一种动态测量电机实时应力的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种动态测量电机实时应力的装置，包括受力应变筒，所述的受力应变筒包括筒体、固定板以及法兰板，所述的筒体由与固定板相连的第一筒体以及与法兰板相连的第二筒体组成，所述的固定板、第一筒体、第二筒体及法兰板为一体结构，且整体形成顶端封闭、底端敞口的筒状空腔结构，所述第一筒体的内壁上设有剪力应变片及轴向压力应变片，所述第二筒体的内壁上设有压力对比应变片及轴向压力温度补偿应变片。由上述技术方案可知，本实用新型专利技术通过在受力应变筒的内壁上分别设置剪力应变片、轴向压力应变片、压力对比应变片以及轴向压力温度补偿应变片，可实时动态测量电机所受的轴向压力和输出扭力，且测量的准确度更高，功能更全面。

A device for dynamic measurement of real-time stress of motor

【技术实现步骤摘要】
一种动态测量电机实时应力的装置
本技术涉及一种动态测量电机实时应力的装置。
技术介绍
目前，常见的电机扭矩测量方法可分为传递法和能量转换法。传递法即通过监测传递扭矩弹性元件的物理参数变化计算电机扭矩；能量转换法是指根据能量守恒定律通过测量热能、电能等其它参数来间接测量扭矩。能量转换法已有成品设备可用，但其具有体积较大，工作环境要求高等缺点，应用受限。传递法借助于弹性元件，可设计成各种形状、体积的测量装置，适应性强，精度较高，应用最为广泛。在传递法范畴内，国内可见的电机测力相关方法仅有扭矩测量，未见对扭矩、轴向力同时测量的方法或设备。轴力测量在许多设备上可见，如钻探机械、交通工具、建筑等行业，主要监测杆或轴的轴向力。基于传递法的监测设备，未见能够同时测量扭矩与轴向压力的。此外，现有的测量装置是将应力片直接贴在柱状被测构件的外表面，工作时，测量装置及应力片极易受到碰擦，造成损坏，影响测量的精度或失效。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种动态测量电机实时应力的装置，该装置能够同时测量电机的轴向压应力和环向剪应力，进而得出轴力和扭矩；同时本装置的应变片布置于钢质结构内部，性能稳定，不易损坏。为实现上述目的，本技术采用了以下技术方案：包括安装于电机与电机固定底座之间的受力应变筒，所述的受力应变筒包括筒体、固定在筒体顶端的固定板以及固定在筒体底端的法兰板，所述的筒体由与固定板相连的第一筒体以及与法兰板相连的第二筒体组成，所述的固定板、第一筒体、第二筒体及法兰板为一体结构，且整体形成顶端封闭、底端敞口的筒状空腔结构，所述的第一筒体与第二筒体的内径相等，所述第一筒体的外径小于第二筒体的外径，所述固定板的直径与第一筒体的外径相吻合，所述第一筒体的内壁上设有剪力应变片及轴向压力应变片，所述的剪力应变片及轴向压力应变片沿第一筒体的内壁均匀间隔布置且所处的高度相同，所述第二筒体的内壁上设有压力对比应变片及轴向压力温度补偿应变片，所述的压力对比应变片及轴向压力温度补偿应变片沿第二筒体的内壁均匀间隔布置且所处的高度相同，所述的压力对比应变片及轴向压力温度补偿应变片分别位于剪力应变片及轴向压力应变片的正下方，所述的剪力应变片、轴向压力应变片、压力对比应变片以及轴向压力温度补偿应变片分别设置两组，每组剪力应变片设置两个，每组中的轴向压力应变片、压力对比应变片以及轴向压力温度补偿应变片分别设置一个。两组所述的剪力应变片及两组所述的轴向压力应变片均位于第一筒体内壁的中间高度，且每组中的两个剪力应变片沿水平线镜像设置且与水平线的夹角分别为±45°，每组中的两个剪力应变片与水平线的交点重合。两组所述的压力对比应变片及两组所述的轴向压力温度补偿应变片均位于第二筒体内壁的中部高度。所述的剪力应变片、轴向压力应变片、压力对比应变片及轴向压力温度补偿应变片均为箔式电阻应变片，其中：轴向压力温度补偿应变片中电阻丝的设置方向与受力应变筒的轴线相垂直，压力对比应变片及轴向压力应变片中电阻丝的设置方向与受力应变筒的轴线相平行。所述第一筒体与第二筒体的壁厚比小于1：2，所述第二筒体与第一筒体的横截面的比大于2.5：1。所述的固定板与电机固定底座通过螺钉连接，所述的固定板上设有与电机固定底座相连的螺孔，所述法兰板的外径大于第二筒体的外径，所述法兰板的内径小于第二筒体的内径，所述的法兰板与电机定子焊接相连。所述受力应变筒为钢制应变筒。由上述技术方案可知，本技术通过在受力应变筒的内壁上分别设置剪力应变片、轴向压力应变片、压力对比应变片以及轴向压力温度补偿应变片，可实时动态测量电机所受的轴向压力和输出扭力，且测量的准确度更高，功能更全面。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是图1的A-A剖视图；图3是本技术的使用状态图；图4是本技术扭矩测量时的电路示意图；图5是本技术轴力对比测量时的电路示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步说明：如图1、图2、图3所示的一种动态测量电机实时应力的装置，包括安装于电机与电机固定底座之间的受力应变筒，优选的，受力应变筒为钢制应变筒，可采用45#钢制成。受力应变筒包括筒体1、固定在筒体1顶端的固定板2以及固定在筒体1底端的法兰板3，筒体1由与固定板2相连的第一筒体11以及与法兰板3相连的第二筒体12组成，固定板2、第一筒体11、第二筒体12及法兰板3为一体结构，且整体形成顶端封闭、底端敞口的筒状空腔结构，第一筒体11与第二筒体12的内径相等，第一筒体11的外径小于第二筒体12的外径，固定板2的直径与第一筒体11的外径相吻合。具体地说，整个受力应变筒为空腔结构，内部直径均匀，外部采用变截面设计，共包括四段：即固定板2形成结构固定端A，第一筒体11形成应变测量段B，第二筒体12形成温度补偿段C，法兰板3形成电机连接段D，也就是整个受力应变筒采用四段式的连接结构，其优点在于：1)应变测量段B抗压刚度小于温度补偿段C的40％，易产生可监测的应变量；温度补偿段C的变形量较小，作为温度补偿片的载体更稳定；2)采用简单的结构实现多重功能，能够监测轴向应变、剪应变、温度补偿、轴向应变对比；3)结构紧凑，方便加工，可根据电机大小、使用空间调整设计；4)温度补偿段C紧邻应变测量段B，可将温度差异影响最小化。进一步的，第一筒体11的内壁上设有剪力应变片4及轴向压力应变片5，剪力应变片4及轴向压力应变片5沿第一筒体11的内壁均匀间隔布置且所处的高度相同，第二筒体12的内壁上设有压力对比应变片6及轴向压力温度补偿应变片7，压力对比应变片6及轴向压力温度补偿应变片7沿第二筒体12的内壁均匀间隔布置且所处的高度相同，压力对比应变片6及轴向压力温度补偿应变片7分别位于剪力应变片4及轴向压力应变片5的正下方，剪力应变片4、轴向压力应变片5、压力对比应变片6以及轴向压力温度补偿应变片7分别设置两组，每组剪力应变片4设置两个，每组中的轴向压力应变片5、压力对比应变片6以及轴向压力温度补偿应变片7分别设置一个，即一共设置四个剪力应变片4、两个轴向压力应变片5、两个压力对比应变片6以及两个轴向压力温度补偿应变片7，两组剪力应变片4间隔180度对称设置，两组轴向压力应变片5间隔180度对称设置，且与剪力应变片4间隔90度；两组压力对比应变片6间隔180度对称设置，两组轴向压力温度补偿应变片7间隔180度对称设置，且与压力对比应变片6间隔90度。压力对比应变片6用于检测应变压力筒温度补偿段C的轴向应变，与应变测量段B的应变值进行对比，检验轴向应力测量的可靠性。各应变片之间的连接关系如下：一、轴力测量。两组轴向压力应变片5与两组轴向压力温度补偿应变片7组成一个全桥电路，轴向压力应变片5与轴向压力温度补偿应变片7互相间隔相连，接入测量仪器。二、扭矩测量。两组剪力应变片4组成一个全桥电路，同一组内的应变片相邻连接，接入测量仪器。全桥电路示意图如图4所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动态测量电机实时应力的装置，其特征在于：包括安装于电机与电机固定底座之间的受力应变筒，所述的受力应变筒包括筒体(1)、固定在筒体(1)顶端的固定板(2)以及固定在筒体(1)底端的法兰板(3)，所述的筒体(1)由与固定板(2)相连的第一筒体(11)以及与法兰板(3)相连的第二筒体(12)组成，所述的固定板(2)、第一筒体(11)、第二筒体(12)及法兰板(3)为一体结构，且整体形成顶端封闭、底端敞口的筒状空腔结构，所述的第一筒体(11)与第二筒体(12)的内径相等，所述第一筒体(11)的外径小于第二筒体(12)的外径，所述固定板(2)的直径与第一筒体(11)的外径相吻合，所述第一筒体(11)的内壁上设有剪力应变片(4)及轴向压力应变片(5)，所述的剪力应变片(4)及轴向压力应变片(5)沿第一筒体(11)的内壁均匀间隔布置且所处的高度相同，所述第二筒体(12)的内壁上设有压力对比应变片(6)及轴向压力温度补偿应变片(7)，所述的压力对比应变片(6)及轴向压力温度补偿应变片(7)沿第二筒体(12)的内壁均匀间隔布置且所处的高度相同，所述的压力对比应变片(6)及轴向压力温度补偿应变片(7)分别位于剪力应变片(4)及轴向压力应变片(5)的正下方，所述的剪力应变片(4)、轴向压力应变片(5)、压力对比应变片(6)以及轴向压力温度补偿应变片(7)分别设置两组，每组剪力应变片(4)设置两个，每组中的轴向压力应变片(5)、压力对比应变片(6)以及轴向压力温度补偿应变片(7)分别设置一个。/n...

【技术特征摘要】
1.一种动态测量电机实时应力的装置，其特征在于：包括安装于电机与电机固定底座之间的受力应变筒，所述的受力应变筒包括筒体(1)、固定在筒体(1)顶端的固定板(2)以及固定在筒体(1)底端的法兰板(3)，所述的筒体(1)由与固定板(2)相连的第一筒体(11)以及与法兰板(3)相连的第二筒体(12)组成，所述的固定板(2)、第一筒体(11)、第二筒体(12)及法兰板(3)为一体结构，且整体形成顶端封闭、底端敞口的筒状空腔结构，所述的第一筒体(11)与第二筒体(12)的内径相等，所述第一筒体(11)的外径小于第二筒体(12)的外径，所述固定板(2)的直径与第一筒体(11)的外径相吻合，所述第一筒体(11)的内壁上设有剪力应变片(4)及轴向压力应变片(5)，所述的剪力应变片(4)及轴向压力应变片(5)沿第一筒体(11)的内壁均匀间隔布置且所处的高度相同，所述第二筒体(12)的内壁上设有压力对比应变片(6)及轴向压力温度补偿应变片(7)，所述的压力对比应变片(6)及轴向压力温度补偿应变片(7)沿第二筒体(12)的内壁均匀间隔布置且所处的高度相同，所述的压力对比应变片(6)及轴向压力温度补偿应变片(7)分别位于剪力应变片(4)及轴向压力应变片(5)的正下方，所述的剪力应变片(4)、轴向压力应变片(5)、压力对比应变片(6)以及轴向压力温度补偿应变片(7)分别设置两组，每组剪力应变片(4)设置两个，每组中的轴向压力应变片(5)、压力对比应变片(6)以及轴向压力温度补偿应变片(7)分别设置一个。


2.根据权利要求1所述的动态测量电机实时应力的装置，其特征在于：两组所述的剪力应变片(4)及两...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑞，宋庆志，卢轶然，程鑫，陈根，
申请(专利权)人：安徽华电工程咨询设计有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34