CN105424245A - 一种用于防坠安全器的转矩转速测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于防坠安全器的转矩转速测量装置，包括：支座、主轴、转速测量系统、转矩测量系统；转速测量系统由测速发电机接于转速表头上，以读出电动机转速。转矩测量系统通过与被测电动机联接的转子与笼罩在转子外的外壳之间的电磁感应力产生相互作用力，通过外壳在转子的力矩作用下的偏转幅度知晓被测电动机输出转矩的大小。所述支座包括底盘、左支架、右支架；安装转子的主轴枢接在左支架和右支架上，左右支架的高度可调，以便操作人员在安装上述转矩转速测量装置时，可方便地调整主轴轴心线的水平度和高度，进而使其与被测电动机的旋转轴轴心线重合，以保证测量结果的准确性。

Description

一种用于防坠安全器的转矩转速测量装置

技术领域：

本发明属于电梯或其他电力驱动的升降设备技术领域，具体而言，涉及一种用于防坠安全器的转矩转速测量装置。

背景技术：

目前国内外的防坠安全装置其主要形式有齿轮锥鼓形渐进防坠安全装置和瞬时式防坠安全装置。施工升降机上使用的曳引机还无自动防止吊笼下坠和对重物下坠的双向防坠安全器，故在吊笼上安装超载保护装置是当务之急，加强曳引机使用中的管理，保证对重物的额定重量，规范曳引式货用施工升降机的安装或拆卸是我们起重设备管理工作者的工作之重和努力方向。升降机一般都有机械自锁功能的，该功能是靠“刹车”来实现机械制动的；即在电动机不通电源的情况下，刹车会把电动机的转子抱死，使其不能转动。

防坠安全器一般通过转矩转速测量装置实时检测电动机的转矩和转速以判断吊笼或重物是否异常下坠。当转矩转速测量装置检测到电动机的转矩和转速异常时，即启动防坠安全器的防坠功能。

现有技术中的转矩转速测量装置，由弹性扭轴式转矩传感器配合数字式仪表，进行测量和读数，结构复杂，成本昂贵，使应用范围受到了限制。

申请号为CN89201299.4的发明公开了一种改进的转矩转速测量仪，它的特点是转矩测量系统由磁粉制动器、摆杆、重锤、转矩、刻度盘，固定在制动器外壳上的指针及铝质圆盘、直流电磁铁、可调式稳流电流等组成；它能方便、稳定、直观地测定电动机的转矩转速，且成本低廉。

上述发明中，被测电动机的旋转轴通过联轴器与转矩转速测量仪的主轴联接在一起，而支撑主轴旋转的两个支架固定设置，如此，便存在以下问题：在安装上述转矩转速测量仪时，其上的主轴轴心线需与电动机的旋转轴轴心线重合，方能得到准确的测量效果，而固定设置的两个支架使得主轴的轴心线得不到调整，难以准确地与电动机的旋转轴的轴心线重合。

发明内容：

本发明所解决的技术问题：现有技术中的转矩转速测量仪，被测电动机的旋转轴通过联轴器与转矩转速测量仪的主轴联接在一起，而支撑主轴旋转的两个支架固定设置，操作人员在安装上述转矩转速测量仪时，其上的主轴轴心线需与电动机的旋转轴轴心线重合，方能得到准确的测量效果，而固定设置的两个支架使得主轴的轴心线得不到调整，难以准确地与电动机的旋转轴的轴心线重合。

针对上述技术方案，本发明提供如下技术方案：

一种用于防坠安全器的转矩转速测量装置，包括：支座、主轴、转速测量系统、转矩测量系统；

所述支座包括底盘、左支架、右支架；所述左支架和右支架安装在底盘上；

所述主轴枢接在左支架和右支架上；

所述转速测量系统包括测速发电机、普通转速表头；所述测速发电机安装在左支架上且位于主轴的左端处，测速发电机与普通转速表头电连接；

所述转矩测量系统包括磁粉制动器、指针和转矩刻度盘、摆杆和重锤；所述磁粉制动器包括外壳、转子、磁粉、励磁线圈，所述转子固定安装在主轴上，所述外壳通过轴承枢接在主轴上，外壳笼罩转子，所述磁粉设置在外壳和转子的空腔中，所述励磁线圈安装在外壳中，励磁线圈电连接第一可调式稳流源；所述指针固定在外壳的左端，所述转矩刻度盘与指针配套使用且固定在左支架上，所述重锤通过摆杆连接在外壳上且位于外壳的下部；

所述左支架和右支架均呈板状，左支架和右支架均包括公支架和母支架；

所述公支架和母支架竖直设置，公支架的顶部设有向上突起的方形凸部，母支架的底部开设方形槽，所述方形凸部活动插设在方形槽内；所述方形凸部开设左右通透的方形腔室，方形腔室的相对两侧壁上设有第一齿条和第二齿条，第一齿条与第一齿轮啮合，第二齿条与第二齿轮啮合，所述第一齿轮固定在第一齿轮轴上，第一齿轮轴水平设置，第一齿轮轴的两端枢接在方形槽的侧壁上，所述第二齿轮枢接在第二齿轮轴上，第二齿轮轴水平设置，第二齿轮轴的两端枢接在方形槽的侧壁上；所述方形槽的侧壁上枢接一左右旋丝杆，左右旋丝杆与第一齿轮轴和第二齿轮轴平行，左右旋丝杆穿过方形腔室，左右旋丝杆包括左旋丝杆段和右旋丝杆段，左旋丝杆段上螺接左旋螺母，右旋丝杆段上螺接右旋螺母，左旋螺母上固定有左摩擦块，右旋螺母上固定有右摩擦块，左摩擦块的端部和右摩擦块的端部均活动套设在第二齿轮轴上，所述左摩擦块和右摩擦块位于第二齿轮的两侧；所述公支架的底部固定在底盘上。

上述技术方案的工作原理如下：

第一，在测量时，被测电动机固定设置，本发明所述转矩转速测量装置的主轴与被测电动机的旋转轴对齐，即，使主轴的轴心线与被测电动机的旋转轴的轴心线位于同一直线上，为达上述目的，需单独或同时调整左支架或右支架的高度，具体操作如下：首先，旋动左右旋丝杆，使左摩擦块和右摩擦块与第二齿轮脱离接触；之后，旋动第一齿轮轴，第一齿轮轴带动第一齿轮旋转，第一齿轮驱动方形腔室一竖直侧壁上的第一齿条下降，第一齿条带动方形凸部在方形槽内下滑，方形凸部带动左支架或右支架的公支架相对于母支架下降，如此，整个左支架或右支架的长度变长，主轴得到抬升；与此同时，方形腔室另一竖直侧壁上的第二齿条下降，第二齿条驱动第二齿轮围绕第二齿轮轴旋转，当左支架或右支架伸长至预定长度时，旋动左右旋丝杆，左旋螺母和右旋螺母分别驱动左摩擦块和右摩擦块夹紧第二齿轮，以锁定第二齿轮，第二齿轮的锁定使第二齿条锁定，第二齿条的锁定使方形凸部定位在方形槽内，进而使公支架与母支架的相对位置保持稳定，即锁定左支架或右支架的伸长度。

第二，转速测量系统由测速发电机引出导线接于普通转速表头上，当被测电动机通过联轴器带动主轴转动时，可从转速表上直接读出电动机转速。

第三，转矩测量系统的工作原理如下：在被测电机带动主轴旋转的同时，由第一可调式稳流源供电给励磁线圈，产生磁通，转子与外壳之间就产生相互作用力，也就产生了对转子的制动力矩；外壳在转子的力矩作用下偏转，因外壳连接有经过力矩校正的摆杆和重锤，待两力矩相等时，指针所指示的转矩刻度盘上的刻度值即为电动机输出转矩的数值，改变励磁线圈的输入电流值，即可方便地测定被测电动机输出转矩的大小。

通过上述技术方案中的左支架和右支架的结构设计，操作人员在安装上述转矩转速测量装置时，可方便地调整主轴轴心线的水平度和高度，进而使其与被测电动机的旋转轴轴心线重合，以保证测量结果的准确性。

作为本发明对上述技术方案的一种改进，所述公支架包括上段和下段；所述公支架的上段底部设有滑行槽，所述公支架的下段顶部设有与滑行槽精密配合的滑行凸部；所述滑行凸部上设有供锁紧螺栓穿过的圆孔，所述滑行槽的两壁上设有供穿入圆孔的锁紧螺栓滑动调节的长椭圆形槽及长椭圆形沉槽。按上述改进，所述主轴能在长椭圆形槽的范围内按需要进行水平横向调节。基于上述改进，作为本发明的一种优选，所述滑行槽为燕尾槽，所述滑行凸部为与燕尾槽精密配合的燕尾榫。

作为本发明对转矩测量系统的一种改进，所述转矩测量系统还包括电磁感应式阻尼器，所述电磁感应式阻尼器包括圆盘和直流电磁铁，所述圆盘固定安装在外壳的右端面上，圆盘通过轴承枢接在主轴上，所述直流电磁铁固定在底盘上，直流电磁铁电连接第二可调式稳流源；所述直流电磁铁开设豁口，所述圆盘的边缘活动卡合在所述豁口内。其中，所述圆盘为铝质或铜质。按上述改进，在转矩测量读数时，电磁感应式阻尼器可限制外壳带动指针在平衡位置时的晃动，便于读数。

附图说明：

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明用于防坠安全器的转矩转速测量装置的结构示意图；

图2为图1中磁粉制动器31的轴向剖视图；

图3为图1中左支架102或右支架103的结构示意图；

图4为图3中左支架102或右支架103的局部剖视图；

图5为图4中A处放大图；

图6为图4中从左侧观察所述左支架102或右支架103所得的局部剖视图；

图7为图4中公支架的上段130的结构示意图；

图8为图4中公支架的下段140的结构示意图；

图9为图7中公支架的上段130的分解示意图；

图10为图8的左视图。

图中符号说明：

10、支座；101、底盘；102、左支架；103、右支架；11、公支架；111、方形凸部；112、方形腔室；113、第一齿条；114、第二齿条；115、第一齿轮；116、第二齿轮；117、第一齿轮轴；118、第二齿轮轴；12、母支架；121、方形槽；122、左右旋丝杆；123、左摩擦块；124、右摩擦块；130、公支架的上段；131、滑行槽；132、长椭圆形槽；133、长椭圆形沉槽；140、公支架的下段；141、滑行凸部；142、圆孔；150、锁紧螺栓；160、螺母；

20、主轴；

30、转矩测量系统；31、磁粉制动器；311、外壳；312、转子；313、磁粉；314、励磁线圈；32、指针；33、转矩刻度盘；34、摆杆；35、重锤；36、圆盘；37、直流电磁铁；

40、转速测量系统；401、测速发电机；

50、被测电动机；

60、联轴器。

具体实施方式：

结合图1、图2，用于防坠安全器的转矩转速测量装置，包括：支座10、主轴20、转速测量系统40、转矩测量系统30。

如图1，所述支座10包括底盘101、左支架102、右支架103；所述左支架和右支架安装在底盘上。

上述支座10中，结合图3、图4，所述左支架和右支架均呈板状，左支架和右支架均包括公支架11和母支架12。

上述支座10中，结合图4、图5、图6，所述公支架和母支架竖直设置，公支架的顶部设有向上突起的方形凸部111，母支架的底部开设方形槽121，所述方形凸部活动插设在方形槽内；所述方形凸部开设左右通透的方形腔室112，方形腔室的相对两侧壁上设有第一齿条113和第二齿条114，第一齿条与第一齿轮115啮合，第二齿条与第二齿轮116啮合，所述第一齿轮固定在第一齿轮轴117上，第一齿轮轴水平设置，第一齿轮轴的两端枢接在方形槽的侧壁上，所述第二齿轮枢接在第二齿轮轴118上，第二齿轮轴水平设置，第二齿轮轴的两端枢接在方形槽的侧壁上；所述方形槽的侧壁上枢接一左右旋丝杆122，左右旋丝杆与第一齿轮轴和第二齿轮轴平行，左右旋丝杆穿过方形腔室，左右旋丝杆包括左旋丝杆段和右旋丝杆段，左旋丝杆段上螺接左旋螺母，右旋丝杆段上螺接右旋螺母，左旋螺母上固定有左摩擦块123，右旋螺母上固定有右摩擦块124，左摩擦块的端部和右摩擦块的端部均活动套设在第二齿轮轴上，所述左摩擦块和右摩擦块位于第二齿轮的两侧；所述公支架11的底部固定在底盘上。

上述支座10中，结合图4、图7至图10，所述公支架11包括上段130和下段140；所述公支架的上段底部设有滑行槽131，所述公支架的下段顶部设有与滑行槽精密配合的滑行凸部141；所述滑行凸部上设有供锁紧螺栓150穿过的圆孔142，所述滑行槽的两壁上设有供穿入圆孔的锁紧螺栓滑动调节的长椭圆形槽132及长椭圆形沉槽133。其中，所述滑行槽131为燕尾槽，所述滑行凸部141为与燕尾槽精密配合的燕尾榫。

如图1，所述主轴20枢接在左支架和右支架上。

如图1，所述转速测量系统40包括测速发电机401、普通转速表头；所述测速发电机安装在左支架上且位于主轴的左端处，测速发电机与普通转速表头电连接。

结合图1、图2，所述转矩测量系统30包括磁粉制动器31、指针32和转矩刻度盘33、摆杆34和重锤35；所述磁粉制动器包括外壳311、转子312、磁粉313、励磁线圈314，所述转子固定安装在主轴上，所述外壳通过轴承枢接在主轴上，外壳笼罩转子，所述磁粉设置在外壳和转子的空腔中，所述励磁线圈安装在外壳中，励磁线圈电连接第一可调式稳流源；所述指针固定在外壳的左端，所述转矩刻度盘与指针配套使用且固定在左支架上，所述重锤通过摆杆连接在外壳上且位于外壳的下部。

上述转矩测量系统30，如图1，还包括电磁感应式阻尼器，所述电磁感应式阻尼器包括圆盘36和直流电磁铁37，所述圆盘固定安装在外壳311的右端面上，圆盘通过轴承枢接在主轴20上，所述直流电磁铁固定在底盘101上，直流电磁铁电连接第二可调式稳流源；所述直流电磁铁开设豁口，所述圆盘的边缘活动卡合在所述豁口内。其中，所述圆盘36为铝质或铜质。

实际操作中，被测电动机50固定设置，为使主轴20的轴心线与被测电动机50的旋转轴的轴心线位于同一直线上，操作人员需单独或同时调整左支架102或右支架103的高度，具体操作如下：第一，旋动左右旋丝杆122，使左摩擦块123和右摩擦块124与第二齿轮116脱离接触；第二，旋动第一齿轮轴117，第一齿轮轴117带动第一齿轮115旋转，第一齿轮115驱动方形腔室112一竖直侧壁上的第一齿条113下降，第一齿条113带动方形凸部111在方形槽121内下滑，方形凸部111带动公支架11相对于母支架12下降，如此，整个左支架102或右支架103的长度变长，主轴20得到抬升；与此同时，方形腔室112另一竖直侧壁上的第二齿条114下降，第二齿条114驱动第二齿轮116围绕第二齿轮轴118旋转；第三，当左支架102或右支架103伸长至预定长度时，旋动左右旋丝杆12，左旋螺母和右旋螺母分别驱动左摩擦块123和右摩擦块124夹紧第二齿轮116，以锁定第二齿轮116，第二齿轮116的锁定使第二齿条114锁定，第二齿条114的锁定使方形凸部111定位在方形槽121内，进而使公支架11与母支架12的相对位置保持稳定，即锁定左支架102或右支架103的伸长度。

转速测量系统40由测速发电机401引出导线接于普通转速表头上，当被测电动机50通过联轴器60带动主轴20转动时，可从转速表上直接读出电动机50转速。

在被测电机50带动主轴20旋转的同时，参考图2，由第一可调式稳流源供电给励磁线圈314，产生磁通，转子312与外壳311之间就产生相互作用力，也就产生了对转子312的制动力矩；外壳311在转子312的力矩作用下偏转，因外壳311连接有经过力矩校正的摆杆34和重锤35，待两力矩相等时，指针32所指示的转矩刻度盘33上的刻度值即为电动机50输出转矩的数值，改变励磁线圈314的输入电流值，即可方便地测定被测电动机50输出转矩的大小。

以上内容仅为本发明的较佳实施方式，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种用于防坠安全器的转矩转速测量装置，包括：支座(10)、主轴(20)、转速测量系统(40)、转矩测量系统(30)；所述支座包括底盘(101)、左支架(102)、右支架(103)；所述左支架和右支架安装在底盘上；所述主轴枢接在左支架和右支架上；所述转速测量系统包括测速发电机(401)、普通转速表头；所述测速发电机安装在左支架上且位于主轴的左端处，测速发电机与普通转速表头电连接；所述转矩测量系统包括磁粉制动器(31)、指针(32)和转矩刻度盘(33)、摆杆(34)和重锤(35)；所述磁粉制动器包括外壳(311)、转子(312)、磁粉(313)、励磁线圈(314)，所述转子固定安装在主轴上，所述外壳通过轴承枢接在主轴上，外壳笼罩转子，所述磁粉设置在外壳和转子的空腔中，所述励磁线圈安装在外壳中，励磁线圈电连接第一可调式稳流源；所述指针固定在外壳的左端，所述转矩刻度盘与指针配套使用且固定在左支架上，所述重锤通过摆杆连接在外壳上且位于外壳的下部；其特征在于：

所述左支架和右支架均呈板状，左支架和右支架均包括公支架(11)和母支架(12)；

所述公支架和母支架竖直设置，公支架的顶部设有向上突起的方形凸部(111)，母支架的底部开设方形槽(121)，所述方形凸部活动插设在方形槽内；所述方形凸部开设左右通透的方形腔室(112)，方形腔室的相对两侧壁上设有第一齿条(113)和第二齿条(114)，第一齿条与第一齿轮(115)啮合，第二齿条与第二齿轮(116)啮合，所述第一齿轮固定在第一齿轮轴(117)上，第一齿轮轴水平设置，第一齿轮轴的两端枢接在方形槽的侧壁上，所述第二齿轮枢接在第二齿轮轴(118)上，第二齿轮轴水平设置，第二齿轮轴的两端枢接在方形槽的侧壁上；所述方形槽的侧壁上枢接一左右旋丝杆(122)，左右旋丝杆与第一齿轮轴和第二齿轮轴平行，左右旋丝杆穿过方形腔室，左右旋丝杆包括左旋丝杆段和右旋丝杆段，左旋丝杆段上螺接左旋螺母，右旋丝杆段上螺接右旋螺母，左旋螺母上固定有左摩擦块(123)，右旋螺母上固定有右摩擦块(124)，左摩擦块的端部和右摩擦块的端部均活动套设在第二齿轮轴上，所述左摩擦块和右摩擦块位于第二齿轮的两侧；所述公支架(11)的底部固定在底盘上。

2.如权利要求1所述的用于防坠安全器的转矩转速测量装置，其特征在于：所述公支架(11)包括上段(130)和下段(140)；所述公支架的上段底部设有滑行槽(131)，所述公支架的下段顶部设有与滑行槽精密配合的滑行凸部(141)；所述滑行凸部上设有供锁紧螺栓(150)穿过的圆孔(142)，所述滑行槽的两壁上设有供穿入圆孔的锁紧螺栓滑动调节的长椭圆形槽(132)及长椭圆形沉槽(133)。

3.如权利要求2所述的用于防坠安全器的转矩转速测量装置，其特征在于：所述滑行槽(131)为燕尾槽，所述滑行凸部(141)为与燕尾槽精密配合的燕尾榫。

4.如权利要求1所述的用于防坠安全器的转矩转速测量装置，其特征在于：所述转矩测量系统(30)还包括电磁感应式阻尼器，所述电磁感应式阻尼器包括圆盘(36)和直流电磁铁(37)，所述圆盘固定安装在外壳(311)的右端面上，圆盘通过轴承枢接在主轴(20)上，所述直流电磁铁固定在底盘(101)上，直流电磁铁电连接第二可调式稳流源；所述直流电磁铁开设豁口，所述圆盘的边缘活动卡合在所述豁口内。

5.如权利要求4所述的用于防坠安全器的转矩转速测量装置，其特征在于：所述圆盘(36)为铝质或铜质。