一种大型水力测功机的扭矩标定装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种大型水力测功机的扭矩标定装置，其测功机机座上安装有测功机轴承座，测功机轴承座上设有测功机主体，测功机主体一侧设有测力支架，测力支架上设有反力支架、测力座，反力支架的顶端固定设有伺服电动缸，伺服电动缸下端与联动球头连接，联动球头下端抵在测功机主体的标定臂杆顶平面，标定臂杆内嵌入设有杆端关节轴承，标定臂杆与杆端关节轴承上穿设有传力固定件，此杆端关节轴承的下端通过接头与高精度力传感器联接，高精度力传感器的下端也通过接头与杆端关节轴承联接，此杆端关节轴承与测力座上也穿设有传力固定件。本实用新型专利技术提供的一种大型水力测功机的扭矩标定装置，主要解决了力源准确分度与持续稳定的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种大型水力测功机的扭矩标定装置
本技术涉及一种扭矩标定装置，尤其是一种大型水力测功机的扭矩标定装置。
技术介绍
测功机是发动机测试的重要设备，作为发动机测试系统中的能耗装置，它不仅用来吸收被测发动机输出的功，而且通过控制测功机可以改变发动机的负荷及转速，形成所需的测试工况，以测定发动机实际使用的各种运行状态下的性能指标。因此，测功机检测和控制技术的发展对发动机测试显得尤为重要。近几十年来，各种动力机械、尤其是大功率动力机械发展非常迅速，为了满足这些机械的测试需求，必须制造适应大功率、低惯量、高精度、高稳定性，并能进行自动控制与远距离操纵的新型测功设备。水力测功机作为一种历史悠久的测试负载设备，其精度、响应速度、负载稳定性等方面已经被电涡流测功机及电力测功机所超越，在中小型动力机测试设备中基本被淘汰，但其结构简单、体积小而功率密度最高、价格便宜，对于功率兆瓦级以上动力机基本上是唯一的选择，等功率大小情况下，水力测功机的体积和重量只有电力测功机的10～20%，价格15～25%。水力测功机的功率范围很宽，目前国内常用的是几兆瓦到几十兆瓦，国外早就有百兆瓦级的水力测功机，而且测试工艺非常成熟，具有较好的控制性、可调性与稳定性，配套相关仪表，可实现测控的自动化。水力测功机被原动机驱动，原动机的能量以转速和扭矩的形式、通过旋搅测功机内部的冷却水转化为冷却水的热量，在离心力与转子叶片作用下，被加速的冷却水沿转子叶轮的蜗壳腔壁被甩向边缘，又沿着定子叶轮蜗壳腔向中中心回流，回流过程中高速流体冲击定子叶轮的叶片，被减速的同时产生了制动力矩。定子上有力臂，力臂与力传感器联接，制动力矩传递到力传感器，通过相关仪表可以显示与记录测功机的扭矩值。水力测功机在使用前需要对测力传感器进行标定，标定的精准直接影响测功机的测量精度。对于中小功率的测功机，一般采用静重式标定方法，即采用砝码的重力作为标准负荷，这种方式简单直观，其准确度性能取决于砝码质量、力臂长度与水平度、安装地点的重力加速度等，通过校准砝码的质量与臂杆的长度很容易达到所需的精度，但需要人为增减砝码来加载卸载，耗时耗力。对于兆瓦级的大功率水力测功机，其制动扭矩从几万牛米到几十万牛米，甚至达到数百万牛米，如果采用砝码标定，由于标定臂杆的长度受制于测试场地的空间，臂杆不可能很长，如此则需要很大质量的砝码，比如需要标定到100,000Nm，臂杆长度一米，则需要质量为100,000N的砝码，相当于10吨重量，如果一块砝码质量为400N，则需要250块砝码，如此砝码的重量、体积、数量都非常可观，操作起来也非常麻烦。为了减小砝码的质量，通过一定的杠杆机构放大力臂，可以获得较大量程的扭矩值。杠杆放大式扭矩标定方式，其不确定度的影响除与静重式标定方式相同外，还增加了杠杆放大比、杠杆制造与组装情况、铰链支承等不确定因素，而且要求较大的操作空间，加载卸载同样耗时耗力。因此，对于兆瓦级的大功率水力测功机，采用砝码加载卸载的方式基本上不太现实。目前一般采用叠加式标定方式，采用高精度力传感器为标准传感器，标准传感器与测功机力传感器串联安装，通过力源对两者同时施加负荷，使标准测力仪复现定度时各力级的标准值，同时测出测功机力传感器所对应的各力级示值，从而实现对测力仪的定度、检定或校准。目前，一般采用液压缸作为力源，简单点甚至采用手动千斤顶，如此存在两个问题，一是按照计量标准《JJG391-2009力传感器》的相关要求，标定分度点应尽可能均匀分布，一般不少于5点（不包括零负荷），推荐为8点（分别为额定负荷的10%、20%、30%、40%、50%、60%、80%、100%），而采用液压缸或者千斤顶根本无法准确达到标定分度点；二是出力不稳定，按照计量标准《JJG391-2009力传感器》的相关要求，在每一级负荷加到后，保持一定时间再读取输出值，负载保持时间推荐为30秒，由于泄漏导致缸内压力无法稳定而标准传感器是指一直在跳动，根本无法保持。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供了一种大型水力测功机的扭矩标定装置。本技术的技术方案为：一种大型水力测功机的扭矩标定装置，包括测功机机座、测功机轴承座、测功机主体、测力座、反力支架、伺服电动缸、联接球头、标定臂杆、杆端关节轴承、接头、高精度力传感器、传力固定件、测力支架，所述测功机机座上安装有测功机轴承座，所述测功机轴承座上支撑有测功机主体，所述测功机主体一侧设有测力支架，所述测力支架的上方设有反力支架、测力座，测力座位于反力支架内，所述反力支架的顶端固定设有伺服电动缸，所述伺服电动缸下端与联动球头连接，所述联动球头下端抵在所述测功机主体的标定臂杆顶平面上，所述标定臂杆内嵌入设有杆端关节轴承，所述标定臂杆与杆端关节轴承上穿设有传力固定件，此杆端关节轴承的下端通过接头与高精度力传感器联接，所述高精度力传感器的下端也通过接头与杆端关节轴承联接，此杆端关节轴承与所述测力座上也穿设有传力固定件；所述测功机主体另一侧也包括测力臂、杆端关节轴承、接头、测力传感器、传力固定件、测力支架，所述测力臂、杆端关节轴承、接头、测力传感器、传力固定件、测力支架的连接方式与测功机一侧的标定臂杆、杆端关节轴承、接头、高精度力传感器、传力固定件、测力支架连接方式相同。优选地，所述测功机主体与测力支架焊接相连。优选地，所述测力支架与反力支架通过螺钉相连。优选地，所述传力固定件为传力销。优选地，所述杆端关节轴承的杆端底部螺接入所述接头中，以螺母紧固。优选地，所述接头螺接入所述高精度力传感器中。与现有技术相比，本技术具有如下有益效果：本技术提供的一种大型水力测功机的扭矩标定装置，伺服电动缸控制系统精度高，它与高精度的传动件相配合提高了电动缸的控制精度，定位精确，输出力稳定，响应速度快，传动效率高，清洁无污染，低噪音，具有良好的稳定性和控制性，结构紧凑，安装使用方便，使用寿命长且受环境影响小。附图说明图1为本技术的整体结构示意图。图2为图1中的A-A视图。具体实施方式下面结合附图以及具体实施方式，对本技术做进一步说明。如图1至图2所示，种大型水力测功机的扭矩标定装置，包括测功机机座16、测功机轴承座13、测功机主体12、测力座10、反力支架1、伺服电动缸2、联接球头3、标定臂杆4、杆端关节轴承5、接头6、高精度力传感器7、传力销9、测力支架11。测功机机座16上安装有测功机轴承座13，测功机轴承座13上支撑有测功机主体12，测功机主体12一侧焊接设有测力支架11，测力支架11的上方通过螺钉设有反力支架1、测力座10，测力座10位于反力支架1内，反力支架1的顶端固定设有伺服电动缸2，伺服电动缸2下端与联动球头3连接，联动球头3下端抵在测功机主体的标定臂杆4顶平面上，标定臂杆4内嵌入设有杆端关节轴承5，标定臂杆4与杆端关节轴承5上穿设有传力销9，此杆端关节轴承5的下端通过接头6与高精度力传感器7联接，高精度力传感器7的下端也通过接头本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大型水力测功机的扭矩标定装置，其特征在于：包括测功机机座、测功机轴承座、测功机主体、测力座、反力支架、伺服电动缸、联接球头、标定臂杆、杆端关节轴承、接头、高精度力传感器、传力固定件、测力支架，所述测功机机座上安装有测功机轴承座，所述测功机轴承座上支撑有测功机主体，所述测功机主体一侧设有测力支架，所述测力支架的上方设有反力支架、测力座，测力座位于反力支架内，所述反力支架的顶端固定设有伺服电动缸，所述伺服电动缸下端与联动球头连接，所述联动球头下端抵在所述测功机主体的标定臂杆顶平面上，所述标定臂杆内嵌入设有杆端关节轴承，所述标定臂杆与杆端关节轴承上穿设有传力固定件，此杆端关节轴承的下端通过接头与高精度力传感器联接，所述高精度力传感器的下端也通过接头与杆端关节轴承联接，此杆端关节轴承与所述测力座上也穿设有传力固定件；所述测功机主体另一侧也包括测力臂、杆端关节轴承、接头、测力传感器、传力固定件、测力支架，所述测力臂、杆端关节轴承、接头、测力传感器、传力固定件、测力支架的连接方式与测功机一侧的标定臂杆、杆端关节轴承、接头、高精度力传感器、传力固定件、测力支架连接方式相同。/n

【技术特征摘要】
1.一种大型水力测功机的扭矩标定装置，其特征在于：包括测功机机座、测功机轴承座、测功机主体、测力座、反力支架、伺服电动缸、联接球头、标定臂杆、杆端关节轴承、接头、高精度力传感器、传力固定件、测力支架，所述测功机机座上安装有测功机轴承座，所述测功机轴承座上支撑有测功机主体，所述测功机主体一侧设有测力支架，所述测力支架的上方设有反力支架、测力座，测力座位于反力支架内，所述反力支架的顶端固定设有伺服电动缸，所述伺服电动缸下端与联动球头连接，所述联动球头下端抵在所述测功机主体的标定臂杆顶平面上，所述标定臂杆内嵌入设有杆端关节轴承，所述标定臂杆与杆端关节轴承上穿设有传力固定件，此杆端关节轴承的下端通过接头与高精度力传感器联接，所述高精度力传感器的下端也通过接头与杆端关节轴承联接，此杆端关节轴承与所述测力座上也穿设有传力固定件；所述测功机主体另一侧也包括测力臂、杆端关节轴承、接头、测力传感器、传力固定件、测力支架，所述测...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡浩，林斌，刘朝阳，
申请(专利权)人：湖南湘仪动力测试仪器有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43