CN103424219B - 测功器系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种测功器系统。该测功器系统包括测功器输出轴（10）和驱动测功器输出轴（10）转动的转接轴头（20），转接轴头（20）具有输出轴安装孔，测功器输出轴（10）的一端伸入输出轴安装孔内，输出轴安装孔包括：径向定位段（21），径向定位段（21）的周壁与测功器输出轴（10）配合；轴向定位端面（22），位于输出轴安装孔的末端，与测功器输出轴（10）的末端端面贴合。径向定位段和轴向定位端面配合限定测功器输出轴，保证在测试过程中，扭矩传递平稳，进而能够避免测功器输出轴振动超出误差允许范围，保证测试精度。

Description

测功器系统

技术领域

本发明涉及发动机测试设备领域，具体而言，涉及一种测功器系统。

背景技术

测功器用于测量机械的输出扭矩或驱动扭矩，在测功器测量时，测功器输出轴与转接轴头之间配合，经过几年的使用后，发现测试的发动机振动不合格，而这一现象的原因是，转接轴头径向跳动和端面跳动超过0.10mm，测功器输出轴与转接轴头之间本来就有间隙存在，又因磨损使得间隙变大，测功器输出轴与转接轴头之间的定位不起作用，使转接轴头的轴线与测功器输出轴的轴线不同心，在外力作用下，转接轴头与测功器输出轴之间开始有相对运动，造成振动也增大最终使得振动超差。

通常情况下，当振动超差后，需要停止生产，找正转接轴头，使端面和径向跳动小于0.05mm后再进行发动机试验，但是，过不了多长时间故障再重现，到后来每试一台发动机均需要重新找正，只能派专人三班倒驻守现场，既浪费人力又影响生产。

这种配合结构的测功器系统，使用一段时间测功器输出轴磨损后，在高速（20900r/min）转动的情况下，转接轴头很容易松动，与测功器同心度误差变大，造成轴向振动超出限定值，影响被试产品的性能。安装调试时需要花很长时间不断找正，需要依靠技术能力强的装配师傅的水平，费时费力，效果不理想。

发明内容

本发明旨在提供一种测功器系统，以解决现有技术中测功器输出轴使用一段时间之后，测功器输出轴与转接轴头之间振动超出误差允许范围的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种测功器系统，包括测功器输出轴和驱动测功器输出轴转动的转接轴头，转接轴头具有输出轴安装孔，测功器输出轴的一端伸入输出轴安装孔内，输出轴安装孔包括：径向定位段，径向定位段的周壁与测功器输出轴配合；轴向定位端面，位于输出轴安装孔的末端，与测功器输出轴的末端端面贴合。

进一步地，输出轴安装孔还包括输出轴配合段，输出轴配合段位于径向定位段远离轴向定位端面的一侧，并与测功器输出轴配合，带动测功器输出轴转动。

进一步地，测功器输出轴包括：配合轴段，穿设在输出轴配合段内，并与输出轴配合段驱动连接；定位轴段，位于配合轴段与测功器输出轴的末端端面之间，与径向定位段过盈配合。

进一步地，配合轴段为外花键轴段，输出轴配合段为与外花键轴段配合的内花键孔段。

进一步地，径向定位段的直径为30mm。

进一步地，径向定位段与测功器输出轴的定位轴段的配合精度为H6/n5。

进一步地，测功器系统还包括轴向辅助定位件，轴向辅助定位件将测功器输出轴与转接轴头固定连接，限制转接轴头相对测功器输出轴的轴向窜动。

进一步地，辅助定位件沿转接轴头的轴向穿设在转接轴头上，且与测功器输出轴螺纹连接。

进一步地，辅助定位件与转接轴头之间设置有止动垫圈。

应用本发明的技术方案，测功器系统包括测功器输出轴和驱动测功器输出轴转动的转接轴头，转接轴头具有输出轴安装孔，测功器输出轴的一端伸入输出轴安装孔内，输出轴安装孔包括径向定位段和轴向定位端面，径向定位段的周壁与测功器输出轴配合；轴向定位端面位于输出轴安装孔的末端，且与测功器输出轴的末端端面贴合。测功器输出轴的一端伸入输出轴安装孔内，并在转接轴头的驱动下随着转接轴头转动，以实现测试功率的目的；输出轴安装孔的径向定位段用于与测功器输出轴配合以限制径向跳动，径向定位段的周壁与测功器输出轴的周壁贴合，使输出轴安装孔的轴线与测功器输出轴的轴线重合，以保证扭矩传递过程中的稳定性，避免测功器输出轴的径向跳动超出误差允许范围；轴向定位端面与测功器输出轴的末端端面贴合，以避免扭矩传递过程中转接轴头在测功器输出轴的轴向窜动，进而避免测功器输出轴跳动超出误差允许范围。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的实施例的测功器系统的转接轴头的结构示意图；以及

图2示出了根据图1的测功器系统的测功器输出轴与转接轴头的配合结构示意图。

附图标记说明：10、测功器输出轴；11、配合轴段；12、定位轴段；20、转接轴头；21、径向定位段；22、轴向定位端面；23、输出轴配合段；30、轴向辅助定位件；40、止动垫圈。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1和2所示，根据本发明的实施例，测功器系统包括测功器输出轴10和驱动测功器输出轴10转动的转接轴头20，转接轴头20具有输出轴安装孔，测功器输出轴10的一端伸入输出轴安装孔内，输出轴安装孔包括径向定位段21和轴向定位端面22，径向定位段21的周壁与测功器输出轴10配合；轴向定位端面22位于输出轴安装孔的末端，且与测功器输出轴10的末端端面贴合。测功器输出轴10的一端伸入输出轴安装孔内，并在转接轴头20的驱动下随着转接轴头20转动，以实现测试功率的目的；输出轴安装孔的径向定位段21用于与测功器输出轴10配合以限制径向跳动，径向定位段21的周壁与测功器输出轴10的周壁贴合，使输出轴安装孔的轴线与测功器输出轴10的轴线重合，以保证扭矩传递过程中的稳定性，避免测功器输出轴10的径向跳动超出误差允许范围；轴向定位端面22与测功器输出轴10的末端端面贴合，以避免扭矩传递过程中转接轴头20在测功器输出轴10的轴向窜动，进而避免测功器输出轴10跳动超出误差允许范围。

测功器测试时，转接轴头20套设在测功器输出轴10上，待测件与转接轴头20驱动连接，测试时，待测件驱动转接轴头20转动，转接轴头20将扭矩传递到测功器输出轴10上，并驱动测功器输出轴10转动，以获得测试结果。在本实施例中，测功器为水力测功器，在其它实施例中，测功器也可以为其它测功器，例如机械测功器或电磁测功器。

结合参见图1，转接轴头20具有用于连接测功器输出轴10的输出轴安装孔和用于与待测件相连接的待测件连接孔。其中输出轴安装孔包括径向定位段21、输出轴配合段23和轴向定位端面22。在本实施例中，径向定位段21位于输出轴配合段23与轴向定位端面22之间。测功器输出轴10依次穿过输出轴配合段23、径向定位段21之后，测功器输出轴10的末端的端面贴合在轴向定位端面22上。

输出轴配合段23与测功器输出轴10配合，主要用于传递扭矩，驱动测功器输出轴10转动。在本实施例中，输出轴配合段23与测功器输出轴10之间间隙配合。

径向定位段21主要用于与测功器输出轴10配合，限制转动过程中测功器输出轴10的径向跳动。配合时，测功器输出轴10的轴线与径向定位段21的轴线重合，使扭矩传递平稳，进而限制测功器输出轴10的径向跳动。

优选地，径向定位段21与测功器输出轴10之间过盈配合，这样径向定位段21与测功器输出轴10之间将没有相对运动或相对运动范围特别小，这样能够保证运行过程中的磨损很小，在长时间的运作后，径向定位段21与测功器输出轴10的同轴度依然良好，因而能够有效地限制径向跳动，保证测功器输出轴10的跳动在误差允许范围内。径向定位段21也可以和测功器输出轴10过渡配合，只需保证径向定位段21的轴线与测功器输出轴10的轴线的同轴度即可。

优选地，径向定位段21的直径为30mm。

轴向定位端面22与测功器输出轴10的末端端面贴合，对测功器输出轴10进行轴向定位，既可以防止转接轴头20相对测功器输出轴10的轴向窜动，而且能够防止在传动过程中转接轴头20在径向上的偏移，实现很好的稳定效果，保证扭矩传递过程中的平稳，避免测功器输出轴10跳动超出误差允许范围。

结合参见图2，测功器输出轴10具有轴肩，在轴肩和测功器输出轴10的末端端面之间设置有配合轴段11和定位轴段12。定位轴段12与径向定位段21配合，用于限制测功器输出轴10的径向跳动，保证扭矩传递平稳，同时保证测功器测试精度。配合轴段11用于与转接轴头20配合以传递扭矩。

配合轴段11位于定位轴段12与轴肩之间，配合轴段11穿设在输出轴配合段23内。在本实施例中，配合轴段11为外花键轴段。外花键轴段承载扭矩大，可适应的待测件多。相适应地，输出轴配合段23为与外花键轴段配合的内花键孔段，两者通过花键配合传递扭矩。

定位轴段12位于配合轴段11与测功器输出轴10的末端端面之间，定位轴段12与径向定位段21之间过盈配合。优选地，定位轴段12与径向定位段21之间的配合精度为H6/n5。在本实施例中，定位轴段12与配合轴段11之间还设置有过渡段，过渡段能够避免工作时花键轴段的运动被干涉，保证工作安全。

在本实施例中，测功器输出轴10与转接轴头20之间还设置有轴向辅助定位件30，轴向辅助定位件30将测功器输出轴10和转接轴头20固定连接，以辅助限制测功器输出轴10与转接轴头20之间的轴向窜动，保证运行过程中更加平稳。

优选地，轴向辅助定位件30为定位螺栓，且沿转接轴头20的轴向穿设在转接轴头20上，定位螺栓位于测功器输出轴10的径向上的中心处，与测功器输出轴10螺纹配合以限制轴向窜动。在转接轴头20上设置有一个沿轴向延伸的通孔，该通孔与输出轴安装孔连通，定位螺栓穿过该通孔后与设置在测功器输出轴10的径向中心处的螺纹孔螺纹配合，将转接轴头20固定在测功器输出轴10上，以限制转接轴头20的轴向窜动。

优选地，在轴向辅助定位件30与转接轴头20之间还设置有止动垫圈40，止动垫圈40用于防止转接轴头20轴向窜动，保证在运行过程中，若轴向辅助定位件30松动，止动垫圈40可以将间隙弥合，以防止窜动。

在其它实施例中，轴向辅助定位件30也可以是其它结构，通过其它方式将测功器输出轴10与转接轴头20固定连接，例如在测功器输出轴10和转接轴头20的径向设置定位销，防止轴向窜动。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：本发明的测功器系统通过新的测功器输出轴与转接轴头之间的定位配合结构，解决了以往径向定位不可靠的问题，在使用过程中，即使由于外花键轴段的花键齿面磨损而导致齿侧间隙变大，也能够保证测功器输出轴与转接轴头之间的同轴度，保证定位精度，使转接轴头的径向跳动和端面跳动均小于0.05mm，满足使用要求。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种测功器系统，包括测功器输出轴(10)和驱动所述测功器输出轴(10)转动的转接轴头(20)，所述转接轴头(20)具有输出轴安装孔，所述测功器输出轴(10)的一端伸入所述输出轴安装孔内，其特征在于，所述输出轴安装孔包括：

径向定位段(21)，所述径向定位段(21)的周壁与所述测功器输出轴(10)配合；

轴向定位端面(22)，位于所述输出轴安装孔的末端，与所述测功器输出轴(10)的末端端面贴合；

所述输出轴安装孔还包括输出轴配合段(23)，所述输出轴配合段(23)位于所述径向定位段(21)远离所述轴向定位端面(22)的一侧，并与所述测功器输出轴(10)配合，带动所述测功器输出轴(10)转动。

2.根据权利要求1所述的测功器系统，其特征在于，所述测功器输出轴(10)包括：

配合轴段(11)，穿设在所述输出轴配合段(23)内，并与所述输出轴配合段(23)驱动连接；

定位轴段(12)，位于所述配合轴段(11)与所述测功器输出轴(10)的末端端面之间，与所述径向定位段(21)过盈配合。

3.根据权利要求2所述的测功器系统，其特征在于，所述配合轴段(11)为外花键轴段，所述输出轴配合段(23)为与所述外花键轴段配合的内花键孔段。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的测功器系统，其特征在于，所述径向定位段(21)的直径为30mm。

5.根据权利要求2所述的测功器系统，其特征在于，所述径向定位段(21)与所述测功器输出轴(10)的定位轴段(12)的配合精度为H6/n5。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的测功器系统，其特征在于，所述测功器系统还包括轴向辅助定位件(30)，所述轴向辅助定位件(30)将所述测功器输出轴(10)与所述转接轴头(20)固定连接，限制所述转接轴头(20)相对所述测功器输出轴(10)的轴向窜动。

7.根据权利要求6所述的测功器系统，其特征在于，所述轴向辅助定位件(30)沿所述转接轴头(20)的轴向穿设在所述转接轴头(20)上，且与所述测功器输出轴(10)螺纹连接。

8.根据权利要求6所述的测功器系统，其特征在于，所述轴向辅助定位件(30)与所述转接轴头(20)之间设置有止动垫圈(40)。