CN106716092A - 液压扭矩计 - Google Patents

液压扭矩计 Download PDF

Info

Publication number
CN106716092A
CN106716092A CN201580047363.3A CN201580047363A CN106716092A CN 106716092 A CN106716092 A CN 106716092A CN 201580047363 A CN201580047363 A CN 201580047363A CN 106716092 A CN106716092 A CN 106716092A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bar
fluid
torquemeter
diaphragm
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201580047363.3A
Other languages
English (en)
Inventor
劳伦特·豪撒耶
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Helicopter Engines SAS
Original Assignee
Safran Helicopter Engines SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safran Helicopter Engines SAS filed Critical Safran Helicopter Engines SAS
Publication of CN106716092A publication Critical patent/CN106716092A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/14—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/1485—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving fluidic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
    • F01D21/003—Arrangements for testing or measuring
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/12—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring axial thrust in a rotary shaft, e.g. of propulsion plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines
    • F05D2220/323—Application in turbines in gas turbines for aircraft propulsion, e.g. jet engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/60—Shafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/83—Testing, e.g. methods, components or tools therefor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

本发明涉及一种液压扭矩计，该液压扭矩计包括：杆(30)，该杆可在代表待测量的扭矩的轴向推力(31)的作用下沿纵向方向平移；以及流体(38)在其中流动的液压回路(40)。本发明还包括测压舱(46)，该测压舱包括：由所述液压回路(40)供应流体的压力室；密封的柔性的膜片(32)，该膜片与压力室(36)中的流体(38)接触，在大致垂直于所述杆(30)的平面中延伸并且被刚性地连接到杆(30)的一个端部使得杆(30)的纵向移动使膜片(32)变形；用于所述压力室(36)中的流体(38)的排流口(44)；以及阀(48)，该阀被构造为根据所述膜片(32)的变形来调节所述压力室(36)中的流体(38)的压力。

Description

液压扭矩计
技术领域
本发明涉及一种液压扭矩计。特别地，本发明涉及一种用于测量航空器的涡轮轴发动机的旋转轴的扭矩的液压扭矩计。
背景技术
扭矩计是用于测量扭矩的设备，扭矩计根据应用领域、需要测量扭矩的装备和所需的精确度以多种不同的形式出现。液压扭矩计被频繁地用在航空领域中。这些扭矩计例如通过中间小齿轮来运行，该中间小齿轮具有螺旋状的齿并且该中间小齿轮的旋转引起轴向的推力，该推力与待测量的扭矩成比例。该轴向的推力被施加到活塞，该活塞被连接到中间小齿轮。
以根据被测量的扭矩的方式移动的活塞使得在处于测量室中的由液压回路供应的油上施加压力，直至由活塞施加在油上的压力与由油施加在活塞上的压力平衡为止。当实现该平衡时，测量压力的压力传感器使得能够推导出所测量的扭矩。
如对于所有液压系统的情况，为了正常地运行，该类型的液压扭矩计需要在液压回路与系统的其它部分之间进行密封。以普遍的方式，这种密封是通过将一个或多个通常由弹性体制成的O形圈密封件尤其添加到活动的活塞产生的。为了确保密封，在活塞与室的壁之间的O形圈必须被压缩到最小的程度。然而，这种压缩产生了与所述压缩成比例的摩擦力，这导致了不精确并且当进行测量时可导致滞后现象。这导致了有效密封与无任何阻力以使得活塞能够在室中自由移动之间的冲突情况。
为了解决该问题，提出了使用由诸如聚四氟乙烯(更加为人所知的是首字母缩写词PTFE)之类的各种材料制成的密封件，这样使得能够减小活塞与室之间的摩擦力的量。然而，将各种材料用于密封件未完全消除滞后现象并且可能产生其它的问题，诸如尤其是长期的密封损失。
发明目的
本发明目的在于至少克服已知的扭矩计的某些缺陷。
特别地，本发明目的在于在本发明的至少一个实施例中提供一种扭矩计，该扭矩计使得能够消除由密封装置导致的摩擦力。
本发明目的还在于在至少一个实施例中提供一种不产生滞后现象的扭矩计。
本发明目的还在于在至少一个实施例中提供一种扭矩计，该扭矩计确保了密封并且使得能够减小在长运行阶段期间产生的摩擦力的量。
发明内容
为此，本发明涉及一种液压扭矩计，其包括
-杆，该杆能够在代表待测量的扭矩的轴向推力的作用下沿纵向方向平移，
-流体在其中流动的液压回路，
该液压扭矩计的特征在于，所述扭矩计包括测压舱，该测压舱包括：
-压力室，该压力室由所述液压回路供应流体，
-密封的柔性的膜片，该膜片与压力室中的流体接触，该膜片在大致垂直于所述杆的平面中延伸，并且该膜片被刚性地连接到所述杆使得杆的纵向移动使膜片变形，
-用于所述压力室中的流体的排流口，该排流口连结到被支承在所述可移动的杆的一个端部上的阀，以根据所述膜片的变形来调节所述压力室中的流体的压力。
因此，由于作为可移动的杆的平移移动的结果的膜片变形，根据本发明的扭矩计使得能够确保包括流体的压力室被密封，而不借助于进行相对运动的部件，否则该部件的摩擦力可能引起测量错误(滞后)。在这种情况下密封是静态的，并且仅膜片在连接到膜片的杆的移动的动量下变形。杆可通过其端部、通过穿过膜片的所述杆的边缘或者通过所述杆与膜片之间的连接部件刚性地连接到膜片。排流口被连结到被支承在杆上的阀。这意味着阀具有与排流口互补的结构。换言之，口和阀被设计为能够共同运行。在实践中，阀被设计为能够覆盖排流口并且因此能够通过移动来调节压力室中的流体的压力。
有利地并且根据本发明，膜片由弹性材料制成，使得由所述可移动的杆的平移移动引起的膜片的变形形成弹性变形。
有利地并且根据本发明，所述杆为中空的并且构成了所述液压回路的一部分。
根据本发明的这个方面，扭矩计的尺寸被减小。
有利地并且根据本发明，所述中空的杆穿过所述柔性的膜片并且用于流体的所述排流口被设在所述中空的杆的端部上。
根据本发明的这个方面，扭矩计的尺寸被减小。
有利地并且根据本发明，扭矩计包括转换装置，该转换装置适合于将代表待测量的扭矩的轴向的推力施加到杆。
根据本发明的这个方面，由转换装置产生轴向的推力，以通过使得可移动的杆能够移动的这种方式来与待测量的扭矩成比例。
有利地并且根据本发明，扭矩计包括用于根据所述流体的压力确定扭矩的装置。
根据本发明的这个方面，例如通过测量压力值并且之后将该压力值转换，或者通过直接将压力转换为与扭矩有关的信息而不直接测量压力值，流体的压力使得能够推导出待测量的扭矩。
有利地并且根据本发明，膜片被环包围，该环通过保持衬圈被保持为与压力室的肩部接触。
根据本发明的这个方面，环、肩部和衬圈使得能够以静态的方式保持膜片就位，而不使所述元件移动，并且这样提供了有效的密封而不具有与摩擦力或滞后有关的问题。
本发明还涉及一种包括旋转轴的涡轮轴发动机，该涡轮轴发动机的特征在于，其包括根据本发明的液压扭矩计，该液压扭矩计适合于测量轴的扭矩。
本发明还涉及一种扭矩计和一种涡轮轴发动机，该扭矩计和该涡轮轴发动机的特征在于，上文或下文所述的全部或某些特征的组合。
附图说明
通过阅读以下完全以非限制性示例的方式给出并且涉及附图的说明，本发明的其它目的、特征和优点将变得显而易见，在附图中：
图1为根据现有技术的液压扭矩计的示意图；
图2为根据本发明的实施例的液压扭矩计的运行的示意图；
图3为根据本发明的实施例的液压扭矩计的示意图。
具体实施方式
以下的实施例为示例。即使说明书提到一个或多个实施例，但这不一定意味着每次参照均涉及同一实施例，或特征仅适用于单个实施例。不同实施例的单独的特征还可被组合，以提供其它的实施例。
图1示出了根据现有技术的液压扭矩计10。所述液压扭矩计尤其包括活塞12，该活塞可在代表待测量的扭矩的轴向推力的作用下沿纵向方向平移。轴向推力被传递到活塞的上部部分14并且被活塞的销16传递到圆柱形的活塞头18，该活塞头与流体20接触并且在中空的圆筒22内移动，该圆筒具有比活塞头18的直径稍大的直径，以使得所述活塞能够以最小量的游隙移动。供应液压回路24使流体20流转。在轴向推力的作用下，支承在杆的端部上的阀19的区域中的排流部段的闭合增大了圆筒22中的流体20的压力，直至轴向推力平衡为止(当代表待测量的扭矩的推力和流体20在活塞18的头上的液压推力完全相等时)。当实现该平衡时，流体20的压力因此与待测量的扭矩高度成比例。
为了防止流体20行进到液压回路24外部，尤其是行进到活塞的销16移动所在的部分中，活塞的头18设有O形圈密封件26，该密封件包围活塞的头18并且使得能够消除活塞的头18与中空的圆筒22之间的游隙，以防止流体20由于压缩而穿过活塞的头18与中空的圆筒22之间的密封件。此外，由PTFE制成的衬圈被置于O形圈26与圆筒22之间。被压缩的密封件26产生了摩擦力，该摩擦力对扭矩测量的质量是不利的并且导致了滞后现象。
本发明使得能够解决这些问题。
因此，根据本发明的如图2所示的实施例，扭矩计28包括杆30，该杆可在代表待测量的扭矩的轴向推力31的作用下沿纵向方向平移。可移动的杆30被刚性地连接到柔性的膜片32。柔性的膜片32在大致垂直于杆30的平面中延伸。此外，所述膜片被密封地固定到压力室36的侧壁34。该压力室36被从液压回路40供应流体38。膜片32将压力室36与可移动的杆30在其中移动的空间42分开。
轴向推力31代表待测量的扭矩。为了引起该轴向推力31，扭矩计28例如包括转换装置，该转换装置适合于以根据待测量的扭矩的方式施加该轴向推力31。例如，这些转换装置可包括中间小齿轮，该中间小齿轮具有螺旋状的齿并且位于其扭矩待测量的轴的直线上。通过中间小齿轮传递的扭矩凭借螺旋状的齿产生了推力，该推力的沿旋转轴线的分量与该扭矩成比例：该法向分量为被传递到可移动的杆30的轴向推力31。
可移动的杆30由轴向推力31引起的移动使得被刚性地连接到杆的膜片32变形。支承在杆30的端部上的阀48的区域中的排流部段的闭合增大了室36中的流体38的压力，直至轴向推力平衡为止。换言之，在压力室36中通过阀48调节流体38的压力，该阀改变了用于通过口44进行排流的部段。
压力室36、膜片32和排流口44构成了测压舱46。
这种扭矩计的架构防止了膜片32为可平移的。膜片仅能够弹性地变形。结果，作为不可平移的膜片的结果，在已知的液压扭矩计中与摩擦力和滞后有关的问题被消除。
例如通过压力传感器测量流体38的压力。所测量的压力的信息例如可通过显示单元传递到用户。在那种情况下，如果用户知晓或能够基于所显示的压力值简单地推导出扭矩值，则显示单元可直接显示由传感器测量的压力值，或者该显示单元显示由用于基于所测量的压力确定扭矩的装置(例如计算机或另一个转换系统)计算的扭矩值。
替代地，压力值不是通过传感器测量的，而是压力自身使得扭矩值例如凭借适合的机构通过在显示单元上移动的指针被显示在显示单元上，而非直接测量压力值。
图3为根据本发明的实施例的液压扭矩计28的示意图，并且再次示出了和详述了在图2中示出的元件。可移动的杆30通过插接口连接到膜片32，可移动的杆30的一个端部被推入该插接口中。在其中心处被穿透的插接口在其整个周缘上被密封地附接到膜片32并且构成了阀48，该阀调节液压排流，以这样的方式来平衡室36中的压力。膜片32延伸直至压力室36的侧壁34。膜片32被环50包围，该环与压力室36的侧壁34的肩部52接触。环50被保持通过保持衬圈54与肩部52接触。环50、肩部52和衬圈54确保了系统被密封。与来自现有技术的活塞和密封件不同，环50、肩部52和衬圈54确保了密封同时为静态的并且在调节流体38的压力中不起作用。因此，所述元件不具有与现有技术的活塞密封系统相同的缺陷。
本发明尤其适合于被安装在航空器的涡轮轴发动机中。

Claims (7)

1.液压扭矩计，所述液压扭矩计包括：
-杆(30)，所述杆能够在代表待测量的扭矩的轴向推力(31)的作用下沿纵向方向平移，以及
-流体(38)在其中流动的液压回路(40)，
其特征在于，所述扭矩计包括测压舱(46)，所述测压舱包括：
-压力室(36)，所述压力室由所述液压回路(40)供应流体，
-密封的柔性的膜片(32)，所述膜片与所述压力室(36)中的所述流体(38)接触，所述膜片在大致垂直于所述杆(30)的平面中延伸，并且所述膜片被刚性地连接到所述杆(30)使得所述杆(30)的纵向移动使所述膜片(32)变形，
-用于所述压力室(36)中的所述流体(38)的排流口(44)，所述排流口连结到被支承在所述杆(30)的一个端部上的阀(48)，以根据所述膜片(32)的变形来调节所述压力室(36)中的所述流体(38)的压力。
2.根据权利要求1所述的扭矩计，其特征在于，所述杆为中空的并且构成了所述液压回路(40)的一部分。
3.根据权利要求2所述的扭矩计，其特征在于，所述中空的杆穿过所述柔性的膜片(32)，以及，用于所述流体(38)的所述排流口(44)被设在所述中空的杆(30)的端部上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的扭矩计，其特征在于，所述膜片(32)被环(50)包围，所述环通过保持衬圈(54)被保持为与所述压力室(36)的肩部(52)接触。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的扭矩计，其特征在于，所述扭矩计包括转换装置，所述转换装置适合于将代表待测量的扭矩的轴向推力(31)施加到所述杆(30)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的扭矩计，其特征在于，所述扭矩计包括用于根据所述流体(38)的压力来确定扭矩的装置。
7.包括旋转的轴的涡轮轴发动机，其特征在于，所述涡轮轴发动机包括根据权利要求1至6中任一项所述的液压扭矩计(28)，所述液压扭矩计适合于测量所述轴的扭矩。
CN201580047363.3A 2014-09-08 2015-09-07 液压扭矩计 Pending CN106716092A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1458370A FR3025602B1 (fr) 2014-09-08 2014-09-08 Couplemetre hydraulique
FR1458370 2014-09-08
PCT/FR2015/052367 WO2016038288A1 (fr) 2014-09-08 2015-09-07 Couplemètre hydraulique

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106716092A true CN106716092A (zh) 2017-05-24

Family

ID=52465453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580047363.3A Pending CN106716092A (zh) 2014-09-08 2015-09-07 液压扭矩计

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20170261390A1 (zh)
EP (1) EP3194919A1 (zh)
JP (1) JP2017527805A (zh)
KR (1) KR20170046689A (zh)
CN (1) CN106716092A (zh)
CA (1) CA2959939A1 (zh)
FR (1) FR3025602B1 (zh)
RU (1) RU2017108206A (zh)
WO (1) WO2016038288A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113194810A (zh) * 2018-12-21 2021-07-30 托尼吉株式会社 测定测量对象物的内部压力的测定装置及测定方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3035502B1 (fr) * 2015-04-27 2017-04-14 Turbomeca Couplemetre a mesure de deformation
CN108548573B (zh) * 2018-05-04 2024-03-08 湖南菲尔斯特传感器有限公司 差压式流量计
FR3110694B1 (fr) * 2020-05-19 2022-06-10 Safran Helicopter Engines Procede de fabrication d’un carter pour une turbomachine d’aeronef

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1580430A (en) * 1924-04-14 1926-04-13 Walter L Gaines Dynamometer
US2580162A (en) * 1943-03-15 1951-12-25 Power Jets Res & Dev Ltd Load measuring device
US3587304A (en) * 1969-02-28 1971-06-28 Avco Corp Torque-indicating device
US3633696A (en) * 1970-10-15 1972-01-11 United States Steel Corp Load cell
IT1401923B1 (it) * 2010-09-09 2013-08-28 Nuovo Pignone Spa Metodi e dispositivi per testare un rotore a bassa velocita ed a basso momento in un turbomacchinario

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113194810A (zh) * 2018-12-21 2021-07-30 托尼吉株式会社 测定测量对象物的内部压力的测定装置及测定方法

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017108206A (ru) 2018-10-11
EP3194919A1 (fr) 2017-07-26
US20170261390A1 (en) 2017-09-14
FR3025602B1 (fr) 2016-11-04
WO2016038288A1 (fr) 2016-03-17
JP2017527805A (ja) 2017-09-21
FR3025602A1 (fr) 2016-03-11
CA2959939A1 (fr) 2016-03-17
KR20170046689A (ko) 2017-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106716092A (zh) 液压扭矩计
CA2922954C (en) A shock absorber
Lee et al. Simulation and experimentation on the contact width and pressure distribution of lip seals
CN105738108B (zh) 一种组合加载推力轴承试验台
RU2683352C2 (ru) Индикатор углового положения для привода
EP3500834B1 (en) Methods and apparatus for conducting in-service testing of pneumatic signal amplifiers
US11260968B2 (en) Maintenance apparatus for a shock absorber of a landing gear, and method for maintaining such a shock absorber
CN104729446A (zh) 一种测量密封圈弹性变形极限位移和最大静摩擦力的装置
CN104913870A (zh) 摩擦力测量装置及测量方法
US3563087A (en) Hydraulic tester for fasteners
JP2018514767A (ja) 変形測定トルク計
US3407644A (en) Method and apparatus for generating standard pressure
CN110131239A (zh) 一种可测量内外行程摩擦力的往复密封实验缸体
CN107631878B (zh) 一种轴密封测试的检测设备
JP6672197B2 (ja) 高精度液圧アクチュエータ
CN214502490U (zh) 粘性定律旋转阻尼器
CN109916569A (zh) 密封性能试验系统
SU1247600A1 (ru) Установка дл испытани уплотнений
Bock et al. Investigation of the effects of valve closing in a static expansion system
CN205679186U (zh) 一种变量机构位移检测装置
KR102370248B1 (ko) 밸브 패킹 마찰력 산출 방법
CN209802663U (zh) 一种用于冲压空气线性作动筒的测试装置
CN203561350U (zh) 一种热真空环境下的高精度角度和扭矩测试装置
JP2018173300A (ja) 測長器、および測長システム
US1944334A (en) Apparatus for making accurate dynamometric determinations

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170524