一种直接水冷的低速大扭矩电涡流测功机的制作方法

文档序号:11603928阅读:1211来源:国知局

本实用新型涉及一种电涡流测功机,尤其是一种直接水冷的低速大扭矩电涡流测功机。



背景技术:

由于电涡流测功机具有低惯量、高精度、高稳定性、结构简单等特点,适用于操作控制的自动化,并且功率范围也较宽,转速较高,响应速度较快,测试工艺比较成熟,基于其良好的控制性、可调性以及负载稳定性,电涡流测功机较适合用于发动机的开发和试验,是目前各内燃机制造厂应用最广泛的一种电力测功设备。

但传统的电涡流测功器吸收功率较小,其额定扭矩对应的转速都在1000rpm以上,尤其是当转速低于800rpm时,测功机制动扭矩很小,而且控制性能差。随着发动机、变速箱技术的发展,对测功机的吸收功率、转速、响应速度等各方面提出了更高要求,因此如何提高电涡流测功机的功率,尤其是较低转速下提高其制动扭矩,是目前需要解决的问题之一。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种制动扭矩大、冷却效果好的直接水冷低速大扭矩电涡流测功机。

本实用新型的技术方案为:一种直接水冷的低速大扭矩电涡流测功机,包括轴承、轴承座、底座、轴、联轴器、齿圈、转速传感器、端盖、冷却室、圆盘、线圈、外环、不锈钢骨架、导磁铁芯、不锈钢环、出水管、进水管和进水浮动管,所述轴承通过轴承座安装在底座上,所述轴承支承轴旋转,所述轴两端安装有联轴器,所述联轴器上均安装有齿圈和转速传感器,所述两端盖对称连接于轴的两侧;

所述两端盖之间依次设有两对称冷却室、两对称圆盘、线圈组件和外环,所述端盖与冷却室之间通过螺钉连接,所述圆盘固定在轴上且与线圈组件之间留有气隙,所述线圈组件包括线圈、不锈钢骨架、导磁铁芯和不锈钢环,所述线圈的两端设有不锈钢骨架,所述线圈的中间设有导磁铁芯,所述线圈的底端内部设有不锈钢环,所述不锈钢骨架通过焊接与导磁铁芯相连,所述线圈的上部设有外环,所述冷却室通过螺钉与不锈钢骨架、外环固定成一体;

所述冷却室上端设有两出水管,所述出水管通过管道流入设置在底座内腔的出水总管,所述冷却室下端设有两进水管,在进、出水总管的前端设有一段进水浮动管,所述进水浮动管穿设过底座并通过连接件固定在底座上。

优选地,所述轴与冷却室之间采用迷宫密封。

优选地,所述轴承与冷却室之间安装有衬环、甩水盘及O型密封圈。

优选地,所述线圈为8个沿圆周均布的线圈。

优选地,所述线圈采用漆包线绕制,并且将真空浸漆。

优选地,所述导磁铁芯轴向断开,分为两截,分别与线圈两端的不锈钢骨架焊接。

优选地,所述不锈钢环与两端的不锈钢骨架之间采用橡胶O型密封圈密封。

优选地,所述外环采用导磁能力弱的铸铁材质。

优选地,所述外环的侧面还安装有测力的精密传感器。

优选地,所述进水浮动管的两端均设有橡胶O型密封圈。

与现有技术相比,本实用新型具有如下有益效果:本实用新型采用了8个圆周均布、相邻极性相反的线圈,线圈两端的旋转圆盘上感生涡电流,产生热效应与制动效应,圆盘直接水冷,线圈通过不锈钢骨架与水隔离。与传统电涡流测功机相比,在相同体积与重量下,本实用新型电涡流测功机的制动扭矩更大,并在转速500rpm左右就可达到最大制动扭矩,非常适合一些在较低转速下扭矩很大的测试工况;采用直接水冷的方式,保证了测功机长期有效的工作。现有制造电涡流测功机的工具工装可满足其生产,无需另外购置生产设备。

附图说明

图1为本实用新型的主视剖视示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式,对本实用新型做进一步说明。

如图1所示,一种直接水冷的低速大扭矩电涡流测功机,包括轴承1、轴承座2、底座3、轴4、联轴器5、齿圈6、转速传感器7、端盖8、冷却室9、圆盘10、线圈11、外环12、不锈钢骨架13、导磁铁芯14、不锈钢环15、出水管16、进水管17和进水浮动管18。

轴承1通过轴承座2安装在底座3上,支承起测功机壳体,测功机壳体可以在轴承1里稍微摆动,防止测力传感器受到附加扭矩。

轴承1支承轴4旋转,轴4两端安装有联轴器5,用于与被测试件联接;联轴器5上均安装有齿圈6和转速传感器7,用于测量转速。两端盖8对称连接于轴4的两侧,为了防止冷却水进入轴承1。

两端盖8之间依次设有两对称冷却室9、两对称圆盘10、线圈组件和外环12。

端盖8与冷却室9之间通过螺钉连接。

圆盘10固定在轴4上且与线圈组件之间留有气隙,圆盘10采用导磁性能良好的材质;金属圆盘10工作时直接水冷,表面防锈处理,并且涂覆阻垢涂层,包括铁芯接触水的一端也做相同的处理。

线圈11采用8个较小的线圈,沿圆周均布一圈(线圈之间有空隙),线圈11采用漆包线绕制,并且将真空浸漆,增加其绝缘性能;线圈11与金属圆盘10之间留有气隙,通过改变励磁电流的方向,使相邻线圈11的极性相反,相邻两线圈11、金属圆盘10、气隙形成导磁回路,当金属圆盘10转动时,金属圆盘10上任意处对应的磁场交错变化,在圆盘10上产生了感应电流。

为了保证线圈11的可靠工作,线圈11必须远离水,在每个线圈11的两端均设有不锈钢骨架13,用于固定线圈11并隔离冷却水,并且不锈钢导磁能力弱。线圈11的中间设有导磁铁芯14,线圈11的底端内部设有不锈钢环15,其中每个导磁铁芯14轴向断开,分为两截,分别与线圈11两端的不锈钢骨架13焊接。

不锈钢骨架13对应线圈11处开孔,将8个铁芯分别插入8个孔里,并采用特殊焊接材料,将铁芯与骨架焊接牢固,不得漏水。

线圈11分别套入铁芯中,所有线圈11的上部设有外环12,外环12采用导磁能力弱的铸铁材质,用于固定线圈11及两端的不锈钢骨架13。

所有不锈钢环15与两端的线圈骨架13通过橡胶O型密封圈密封,防止冷却水进入线圈骨架中。

外环12上开孔,用于将线圈引线接出,同时外环底部开孔,将空气中的冷凝水及时排出,防止线圈11漏电。冷却室9通过螺钉与不锈钢骨架13、外环12固定成一体。

冷却室9上端设置两出水管16,出水管16通过管道引导冷却水流入设置在底座内腔的出水总管。冷却室9下端设置两进水管道17,在进、出水总管的前端有一段进水浮动管18,进水浮动管18穿设过底座3并通过连接件固定在底座3上。进水浮动管18的两端均设有橡胶O型密封圈,可使浮动管两端偏转一定角度或位移,以防进水管对测功机造成偏转扭矩,影响测试精度。

轴4穿过冷却室9中心,冷却室9与轴4之间采用迷宫密封19的方式减小冷却水泄漏,并且将泄漏的冷却水直接排入测功机底座的内腔,再接管流出。除了迷宫密封19外,冷却室9和轴4之间安装有衬环20、甩水盘21及O型密封圈。

在外环12侧面安装有测力的精密传感器,安装在轴4上的旋转圆盘上感生涡流电势,并产生涡流,该涡流所形成的磁场又与气隙磁场相互作用,就产生了制动转矩。该转矩通过外环12及传力臂传至测力装置上,由力传感器将力的大小转换成电信号输出,从而达到测转矩的目的。

本实用新型的一种直接水冷的低速大扭矩电涡流测功机,采用了8个圆周均布、相邻极性相反的线圈,线圈两端的旋转圆盘上感生涡电流,产生热效应与制动效应,圆盘直接水冷,线圈通过不锈钢骨架与水隔离。

与传统电涡流测功机相比,其最大的优点是,相同体积与重量下,其制动扭矩更大,同时其低速性能优良,最大制动扭矩对应的转速只有500rpm左右,非常适合一些在较低转速下扭矩很大的测试工况。

由于电涡流测功机工作过程中产生的热量高达几百千瓦,导致测功机内部温度升高,制动效果大打折扣;采用直接水冷的方式,保证了测功机长期有效的工作。

现有制造电涡流测功机的工具工装可满足其生产,无需另外购置生产设备。

上述的实施例仅为本实用新型的优选实施例,不能以此来限定本实用新型的权利范围,因此,依本实用新型申请专利范围所作的修改、等同变化、改进等,仍属本实用新型所涵盖的范围。

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