轉矩測量裝置及其安裝方法
2023-11-12 05:15:57 2
專利名稱：轉矩測量裝置及其安裝方法
技術領域：
本發明涉及一種轉矩測量裝置及其安裝方法，特別涉及一種轉矩測量裝置的安裝框架。
背景技術：
轉矩是在旋轉動力系統中最頻繁涉及到的參數，通常利用轉矩儀來檢測旋轉轉矩。轉矩儀對各種旋轉機械部件上的扭轉力矩進行感知和檢測，其具有精度高，頻響快，可靠性好，壽命長等優點。轉矩試驗臺可以實現對不同類型的動力設備的轉矩輸出實現轉矩測量，但轉矩儀與動力設備的對中連接直接關係到轉矩儀的測量精度和可靠性，因此，在轉矩試驗臺上，如何實現轉矩儀與動力設備快速、可靠的對中連接是所屬領域急需解決的一個課題。附圖I是常見的轉矩傳感器與動力設備(電機)的安裝示意圖。圖中，動力設備 103通過聯軸器102與轉矩儀101相連接，動力設備103和轉矩儀101通過分別通過安裝底座安裝在支架104上，通過轉矩儀101來檢測動力設備103輸出轉矩的大小。其中聯軸器 102可以為彈性柱銷聯軸器，也可以為剛性聯軸器。彈性柱銷聯軸器結構簡單，加工容易，維護方便；能夠微量補償安裝誤差造成的軸的相對偏移，同時能起到輕微減振的作用。適用於中等載荷、起動頻繁的高低速運轉場合；剛性聯軸器結構簡單，成本低，無補償性能，不能緩衝減振，對兩軸的安裝精度較高。用于振動很小的工況條件。作為現有的轉矩測量裝置，有專利文獻I所公開的裝置。這種轉矩檢測裝置如圖 2和圖3所示，具有電機201和轉矩儀203，該電機201的輸出軸通過聯軸器202與該轉矩儀203旋轉軸的一端相連。電機201由電機支架205支撐，轉矩儀203由轉矩儀支架208支撐，電機支架205 和轉矩儀支架208起支撐作用。電機支架205下疊設有多片電機支架調整墊片204，轉矩儀支架208下疊設有多片轉矩儀支架調整墊片207。該電機支架調整墊片204和轉矩儀支架調整墊片207均為楔形結構。圖3示出了電機支架調整墊片204和轉矩儀支架調整墊片 207的結構，該支架調整墊片的截面為楔形，楔形頂角α約3°，墊片的中心部分設有一孔 111，固定電機支架205的固定部件位於該孔111中，這樣不會影響墊片的左右前後移動，該電機支架調整墊片204用於調整電機I的高度。轉矩儀支架調整墊片207的結構與電機支架調整墊片204的結構相同，該轉矩儀支架調整墊片207用於調整轉矩儀203的高度。通過該電機支架調整墊片204和轉矩儀支架調整墊片207間的協調調整，最終的目標是使得電機201和轉矩儀203的軸等高。例如，如圖2，電機支架205和轉矩儀支架208下均設有組合在一起的兩個楔形墊片，改變兩個楔形墊片的相對位置可調整設備的高度，最終實現各設備的軸等聞。專利文獻2公開了另外一種電機對中調整裝置，該裝置如圖4所示，該裝置包括L 形支架301、頂頭304和半圓弧板307，L形支架301豎直部分頂部穿有一調整螺栓302，調整螺栓302 —端設有頂頭304，L形支架301水平部分末端通過螺栓305連接有兩個相對的半圓弧板307 ；L形支架301包括兩塊相對的L形板，兩L形板水平部分之間夾持有加強板 306，兩L形板豎直部分頂部之間設置有連接板303，連接板303上設有與調整螺栓302相配合的螺紋孔；兩個相對的半圓弧板307的兩端均通過螺栓305相連。安裝時拆卸下半圓弧板307，其餘部件安放到電機安裝支座上，再通過螺栓305緊固安裝半圓弧板307，使該裝置牢固抱緊電機支座，調整調整螺栓302的頂頭304頂住電機，配合雷射對中儀實現電機左右方向的快速對中調整。專利文獻3公開了另一種轉矩儀與電機的連接裝置，該裝置如圖5所示，在該裝置中，電機402通過轉矩傳感器408連接到能量吸收裝置403中。電機402和能量吸收裝置 403安裝在支架401上，轉矩傳感器408 —端通過聯軸器411與能量吸收裝置403連接，另一端通過飛輪適配器409與飛輪406連接，通過上述連接，使得電機402、轉矩傳感器408和能量吸收裝置403的軸心在同一軸線405上。專利文獻I :中國公開發明專利CN101281069 ；專利文獻2 :中國公告實用新型專利CN201884220U ；專利文獻3 :歐洲授權公告專利EP0192799B。然而，就上述現有的連接裝置而言，其不能實現電機和轉矩儀的快速對中連接，同時，也不能適應不同尺寸和類型的轉矩儀與電機的快速更換和連接。
發明內容
於是，本發明的目的在於提供一種轉矩測量裝置，其能夠實現轉矩儀與電機的快速對中連接，也能夠適應不同類型的轉矩儀和電機的快速更換；該裝置不僅便於轉矩儀和電機之間的對中安裝，也能夠實現不同類型的轉矩儀和電機的拆卸和更換；本裝置能適應不同電機的轉矩測量，並具有高的可靠性和測量精度。為達到上述目的，本發明的提供一種轉矩測量裝置，包括轉矩儀、電機和安裝支架，所述安裝支架包括轉矩儀安裝框架和電機安裝基座，轉矩儀安裝框架包括水平底板和從該底板的端部豎直向上延伸的側板，所述電機安裝基座包括水平基板和從水平基板豎直向上延伸的豎直連接板，其特徵在於所述側板上具有水平方向延伸的長條形的第一連接孔，所述豎直連接板上具有並列設置的豎直方向延伸的兩條長條形的第二連接孔，分別位於兩條上述第二連接孔中的連接件均通過上述第一連接孔實現所述安裝框架和所述安裝基座的固定連接。優選地，所述轉矩儀安裝框架具有兩個所述的側板，所述側板分別從所述水平底板的兩個端部豎直向上延伸，所述水平底板上具有兩個沿底板的長度方向上並列設置的用於固定轉矩儀的長條形的連接孔。優選地，所述兩個側板上均具有所述第一連接孔和第一 U形槽，該U形槽以開口向上敞開的方式形成於豎直延伸的所述側板的上端。優選地，所述第一連接孔位於第一 U形槽的下方。優選地，所述電機安裝基座的水平基板具有兩個沿底板的長度方向上並列設置的用於固定電機的長條形的連接孔，所述豎直連接板上還具有第二 U形槽，該U形槽以開口向上敞開的方式形成於豎直延伸的所述連接板的上端。優選地，用於連接轉矩儀和電機的聯軸器設置於所述第一 U形槽和第二 U形槽中。
優選地，所述轉矩儀安裝支架的水平底板和側板一體形成，所述電機安裝基座的水平基板和豎直連接板一體形成。優選地，所述第一連接孔和第二連接孔包括多個圓形的連接孔。本發明還提供一種轉矩測量裝置的安裝方法，該轉矩測量裝置具有用於安裝轉矩儀的轉矩儀安裝框架和用於安裝電機的電機安裝基座，所述安裝框架具有豎直側板，所述安裝基座具有豎直連接板，所述豎直側板具有水平延伸的長條形的第一連接孔，所述豎直連接板具有豎直延伸的並列設置的兩個長條形的第二連接孔，所述安裝方法的特徵在於將兩個連接件分別穿設於上述兩個第二連接孔中，然後，將上述兩個連接件均穿過所述第一連接孔，通過將所述連接件在第一連接孔中的移動，來實現轉矩儀安裝框架和電機安裝基座之間的水平相對移動，通過所述兩個連接件分別在第二連接孔中的豎直位移，實現轉矩儀安裝框架和電機安裝基座之間的豎直相對移動，進而，實現轉矩儀和電機之間的對中連接。
圖I是現有技術中常見的扭矩測量裝置的安裝示意圖；圖2是一種形式的轉矩測量裝置；圖3是圖2中調整墊片的截面圖；圖4是現有技術中的一種電機對中調整裝置；圖5是現有技術中另一種轉矩測量裝置示意圖；圖6是本發明的轉矩測量裝置；圖7a、圖7b為本發明的轉矩儀安裝框架的側面和底面示圖；圖8為本發明的電機安裝基座；圖9是電機安裝基座的豎直板的結構示意圖；圖10是本發明的轉矩測量裝置的另一種實施例；圖11示出了電機安裝基座的豎直安裝板的另一實施例。
具體實施例方式通常情況下，轉矩儀採用應變片電測技術，即在彈性軸上組成應變橋，向應變橋提供電源即可測得該彈性軸受扭的電信號。將該應變信號放大後，經過壓/頻轉換，變成與扭應變成正比的頻率信號，再輸入計算機進行後續的處理。下面結合附圖對本發明做進一步的描述。圖6是本發明的處於安裝狀態的轉矩測量裝置。如圖6所示，本發明的轉矩測量設備包括轉矩儀I、電機2、轉矩儀安裝框架3和電機安裝基座4 ;利用連接件la、Ib，轉矩儀 I安裝於轉矩儀安裝框架3中；利用連接件2a、2b，電機安裝在電機安裝基座4上；同時，利用連接件lc，通過將安裝有轉矩儀I的轉矩儀安裝框架3安裝到電機安裝基座上。電機安裝基座4為該轉矩測量裝置的支撐基座。連接件la、lb、lc、2a、2b可以為例如螺栓的任意形式的連接件。如圖6所示，轉矩儀安裝框架3形成為大致U型的結構，其包括一個底板33和從該底板的兩端豎直向上一體地延伸的兩個側板31、32。圖7示出了該底板和側板的具體結構，兩個側板31、32結構相同，對稱的一體設置在底板33的兩端。下面以一側側板31為例對側板的結構進行說明，對於所屬領域技術人員來說，另一側側板32與下面進行說明的一側側板31有著相同的結構，其結構和布置方式是不言自明的。在轉矩儀安裝框架3安裝於安裝基座4上的安裝狀態下，該側板為豎直布置。在圖 7a所展示的側板的結構示意圖中，側板31包括U形槽311，該U形槽形成於側板的最上端， 並且具有向上敞開的開口，即，在該豎直的側板的上端，通過從其上端側去除一部分材料的形式來形成該開口向上的U形槽311，可以結合下文的描述，該開口向上的U形槽311用於容納轉矩儀與電機之間的諸如聯軸器的連接部件；另外，結合圖7a所示，該側板還包括一個長條形的連接孔312，該長條形的連接孔312水平布置在U形槽311的下方，可以結合下文的描述，該長條形的連接孔可用於容納連接件lc，該連接件Ic用於連接轉矩儀安裝框架 3和電機安裝基座4，連接件Ic的數量優選為2個。由於另一側側板32與上述側板31有相同的結構，所以，無論對於臥式的轉矩儀， 還是盤式的轉矩儀，都能實現便利的安裝；另外，由於兩側側板具有對稱的結構，因此，在將轉矩儀安裝框架安裝到安裝基座上時，可以不必考慮轉矩儀安裝框架的左右側面中的哪個側面與安裝基座相連接，從而節約了安裝時間，實現了安裝框架與安裝基座之間便利的安裝。下面通過圖7b對轉矩儀安裝框架的底板33進行說明，在轉矩儀安裝框架3安裝於安裝基座4上的安裝狀態下，該底板33為水平布置，該底板包括兩條長條形的連接孔 331、332，該長條形的連接孔331、332沿底板的長度方向延伸。該長條形的連接孔用於容納連接件la、Ib，該連接件la、lb用於將轉矩儀I安裝至轉矩儀安裝框架3上。對於不同型號的轉矩儀而言，其通常具有不同的安裝固定位置，長條形的連接孔331、332可以適應不同型號的轉矩儀對安裝位置的需求。另外，由於轉矩儀安裝框架為U型結構，其進具有左右側板，其前後位置為敞開的結構，因此，可以方便安裝工具諸如連接扳手接近轉矩儀，便於轉矩儀的安裝和拆卸。圖8為電機安裝基座4的俯視圖，下面結合圖8對電機安裝基座進行說明。電機安裝基座具有水平設置的基板42和垂直於該水平基板42設置的豎直安裝板41，豎直安裝板41和水平基板42 —體形成，豎直安裝板41從水平基板42的大致中央位置垂直向上延伸。結合圖9可知，豎直安裝板41具有U形槽411，該U形槽411和上文記載的轉矩儀安裝框架3的側板上的U形槽311相同的結構，其形成於豎直安裝板41的最上端，並且具有向上敞開的開口，即，在該豎直的安裝板的最上端，通過從其上端側去除一部分材料的形式來形成該開口向上的U形槽411，該開口向上的U形槽411和前述的U形槽311共同用於容納轉矩儀與電機之間的諸如聯軸器的連接部件；另外，結合圖9所示，該豎直安裝板41還包括兩個長條形的連接孔412、413，兩條長條形的連接孔412、413位於U形槽411的下方，並沿豎直安裝板41的上下方向豎直布置。長條形的連接孔412、413用於容納連接件lc，該連接件Ic用於連接轉矩儀安裝框架3和電機安裝基座4，連接件Ic的數量優選為2個。電機安裝基座的水平基板42包括兩條長條形的連接孔421、422，該長條形的連接孔421、422沿水平基板的長度方向延伸。該長條形的連接孔用於容納連接件2a、2b，該連接件2a、2b用於將電機安裝至電機安裝基座上。對於不同型號的電機而言，其通常具有不同的安裝固定位置，長條形的連接孔421、422可以適應不同型號的電機對安裝位置的需求。分別容納於長條形連接孔412、413中的連接件lc，均通過安裝框架3的側板31上的水平的長條形的連接孔312，將轉矩儀安裝框架3固定在電機安裝基座4上。結合附圖可知，通過將連接件Ic設置於水平的長條形連接孔312的不同位置，可以實現轉矩儀安裝框架3和電機安裝基座4之間的水平的相對位置的調整；通過將連接件Ic設置於豎直的長條形連接孔412、413的不同位置，可以實現轉矩儀安裝框架3和電機安裝基座4之間的豎直相對位置的調整，通過上述水平的連接孔和豎直的連接孔之間的相互配合，可以對不同電機軸高時，實現轉矩儀中心軸和電機中心軸的上下和左右調整，進而實現轉矩儀和電機之間的快速對中。圖10示出了本發明的轉矩測量裝置的另一種實施例。相對於前述實施例而言， 其對轉矩儀安裝框架的結構進行了改進，在轉矩儀安裝框架的左右側板31、32之間，設置有連接左右側板的連接板34，該連接板34更優的連接於左右側板的上側之間，並且在側板的頂端的前後兩側各一體地設置一個連接板34。對於該種結構形式的安裝框架，其進一步加強了轉矩儀安裝框架的整體強度，同時，由於在連接板34的下部，由連接板34、左右側板 31、32和底板33共同形成了「口」字形的開口，其便於連接件安裝工具利用該開口接近轉矩儀，便於轉矩儀從轉矩儀安裝框架的安裝和拆卸。圖11示出了電機安裝基座的豎直安裝板的另一實施例。在該實施例中，豎直的長條形連接孔412、413被豎直方向布置的多個連接圓孔412』和413』所替代，連接件Ic容納於連接圓孔中；通過將連接圓孔替代長條形的連接孔，豎直安裝板的強度得到了進一步的加強。以上對本發明的優選實施例進行了說明，在不違背本發明精神的情況下進行的變形均應為本發明所涵蓋的範圍。例如，將側板31、32上的書評的長條形連接孔312替換為多個水平布置的連接圓孔，以進一步加強側板的強度等。
權利要求
1.一種轉矩測量裝置，包括轉矩儀、電機和安裝支架，所述安裝支架包括轉矩儀安裝框架和電機安裝基座，轉矩儀安裝框架包括水平底板和從該底板的端部豎直向上延伸的側板，所述電機安裝基座包括水平基板和從水平基板豎直向上延伸的豎直連接板，其特徵在於所述側板上具有水平方向延伸的長條形的第一連接孔，所述豎直連接板上具有並列設置的豎直方向延伸的兩條長條形的第二連接孔，分別位於兩條上述第二連接孔中的連接件均通過上述第一連接孔實現所述安裝框架和所述安裝基座的固定連接。
2.根據權利要求I所述的一種轉矩測量裝置，其特徵在於所述轉矩儀安裝框架具有兩個所述的側板，所述側板分別從所述水平底板的兩個端部豎直向上延伸，所述水平底板上具有兩個沿底板的長度方向上並列設置的用於固定轉矩儀的長條形的連接孔。
3.根據權利要求I或2所述的一種轉矩測量裝置，其特徵在於所述兩個側板上均具有所述第一連接孔和第一 U形槽，該U形槽以開口向上敞開的方式形成於豎直延伸的所述側板的上端。
4.根據權利要求3所述的一種轉矩測量裝置，其特徵在於所述第一連接孔位於第一U 形槽的下方。
5.根據權利要求4所述的一種轉矩測量裝置，其特徵在於所述電機安裝基座的水平基板具有兩個沿底板的長度方向上並列設置的用於固定電機的長條形的連接孔，所述豎直連接板上還具有第二 U形槽，該U形槽以開口向上敞開的方式形成於豎直延伸的所述連接板的上端。
6.根據權利要求5所述的一種轉矩測量裝置，其特徵在於用於連接轉矩儀和電機的聯軸器設置於所述第一 U形槽和第二 U形槽中。
7.根據權利要求6所述的一種轉矩測量裝置，其特徵在於所述轉矩儀安裝支架的水平底板和側板一體形成，所述電機安裝基座的水平基板和豎直連接板一體形成。
8.根據權利要求7所述的一種轉矩測量裝置，其特徵在於所述第一連接孔和第二連接孔包括多個圓形的連接孔。
9.一種轉矩測量裝置的安裝方法，該轉矩測量裝置具有用於安裝轉矩儀的轉矩儀安裝框架和用於安裝電機的電機安裝基座，所述安裝框架具有豎直側板，所述安裝基座具有豎直連接板，所述豎直側板具有水平延伸的長條形的第一連接孔，所述豎直連接板具有豎直延伸的並列設置的兩個長條形的第二連接孔，所述安裝方法的特徵在於將兩個連接件分別穿設於上述兩個第二連接孔中，然後，將上述兩個連接件均穿過所述第一連接孔，通過將所述連接件在第一連接孔中的移動，來實現轉矩儀安裝框架和電機安裝基座之間的水平相對移動，通過所述兩個連接件分別在第二連接孔中的豎直移動，實現轉矩儀安裝框架和電機安裝基座之間的豎直相對移動，進而，實現轉矩儀和電機之間的對中連接。
全文摘要
一種轉矩測量裝置及其安裝方法，該裝置包括轉矩儀、電機和安裝支架，所述安裝支架包括轉矩儀安裝框架和電機安裝基座，轉矩儀安裝框架包括水平底板和從該底板的端部豎直向上延伸的側板，所述電機安裝基座包括水平基板和從水平基板豎直向上延伸的豎直連接板，其特徵在於所述側板上具有水平方向延伸的長條形的第一連接孔，所述豎直連接板上具有並列設置的豎直方向延伸的兩條長條形的第二連接孔，分別位於兩條上述第二連接孔中的連接件均通過上述第一連接孔實現所述安裝框架和所述安裝基座的固定連接。該裝置可以實現轉矩儀與動力設備快速、可靠的對中連接，並具有高的可靠性和測量精度。
文檔編號G01L3/10GK102589773SQ20121005319
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月2日 優先權日2012年3月2日
發明者宋強, 靳建波 申請人:北京理工大學