【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水力测功器，尤其涉及一种无座式水力测功器。
技术介绍
1、在小型高速动力机的研发过程一般采用卧座式安装的测功设备进行动力测试。传统的卧座式安装的高速电力测功器和高速水力测功器由于结构原因具有较大的转动惯量，然而小型高速动力机的转动惯量极小，不能满足小型高速动力机的测功设备要具有极小惯量和高转速的测试需求。
技术实现思路
1、为解决
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提出一种无座式水力测功器。
2、本专利技术提出的一种无座式水力测功器，包括：水力测功器本体、测扭机构和测速机构；
3、水力测功器本体包括壳体支撑套、壳体和主轴；壳体支撑套和壳体同轴固定连接，主轴与壳体支撑套的内部同轴转动连接，主轴的第二端用于连接高速动力机，主轴的第一端贯穿壳体的第一端端壁并伸入壳体内部，主轴的第一端与第一端端壁之间转动密封连接，壳体内部和主轴之间连接有单定转子结构或双定转子结构；
4、测扭机构和水力测功器本体连接，测扭机构用于测量该无座式水力测功器的扭矩；
5、测速机构与主轴连接，测速机构用于测量主轴的转速。
6、优选地，水力测功器本体还包括第一高速轴承和第二高速轴承，第一高速轴承和第二高速轴承自主轴的第二端到壳体的方向依次连接在壳体支撑套和主轴之间；
7、第一高速轴承和第二高速轴承之间的主轴上套设有第一轴套和第二轴套，第一轴套和第二轴套的内周壁均和主轴的外周壁之间留有间隙，且第一高速轴承的外圈、第一轴套、第二轴套和第
8、优选地，第一轴套的外周壁与壳体支撑套上的第一加注油杯的加注孔对应处沿周向开设有第一润滑脂加注环槽和用于向第一高速轴承加脂的第一加脂孔，第二轴套的外周壁与壳体支撑套上的第二加注油杯的加注孔对应处沿周向开设有第二润滑脂加注环槽和用于向第二高速轴承加脂的第二加脂孔；第二轴套的底部开设有第一排脂孔，壳体支撑套与第一排脂孔对应处开设有与第一排脂孔连通的第二排脂孔。
9、优选地，测速机构包括第一测速齿轮和第一测速传感器，第一测速齿轮的齿轮轴套同轴固定在第一高速轴承和第二高速轴承之间的主轴上，且齿轮轴套的两端分别与第一高速轴承的内圈和第二高速轴承的内圈紧密顶靠；齿轮轴套的外周壁与第一轴套和第二轴套的内周壁之间均留有间隙，第二轴套的内周壁与第一测速齿轮的齿轮对应处开设有用于容纳齿轮的环形容纳槽，齿轮位于环形容纳槽内，第一测速传感器贯穿壳体支撑套并伸入环形容纳槽内。
10、优选地，测扭机构包括拉力传感器和悬臂座，壳体支撑套转动连接在悬臂座上，拉力传感器一端与悬臂座固定连接，另一端与壳体铰接；悬臂座与第二排脂孔对应处开设有与第二排脂孔连通的第三排脂孔。
11、优选地，测扭机构包括静态扭矩传感器，静态扭矩传感器与壳体支撑套同轴固定。
12、优选地，测扭机构包括动态扭矩传感器，动态扭矩传感器与主轴通过法兰固定连接。
13、优选地，水力测功器本体上还连接有砝码扭矩标定装置；其中，砝码扭矩装置包括砝码、砝码托盘、锁紧螺母、托盘拉杆、标定锁止块和校正臂；校正臂的一端用于标定动态扭矩传感器时与动态扭矩传感器一端可拆卸固定连接，另一端与托盘拉杆的一端铰接；托盘拉杆的另一端与砝码托盘通过锁紧螺母固定连接，砝码固定在砝码托盘上；标定锁止块用于标定动态扭矩传感器时可拆卸地固定连接在动态扭矩传感器与壳体支撑套之间。
14、优选地，单定转子结构包括第一转子和两个第一定子，第一转子同轴位于壳体的中部且与主轴固定连接，两个第一定子分别同轴套设于第一转子两侧的主轴上，两个第一定子分别与壳体的第一端端壁和第二端端壁固定连接，且两个第一定子和第一转子之间均存在间隙形成第一定转子工作腔，且靠近第二端端壁的第一定子和主轴之间留有间隙形成第一进水间隙，第二端端壁中部开设有与第一进水间隙连通的第一进水孔，壳体的底部开设有与第一定转子工作腔连通的第一排水孔。
15、优选地，双定转子结构包括两个单定转子组件，两个单定转子组件间隔套设在位于壳体的主轴上；每个单定转子组件包括同轴固定在主轴上的第二转子和同轴套设于主轴上且分别位于第二转子两侧的两个第二定子，第二定子均与壳体固定连接；
16、每个单定转子组件中的第二转子和第二定子之间均存在间隙形成第二定转子工作腔，每个单定转子组件中靠近另一个单定转子组件的第二定子和主轴之间留有间隙形成与其第二定转子腔连通的第二进水间隙，壳体顶部与两个单定转子组件的间隔处的对应处开设有第二进水孔，壳体底部与两个单定转子组件的第二定转子工作腔对应处分别开设有第二排水孔。
17、优选地，位于两个单定转子组件之间的主轴上固定套设有第三轴套，第三轴套的外缘直径小于第二定子的内径，第三轴套的两端分别穿过对应的第二进水间隙与两个单定转子组件的第二转子密封贴合。
18、优选地，壳体顶部与两个单定转子组件的间隔处的对应处固设有用于分隔两个单定转子组件的环形分隔板，环形分隔板的内缘与主轴之间留有间隙形成与第二进水间隙连通的第三进水间隙，第二进水孔贯穿环形分隔板的顶部并与第三进水间隙连通。
19、优选地，第一端端壁顶部开设有沿竖直方向延伸的第二通气孔，第二通气孔的顶端连接有呼吸阀，且第二通气孔的底端与第一定转子工作腔或靠近第一端端壁的第二定转子工作腔连通。
20、优选地，壳体的第一端端壁和主轴之间连接有高速接触密封机构。
21、优选地，壳体、壳体支撑套和主轴之间连接有泄漏甩水密封机构。
22、优选地，高速接触密封机构包括密封骨架、一级密封唇和二级密封唇；密封骨架为内周壁开设有环形槽的环形结构；一级密封唇的密封唇部和根部形成盆型，二级密封唇的密封唇部和根部均形成盆型，一级密封唇的根部和二级密封唇的根部四周叠合在环形槽中，一级密封唇的密封唇部和二级密封唇的密封唇部的密封方向相同且均连接在泄露甩水密封机构中的甩水环上，一级密封唇的密封唇的密封接触面上设有多道棱边。
23、在进一步地实施例中，泄露甩水密封机构中的甩水环的密封接触面上设有超硬涂层。
24、具体实施时，通过测扭机构测出该无座式水力测功器的扭矩，通过测速机构测量主轴的转速，根据扭矩和转速即可计算出测量功率。
25、本专利技术中，所提出的无座式水力测功器，通过壳体支撑套和壳体的同轴固定连接实现精密定位，主轴能够直接插入高速动力机的输出端，无需额外的联轴器和传动轴，缩短加载中心到动力输入端之间的距离，可进一步减小传动系统的转动惯量，满足更高转速的需求，即使该无座式水力测功器在具有高转速的同时具有极小的转动惯量，符合小型高速动力机的测试要求。
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1.一种无座式水力测功器，其特征在于，包括：水力测功器本体、测扭机构和测速机构；
2.根据权利要求1所述的无座式水力测功器，其特征在于，水力测功器本体还包括第一高速轴承(800)和第二高速轴承(1200)，第一高速轴承(800)和第二高速轴承(1200)自主轴(200)的第二端到壳体(100)的方向依次连接在壳体支撑套(300)和主轴(200)之间；
3.根据权利要求2所述的无座式水力测功器，其特征在于，测速机构包括第一测速齿轮(1100)和第一测速传感器(1300)，第一测速齿轮(1100)的齿轮轴套同轴固定在第一高速轴承(800)和第二高速轴承(1200)之间的主轴(200)上，且齿轮轴套的两端分别与第一高速轴承(800)的内圈和第二高速轴承(1200)的内圈紧密顶靠；齿轮轴套的外周壁与第一轴套(900)和第二轴套(1000)的内周壁之间均留有间隙，第二轴套(1000)的内周壁与第一测速齿轮(1100)的齿轮对应处开设有用于容纳齿轮的环形容纳槽，齿轮位于环形容纳槽内，第一测速传感器(1300)贯穿壳体支撑套(300)并伸入环形容纳槽内。
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5.根据权利要求1所述的无座式水力测功器，其特征在于，测扭机构包括静态扭矩传感器(2000)，静态扭矩传感器(2000)与壳体支撑套(300)同轴固定。
6.根据权利要求1所述的无座式水力测功器，其特征在于，测扭机构包括动态扭矩传感器(1400)，动态扭矩传感器(1400)与主轴(200)通过法兰固定连接；
7.根据权利要求1所述的无座式水力测功器，其特征在于，单定转子结构包括第一转子(400)和两个第一定子(500)，第一转子(400)同轴位于壳体(100)的中部且与主轴(200)固定连接，两个第一定子(500)分别同轴套设于第一转子(400)两侧的主轴(200)上，两个第一定子(500)分别与壳体(100)的第一端端壁和第二端端壁固定连接，且两个第一定子(500)和第一转子(400)之间均存在间隙形成第一定转子工作腔，且靠近第二端端壁的第一定子(500)和主轴(200)之间留有间隙形成第一进水间隙(501)，第二端端壁中部开设有与第一进水间隙(501)连通的第一进水孔(101)，壳体(100)的底部开设有与第一定转子工作腔连通的第一排水孔(102)。
8.根据权利要求1所述的无座式水力测功器，其特征在于，双定转子结构包括两个单定转子组件，两个单定转子组件间隔套设在位于壳体(100)的主轴上；每个单定转子组件包括同轴固定在主轴(200)上的第二转子(2300)和同轴套设于主轴(200)上且分别位于第二转子(2300)两侧的两个第二定子(2400)，第二定子(2400)均与壳体(100)固定连接；
9.根据权利要求7或8所述的无座式水力测功器，其特征在于，第一端端壁顶部开设有沿竖直方向延伸的第二通气孔(103)，第二通气孔(103)的顶端连接有呼吸阀(104)，且第二通气孔(103)的底端与第一定转子工作腔或靠近第一端端壁的第二定转子工作腔连通。
10.根据权利要求1所述的无座式水力测功器，其特征在于，壳体(100)的第一端端壁和主轴(200)之间连接有高速接触密封机构(600)，且壳体(100)、壳体支撑套(300)和主轴(200)之间连接有泄漏甩水密封机构；
...【技术特征摘要】
1.一种无座式水力测功器，其特征在于，包括：水力测功器本体、测扭机构和测速机构；
2.根据权利要求1所述的无座式水力测功器，其特征在于，水力测功器本体还包括第一高速轴承(800)和第二高速轴承(1200)，第一高速轴承(800)和第二高速轴承(1200)自主轴(200)的第二端到壳体(100)的方向依次连接在壳体支撑套(300)和主轴(200)之间；
3.根据权利要求2所述的无座式水力测功器，其特征在于，测速机构包括第一测速齿轮(1100)和第一测速传感器(1300)，第一测速齿轮(1100)的齿轮轴套同轴固定在第一高速轴承(800)和第二高速轴承(1200)之间的主轴(200)上，且齿轮轴套的两端分别与第一高速轴承(800)的内圈和第二高速轴承(1200)的内圈紧密顶靠；齿轮轴套的外周壁与第一轴套(900)和第二轴套(1000)的内周壁之间均留有间隙，第二轴套(1000)的内周壁与第一测速齿轮(1100)的齿轮对应处开设有用于容纳齿轮的环形容纳槽，齿轮位于环形容纳槽内，第一测速传感器(1300)贯穿壳体支撑套(300)并伸入环形容纳槽内。
4.根据权利要求1所述的无座式水力测功器，其特征在于，测扭机构包括拉力传感器(2200)和悬臂座(2100)，壳体支撑套(300)转动连接在悬臂座(2100)上，拉力传感器一端与悬臂座(2100)固定连接，另一端与壳体(100)铰接；悬臂座(2100)与第二排脂孔(301)对应处开设有与第二排脂孔(301)连通的第三排脂孔(2101)。
5.根据权利要求1所述的无座式水力测功器，其特征在于，测扭机构包括静态扭矩传感器(2000)，静态扭矩传感器(2000)与壳体支撑套(300)同轴固定。
6.根据权利要求1所述的无座式水力测功器，其特征在于，测扭机构包括动态扭矩传感器(140...
【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，王钰明，李辉，赵爱国，
申请(专利权)人：江苏联测机电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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