基于仿生的水下射流表面减阻测试装置的制造方法_3

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46上;所述的输入轴14的输入端配有用于密封的毡圈147,毡圈147与输入轴14为过盈配合。
[0050]所述的密封筒右端盖113的内表面设有轴向圆台1131,所述的外筒右端盖123和所述的密封筒右端盖113的圆台1131之间配有另一套磁流体密封组件5,其中右连接筒141的内孔与相应的磁流体密封组件5的两块极靴52过渡配合,两块极靴52、圆台1131以及极靴与圆台之间的间隙形成磁性回路,形成密封在圆台1131上的磁性密封件。
[0051]所述的第一联轴器7为弹性注销联轴器,所述的第二联轴器8为梅花型联轴器。
[0052]所述的左连接筒151采用非导磁材料铝合金制成。
[0053]所述的V型导轨42的末端配有限位挡块411。
[0054]本发明中的磁流体密封组件为磁流体密封,由圆环形永久磁铁(N-S),极靴和旋转轴所构成的磁性回路,在磁铁产生的磁场作用下,把放置在轴与极靴顶端缝隙间的磁流体加以集中,使其形成一个的“0”形环,将缝隙通道堵死达到密封的目的。磁流体密封因为是液体形成的密封,只要是在允许的压差范围内,可以实现零泄漏,并且是非接触式密封,不会在密封元件与旋转轴的摩擦,因此可以提高扭矩测量的精确度,对系统测试结果无明显干扰。左连接筒采用非导磁材料铝合金制成,其内孔与两块极靴过渡配合。输入轴处采用毡圈密封,毡圈端盖通过螺栓固连在密封筒右端盖上,为防止流体泄漏,毡圈与输入轴为过盈配合。试验样件右端盖与密封筒右端盖之间采用磁流体密封;配水组件的离心栗从水槽中抽取液体通过管送入进水管中,并通过管上安装阀、压力表和流量计控制管内水的流速;本试验设计V型导轨平台用于试验样件的更换。在移动平台装置上,密封筒左端盖通过肋板直接焊在V型导轨上。在每次做完试验后,先排出密封筒内多余的水,待水排完后,拧开密封筒左端盖上的螺钉,将V型导轨与导轨上的装置一起往外移,移动到合适的位置时,将
V型导轨固定住,再更换外筒上的试验样件,更换好试验样件后,将整个装置往前移动,固定好后,连接好螺钉,再次开始下一次试验。
[0055]本试验数据采集系统的信号处理器的测控软件由LabVIEW编写。电机通过输入轴带动内筒组件旋转后,内筒组件连带着流体一起旋转,试验样件受到流体的摩擦阻力,摩擦阻力转化成扭矩通过输出轴被扭矩信号耦合器所测得。扭矩信号耦合器采集到的模拟信号经过变送器的转换、放大和滤波的处理,将传感器采集到的信号转换为能与数据采集模块连接的模拟信号,模拟信号经过数据采集模块进行A/D转换,转变为能被信号处理器储存的数字信号,储存在信号处理器中。
[0056]本次试验装置采用的流体介质为水,环保无污染。为了使整个试验装置更加高效地运行,密封筒上开了个螺纹孔用来连接螺栓。离心栗一端将水抽出,并通过一定的压强将水压入水管。此间,高速水流将由流量计的入口流入,而从其出口流出。流量计的作用是用来计算出射流时水的流速,为装置试验过程中的以不同射流速度射流并对比分析的过程提供了更为可靠的依据。然后,进入密封筒的水会通过试验样件上的通孔进入腔体内,此时腔体内的空气会随着密封筒上的螺纹孔排出,待水没过螺纹孔时拧上螺栓,此时打开排水管上的PVC球阀,腔体内的水会通过密封端盖上的通孔回流回水槽内,完成整个装置的射流过程。此过程中流体将经由装置排水出口回流至水槽,完成水的循环利用,节约资源。在试验完成时,可以拧开密封筒下端的螺栓排出多余的水。
[0057]安装过程:射流部件的安装:将调整垫片装入外筒右端盖,再从右往左将一套磁流体密封组件与外筒右端盖相配合,把孔用弹性挡圈装入外筒右端盖上作为磁流体密封部件的轴向定位。此处设置磁流体密封装置的目的是减少液体向外筒组件内腔体的泄漏,提高试验的精确性。将密封垫片分别套入外筒左端盖与外筒右端盖上,外筒左端盖与外筒右端盖通过螺栓固连在试验样件左右两端。输出轴通过螺纹紧固在外筒左端盖上。将防水轴承安装在密封筒左端盖对应位置,将配合好的输出轴系组合由密封筒左端盖从右往左装入,对轴承进行轴向固定。
[0058]在左连接筒中依次装入调整垫片、磁流体密封部件、调整垫片;通过螺钉将左连接筒端盖连接在左连接筒上;再将连接好的这部分从输出轴的左端套入,通过螺钉连接在密封筒左端盖上。将滚动轴承从输出轴的左端装入,通过螺钉将轴承端盖固定在左连接筒端盖上从而实现对滚动轴承的轴向定位。
[0059]按照输出轴系组合处相似的安装方法,将防水轴承安装在密封筒右端盖的相应位置,从右往左装入输入轴,利用轴肩实现对防水轴承的轴向定位。将密封垫片分别装入内筒左端盖与内筒右端盖上,分别通过螺钉连接在内筒上。为了减轻内筒组件对输出轴端的压力,内筒选用PVC材质,内筒组件是中空的,内筒左端盖和内筒右端盖上的密封垫片是防止腔体内的水泄漏进内筒组件。将组合好的内筒组件通过内筒右端盖上的螺纹与输入轴实现连接。输入轴上采用毡圈进行密封,将毡圈密封原件毡圈端盖装入输入轴的相应位置,再将右连接筒套入输入轴上,通过螺钉把右连接筒和毡圈端盖固定在密封筒右端盖上。将滚动轴承从右往左装入输入轴上。将装有毡圈的轴承端盖通过螺钉连接在右连接筒上,实现对轴承的轴向固定。
[0060]在输出轴系组合和输入轴系组合的相应位置处装入密封垫片。将输出轴系组合从左往右装入密封筒上相应位置再通过螺钉连接固定;将输入轴系组合从右往左装入密封筒上相应位置通过螺钉进行连接固定。
[0061]在完成射流部件的装配后。将射流部件通过肋板焊在试验平台上,保证试验装置工作过程的稳定性。调频电机的轴伸与输入轴通过弹性注销联轴器相连接。为保证安装精度,确保电机的轴伸与输入轴处于同一水平位置,调频电机通过电机支座安装在试验平台上。
[0062]扭矩信号耦合器一端通过键固定在键槽板上,另一端通过梅花型联轴器连接在输出轴上,将扭矩信号耦合器所测得的数值作为试验数据,并予以记录。同时将扭矩信号耦合器上所受测得的数值存入电脑中,不同的试验样件采集到的扭矩数据不同,所以根据不同的扭矩信号得知试验样件受到的阻力情况进而计算出减阻率。
[0063]在装配射流供给系统时,将螺纹凸台焊在密封筒上相应的位置,射流入口管路通过一端带外螺纹的PVC管连接在螺纹凸台上。射流进水管另一端连接在离心栗的出水管道上,通过离心栗将水槽中的水输送进入密封筒内。射流出水管一端连接密封筒右端盖上的出水口处,另一端放置在水槽之中。在电机支座上开有比射流出水管略大的孔用于安放射流出水管,分担射流出水管道的重量,便于整体管件的稳定性。密封筒体上有用于排气的上螺纹孔和用于排水的下螺纹孔。如图7所示。同时在射流入水管上面分别安装流量计、压力表、PVC球阀,在射流出水管上面安装有PVC球阀,通过读出射流入水管流量计的数据可以计算出射流孔射流流量大小,通过射流进水管与射流出水管流量比较,可以对射流系统泄漏量进行量化,通过射流管路上的PVC球阀调节管路流量的大小。射流供给系统的管路上由于安装有流量计、压力表等部件,使得管路整体的负重比较大。在压力表与流量计的中间设计有支撑架,支撑架将分担整个射流进水管管路的重量,支撑架通过螺栓连接在试验平台的相应位置上。
[0064]射流供给系统的工作原理是:首先拧紧排水管上的PVC球阀,拧开密封筒上的螺栓,将水槽中盛满水,由离心栗一端将水抽出,并通过一定的压强将水压入水管。此间,高速水流将由流量计的入口流入,而从其出口流出。流量计的作用是用来计算出射流时水的流速,为装置试验过程中的以不同射流速度射流并对比分析的过程提供了更为可靠的依据。然后,进入密封筒体内的水会通过试验样件上的通孔进入腔体内,此时密封筒体内的空气会随着密封筒上的螺纹孔排出,待水没过螺纹孔时拧上螺栓,此时打开排水管上的PVC球阀,腔体内的水会通过密封筒右端盖上的通孔回流回水槽内,完成整个装置的射流过程。此过程中流体将经由装置排水出口回流至水槽,完成水的循环利用,节约资源。在试验完成时,可以拧开密封筒下端的螺栓排出多余的水。
[0065]V型导轨移动平台主要由信号耦合器基座、V型导轨平台、V型导轨、限位挡板组成。扭矩信号耦合器与键槽板相组合,通过键对扭矩信号耦合器进行周向固定。扭矩信号耦合器通过螺钉连接在键槽板上,键槽板通过螺钉连接在扭矩信号耦合器基座上。扭矩信号耦合器基座通过螺钉连接在V型导轨平台上,射流部件中的密封筒左端盖通过肋板64焊在V型导轨平台上。V型导轨平台套在V型导轨上,利用螺栓的拧紧与放松实现V型导轨平台的移动。其中V型导轨直接焊在试验台上相应位置。限位挡板通过螺钉固定在试验台上起到限位的作用。
[0066]V型导轨移动平台的工作原理如下:在每次做完试验后,先排出密封筒内多余的水,待水排完后,拧开密封筒左端盖上的螺钉,松开V型导轨平台上的螺栓,将V型导轨平台上的装置一起往外移,移动到合适的位置时,拧紧V型导轨平台上的螺栓将V型导轨平台固定住,再更换外筒上的试验样件,更换好试验样件后,将整个装置往前移动,固定好后,连接好螺钉,再次开始下一次试验。
[0067]当做非光滑表面结构试验时,分别做光滑表面结构试验样件(试验样件上设置若干通水孔)和所需的几组非光滑表面结构的试验样件的对照试验。按照装配过程,将试验装置一次安装好,拧紧PVC球阀,拧开上螺纹孔中的螺栓,通过射流入水管对密封筒内注入流体,当上螺纹孔中有稳定流体流出时,说明密封筒内已经充满流体,此时将螺栓拧上上
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