轉矩轉速標準的製造方法

2023-06-04 08:41:41

轉矩轉速標準的製造方法
【專利摘要】一種轉矩轉速標準機，包括：機座，其上設置有水平的試驗平臺；加載電機，其固定設置在試驗平臺的一端，所述加載電機的外殼兩側對稱安裝有一對校準槓桿，校準槓桿的外端吊掛有標準砝碼；驅動電機，其通過直線導軌可滑動的設置在試驗平臺的另一端，其轉軸與加載電機的驅動軸同軸設置；該驅動電機安裝有脈衝編碼器，用於旋轉角度、旋轉速度的測量與控制；標準轉矩傳感器，其固定設置在試驗平臺上靠近加載電機的位置，標準轉矩傳感器的轉軸與加載電機的驅動軸同軸設置。
【專利說明】轉矩轉速標準機
【技術領域】
[0001]本發明設計涉及計量領域，具體的涉及一種新型的轉矩轉速標準裝置。
【背景技術】
[0002]目前，電機、發動機、變速箱等旋轉機械產品的功率主要通過使用各類測功裝置如交流測功機進行測量，其主要設備為轉矩轉速測量裝置，需要直接測量的參數是轉矩和轉速，功率是通過轉矩和轉速換算得到。電機、發動機、變速箱等旋轉機械產品的轉矩和轉速參數量值的準確性主要取決於轉矩轉速測量裝置。
[0003]為了保證對轉矩轉速測量裝置的量值準確，確保產品質量，通常將該設備送到計量部門進行定期校準。計量部門對轉矩轉速測量裝置的校準，依據JJG924-2010轉矩轉速測量裝置國家計量檢定規程採用靜態校準方法，即分別在靜態扭矩標準機上檢定扭矩，在轉速試驗臺上檢定轉速。因轉矩轉速測量裝置對電機、發動機、變速箱等旋轉機械產品功率測量時，是在負載旋轉工作條件下對轉矩和轉速同步進行測量的，現有的計量手段無法模擬帶負載條件下的轉矩和轉速實際同步工作狀態，因此，靜態校準方法無法保證檢定狀態與使用狀態相一致，對校準結果的準確性存在較多不確定的因素。

【發明內容】

[0004]為了解決現有技術中，對轉矩轉速測量裝置的校準採用靜態校準方法無法保證檢定狀態與使用狀態相一致，導致校準結果的準確性存在較多不確定因素的技術問題，本發明的目的是提供一種轉矩轉速標準機，該轉矩轉速標準機用一個比被校轉矩轉速傳感器準確度高的非接觸式法蘭扭矩傳感器作為標準，與被校轉矩轉速裝置同軸串聯，以電動方式產生轉矩轉速的標準機，可實現負載條件下同步動態校準轉矩轉速測量裝置的轉矩和轉速量值，對保證電機、發動機等重要產品的轉矩、轉速、功率等參數量值準確、測量數據可靠具有重要意義。
[0005]為了實現上述目的，本發明採用了以下技術方案:
[0006]一種轉矩轉速標準機，其特徵在於，包括:
[0007]機座，其上設置有水平的試驗平臺；
[0008]加載電機，其固定設置在試驗平臺的一端，所述加載電機的外殼兩側對稱安裝有一對校準槓桿，校準槓桿的外端吊掛有標準砝碼；
[0009]驅動電機，其通過直線導軌可滑動的設置在試驗平臺的另一端，其轉軸與加載電機的驅動軸同軸設置；該驅動電機安裝有脈衝編碼器，用於旋轉角度、旋轉速度的測量與控制；
[0010]標準轉矩傳感器，其固定設置在試驗平臺上靠近加載電機的位置，標準轉矩傳感器的轉軸與加載電機的驅動軸同軸設置。
[0011]進一步，所述機座與試驗平臺為一體化設計，機座的底部設置有地腳調節塊。
[0012]進一步，所述試驗平臺上、加載電機的一側設置有槓桿限位板，該槓桿限位板設置有通孔，校準槓桿從該通孔中穿過。
[0013]進一步，所述驅動電機固定設置在移動支架上，所述移動支架的底板上設置有支承卡槽，該支承卡槽耦合在直線導軌上，直線導軌安裝在試驗平臺上；所述移動支架的底板靠近試驗平臺端部的一端中心設置有螺紋孔，其與螺紋絲槓的一端耦合，螺紋絲槓的另一端與移動支架調節手輪連接，旋轉移動支架調節手輪可使移動支架沿直線導軌前後移動。
[0014]進一步，所述移動支架包括底板和垂直於底板的垂直板，所述垂直板的中間設置有通孔，通孔的大小與驅動電機的連接端相匹配，驅動電機通過螺釘與移動支架的垂直板連接；所述垂直板的兩側還設置有兩塊保護板。
[0015]進一步，所述試驗平臺設置有升降平臺，該升降平臺設置在標準轉矩傳感器和加載電機之間，用於放置被校轉矩轉速傳感器；
[0016]所述升降平臺包括固定覆蓋在試驗平臺的升降平臺安裝口的固定底板，該固定底板的四個角各設置有一個通孔，該通孔內安裝有直線軸承，四根導向柱套接在所述直線軸承內，導向柱的下端延伸到固定底板下的機座內；
[0017]升降平臺承重板固定連接在四根導向柱的上端，升降平臺承重板的底部通過連接法蘭與安裝在機座內的升降絲杆連接；升降絲杆通過絲杆副與轉動絲杆連接，轉動絲杆與設置在機座側面的升降調節手輪連接。
[0018]進一步，所述標準轉矩傳感器為非接觸式法蘭力矩傳感器，其精度高於被校轉矩轉速傳感器；其通過標準轉矩傳感器支承固定設置在試驗平臺上靠近加載電機的位置處。
[0019]進一步，所述標準轉矩傳感器的轉軸與加載電機的驅動軸以及驅動電機的轉軸同軸設置，同軸度Φ < 0.1mm。
[0020]進一步，所述加載電機的外殼為可旋轉式，可旋轉角度為30°，即±15°。
[0021]進一步，所述機座的側面設置有三個裝配口，分別對應於加載電機、升降平臺和驅動電機的安裝位置，方便設備的安裝。
[0022]本發明的有益效果是:
[0023]本發明的轉矩轉速標準機採用一個比被校轉矩轉速傳感器準確度高的非接觸式法蘭扭矩傳感器作為標準，與被校轉矩轉速裝置同軸串聯，以電動方式產生轉矩轉速的標準機，可實現負載條件下同步動態校準轉矩轉速測量裝置的轉矩和轉速量值，對保證電機、發動機等重要產品的轉矩、轉速、功率等參數量值準確、測量數據可靠具有重要意義。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發明轉矩轉速標準機的主視圖；
[0025]圖2為本發明轉矩轉速標準機的俯視圖；
[0026]圖3為本發明轉矩轉速標準機的立體圖一；
[0027]圖4為本發明轉矩轉速標準機的立體圖二 ；
[0028]圖5為機座與試驗平臺的結構示意圖；
[0029]圖6為升降平臺主視圖；
[0030]圖7為升降平臺俯視圖。
[0031]附圖標記
[0032]1.機座；11.試驗平臺；12.升降平臺安裝口 ；13.加載電機安裝口 ；14.直線導軌槽；15.驅動電機支撐板；16.支承掛耳；17.地腳調節塊；18.裝配口 ；2.加載電機；21.校準槓桿；22.標準砝碼；23.槓桿限位板；3.驅動電機；4.直線導軌；5.標準轉矩傳感器；51.標準轉矩傳感器支承；6.被校轉矩轉速傳感器；7.移動支架；71.支承卡槽；72.底板；73.垂直板；74.保護板；8.移動支架調節手輪；111.升降平臺；112.固定底板；113.升降平臺承重板；114.升降絲杆；115.絲杆副；116.轉動絲杆；117.升降調節手輪；118.導向柱；119.直線軸承；120.連接法蘭
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖對本發明的優選實施方式做進一步詳細說明。
[0034]如圖5所示，本發明的轉矩轉速標準機，包括:機座1，其上設置有水平的試驗平臺11;在本實施例中，機座I與試驗平臺11為一體化設計，即機座I的上表面為試驗平臺11，其為水平的基準面，機座I與試驗平臺11 一體化設計消除了試驗平臺和機座分開鑄造加工帶來的裝配誤差，以及通過螺釘連接造成的試驗平臺的剛性問題，同時可以保證所有位置的形位誤差，提高了主機的剛性、穩定性和一致性。
[0035]如圖5所示，試驗平臺11的一端設置有加載電機安裝口 13，用於安裝加載電機2 ;試驗平臺11的另一端設置有兩條平行的直線導軌槽14和驅動電機支撐板15 ;試驗平臺11的中部設置有升降平臺安裝口 12 ;機座I的底部兩側設置有支承掛耳16，支承掛耳16上均布有多個地腳孔，如圖4和圖5所示，地腳調節塊17通過該地腳孔設置在機座I的底部，主要作用是調節試驗平臺的平面水平。機座I的側面設置有三個裝配口 18，分別對應於加載電機2、升降平臺111和驅動電機3的安裝位置，在裝配上述設備時使用。
[0036]如圖1至圖5所示，加載電機2固定設置在試驗平臺11的一端、加載電機安裝口13處。加載電機2固定在支承板上，支承板與試驗平臺的加載電機安裝口重合，支承板通過加載電機定位孔用螺栓固定在試驗平臺上。所述加載電機2的外殼兩側對稱安裝有一對校準槓桿21，校準槓桿21的外端吊掛標準砝碼22 ;校準槓桿的長度、標準砝碼的質量分別通過三坐標測量機、標準電子天平測量得到,校準槓桿與標準破碼質量產生標準扭矩,校準標準轉矩轉速傳感器的扭矩值，可實現轉矩轉速標準機扭矩量值的溯源。
[0037]如圖4所示，所述試驗平臺11上、加載電機2的一側設置有槓桿限位板23，該槓桿限位板23設置有通孔，該通孔優選設置為長方形通孔，校準槓桿21從該通孔中穿過。所述加載電機2的外殼設計為可旋轉式，可旋轉角度為30°，即±15°。槓桿限位板23的作用是限制校準槓桿的偏轉角，並對電機外殼旋轉極限位置起保護作用。
[0038]如圖1至圖5所示，驅動電機3通過直線導軌4可滑動的設置在試驗平臺11的另一端。驅動電機3固定設置在移動支架7上，所述移動支架7的底板72上設置有支承卡槽71，該支承卡槽71耦合在直線導軌4上，直線導軌4安裝在試驗平臺11的直線導軌槽14內。所述移動支架7的底板72靠近試驗平臺端部的一端中心設置有螺紋孔，其與螺紋絲槓的一端耦合，螺紋絲槓的另一端與移動支架調節手輪8連接，旋轉移動支架調節手輪8可使移動支架7沿直線導軌4前後移動，以調整驅動電機3的位置。
[0039]如圖3和圖4所示，所述移動支架7包括底板72和垂直於底板的垂直板73，所述垂直板73的中間設置有通孔，通孔的大小與驅動電機3的連接端相匹配，驅動電機3通過螺釘與移動支架的垂直板73固定連接，驅動電機工作時，可穩固在移動支架上。在所述垂直板73的兩側還設置有兩塊保護板74，對驅動電機3的轉軸起保護作用。
[0040]所述驅動電機3的轉軸與加載電機2的驅動軸同軸設置；驅動電機3安裝有脈衝編碼器，用於旋轉角度、旋轉速度的測量與控制。
[0041]如圖1至圖4所示，標準轉矩傳感器5固定設置在試驗平臺11上靠近加載電機2的位置，標準轉矩傳感器5的轉軸與加載電機2的驅動軸同軸設置；所述標準轉矩傳感器5為非接觸式法蘭力矩傳感器，其精度高於被校轉矩轉速傳感器6 ;標準轉矩傳感器5通過標準轉矩傳感器支承51固定設置在試驗平臺11上靠近加載電機2的位置處。
[0042]如圖1至圖4所示，所述試驗平臺11設置有升降平臺111，該升降平臺111設置在標準轉矩傳感器5和驅動電機3之間，用於放置被校轉矩轉速傳感器6 ;測試時，被校轉矩轉速傳感器6固定設置在升降平臺111上，其連接軸與驅動電機3的轉軸和標準轉矩傳感器5的轉軸同軸設置。
[0043]如圖6和圖7所示，所述升降平臺111包括固定覆蓋在試驗平臺11的升降平臺安裝口 12的固定底板112，該固定底板112的四個角各設置有一個通孔，該通孔內安裝有直線軸承119，四根導向柱118套接在所述直線軸承119內，導向柱118的下端延伸到固定底板112下的機座I內；
[0044]升降平臺承重板113通過蓋形螺母固定連接在四根導向柱118的上端，升降平臺承重板113的底部通過連接法蘭120與安裝在機座I內的升降絲杆114連接；升降絲杆114通過絲杆副115與轉動絲杆116連接，轉動絲杆116與設置在機座I側面的升降調節手輪117連接。
[0045]轉動升降調節手輪117可使轉動絲杆116同向轉動，並通過絲杆副115轉動，致使升降絲杆114上升或下降，從而帶動導向柱118和升降平臺承重板113升降。通過升降平臺承重板113的升降，調整 被校轉矩轉速傳感器6的高度，使其連接軸與驅動電機3的轉軸和標準轉矩傳感器5的轉 軸同軸設置。
[0046]本發明的轉矩轉速標準機在裝配的過程中，標準轉矩傳感器5的轉軸與加載電機2的驅動軸以及驅動電機3的轉軸同軸設置，同軸度Φ≥0.1mm。
[0047]使用本發明的轉矩轉速標準機進行校正時，驅動電機3的轉軸與被校轉矩轉速傳感器6的轉軸通過第一聯軸器及套筒匹配連接；加載電機2的驅動軸與被校轉矩轉速傳感器6另一端的轉軸通過第二聯軸器及套筒匹配連接，該第二聯軸器穿過標準轉矩傳感器5的中心孔。
[0048]最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
【權利要求】
1.一種轉矩轉速標準機，其特徵在於，包括: 機座(I )，其上設置有水平的試驗平臺(11); 加載電機(2 )，其固定設置在試驗平臺(11)的一端，所述加載電機(2 )的外殼兩側對稱安裝有一對校準槓桿(21)，校準槓桿(21)的外端吊掛有標準砝碼(22)； 驅動電機(3)，其通過直線導軌(4)可滑動的設置在試驗平臺(11)的另一端，其轉軸與加載電機(2)的驅動軸同軸設置；該驅動電機(3)安裝有脈衝編碼器，用於旋轉角度、旋轉速度的測量與控制； 標準轉矩傳感器(5)，其固定設置在試驗平臺(11)上靠近加載電機(2)的位置，標準轉矩傳感器(5)的轉軸與加載電機(2)的驅動軸同軸設置。
2.根據權利要求1所述的轉矩轉速標準機，其特徵在於，所述機座(1)與試驗平臺(11)為一體化設計，機座(1)的底部設置有地腳調節塊(17)。
3.根據權利要求1所述的轉矩轉速標準機，其特徵在於，所述試驗平臺(11)上、加載電機(2)的一側設置有槓桿限位板(23)，該槓桿限位板(23)設置有通孔，校準槓桿(21)從該通孔中穿過。
4.根據權利要求1所述的轉矩轉速標準機，其特徵在於，所述驅動電機(3)固定設置在移動支架(7)上，所述移動支架(7)的底板(72)上設置有支承卡槽(71 )，該支承卡槽(71)耦合在直線導軌(4)上，直線導軌(4)安裝在試驗平臺(11)上；所述移動支架(7)的底板(72)靠近試驗平臺端部的一端中心設置有螺紋孔，其與螺紋絲槓的一端耦合，螺紋絲槓的另一端與移動支架調節手輪(8 )連接，旋轉移動支架調節手輪(8 )可使移動支架(7 )沿直線導軌(4)前後移動。
5.根據權利要求4所述的轉矩轉速標準機，其特徵在於，所述移動支架(7)包括底板(72)和垂直於底板的垂直板(73)，所述垂直板(73)的中間設置有通孔，通孔的大小與驅動電機(3)的連接端相匹配，驅動電機(3)通過螺釘與移動支架的垂直板(73)連接；所述垂直板(73)的兩側還設置有兩塊保護板(74)。
6.根據權利要求1所述的轉矩轉速標準機，其特徵在於，所述試驗平臺(11)設置有升降平臺(111)，該升降平臺(111)設置在標準轉矩傳感器(5)和加載電機(3)之間，用於放置被校轉矩轉速傳感器(6 ); 所述升降平臺(111)包括固定覆蓋在試驗平臺(11)的升降平臺安裝口(12)的固定底板(112)，該固定底板(112)的四個角各設置有一個通孔，該通孔內安裝有直線軸承(119)，四根導向柱(118)套接在所述直線軸承(119)內，導向柱(118)的下端延伸到固定底板(112)下的機座(1)內； 升降平臺承重板(113)固定連接在四根導向柱(118)的上端，升降平臺承重板(113)的底部通過連接法蘭(120)與安裝在機座(1)內的升降絲杆(114)連接；升降絲杆(I 14)通過絲杆副(115)與轉動絲杆(116)連接，轉動絲杆(116)與設置在機座(1)側面的升降調節手輪(117)連接。
7.根據權利要求1所述的轉矩轉速標準機，其特徵在於，所述標準轉矩傳感器(5)為非接觸式法蘭力矩傳感器，其精度高於被校轉矩轉速傳感器(6);其通過標準轉矩傳感器支承(51)固定設置在試驗平臺(11)上靠近加載電機(2)的位置處。
8.根據權利要求1所述的轉矩轉速標準機，其特徵在於，所述標準轉矩傳感器(5)的轉軸與加載電機(2)的驅動軸以及驅動電機(3)的轉軸同軸設置，同軸度Φ < 0.1mm。
9.根據權利要求1所述的轉矩轉速標準機，其特徵在於，所述加載電機(2)的外殼為可旋轉式，可旋轉角度為30°，即±15°。
10.根據權利要求6所述的轉矩轉速標準機，其特徵在於，所述機座(1)的側面設置有三個裝配口( 18 )，分別對應於加載電機(2 )、升降平臺(111)和驅動電機(3 )的安裝位置，方便設備的安裝。`
【文檔編號】G01L25/00GK103776584SQ201410047858
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月11日 優先權日:2014年2月11日
【發明者】周兆豐, 曹久大, 李思遠, 葉錦成, 項樑 申請人:重慶建設工業(集團)有限責任公司