剖分组装磁电/光电数字式轴系转矩、扭振综合测量装置制造方法及图纸

一种剖分组装磁电／光电数字式轴系转矩、扭振综合测量装置，包括信号处理仪和传感器；其特征在于：磁电式传感器由卡环组、传感齿轮（３）、磁钢－线圈组（８）、螺栓（４）、螺栓（６）、螺栓（７）、扭矩传递轴（５）组成； Ａ、卡环组剖分为两半圆的卡环（１）及卡环座（２），用螺栓（７）将两半卡环座（２）联为一整体并将两半卡环（１）紧压在扭矩传递轴（５）的一个截面上； Ｂ、传感齿轮（３）剖分为两半圆的齿轮，用螺栓（７）将两半齿轮联为一整体，再将其用螺栓（４）固紧在卡环座上（２）； Ｃ、磁钢－线圈组（８）－安装固定在与齿顶相隔一定间隙处，相对船体或轴承座不动； 共有两套卡环组、传感齿轮（３）和磁钢－线圈组（８）分别位于扭矩传递轴（５）的两个截面对应处。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术属于动力工程暨轮机工程测试
，涉及固定式动力装置轴系转矩、扭振的测量装置。
技术介绍
目前国内外实用的用于船舶推进轴系等固定式动力装置轴系转矩测量的仪器是振弦式扭矩仪，也叫“马哈克(Maihak)扭矩仪”。它是采用两半圆卡环组装结构合抱固定在轴上，在轴上的相距一定距离的两截面分别固定了两组这种机构，两组卡环分别向对方方向伸出一悬臂，在两悬臂上垂直于轴线并离轴线一定距离固定一振弦式传感器。它的工作原理如下转轴受扭矩后，将引起轴上两卡环所在截面间产生一对应扭转角位移，此扭转角位移通过卡环悬臂转变为振弦式传感器的振弦的线伸长，从而改变振弦的振动频率，再将此弦振频率通过振弦式传感器的磁钢-线圈转换为电信号，经过滑环-电刷将此电信号引出至接收仪进行处理、计算，得出所测扭矩值。扭矩仪的类型还有电阻应变式、压磁式、磁电式等传感器方式的。电阻应变式扭矩仪是将应变式变换器——应变片粘贴在转轴上构成转矩传感器，将转轴的扭矩引起的轴的扭转应变转化为应变片的电阻的变化，电阻变化信号通过特殊的引出机构引至转轴外的相应测量仪器进行处理、计算，得出所测扭矩值。压磁式扭矩仪是利用压磁效应，即转轴扭矩产生的扭转应力会引起铁磁体转轴的磁导率产生相应变化，通过特殊的测量机构将此信号测出，再经处理、计算，得出所测扭矩值。磁电式扭矩仪是在转矩输出轴上沿轴线相距一定距离处安装相同的两齿轮，与齿顶相隔一定间隙处分别安装一不动的磁钢-线圈组与齿轮构成两组磁电传感器，轴旋转时齿顶与齿槽交替改变与磁钢间间隙，从而使磁路磁阻产生交变，在线圈中产生感应电势信号。当轴受转矩作用时，两传感器齿轮则产生相应的相对角位移，磁钢-线圈中输出的两组感应电信号则产生与此相对角位移对应的附加相位差，将两组电信号处理、计算，则可得出所测扭矩值。电阻应变式扭矩仪在应用时须要高超的应变片粘贴技术和绝缘技术，其转轴上传感器电源的引入及信号的引出须通过一套复杂的对测量精度有较大影响的机构，因此其使用不方便，测量精度不高。压磁式扭矩仪的测量时，转轴弯曲应力、机械振动等对信号幅度影响较大，因此其测量精度不高。磁电式扭矩仪的磁钢-线圈固定不动，信号引出方便。其所测信号是相位差信号，测量精度不受信号幅度变化的影响，不过却要受扭振影响。另外，现有的磁电式扭矩仪是总成结构方式，测量时必须将被测轴系断开，将传感器总成串联安装在轴系中，这对船舶推进轴系等固定式动力装置轴系测量是不允许的。上述几种扭矩仪由于所述其存在的不足，因此在船舶推进轴系等固定式动力装置轴系转矩测量中未能实际应用。振弦式扭矩仪是现国内外实用的测量船舶推进轴系等固定式动力装置轴系转矩的仪器，由于其数据处理时只取信号的频率部分，因此信号传输过程中受干扰引起的幅值变化对测量精度没有影响；由于其采用两半圆卡环组装结构合抱固定在轴上，因此不必将被测轴系断开即可将传感器安装在轴系上。但是，轴系的各种方式(纵、横、扭等)振动均对测量有较大的影响，因此其测量精度不高。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种信号引出方便，测量精度不受信号幅度变化和扭振的影响，不将船舶推进轴系等固定式动力装置轴系的传动轴系断开以安装传感器，将传感器来的信号进行处理、计算后能同时得到转矩、转速、功率、扭振频率、扭振角位移振幅等测量结果的轴系转矩、扭振综合测量装置。本技术解决上述技术问题所采用的技术方案是本技术由信号处理仪和传感器组成。传感器可为磁电式传感器或光电式传感器。磁电式传感器由卡环组、传感齿轮、磁钢-线圈组、连接螺栓、扭矩传递轴等组成。卡环组剖分为两半圆的卡环及卡环座，用螺栓将两半卡环座联为一整体并将两半卡环紧压在轴的一个截面上。传感齿轮剖分为两半圆的齿轮，用螺栓将两半齿轮联为一整体，再将其用螺栓固紧在卡环座上。磁钢-线圈组安装固定在与齿顶相隔一定间隙处，相对船体或轴承座不动。本技术共有两套卡环组、传感齿轮和磁钢-线圈组分别位于扭矩传递轴的两个截面对应处。扭矩传递轴旋转时带动卡环组与传感齿轮一起转动，齿顶与齿槽交替改变与磁钢间间隙，从而使磁路磁阻产生交变，在线圈中产生感应电势信号。当轴受转矩作用时，两传感器齿轮则产生相应的相对角位移，磁钢-线圈中输出的两组感应电信号则产生与此相对角位移对应的附加相位差，将两组电信号处理、计算，则可得出所测扭矩值，同时可处理、计算得出扭振值。若采用光电式传感器结构，则在齿槽两旁安装一对不动的发光管-光电管取代磁钢-线圈组并与齿轮构成光电传感器，所输出的是光电信号而不是磁电感应信号。本技术的信号处理装置仪将传感器来的信号进行处理、计算并显示测量结果。无论是磁电式还是光电式，信号处理仪均可得出转速、转矩、功率、扭振频率、扭振角位移振幅等测量结果。由于本技术采用了剖分组装传感器的结构，具有信号引出方便、测量信号是相位差信号、测量精度不受信号幅度变化的影响、无须传感器电源、可以同时测量转矩和扭振等优点。与电阻应变式扭矩仪相比，本技术在应用时对使用者技术要求不高、传感器结构简单、信号引出方便、干扰因素引起信号幅度的变化对测量精度不产生影响。与压磁式扭矩仪相比，本技术的测量精度不受干扰因素引起信号幅度变化的影响。与磁电式扭矩仪相比，现有的磁电式扭矩仪是总成结构方式，测量时必须将被测轴系断开，将传感器总成串联安装在轴系中，这对船舶推进轴系等固定式动力装置轴系测量是不允许的；而本技术是剖分组装结构方式，适用于船舶推进轴系等固定式动力装置轴系测量。与振弦式扭矩仪相比，本技术的传感器结构简单、信号引出方便，轴系扭振对测量的影响容易通过数据处理消除。另外，上述各种扭矩仪仅用于测量转矩，而本技术可以同时测量转矩和扭振。附图说明图1为本技术磁电式传感器结构示意图；其中1-卡环；2-卡环座；3-传感齿轮；4、6、7-连接螺栓；5-扭矩传递轴；8-磁钢-线圈组具体实施方式本技术由信号处理仪和传感器组成，传感器为磁电式传感器。磁电式传感器由卡环组、传感齿轮3、磁钢-线圈组8、螺栓4、螺栓6、螺栓7、扭矩传递轴5等组成。卡环组剖分为两半圆的卡环1及卡环座2，用螺栓7将两半卡环座2联为一整体并将两半卡环1紧压在扭矩传递轴5的一个截面上。传感齿轮3剖分为两半圆的齿轮，用螺栓7将两半齿轮联为一整体，再将其用螺栓4固紧在卡环座上2。磁钢-线圈组8-安装固定在与齿顶相隔一定间隙处，相对船体或轴承座不动。本技术共有两套卡环组、传感齿轮3和磁钢-线圈组8分别位于扭矩传递轴5的两个截面对应处。权利要求1.一种剖分组装磁电/光电数字式轴系转矩、扭振综合测量装置，包括信号处理仪和传感器；其特征在于磁电式传感器由卡环组、传感齿轮(3)、磁钢-线圈组(8)、螺栓(4)、螺栓(6)、螺栓(7)、扭矩传递轴(5)组成；A、卡环组剖分为两半圆的卡环(1)及卡环座(2)，用螺栓(7)将两半卡环座(2)联为一整体并将两半卡环(1)紧压在扭矩传递轴(5)的一个截面上；B、传感齿轮(3)剖分为两半圆的齿轮，用螺栓(7)将两半齿轮联为一整体，再将其用螺栓(4)固紧在卡环座上(2)；C、磁钢-线圈组(8)—安装固定在与齿顶相隔一定间隙处，相对船体或轴承座不动；共有两套卡环组、传感齿轮(3)和磁钢-线圈组(8)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：张敬国，吴启代，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：实用新型
国别省市：