专利名称：转矩测量装置及其安装方法
技术领域：
本发明涉及一种转矩测量装置及其安装方法，特别涉及一种转矩测量装置的安装框架。
背景技术：
转矩是在旋转动力系统中最频繁涉及到的参数，通常利用转矩仪来检测旋转转矩。转矩仪对各种旋转机械部件上的扭转力矩进行感知和检测，其具有精度高，频响快，可靠性好，寿命长等优点。转矩试验台可以实现对不同类型的动力设备的转矩输出实现转矩测量，但转矩仪与动力设备的对中连接直接关系到转矩仪的测量精度和可靠性，因此，在转矩试验台上，如何实现转矩仪与动力设备快速、可靠的对中连接是所属领域急需解决的一个课题。附图I是常见的转矩传感器与动力设备(电机)的安装示意图。图中，动力设备 103通过联轴器102与转矩仪101相连接，动力设备103和转矩仪101通过分别通过安装底座安装在支架104上，通过转矩仪101来检测动力设备103输出转矩的大小。其中联轴器 102可以为弹性柱销联轴器，也可以为刚性联轴器。弹性柱销联轴器结构简单，加工容易，维护方便；能够微量补偿安装误差造成的轴的相对偏移，同时能起到轻微减振的作用。适用于中等载荷、起动频繁的高低速运转场合；刚性联轴器结构简单，成本低，无补偿性能，不能缓冲减振，对两轴的安装精度较高。用于振动很小的工况条件。作为现有的转矩测量装置，有专利文献I所公开的装置。这种转矩检测装置如图 2和图3所示，具有电机201和转矩仪203，该电机201的输出轴通过联轴器202与该转矩仪203旋转轴的一端相连。电机201由电机支架205支撑，转矩仪203由转矩仪支架208支撑，电机支架205 和转矩仪支架208起支撑作用。电机支架205下叠设有多片电机支架调整垫片204，转矩仪支架208下叠设有多片转矩仪支架调整垫片207。该电机支架调整垫片204和转矩仪支架调整垫片207均为楔形结构。图3示出了电机支架调整垫片204和转矩仪支架调整垫片 207的结构，该支架调整垫片的截面为楔形，楔形顶角α约3°，垫片的中心部分设有一孔 111，固定电机支架205的固定部件位于该孔111中，这样不会影响垫片的左右前后移动，该电机支架调整垫片204用于调整电机I的高度。转矩仪支架调整垫片207的结构与电机支架调整垫片204的结构相同，该转矩仪支架调整垫片207用于调整转矩仪203的高度。通过该电机支架调整垫片204和转矩仪支架调整垫片207间的协调调整，最终的目标是使得电机201和转矩仪203的轴等高。例如，如图2，电机支架205和转矩仪支架208下均设有组合在一起的两个楔形垫片，改变两个楔形垫片的相对位置可调整设备的高度，最终实现各设备的轴等闻。专利文献2公开了另外一种电机对中调整装置，该装置如图4所示，该装置包括L 形支架301、顶头304和半圆弧板307，L形支架301竖直部分顶部穿有一调整螺栓302，调整螺栓302 —端设有顶头304，L形支架301水平部分末端通过螺栓305连接有两个相对的半圆弧板307 ；L形支架301包括两块相对的L形板，两L形板水平部分之间夹持有加强板 306，两L形板竖直部分顶部之间设置有连接板303，连接板303上设有与调整螺栓302相配合的螺纹孔；两个相对的半圆弧板307的两端均通过螺栓305相连。安装时拆卸下半圆弧板307，其余部件安放到电机安装支座上，再通过螺栓305紧固安装半圆弧板307，使该装置牢固抱紧电机支座，调整调整螺栓302的顶头304顶住电机，配合激光对中仪实现电机左右方向的快速对中调整。专利文献3公开了另一种转矩仪与电机的连接装置，该装置如图5所示，在该装置中，电机402通过转矩传感器408连接到能量吸收装置403中。电机402和能量吸收装置 403安装在支架401上，转矩传感器408 —端通过联轴器411与能量吸收装置403连接，另一端通过飞轮适配器409与飞轮406连接，通过上述连接，使得电机402、转矩传感器408和能量吸收装置403的轴心在同一轴线405上。专利文献I :中国公开发明专利CN101281069 ；专利文献2 :中国公告实用新型专利CN201884220U ；专利文献3 :欧洲授权公告专利EP0192799B。然而，就上述现有的连接装置而言，其不能实现电机和转矩仪的快速对中连接，同时，也不能适应不同尺寸和类型的转矩仪与电机的快速更换和连接。
发明内容
于是，本发明的目的在于提供一种转矩测量装置，其能够实现转矩仪与电机的快速对中连接，也能够适应不同类型的转矩仪和电机的快速更换；该装置不仅便于转矩仪和电机之间的对中安装，也能够实现不同类型的转矩仪和电机的拆卸和更换；本装置能适应不同电机的转矩测量，并具有高的可靠性和测量精度。为达到上述目的，本发明的提供一种转矩测量装置，包括转矩仪、电机和安装支架，所述安装支架包括转矩仪安装框架和电机安装基座，转矩仪安装框架包括水平底板和从该底板的端部竖直向上延伸的侧板，所述电机安装基座包括水平基板和从水平基板竖直向上延伸的竖直连接板，其特征在于所述侧板上具有水平方向延伸的长条形的第一连接孔，所述竖直连接板上具有并列设置的竖直方向延伸的两条长条形的第二连接孔，分别位于两条上述第二连接孔中的连接件均通过上述第一连接孔实现所述安装框架和所述安装基座的固定连接。优选地，所述转矩仪安装框架具有两个所述的侧板，所述侧板分别从所述水平底板的两个端部竖直向上延伸，所述水平底板上具有两个沿底板的长度方向上并列设置的用于固定转矩仪的长条形的连接孔。优选地，所述两个侧板上均具有所述第一连接孔和第一 U形槽，该U形槽以开口向上敞开的方式形成于竖直延伸的所述侧板的上端。优选地，所述第一连接孔位于第一 U形槽的下方。优选地，所述电机安装基座的水平基板具有两个沿底板的长度方向上并列设置的用于固定电机的长条形的连接孔，所述竖直连接板上还具有第二 U形槽，该U形槽以开口向上敞开的方式形成于竖直延伸的所述连接板的上端。优选地，用于连接转矩仪和电机的联轴器设置于所述第一 U形槽和第二 U形槽中。
优选地，所述转矩仪安装支架的水平底板和侧板一体形成，所述电机安装基座的水平基板和竖直连接板一体形成。优选地，所述第一连接孔和第二连接孔包括多个圆形的连接孔。本发明还提供一种转矩测量装置的安装方法，该转矩测量装置具有用于安装转矩仪的转矩仪安装框架和用于安装电机的电机安装基座，所述安装框架具有竖直侧板，所述安装基座具有竖直连接板，所述竖直侧板具有水平延伸的长条形的第一连接孔，所述竖直连接板具有竖直延伸的并列设置的两个长条形的第二连接孔，所述安装方法的特征在于将两个连接件分别穿设于上述两个第二连接孔中，然后，将上述两个连接件均穿过所述第一连接孔，通过将所述连接件在第一连接孔中的移动，来实现转矩仪安装框架和电机安装基座之间的水平相对移动，通过所述两个连接件分别在第二连接孔中的竖直位移，实现转矩仪安装框架和电机安装基座之间的竖直相对移动，进而，实现转矩仪和电机之间的对中连接。
图I是现有技术中常见的扭矩测量装置的安装示意图；图2是一种形式的转矩测量装置；图3是图2中调整垫片的截面图；图4是现有技术中的一种电机对中调整装置；图5是现有技术中另一种转矩测量装置示意图；图6是本发明的转矩测量装置；图7a、图7b为本发明的转矩仪安装框架的侧面和底面示图；图8为本发明的电机安装基座；图9是电机安装基座的竖直板的结构示意图；图10是本发明的转矩测量装置的另一种实施例；图11示出了电机安装基座的竖直安装板的另一实施例。
具体实施例方式通常情况下，转矩仪采用应变片电测技术，即在弹性轴上组成应变桥，向应变桥提供电源即可测得该弹性轴受扭的电信号。将该应变信号放大后，经过压/频转换，变成与扭应变成正比的频率信号，再输入计算机进行后续的处理。下面结合附图对本发明做进一步的描述。图6是本发明的处于安装状态的转矩测量装置。如图6所示，本发明的转矩测量设备包括转矩仪I、电机2、转矩仪安装框架3和电机安装基座4 ;利用连接件la、Ib，转矩仪 I安装于转矩仪安装框架3中；利用连接件2a、2b，电机安装在电机安装基座4上；同时，利用连接件lc，通过将安装有转矩仪I的转矩仪安装框架3安装到电机安装基座上。电机安装基座4为该转矩测量装置的支撑基座。连接件la、lb、lc、2a、2b可以为例如螺栓的任意形式的连接件。如图6所示，转矩仪安装框架3形成为大致U型的结构，其包括一个底板33和从该底板的两端竖直向上一体地延伸的两个侧板31、32。图7示出了该底板和侧板的具体结构，两个侧板31、32结构相同，对称的一体设置在底板33的两端。下面以一侧侧板31为例对侧板的结构进行说明，对于所属领域技术人员来说，另一侧侧板32与下面进行说明的一侧侧板31有着相同的结构，其结构和布置方式是不言自明的。在转矩仪安装框架3安装于安装基座4上的安装状态下，该侧板为竖直布置。在图 7a所展示的侧板的结构示意图中，侧板31包括U形槽311，该U形槽形成于侧板的最上端， 并且具有向上敞开的开口，即，在该竖直的侧板的上端，通过从其上端侧去除一部分材料的形式来形成该开口向上的U形槽311，可以结合下文的描述，该开口向上的U形槽311用于容纳转矩仪与电机之间的诸如联轴器的连接部件；另外，结合图7a所示，该侧板还包括一个长条形的连接孔312，该长条形的连接孔312水平布置在U形槽311的下方，可以结合下文的描述，该长条形的连接孔可用于容纳连接件lc，该连接件Ic用于连接转矩仪安装框架 3和电机安装基座4，连接件Ic的数量优选为2个。由于另一侧侧板32与上述侧板31有相同的结构，所以，无论对于卧式的转矩仪， 还是盘式的转矩仪，都能实现便利的安装；另外，由于两侧侧板具有对称的结构，因此，在将转矩仪安装框架安装到安装基座上时，可以不必考虑转矩仪安装框架的左右侧面中的哪个侧面与安装基座相连接，从而节约了安装时间，实现了安装框架与安装基座之间便利的安装。下面通过图7b对转矩仪安装框架的底板33进行说明，在转矩仪安装框架3安装于安装基座4上的安装状态下，该底板33为水平布置，该底板包括两条长条形的连接孔 331、332，该长条形的连接孔331、332沿底板的长度方向延伸。该长条形的连接孔用于容纳连接件la、Ib，该连接件la、lb用于将转矩仪I安装至转矩仪安装框架3上。对于不同型号的转矩仪而言，其通常具有不同的安装固定位置，长条形的连接孔331、332可以适应不同型号的转矩仪对安装位置的需求。另外，由于转矩仪安装框架为U型结构，其进具有左右侧板，其前后位置为敞开的结构，因此，可以方便安装工具诸如连接扳手接近转矩仪，便于转矩仪的安装和拆卸。图8为电机安装基座4的俯视图，下面结合图8对电机安装基座进行说明。电机安装基座具有水平设置的基板42和垂直于该水平基板42设置的竖直安装板41，竖直安装板41和水平基板42 —体形成，竖直安装板41从水平基板42的大致中央位置垂直向上延伸。结合图9可知，竖直安装板41具有U形槽411，该U形槽411和上文记载的转矩仪安装框架3的侧板上的U形槽311相同的结构，其形成于竖直安装板41的最上端，并且具有向上敞开的开口，即，在该竖直的安装板的最上端，通过从其上端侧去除一部分材料的形式来形成该开口向上的U形槽411，该开口向上的U形槽411和前述的U形槽311共同用于容纳转矩仪与电机之间的诸如联轴器的连接部件；另外，结合图9所示，该竖直安装板41还包括两个长条形的连接孔412、413，两条长条形的连接孔412、413位于U形槽411的下方，并沿竖直安装板41的上下方向竖直布置。长条形的连接孔412、413用于容纳连接件lc，该连接件Ic用于连接转矩仪安装框架3和电机安装基座4，连接件Ic的数量优选为2个。电机安装基座的水平基板42包括两条长条形的连接孔421、422，该长条形的连接孔421、422沿水平基板的长度方向延伸。该长条形的连接孔用于容纳连接件2a、2b，该连接件2a、2b用于将电机安装至电机安装基座上。对于不同型号的电机而言，其通常具有不同的安装固定位置，长条形的连接孔421、422可以适应不同型号的电机对安装位置的需求。分别容纳于长条形连接孔412、413中的连接件lc，均通过安装框架3的侧板31上的水平的长条形的连接孔312，将转矩仪安装框架3固定在电机安装基座4上。结合附图可知，通过将连接件Ic设置于水平的长条形连接孔312的不同位置，可以实现转矩仪安装框架3和电机安装基座4之间的水平的相对位置的调整；通过将连接件Ic设置于竖直的长条形连接孔412、413的不同位置，可以实现转矩仪安装框架3和电机安装基座4之间的竖直相对位置的调整，通过上述水平的连接孔和竖直的连接孔之间的相互配合，可以对不同电机轴高时，实现转矩仪中心轴和电机中心轴的上下和左右调整，进而实现转矩仪和电机之间的快速对中。图10示出了本发明的转矩测量装置的另一种实施例。相对于前述实施例而言， 其对转矩仪安装框架的结构进行了改进，在转矩仪安装框架的左右侧板31、32之间，设置有连接左右侧板的连接板34，该连接板34更优的连接于左右侧板的上侧之间，并且在侧板的顶端的前后两侧各一体地设置一个连接板34。对于该种结构形式的安装框架，其进一步加强了转矩仪安装框架的整体强度，同时，由于在连接板34的下部，由连接板34、左右侧板 31、32和底板33共同形成了“口”字形的开口，其便于连接件安装工具利用该开口接近转矩仪，便于转矩仪从转矩仪安装框架的安装和拆卸。图11示出了电机安装基座的竖直安装板的另一实施例。在该实施例中，竖直的长条形连接孔412、413被竖直方向布置的多个连接圆孔412’和413’所替代，连接件Ic容纳于连接圆孔中；通过将连接圆孔替代长条形的连接孔，竖直安装板的强度得到了进一步的加强。以上对本发明的优选实施例进行了说明，在不违背本发明精神的情况下进行的变形均应为本发明所涵盖的范围。例如，将侧板31、32上的书评的长条形连接孔312替换为多个水平布置的连接圆孔，以进一步加强侧板的强度等。
权利要求
1.一种转矩测量装置，包括转矩仪、电机和安装支架，所述安装支架包括转矩仪安装框架和电机安装基座，转矩仪安装框架包括水平底板和从该底板的端部竖直向上延伸的侧板，所述电机安装基座包括水平基板和从水平基板竖直向上延伸的竖直连接板，其特征在于所述侧板上具有水平方向延伸的长条形的第一连接孔，所述竖直连接板上具有并列设置的竖直方向延伸的两条长条形的第二连接孔，分别位于两条上述第二连接孔中的连接件均通过上述第一连接孔实现所述安装框架和所述安装基座的固定连接。
2.根据权利要求I所述的一种转矩测量装置，其特征在于所述转矩仪安装框架具有两个所述的侧板，所述侧板分别从所述水平底板的两个端部竖直向上延伸，所述水平底板上具有两个沿底板的长度方向上并列设置的用于固定转矩仪的长条形的连接孔。
3.根据权利要求I或2所述的一种转矩测量装置，其特征在于所述两个侧板上均具有所述第一连接孔和第一 U形槽，该U形槽以开口向上敞开的方式形成于竖直延伸的所述侧板的上端。
4.根据权利要求3所述的一种转矩测量装置，其特征在于所述第一连接孔位于第一U 形槽的下方。
5.根据权利要求4所述的一种转矩测量装置，其特征在于所述电机安装基座的水平基板具有两个沿底板的长度方向上并列设置的用于固定电机的长条形的连接孔，所述竖直连接板上还具有第二 U形槽，该U形槽以开口向上敞开的方式形成于竖直延伸的所述连接板的上端。
6.根据权利要求5所述的一种转矩测量装置，其特征在于用于连接转矩仪和电机的联轴器设置于所述第一 U形槽和第二 U形槽中。
7.根据权利要求6所述的一种转矩测量装置，其特征在于所述转矩仪安装支架的水平底板和侧板一体形成，所述电机安装基座的水平基板和竖直连接板一体形成。
8.根据权利要求7所述的一种转矩测量装置，其特征在于所述第一连接孔和第二连接孔包括多个圆形的连接孔。
9.一种转矩测量装置的安装方法，该转矩测量装置具有用于安装转矩仪的转矩仪安装框架和用于安装电机的电机安装基座，所述安装框架具有竖直侧板，所述安装基座具有竖直连接板，所述竖直侧板具有水平延伸的长条形的第一连接孔，所述竖直连接板具有竖直延伸的并列设置的两个长条形的第二连接孔，所述安装方法的特征在于将两个连接件分别穿设于上述两个第二连接孔中，然后，将上述两个连接件均穿过所述第一连接孔，通过将所述连接件在第一连接孔中的移动，来实现转矩仪安装框架和电机安装基座之间的水平相对移动，通过所述两个连接件分别在第二连接孔中的竖直移动，实现转矩仪安装框架和电机安装基座之间的竖直相对移动，进而，实现转矩仪和电机之间的对中连接。
全文摘要
一种转矩测量装置及其安装方法，该装置包括转矩仪、电机和安装支架，所述安装支架包括转矩仪安装框架和电机安装基座，转矩仪安装框架包括水平底板和从该底板的端部竖直向上延伸的侧板，所述电机安装基座包括水平基板和从水平基板竖直向上延伸的竖直连接板，其特征在于所述侧板上具有水平方向延伸的长条形的第一连接孔，所述竖直连接板上具有并列设置的竖直方向延伸的两条长条形的第二连接孔，分别位于两条上述第二连接孔中的连接件均通过上述第一连接孔实现所述安装框架和所述安装基座的固定连接。该装置可以实现转矩仪与动力设备快速、可靠的对中连接，并具有高的可靠性和测量精度。
文档编号G01L3/10GK102589773SQ20121005319
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月2日 优先权日2012年3月2日
发明者宋强, 靳建波 申请人:北京理工大学