。
所述的进排水部件的进排水管道的两端通过“O”形橡胶密封圈分别与弯管和排水支架浮动连接。
所述的排水执行器的电机输出端的电机齿轮与双联齿轮啮合，双联齿轮与装在阀轴上的扇形齿轮相啮合，阀轴的一端装有一扭簧，另一端通过“O”形橡胶密封圈套装有电位器，电位器和外壳之间也装有“O”形橡胶密封圈套，排水执行器外壳的一端开有电位器调节孔，排水执行器外壳的下方开有两个和阀轴相通的出水孔。
所述的机体部件外壳的下端装有旋塞。
由于本实用新型采用了上述结构，与现有技术相比有显著的进步和优点，具体如下结构更加合理，价格适中、体积小、制动力矩大、测量精度高、响应速度快、准确可靠，能实现高精度瞬时转速测量，电控蝶阀快速负载控制，稳定可靠，操作维护方便，通过改变水的压力而精确测得动力机的功率。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型的侧视图；图3是本实用新型的机体部件结构示意图；图4是本实用新型的转子结构示意图；图5是图4的A-A剖视图；图6是本实用新型的左右侧壳结构示意图7是图6的剖视图；图8是图6的E-E剖视图；图9是图6的C-C剖视图；图10是本实用新型的测力机构部件结构示意图；图11是本实用新型的进排水部件结构示意图；图12是本实用新型的进排水部件的弯管结构示意图；图13是本实用新型的进排水部件的支架结构示意图；图14是本实用新型的排水执行器结构示意图。
图中1-静校部件；2-排水执行器；3-测力机构部件；4-进排水部件；5-机体部件；6-底座；7-左右轴承座；8-主轴；9-联轴节；10-轴承压板；11-骨架油封；12-轴套；13、14-间隙式密封轴套；15-左右轴承外壳；16-左右侧壳；17-螺塞；18-转子；19-机体外壳；20封水圈；21-测速齿轮；22-转速传感器；23-溢水管；24-旋塞；25-转子叶片；26-叶片；27-通气孔；28-进水孔；29-制动臂；30-拉压力传感器；31-活节螺栓；32-支承座；33-关节轴承；34-保护罩；35-活动板；36-螺栓；37-支撑杆；39-透气管；40-进水部件；41-排水部件；42-弯管；43-管道；44-支架；45-“O”形橡胶密封圈；46-排水支架；47-排水管道；48-弯头；49-执行器外壳；50-电机；51-电机齿轮；52-双联齿轮；53-扇形齿轮；54-阀轴；55-扭簧；56-阀片；57-出水孔；58-电位器；59-“O”形橡胶密封圈。
本装置是由机体部件5、测力机构部件3、进排水部件4、排水执行器2、静校部件1组成，其中机体部件5分别与测力机构部件3、进排水部件4相连，排水执行器2与进排水部件4中的排水口相连，静校部件1静校时与机体部件5相连，静校后静校部件1拆去，装上相应的平衡块，整个结构十分紧凑。
机体部件5由底座6、左右轴承座7、主轴8、左右联轴节9、轴承压板10、骨架油封11、间隙式密封轴套13、14、左右轴承外壳15、左右侧壳(定子)16、转子18、机体外壳19、封水圈20、测速齿轮21、转速传感器22等组成。左右轴承座7固定在底座6上，通过滚动轴承支承主轴8，转子18热套在主轴8中间，左右侧壳16(也是本装置的定子部分)及左右轴承外壳15分别对称安装于转子18两侧，转子18与左右侧壳16分别开有凹槽，其内均匀排布数个转子叶片25和叶片26，转子18上的转子叶片25与左右侧壳16上的叶片26方向相反。测功器转子18、转子叶片25和叶片26的方向各自与其端面成45°夹角，转子18外径中间呈凹园弧槽，便于由此放水，左右侧壳(定子)16加大叶片上有加强筋，其上开有数个进水孔28和一个通气孔27，进水孔28用来在测动力机功率时进水，通气孔27的作用是排放空气，以便让水进入测功器内，转子18与左右侧壳16的转子叶片25、26形成工作杯腔，当工作时水在杯腔内形成涡流；间隙式密封轴套13、14固定在机体部件的主轴8上转子18的两侧，间隙式密封轴套13、14与主轴8之间有0.1mm～0.3mm的间隙，这样在测功器工作时水在杯腔内高速旋转形成涡流的过程中，虽然在主轴8的两侧装有封水圈20，但还会有极少量水溢出，进入左右滚动轴承内，使其进水损坏，本结构在间隙式密封轴套13、14与主轴8之间有0.1mm～0.3mm的间隙，并在左右轴承外壳15上设有溢水管23，这样溢出的水从间隙式密封轴套13、14的间隙通过溢水管23流出，不会损坏轴承，起到保护作用，间隙式密封轴套13、14设计成迷宫型，不容易进水，进一步保护了机体部件5。在左右轴承外壳15的轴端内外圆设有轴承挡，摆动轴承内径套在其轴端外圆上，外圈与左右轴承座7的内孔紧配，主轴8上滚动轴承的外圈与左右轴承外壳15的轴端内孔紧配，内径与主轴8紧配；左右轴承外壳15大端外圈上设有进水孔。左右侧壳(定子)16固定在左右轴承外壳15上，机体外壳19固定在左右侧壳16之间，机体外壳19上开有排水孔。左右联轴节9的内孔设有1∶30的锥面，锥面上加工有一定深度的三角螺旋油槽，同联轴节9上设有的注油孔相通。联轴节9的固定是通过专用液压装拆工具，使联轴节9径向扩张，注入液压油后使其涨开套轴上，同时轴向压紧的液压方法进行的。在机体外壳19的下部装有旋塞24，可在测功器长期不用时用来排放测功器内的积水。
测力机构部件3由制动臂29、拉压力传感器30、活节螺栓31、支承座32、关节轴承33、保护罩34等组成。制动臂29固定在机体部件5的机体外壳19上，支承座32固定在机体部件5的底座6上，拉压力传感器30通过上下活节螺栓31上装有的关节轴承33分别与制动臂29和支承座32相连，这样由于关节轴承33的作用，可使拉压力传感器30任意方向摆动，使装有制动臂29的外壳在受力摆动时，拉压力传感器30始终保持直线方向受力，保护罩34罩住拉压力传感器30并固定在机体部件5的底座6上。由支撑杆37、活动板35通过螺栓36组成固定传感器30的保护装置。支撑杆37和活动板35安装在传感器上方，起固定保护作用，以免其在运转和使用中振动失灵。
进排水部件4由溢水管38、透气管39、进水部件40、排水部件41等组成。溢水管38与机体部件5中的左右轴承外壳15相连，透气管39与机体部件5中的左右侧壳16相连；进水部件40与机体部件5中的左右轴承外壳15上的进水孔相连接，排水部件41与机体外壳19上的排水孔连接；管道43和排水管道47的两端都由“O”形橡胶密封圈45分别与弯管42、排水支架46组成浮动连接，从而使测功器机体外壳19转动时可扭转而不损坏进排水部件4。
排水执行器2连接在进排水部件4中的排水孔位置，为SMZ27型，它由执行器外壳49、稀土电机50、减速齿轮组、阀轴54、蝶阀阀片56、扭簧55、电位器“O”形橡胶密封圈59等组成。电机输出轴端装有电机齿轮51与双联齿轮52啮合，与原有技术相比，此装配简单，工作更加可靠，且传动扭距大；双联齿轮52与装在阀轴54上的扇形齿轮53相啮合，实行二级减速传动，通过减速机构增大扭矩传动从而打开蝶阀。在阀轴54的一端装有扭簧55，在它的作用下使减速齿轮组始终保持紧密配合，消除了齿轮间隙；在阀轴54的另一端装有电位器58，电位器58首先通过“O”形橡胶密封圈套装在阀轴54端部，然后在电位器58四角和外壳之间再垫装上“O”形橡胶密封圈59，这样通过三道“O”形橡胶密封圈与阀轴54实行挠性连接；执行器外壳49的一端开有电位器调节孔，可直接对电位器58调整而不需拆下来，比原有的测功器需停机后拆下电位器反复调节后再装上，技术更加先进；蝶阀安装在阀轴54中间，排水执行器执行器外壳49的下方开有两个和阀轴54相通的出水孔57，可使蝶阀在排水时溢出的水从此排走以免使电位器58进水损坏；电位器58上设有七芯插座接线与控制仪相接，使控制仪得以控制排水执行器2。
静校部件1由校正臂、吊勾部件、吊杆、托盘、砝码组成。校正臂在静校时与机体部件5的机体外壳19相连，吊勾部件挂在校正臂的三角块上，吊杆与吊勾部件相连，托盘悬在吊杆上，砝码则加在托盘上。静校部件1在静校后拆去，而以配重块代之，此不是本专利的保护范围，在此不详述。
使用时把被测动力机输出端与测功器的联轴节9相连，测功器上的电器控制线(不是本专利的保护范围)分别与控制柜相连，全开排水蝶阀阀片56(负荷最小位置)，开动动力机带动测功器主轴8以同一转速旋转，待动力机运转正常后，全开进水阀，并可调节排水蝶阀开度大小，直到与动力机工况相一致。一定压力的水从进排水部件4的进水部件40经机体部件的左右轴承外壳15上的进水孔进入左右侧壳16的背面，在一定压力下，经左右侧壳16上的进水孔28进入到左右侧壳16和转子18的转子叶片25和叶片26的工作杯腔之间，由于转子18旋转所产生离心力及转子叶片25的作用，水在工作杯腔中产生强烈的水涡流，它给机体部件5中机体外壳19一转动力矩，使动力机的转矩由转子18传给机体外壳19，装在机体外壳19上的制动臂29将随着机体外壳19一起转动一微小角度，从而将制动力传给与制动臂29连接的拉压力传感器30，使拉压力传感器30上应变片变形，通过与其连接的电子数显装置显示出相应的制动力的大小。
随着动力机的功率不断被吸收，测功器工作腔中的水环的动能转化为水的热能，从机体外壳19上的排水孔经排水部件41、排水执行器2中的蝶阀阀门56排出。通过控制排水执行器2，调节排水蝶阀的阀门56开度大小，即改变测功器工作腔内的水的压力，改变动力机负荷的大小。从而通过转速传感器22测得动力机的转速后即可测得动力机的功率。
权利要求1.一种变充注量水涡流测功器，由机体部件(5)、测力机构部件(3)、进排水部件(4)、排水执行器(2)、静校部件(1)等组成，其特征是所述的机体部件的机体外壳(19)的一侧连接有测力机构部件(3)，机体外壳(19)的另一侧连接有静校部件(1)，机体部件(5)的左右轴承外壳(15)和机体外壳(19)分别连接有进排水部件(4)，排水执行器(2)与进排水部件(4)中的排水口相连，所述的机体部件(5)的主轴(8)上安装有转子(18)和与其相配的左右侧壳(16)，其中转子(18)的两侧面上开有凹槽，其内设有转子叶片(25)，左右侧壳(16)与转子(18)相对侧面上也开有凹槽，其内设有叶片(26)。
2.根据权利要求1所述的变充注量水涡流测功器，其特征是所述的转子叶片(25)和左右侧壳的叶片(26)方向相反，转子叶片(25)和左右侧壳叶片(26)与各自的端面成45°夹角。
3.根据权利要求1所述的变充注量水涡流测功器，其特征是所述的转子叶片(25)和左右侧壳叶片(26)的下表面与各自的端面成45°夹角，上表面与各自的端面成40°夹角。
4.根据权利要求1所述的变充注量水涡流测功器，其特征是所述的机体部件(5)的主轴(8)上转子(18)的两侧套装有间隙式密封轴套(13、14)，所述的间隙式密封轴套(13、14)与主轴(8)之间有0.1mm～0.3mm的间隙。
5.根据权利要求1所述的变充注量水涡流测功器，其特征是所述的转子(18)内的转子叶片(25)与转子(18)一体精铸而成，左右侧壳(16)内的叶片(26)与左右侧壳(16)一体精铸而成，在左右侧壳叶片(26)的加强筋上开有进水孔(28)和通气孔(27)，转子(18)的外径中间为凹园弧槽。
6.根据权利要求1所述的变充注量水涡流测功器，其特征是所述的测力机构部件(3)的制动臂(29)固定在机体部件(5)的机体外壳(19)上，支承座(32)固定在机构部件(5)的底座(6)上，拉压力传感器(30)通过上下活节螺栓(31)上装有的关节轴承(33)分别与制动臂(29)和支承座(32)相连，所述的拉压力传感器(30)的上方通过螺栓(36)固定有支撑杆(37)和活动板(35)。
7.根据权利要求1所述的变充注量水涡流测功器，其特征是所述的进排水部件(4)的进排水管道的两端通过“O”形橡胶密封圈(45)分别与弯管(42)和排水支架(46)浮动连接。
8.根据权利要求1所述的变充注量水涡流测功器，其特征是所述的排水执行器(2)的电机输出端的电机齿轮(51)与双联齿轮(52)啮合，双联齿轮(52)与装在阀轴(54)上的扇形齿轮(53)相啮合，阀轴(54)的一端装有一扭簧(55)，另一端通过“O”形橡胶密封圈套装有电位器(58)，电位器(58)和外壳之间也装有“O”形橡胶密封圈(59)，排水执行器外壳的一端开有电位器调节孔，排水执行器外壳的下方开有两个和阀轴(54)相通的出水孔(57)。
9.根据权利要求1所述的变充注量水涡流测功器，其特征是所述的机体部件的机体外壳(19)的下端装有旋塞(24)。
专利摘要本实用新型公开了一种测功器,它在机体部件外壳的一侧连接有测力机构部件,机体部件外壳的另一侧连接有静校部件,机体部件的左右轴承外壳和外壳分别连接有进排水部件,排水执行器与进排水部件中的排水口相连,所述的机体部件的主轴上安装有转子和与其相配的左右侧壳,其内设有与各自的端面成45°夹角叶片;本实用新型提供了一种稳定可靠、体积小、制动力矩大、测量精度高、响应速度快、能实现高精度瞬时转速测量、结构更加合理的变充注量水涡流测功器,它克服了现有动力机测试行业中所用的各种测功器存在的缺点。
文档编号G01L3/00GK2473606SQ01223198
公开日2002年1月23日 申请日期2001年5月14日 优先权日2001年5月14日
发明者陈剑辉, 吴启生 申请人:启东测功器厂