CN101290256A - 旋转机械驱动功率测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋转机械驱动功率测试装置，包括：安装在传动轴上用于传递驱动功率的传动轮，粘贴在传动轮上用于测试传动轮扭力的电阻应变片，与传动轮和传动轴连接用于安装信号发射器的转动盘，与旋转机械的机架连接用于安装转速传感器、信号接收器和调理电路的固定盘，与电阻应变片连接用于将电阻应变片的电压信号向外发射的信号发射器，用于测试传动轮转速的转速传感器，用于接收信号发射器发出信号的信号接收器，调理电路的输入端与信号接收器和转速信号接收器件连接，调理电路的输出端与计算机连接，计算机用于处理信号接收器接收的信号和转速信号。该测试方法和测试装置结构简单、使用方便、测试效果好。

Description

旋转机械驱动功率测试装置

技术领域

本发明涉机械设备输出功率测试装置，具体涉及一种联合收割机脱粒滚筒功率测试装置。

背景技术

目前联合收割机脱粒滚筒功率测试方法主要有计算法、估算法和通过实验台进行实际测试的方法。计算法和估算法是依据联合收割机中发动机总的输出功率，通过计算公式或估算得出其中脱离滚筒所占总输出功率的比例，这种通过计算或估算所得到的联合收割机脱粒滚筒输出功率与联合收割机脱粒滚筒实际输出功率存在着很大的差距，这种由计算或估算所得到的联合收割机脱粒滚筒输出功率，对操作人员操作和调整联合收割机的脱粒工作没有实际的指导作用。

采用实验台实际测试脱粒滚筒输出功率的方法，是在一种理想的状态下测出的脱粒滚筒输出功率状态，该测量方法与联合收割机在实际作业时脱离滚筒的实际输出功率也存在着较大的差距，因此该测试方法对联合收割机在实际作业的指导意义也不大。

由于联合收割机所收割的谷物密度和谷物的水分含量都是不同的，因此收割机中脱粒滚筒输出的扭矩也是在不断地变化的，所以联合收割机的操作人员有必要随时掌握脱粒滚筒的输出功率，即脱粒滚筒扭矩与转速乘积的数据，操作人员或自动调节装置可根据实际测试得出的滚筒输出功率及时调整联合收割机脱粒滚筒的转速，使脱粒滚筒时时保持最佳的输出功率状态。

发明内容

本发明的目的在于，设计一种可实时测试旋转机械驱动功率测试装置，并且该测试装置结构简单、使用方便、测试效果好。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种旋转机械驱动功率测试装置，包括：

传动轮，所述传动轮安装在所述旋转机械的传动轴上，用于传递旋转机械的驱动功率；

电阻应变片，粘贴在所述传动轮上，用于测试所述传动轮的扭力；

转动盘，与所述传动轮和传动轴连接，用于安装信号发射器；

固定盘，与旋转机械的机架或固定件连接，用于安装转速传感器、信号接收器和调理电路；

信号发射器，与电阻应变片连接，用于将电阻应变片的电压信号向外发射；

转速传感器，由电磁感应器件或光电感应器件构成，用于测试所述传动轮的转速；

信号接收器，用于接收信号发射器发出的信号；

调理电路，输入端与信号接收器和转速传感器连接，输出端与计算机连接，用于处理所述电压信号和转速信号并将所述信号输出到计算机。

其中，所述电阻应变片粘贴在所述传动轮的环形凹槽或轮毂的内圆环表面。

其中，所述转动盘的一端制成齿形盘，或在转动盘的一端装有齿形盘。

其中，安装在所述固定盘上的转速传感器的位置与所述齿形盘的齿顶位置相对应。

其中，在所述固定盘上设有环形槽，所述信号接收器、转速传感器、调理电路安装在所述凹槽内。

其中，所述固定盘设有环形槽的一端嵌套在所述转动盘的外侧。

其中，在所述转动盘与所述固定盘之间装有轴承。

其中，所述转动盘套装在所述传动轮的中心轴的外侧，用螺钉将所述转动盘与所述中心轴和所述传动轴的端面连接。

其中，所述传动轮的中心轴与所述传动轴之间由键连接。

其中，所述传动轮是皮带轮。

本发明的优点和有益效果在于，由于在脱粒滚筒的传动轮上粘贴了电阻应变片，并在所述传动轮上装有转动盘和固定盘，在所述转动盘上装有信号发射器和转速信号发出器件，在所述固定盘上装有信号接收器和转速传感器以及调理电路，上述器件连接在一起就可以实时测试出联合收割机脱粒滚筒的输出功率。该旋转机械驱动功率测试装置结构简单，使用方便，所测试的结果准确，为联合收割机的操作人员随时调节脱粒滚筒的输出功率提供了方便。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1、传动轮；2、电阻应变片；3、转动盘；4、固定盘；5、信号发射器；6、信号接收器；7、转速传感器；8、调理电路；9、内圆环表面；10、齿形盘；11、螺钉；13、轴承；13、键；14、传动轴；15、中心轴。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如附图1所示，本发明的具体实施例是联合收割机脱粒滚筒功率测试装置，包括：传动轮1，所述传动轮1安装在所述脱粒滚筒的传动轴14上，用于传递联合收割机的驱动功率。电阻应变片2，粘贴在所述传动轮1上，用于测试所述传动轮1的扭力。转动盘3，与所述传动轮1和传动轴14连接，用于安装转信号发射器5。固定盘4，与旋转机械的机架或固定件连接，用于安装转速传感器7、信号接收器6和调理电路8。信号发射器5，与电阻应变片2连接，用于将电阻应变片2的电压信号向外发射。转速传感器7，由电磁感应器件或光电感应器件构成，用于测试所述传动轮1的转速。信号接收器6，用于接收信号发射器5输出的信号。调理电路8，输入端与信号接收器6和转速传感器8连接，输出端与计算机连接，用于处理所述电压信号和转速信号并将所述信号输出到计算机。

其中，所述电阻应变片2粘贴在所述传动轮1的环形凹槽或轮毂的内圆环表面9。所述转动盘3的一端制成齿形盘10，或在转动盘3的一端装有齿形盘10。安装在所述固定盘4上的转速传感器件7的位置与所述齿形盘10的齿顶位置相对应。所述固定盘4嵌套在所述传动轮的一端。在所述固定盘4上设有凹槽，所述信号接收器6、转速传感器7、调理电路8安装在所述凹槽内。所述转动盘3套装在所述传动轮1的中心轴15的外侧，用螺钉11将所述转动盘3与所述传动轮1和所述传动轴14的端面连接。在所述转动盘3与所述固定盘4之间装有轴承12。所述传动轮1于所述传动轴14由键13连接。所述传动轮1是皮带轮。

本发明的测试原理是，将被测联合收割机脱粒滚筒动力输入轴通过标准键13与皮带轮连接，将信号调理电路通过固定螺钉11与皮带轮连接，通过检测皮带轮传递的扭矩(扭力乘半径，扭力由电阻应变片1测得)来检测脱粒滚筒的动态扭矩，通过安装在调理电路8上的转速传感器测量联合收割机脱粒滚筒的转速，利用计算机实时采集皮带轮的扭矩信号和转速信号，通过应用程序计算联合收割机脱粒滚筒功率。

计算机进行运算安如下的计算公式：

$P=\frac{\mathrm{Mn}\·N}{9550}$

其中，P为脱粒滚筒的功率，单位：kW；

Mn为脱粒滚筒扭矩，单位：N·M；

N为脱粒滚筒转速，单位：r/min。

所述皮带轮通过标准键13与脱粒滚筒传动轴14连接，转动盘3沿直径方向的剖面形状呈H形，将H型转动盘3的一端凹孔套装在皮带轮的中心轴15上，将H型转动盘3与所述皮带轮的中心轴15的端面及脱粒滚筒传动轴14的端面通过固定螺钉11连接，所述转速传感器在固定盘4上与所述齿顶相对应的位置上，调理电路9安装在所述固定盘上。当齿盘上的齿转动时，由于齿盘的凹凸面间接地通过转速传感器，在转速传感器内将间歇的感应到，强弱不等的电磁感应信号或光电信号，该信号可在计算机内转换成相应的转速信号。在皮带轮轮毂内圆环表面10沿圆周的方向上贴有电阻应变片2，当皮带轮转动时在皮带轮轮毂内圆环表面10将会沿圆周的方向产生一定量的变形，此变形将会引起电阻应变片的表面电荷量的变化，电荷量的变化会导致电阻应变片两端电压的改变，将所述电压变量转换相应的扭力数值再乘以电阻应变片2粘贴的半径，就可以直接检测脱粒滚筒的扭矩；脱粒滚筒的转速是通过转速传感器检测得出。将扭矩和转速信号通过调理电路8滤波、放大等初步处理后送入计算机，计算采用现有技术的应用程序可以得出联合收割机脱粒滚筒输出功率。

将信号发器5安装在转动盘上3，通过该无线或红外发射器5可以将电阻应变片3上产生的应变电压信号发射出去，再由安装在固定盘上的信号接收器6接收上述无线或红外应变信号，信号接收器6再将接收到的应变信号送入到调理电路8进行处理，调理电路8的处理过程包括对信号的放大、滤波等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种旋转机械驱动功率测试装置，其特征在于，包括：

传动轮(1)，所述传动轮(1)安装在所述旋转机械的传动轴(15)上，用于传递旋转机械的驱动功率；

电阻应变片(2)，粘贴在所述传动轮(1)上，用于测试所述传动轮(1)的扭力；

转动盘(3)，与所述传动轮(1)和传动轴(14)连接，用于安装信号发射器(5)；

固定盘(4)，与旋转机械的机架或固定件连接，用于安装转速传感器(7)、信号接收器(6)和调理电路(8)；

信号发射器(5)，与电阻应变片(2)连接，用于将电阻应变片(2)的电压信号向外发射；

转速传感器(7)，由电磁感应器件或光电感应器件构成，用于测试所述传动轮(1)的转速；

信号接收器(6)，用于接收信号发射器(5)发出的信号；

调理电路(8)，输入端与信号接收器(6)和转速传感器(7)连接，输出端与计算机连接，用于处理所述电压信号和转速信号并将所述信号输出到计算机。

2、如权利要求1所述的旋转机械驱动功率测试装置，其特征在于，所述电阻应变片(2)粘贴在所述传动轮(1)的环形凹槽或轮毂的内圆环表面(9)。

3、如权利要求2所述的旋转机械驱动功率测试装置，其特征在于，所述转动盘(3)的一端制成齿形盘(10)，或在转动盘(3)的一端装有齿形盘(10)。

4、如权利要求3所述的旋转机械驱动功率测试装置，其特征在于，安装在所述固定盘(4)上的转速传感器(7)的位置与所述齿形盘(10)的齿顶位置相对应。

5、如权利要求4所述的旋转机械驱动功率测试装置，其特征在于，在所述固定盘(4)上设有环形槽，所述信号接收器(6)、转速传感器(7)、调理电路(8)安装在所述凹槽内。

6、如权利要求5所述的旋转机械驱动功率测试装置，其特征在于，所述固定盘(4)设有环形槽的一端嵌套在所述转动盘(3)的外侧。

7、如权利要求6所述的旋转机械驱动功率测试装置，其特征在于，在所述转动盘(3)与所述固定盘(4)之间装有轴承(12)。

8、如权利要求7所述的旋转机械驱动功率测试装置，其特征在于，所述转动盘(3)套装在所述传动轮(1)的中心轴(15)的外侧，用螺钉(11)将所述转动盘(3)与所述中心轴(15)和所述传动轴(14)的端面连接。

9、如权利要求8所述的旋转机械驱动功率测试装置，其特征在于，所述传动轮(1)的中心轴(15)与所述传动轴(14)之间由键(13)连接。

10、如权利要求2至9任一项所述的旋转机械驱动功率测试装置，其特征在于，所述传动轮(1)是皮带轮。

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