| 電渦流測功機(jī)(標(biāo)準(zhǔn)型) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 來源： 發(fā)布：2021/5/29 16:12:34 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
一 前 言 DW系列（DW15、DW20、DW50、DW125 、DW160、DW260、DW400、DW500、DW600、DW1000、DW1500、DW2000）電渦流測功機(jī)主要用來測量動力機(jī)的有效功率及傳動機(jī)械的效率，是目前先進(jìn)的加載測功設(shè)備，國外已有逐步取代水力測功機(jī)的趨勢，它構(gòu)成的發(fā)動機(jī)試驗臺適用于一切研究、質(zhì)檢、生產(chǎn)和維修服務(wù)行業(yè)。 DW系列測功機(jī)具有測試范圍寬廣、雙向測試、許容轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn)動慣量小、測量精度高、對突變負(fù)荷響應(yīng)快的特點（0.2s），它不受冷卻水進(jìn)水壓力變化的影響，尤其適用于操作控制自動化的試驗臺架，與具有自動化控制功能的電控儀配套，實現(xiàn)遠(yuǎn)距離自動化操縱及數(shù)顯、打印測量的水平較高。相對水力測功機(jī)而言，電渦流測功機(jī)在低速、中小功率的加載測試技術(shù)上，易于配套實現(xiàn)計算機(jī)控制，具有無可比擬的優(yōu)越性。
二 技 術(shù) 規(guī) 范
1．技術(shù)參數(shù)（見表1） 表1 技術(shù)參數(shù)表 尺寸單位：毫米
2．特性曲線 DW系列電渦流測功機(jī)特性曲線表示測功機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下所能吸收的功率范圍，它由OABC組成。 OA—最大扭矩線。當(dāng)最大扭矩為常數(shù)時所能吸收的最大功率，隨著轉(zhuǎn)速的增加而上升，在A點達(dá)到扭矩強度所允許的最大功率。 AB—最大功率線。測功機(jī)達(dá)到最大扭矩點（A）后，隨著轉(zhuǎn)速的變化測功機(jī)所允許吸收的最大功率。 BC—最高轉(zhuǎn)速線。測功機(jī)在工作時允許的最高轉(zhuǎn)速。 上述三段限線所包圍的區(qū)域為測功機(jī)的工作范圍。凡動力機(jī)或其它機(jī)械設(shè)備的動力特性在OABC所包圍的范圍內(nèi)者，均能用該型測功機(jī)進(jìn)行特性試驗，用戶在選用測功機(jī)時須稍留有余地。但余地太大,測試精度則難以保證。 或由OABCD組成，則AB線為主軸強度所容許的最大扭矩值，其余BC、CD線含意同上。      三 產(chǎn)品的主要結(jié)構(gòu) 電渦流測功機(jī)分感應(yīng)子式、盤式兩種，主要由旋轉(zhuǎn)部件（感應(yīng)轉(zhuǎn)子）、擺動部件（電樞和勵磁線圈）、測力部件（測力臂加應(yīng)變片式拉壓力傳感器）和校正部件（校正臂加砝碼）組成，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖一、圖二(測力部件、校正部件未畫)。  圖一：盤式電渦流測功機(jī)  圖二：鼓式電渦流測功機(jī)
四 工作原理和功率計算
1．工作原理
由電渦流測功機(jī)的結(jié)構(gòu)可知，感應(yīng)子主要由旋轉(zhuǎn)部件和擺動部件（電樞和勵磁線圈）組成。轉(zhuǎn)子軸上的感應(yīng)子形狀猶如齒輪，與轉(zhuǎn)子同軸固定裝有一個直流勵磁線圈。當(dāng)勵磁繞組通以直流電流時，其周圍便有磁場存在，那么圍繞勵磁繞組就產(chǎn)生一閉合磁通。很明顯，位于繞組左側(cè)的感受應(yīng)子具有一個極性，右側(cè)具有相反的極性。旋轉(zhuǎn)時，由于磁密值的周期性變化而產(chǎn)生渦流，此渦流產(chǎn)生的磁場同產(chǎn)生它的磁場相互作用，從而產(chǎn)生與被試機(jī)反向的制動力矩，使電樞體擺動，通過電樞體上的力臂，將制動力傳給測量裝置。
渦電流使渦流環(huán)發(fā)熱，由進(jìn)入渦流環(huán)的冷卻水把熱量帶走，實現(xiàn)功熱平衡的能量交換。
轉(zhuǎn)速測量采用非接觸式磁電轉(zhuǎn)速傳感器和裝于主軸的60齒牙盤，將轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)換成電信號輸出。
2．功率計算
（1）功率計算 （2）扭矩計算
功率P=N.n/10000(千瓦) M=N.L(牛.米)
式中N---負(fù)荷(牛頓) 式中N--- 負(fù)荷(牛頓)
n---轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） L---計算臂長為0.95493(米)
(注：為了迅速而方便地根據(jù)測功機(jī)測力指示值計算制動功率，取測功機(jī)砝碼臂長0.9738M或它的簡單倍值，靜校時1Kg砝碼顯示10N的數(shù)據(jù)或它的倍值，由此引出計算臂長為0.95493M)
五 測功機(jī)的安裝與調(diào)試
1.試驗臺應(yīng)靠近有水源的一邊，混凝土基礎(chǔ)和墻壁距離不小于1.5米,基礎(chǔ)尺
寸由測功機(jī)底座決定,地腳螺栓的最小埋入深度一般為20d，（螺栓直徑d）地腳螺栓下的混凝土凈厚為不小于50mm。整個試驗室要求通風(fēng)好，光線足，照明設(shè)備符合要求，測功機(jī)的基礎(chǔ)應(yīng)足夠堅固，既能承受動載，也能承受靜載，并且能防止從原動力機(jī)傳來的振動，故其周圍應(yīng)做成200毫米寬、800毫米深填木屑或爐渣、面上鋪有瀝青的防震槽。
測功機(jī)安裝在基礎(chǔ)上后，應(yīng)在測功機(jī)底座上平面用水平儀校正，水平儀的
度為0.04/1000，校正測功機(jī)在兩個互相垂直方向的水平，其安裝精度為0.1/1000，以免影響測功機(jī)的精度和靈敏度，動力機(jī)應(yīng)按動力機(jī)安裝要求進(jìn)行，對一些常變換動力機(jī)型號的臺架，動力機(jī)最好安裝在三個自由度均可變位的附件支架上（本公司有此產(chǎn)品供貨），使安裝和調(diào)整更方便。
2．接線：按控制柜連線圖分別聯(lián)接好勵磁線圈、轉(zhuǎn)速傳感器、拉壓力傳感器、溫度控制器、水流量開關(guān)或電接點開關(guān)及潤滑泵的電纜線。
3．管路聯(lián)接及對水質(zhì)、水壓的要求
冷卻水是電渦流測功機(jī)能否正常工作的關(guān)鍵，務(wù)請用戶予以重視。使用電渦流測功機(jī)應(yīng)注意水壓、水流量，測功機(jī)冷卻水只能用淡水，如城市生活、生產(chǎn)用水，水壓在0.04~0.10Mpa。冷卻水量見表1。冷卻水的出水口溫度應(yīng)小于65°C∽70℃。在安裝時一定要注意進(jìn)出水口的管徑與所要求的一致性，并要求進(jìn)出管道無泄漏。為防止電渦流測功機(jī)內(nèi)冷圈水道積垢，可在循環(huán)水中加些除垢劑或在管道中加裝磁力除垢器，以化學(xué)或物理方法消除水垢，防止積垢。也可以采用清洗方法進(jìn)行除垢，接上清洗軟管，用清洗泵把清洗液不斷地泵入測功機(jī)的循環(huán)水道，直至水垢被清洗干凈為止。由于清洗液具有一定的腐蝕性，故最后還要用清水將殘余清洗液清洗干凈，能用中和液進(jìn)行中和處理更好。清洗泵可選用揚程10m、流量60l/m的泵。
判斷水垢是否形成，主要有兩個標(biāo)志：
（1）冷卻水出水流速下降，流量減少；
（2）冷卻水出水溫度上升，手感比正常狀態(tài)時溫度高。
通常這兩種狀態(tài)是并存的。
4．測功機(jī)與動力機(jī)的連接應(yīng)采用彈性連接或萬向軸連接。測功機(jī)主軸與被測動力機(jī)主軸的對中要求應(yīng)在ф0.1范圍內(nèi)。否則將引起附加振動，振動對軸與軸承產(chǎn)生的動負(fù)荷將嚴(yán)重影響使用壽命。為減小測功機(jī)軸伸受力，有時需考慮裝設(shè)輔助支承，以保護(hù)測功機(jī)。當(dāng)采用萬向軸連接時，要求偏角在1°-1.5°以內(nèi)。測功機(jī)與動力機(jī)的連接部位，特別強調(diào)應(yīng)由用戶自行加裝或向測功機(jī)供應(yīng)方訂購安全保護(hù)裝置，以確保人身安全。
5．為了不致使測功機(jī)和原動機(jī)的軸受到較大的彎矩，在材料和機(jī)械強度允許的條件下，應(yīng)盡量采用較輕的聯(lián)軸器，測功機(jī)側(cè)的聯(lián)軸器與主軸部件出廠時經(jīng)過嚴(yán)格的動平衡，原動機(jī)側(cè)的半聯(lián)軸器也應(yīng)動平衡為好。
六 電渦流測功機(jī)的校正
電渦流測功機(jī)應(yīng)先與動力機(jī)脫開，以靜態(tài)校正為依據(jù)，新安裝的測功機(jī)使用前應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格校正，以保證測量精確度，以后視使用情況定期進(jìn)行校正檢查。一般為半年左右，特殊情況隨時可以進(jìn)行校正。
校正步驟：首先檢查與測功機(jī)配套的二次儀表（如功率、油耗、扭矩顯示儀），預(yù)熱30分鐘，加配重調(diào)節(jié)調(diào)零電位器，使儀表的扭矩顯示（實際為力值）為零。若不為零可參見電氣說明書調(diào)整。在測功機(jī)殼體裝上校正臂并擰緊固定螺栓。電渦流測功機(jī)可正反方向吸收功率，兩側(cè)均可加砝碼標(biāo)定，實際工作時傳感器一般為受拉狀態(tài)，應(yīng)在與被測動力機(jī)旋轉(zhuǎn)方向一致的側(cè)面加砝碼標(biāo)定，前面提到的加配重是為了讓傳感器有一個預(yù)拉（壓）力。
校正臂有效長度設(shè)計值為973.8毫米（或是它的簡單倍值），此時砝碼盤上放1Kg砝碼，相應(yīng)顯示值為10牛頓，2Kg顯示值為20牛頓……（或是相應(yīng)的倍值）
在砝碼盤上加標(biāo)準(zhǔn)砝碼，一次性加到滿量程的80%左右進(jìn)行比例標(biāo)定（參見電氣說明書），使負(fù)荷顯示值與所加砝碼的重量相對應(yīng)，卸下所加的砝碼，負(fù)荷表應(yīng)為零（誤差應(yīng)在許可范圍內(nèi)）。
按次序進(jìn)行加減載試驗（逐漸加至滿量程，再依次減砝碼到零）使砝碼值與數(shù)顯值對應(yīng)呈線性關(guān)系，反復(fù)調(diào)整直至達(dá)到規(guī)定精度，否則應(yīng)檢查測功機(jī)的機(jī)械裝配質(zhì)量，是否發(fā)生機(jī)械器件的卡阻現(xiàn)象。扭矩傳感器的安裝是否正確，傳感器是否損壞，電線、電纜、水管、油管是否影響扭矩顯示，如果加減砝碼時的滯后較大，有的結(jié)構(gòu)可以考慮更換進(jìn)排水?dāng)[動管的“O”形圈，或在“O”形圈上涂些黃油或清洗、更換擺動軸承，排除后再重復(fù)以上操作。其它進(jìn)排水結(jié)構(gòu)，參照同樣原理予以排除阻力。當(dāng)測試范圍較小時為了提高測試精度可以僅在此測試范圍內(nèi)校正。
新安裝好的測功機(jī)第一次調(diào)試使用、測功機(jī)修理或長期擱置后的第一次使用、在試驗中測得的負(fù)荷值有疑問或有異常現(xiàn)象、測功機(jī)正常的檢定周期使用半年至一年后、被試機(jī)測試比較重要時，都需進(jìn)行測功機(jī)的負(fù)荷校正。測功機(jī)校正時所用的砝碼精度為國家標(biāo)準(zhǔn)四等精度。本產(chǎn)品砝碼以力值單位N為計量單位，采用標(biāo)準(zhǔn)重力加速度進(jìn)行標(biāo)定。由于各地重力加速度不盡相同，但一般情況下重力加速度引起誤差極小，可忽略不計。若用戶需要更精確標(biāo)定，可對砝碼按用戶所在地的重力加速度進(jìn)行修正。
還需說明，由于測功機(jī)在運轉(zhuǎn)時不免有微小振動產(chǎn)生，正是由于這個“振動現(xiàn)象”克服了系統(tǒng)的靜摩擦，因而靜態(tài)校正是能夠正確反映測功機(jī)的“動態(tài)”測試結(jié)果的。用戶完全沒有必要為所謂的“動�！倍a(chǎn)生疑慮。
七 測功機(jī)的使用與操作
測功機(jī)上試驗臺架后，即可將運輸過程中用于保護(hù)拉壓力傳感器的固定支架拆除。
1. 測功機(jī)開始使用前半小時，可先開動泵油潤滑裝置，具體調(diào)節(jié)要求見潤滑章節(jié)。油脂潤滑無須提前潤滑。
2. 在起動被測機(jī)械前應(yīng)使測功機(jī)控制單元處于恒電流控制，把設(shè)定值設(shè)置為0，此時電渦流測功機(jī)的勵磁電流為零，這樣被測機(jī)械在接近于零負(fù)荷下啟動。
3. 打開進(jìn)水閥門，冷卻水通過流量開關(guān)進(jìn)入測功機(jī)的冷卻通道，由底座排水口經(jīng)循環(huán)水管流回水箱，或由放水管直接把水放掉。（注意：電渦流測功機(jī)必須在有冷卻水狀態(tài)下才能加負(fù)載，否則將會燒毀測功機(jī)。）
4. 啟動被測機(jī)械帶動測動器主軸以同一轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，再次檢查潤滑油、冷卻水是否暢通，待動力機(jī)運轉(zhuǎn)后，即可進(jìn)行加載試驗。（未打開水閥門、流量開關(guān)觸點會使勵磁電流加不上。）
5. 根據(jù)被測機(jī)械的試驗范圍改變控制單元的控制和設(shè)定值，電渦流測功機(jī)會自動地跟隨勵磁電流的大小改變負(fù)荷起到吸功和測功的作用。整個調(diào)節(jié)控制電路是一個完整的閉環(huán)自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。將測功機(jī)的轉(zhuǎn)速（或扭矩）實際值與可調(diào)的設(shè)定值（電壓）進(jìn)行比較，比較后的差值經(jīng)PID（比例、積分、微分）放大后，按選定的控制方式自動調(diào)節(jié)線圈的勵磁電流，改變測功機(jī)的轉(zhuǎn)速（或扭矩）值，使其等于設(shè)定值，達(dá)到所要求的控制特性。詳見控制儀使用說明書。
6. 當(dāng)負(fù)荷增大時，應(yīng)注意檢查測功機(jī)出水口溫度，若溫度超過65～70℃則容易燒壞勵磁線圈，同時過高的水溫更易生水垢，反過來又影響冷卻效果，因此應(yīng)適當(dāng)加大進(jìn)水量或增大進(jìn)水壓力，這樣出水口的溫度就會降低。當(dāng)管道水流量突然降低，流量開關(guān)發(fā)出信號，勵磁電流迅速降為零，起安全保護(hù)作用。在側(cè)殼安裝有二個溫度控制器，控制電樞本體溫度一般調(diào)到65℃，如超過65℃，同樣會發(fā)出信號，中斷測功機(jī)勵磁電流，起安全保護(hù)作用。小機(jī)型無溫度調(diào)節(jié)旋鈕。
7.當(dāng)轉(zhuǎn)速增加，一般超過3500～4000轉(zhuǎn)/分以上時，應(yīng)密切注意檢查主軸軸承處溫升，若軸承外殼處溫度過高，應(yīng)適當(dāng)增大進(jìn)油量，
8、試驗完畢應(yīng)使勵磁電流為零，卸去負(fù)荷后停轉(zhuǎn)被測機(jī)械；再關(guān)閉進(jìn)水閥門，停止供水系統(tǒng)的循環(huán)。
9、切斷與電控儀相連的電源。
使用中請務(wù)必記住開車前先泵油潤滑正常，通水冷卻正常，后開機(jī)；停車時先減載為零，關(guān)機(jī)，再停水，同時停止泵油潤滑。
10、對脂潤滑機(jī)型按每200小時加脂量約50亳升要求進(jìn)行定期加脂潤滑。
八 潤滑
電渦流測功機(jī)潤滑主要是主軸上旋轉(zhuǎn)軸承和外殼擺動軸承處。
擺動軸承潤滑油可在機(jī)油中加入少量潤滑脂加熱調(diào)勻，一般每一年加注一次潤滑油。卸下軸承架外側(cè)蓋板，即可加注。
主軸軸承處潤滑方式一般有三種，一種是脂潤滑，另一種是滴油形式進(jìn)行的潤滑，再則是油霧潤滑。脂潤滑一般累積轉(zhuǎn)運200小時加注ZL45-2航空潤滑脂約50毫升，以達(dá)到油脂的及時更換，否則油脂可能被氧化而變硬。而油潤滑性能優(yōu)于脂潤滑，但需要較復(fù)雜的密封技術(shù)，而油霧潤滑需要一些配套器械才能實施。
根據(jù)機(jī)型及用戶需求轉(zhuǎn)速比較高時，脂潤滑不能滿足要求時，采用滴油潤滑方式。把潤滑油滴入測功機(jī)兩端主軸承內(nèi)，潤滑油量每分鐘20滴左右。潤滑油應(yīng)選用粘度指數(shù)高，運動粘度小，酸度低的潤滑油，例如5號或7號高速機(jī)械油（HJ-5，HJ-7），但不能混。一般一年更換一次潤滑油，如發(fā)現(xiàn)有變質(zhì)情況可隨時更換。
中等轉(zhuǎn)速4000—5000轉(zhuǎn)/分左右一般調(diào)節(jié)為每分鐘15—20滴左右，高轉(zhuǎn)速滴油數(shù)可適當(dāng)加快；更高轉(zhuǎn)速時一般應(yīng)考驗采用油霧潤滑方式，此種潤滑方式是需要配備油水分離裝置以及壓縮空氣源進(jìn)行油霧噴射技術(shù)的結(jié)合。當(dāng)軸承溫度不高于60-70時，潤滑油量不宜過多。左右兩端的進(jìn)油量也視軸承溫升情況不一定要求一致�？傊�，潤滑的調(diào)節(jié)需要關(guān)注軸承溫升以及滿足潤滑要求為原則。
九 電渦流測功機(jī)的維護(hù)和保養(yǎng)
1、 檢查指導(dǎo)
2、維修保養(yǎng)指導(dǎo)
十 常見故障及排除方法
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