CN203719698U - 一种非接触式齿轮转速检测实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种非接触式齿轮转速检测实验装置，是把端面测量方式的齿轮流量计简化为由电动机（12）带动的齿轮（9）和固定在底座组件（2）上的端面转速测试组件（4）组成，模拟齿轮流量计的端面转速测量；把径向测量方式的齿轮流量计简化为由电动机（12）带动的齿轮（9）和固定在底座组件（2）上的径向转速测试组件（5）组成，模拟齿轮流量计的径向转速测量其中，壳体测试帽（16）是模拟齿轮流量计的壳体；本实用新型能模拟不同导磁性材料的齿轮、不同导磁性材料的壳体、不同测量位置处的壳体厚度、不同布置位置和不同类型的齿轮转速传感器（13）的齿轮流量计，本实用新型为高压齿轮流量计提供了设计依据。

Description

一种非接触式齿轮转速检测实验装置

技术领域

本实用新型涉及一种齿轮转速检测实验装置，尤其涉及非接触式齿轮转速测试技术领域。

背景技术

高压齿轮流量计在设计过程中，需考虑以下因素的影响：（1）齿轮是采用导磁材料，还是用非导磁材料，如既可以选择45钢、不锈钢2gr13等强导磁材料，也可在弱导磁和非导磁材料上加装磁钢；对于弱导磁材料和非导磁材料的齿轮，要考虑加装磁钢的方法和磁钢的布置方式；（2）壳体能采用的非导磁材料，如壳体的材料可以为不锈钢304、铝合金、铸铁等弱导磁或不导磁材料；（3）哪些类型的齿轮转速传感器适用于齿轮流量计的测量，如可选择的测量齿轮转速的传感器有：电感式、磁电式、霍尔式三种；（4）齿轮转速传感器安装位置的确定；（5）齿轮转速传感器能穿透壳体进行测量的最大厚度的确定。这些参数、材料等的选择和确定都需要通过实验来解决，但是该类实验如果在流量计上做，对于不同类型的齿轮转速传感器、不同导磁性材料的齿轮、不同导磁性材料的壳体、传感器的不同安装位置、传感器能穿透壳体的最大厚度等实验，都需要制造出不同类型的实验样机后，才能进行实验，这必将产生巨大的浪费，增加了产品的成本。

针对以上这些情况，为了降低生产成本，本发明设计了“一种非接触式齿轮转速检测实验装置”，它能按照齿轮流量计的实际情况，在该实验台上能模拟完成以下实验：（1）不同导磁性材料的齿轮；（2）不同导磁性材料的壳体；（3）不同类型的齿轮转速传感器；（4）传感器的不同安装位置；（5）传感器能穿透壳体的最大厚度等实验。最后根据实验结果来确定齿轮流量计齿轮转速传感器的类型、齿轮的材料、壳体的材料、传感器的安装位置、传感器需穿透壳体的合适厚度等，为齿轮流量计的设计提供了依据，从而避免在流量计上做实验所带来的生产成本的浪费。

发明内容

齿轮流量计工作原理是当有液体通过齿轮流量计时，齿轮会随液体流动而转动，把流体的流量信号转换为齿轮的转速信号，然后通过非接触式齿轮转速传感器提取流量计齿轮的转速信号，再把转速信号变换成流量计的流量信号。齿轮流量计的齿轮转速测量与普通齿轮转速的测量不同点是：在流量计的被测齿轮和转速传感器之间，隔着流量计的壳体（不导磁），而普通的被测齿轮与传感器间隔着的是空气。

对于低压的齿轮流量计，可以将角度编码器装在齿轮流量计的一个齿轮输出轴上，进而通过角度编码器来测量流量计的齿轮转速，目前这种技术已经成熟，但对于高压齿轮流量计来说，流量计的进口、出口都是高压油，如想用角度编码器的方式来测量齿轮流量计的齿轮转速，就必须在齿轮流量计的齿轮输出轴上加装高压旋转密封，这样就会产生很大的压力损耗，所以，高压齿轮流量计的齿轮转速不能用角度编码器的方式来测量，只能采取非接触式的测量方式；目前，齿轮流量计采用齿轮转速传感器来测量齿轮流量计齿轮的转速，然后把齿轮转速信号再转换成齿轮流量计的流量信号，其中，齿轮转速传感器布置在齿轮端面的布置方式称为端面布置方式，齿轮转速传感器布置在齿轮顶部的布置方式称为径向布置方式。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

本实验装置是把端面测量方式的齿轮流量计简化为由电动机（12）带动的齿轮（9）和固定在底座组件（2）上的端面转速测试组件（4）组成，模拟齿轮流量计的端面转速测量，其中，壳体测试帽（16）是模拟齿轮流量计的壳体，在壳体测试帽（16）上，装有齿轮转速传感器（13）；把径向测量方式的齿轮流量计简化为由电动机（12）带动的齿轮（9）和固定在底座组件（2）上的径向转速测试组件（5）组成，模拟齿轮流量计的径向转速测量其中，壳体测试帽（16）是模拟齿轮流量计的壳体，在壳体测试帽（16）上，装有齿轮转速传感器（13）。

本发明与背景技术相比，具有的有益效果是：

齿轮（9）由导磁的不锈钢304、导磁的碳钢、“不导磁的不锈钢2gr13加装磁铁”、“铝合金加装磁铁”做成不同导磁性能的四种齿轮；壳体测试帽（16）由不导磁的不锈钢2gr13、铝合金做成不同导磁性能的两种测试帽；壳体测试帽（16）的厚度分别为1mm、1.5mm、2mm、3mm四种。

故本发明能模拟齿轮流量计的不同导磁性材料的齿轮、不同导磁性材料的壳体、不同测量位置处的壳体厚度、传感器的不同布置位置、不同类型的齿轮转速传感器（13），找到与之相配的、经济性最优、性能最佳的齿轮材料、壳体材料、传感器安装的位置及传感器能穿透的壳体厚度等。本发明为高压齿轮流量计提供了设计依据。

附图说明

下面结合附图和实例对本发明做进一步说明。

图1是本发明的爆炸原理图。

图2是本发明的底座组件爆炸图。

图3是本发明的电机组件爆炸图。

图4是本发明的端面转速测试组件爆炸图。

图5是本发明的端面转速测试组件二维图。

图6是本发明的径向转速测试组件爆炸图。

图7是本发明的径向转速测试组件二维炸图。

在图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7中，1.变频器、2.底座组件、3.电机组件、4.端面转速测试组件、5.径向转速测试组件、6.调节螺栓、7.导向螺钉、8.底座、9.齿轮、10.轴、11.联轴器、12.电机、13.转速传感器、14.端面测试柱、15.端面支架、16.壳体测试帽、18.径向支架、19.径向测试柱、20.支架座、21.紧定螺钉、22.螺栓、23.螺母。

具体实施方式

如图1、2、3、4、5、6、7所示，一种非接触式齿轮转速检测实验装置由变频器（1）、底座组件（2）、电机组件（3）、端面转速测试组件（4）、径向转速测试组件（5）组成；变频器（1）左端面与底座组件（2）左端面平行，并通过螺钉与底座组件（2）端面连接；电机组件（3）通过四个螺栓固定在底座组件（2）的上端面上；端面转速测试组件（4）通过端面支架（15）利用紧定螺钉（21）固定于支架座（20）上，支架座（20）焊接在底座（8）上，松开紧定螺钉（21）可调节端面支架（15）的高度；径向转速测试组件（5）通过螺栓固定在底座（8）的导槽上，通过导槽可调节径向转速测试组件（5）的转速传感器（13）与齿轮（9）端面之间的距离；端面转速测试组件（4）和径向转速测试组件（5）中的壳体测试帽（16）模拟实际齿轮流量计位于转速传感器（13）顶部处的最薄壳体；电机组件（3）中的齿轮（9）模拟齿轮流量计中的齿轮转子；齿轮（9）通过电机（12）驱动，电机（12）转速通过变频器（1）控制。

所述的底座组件（2）包括调节螺栓（6）、导向螺钉（7）、紧定螺钉（21）、底座（8）、支架座（20）；支架座（20）下半部分的内孔上加工有螺纹，支架座（20）上半部分内孔是光孔。

所述的端面转速测试组件(4)，其端面支架(15)滑装在支架座（20）的光孔上，调节螺栓(6)通过螺纹与支架座（20）下半部分的内孔联接，通过拧动调节螺栓(6)，调节端面支架（15）的高度，从而改变转速传感器（13）相对于齿轮的（9）位置，进而能做不同位置的测试实验，确定齿轮流量计上转速传感器（13）的最佳安装孔位置；端面支架（15）和支架座（20）上的孔是间隙配合；导向螺钉（7）的作用是通过调节螺栓(6)调节端面支架（15）的高度时，保持端面支架(15)不旋转，起到导向的作用；紧定螺钉（21）的作用是当支架（15）的位置确定后，将紧定螺钉（21）旋紧，起定位作用，保证转速传感器（13）的轴线和电机（12）的轴线平行。

所述的电机组件（3）由齿轮（9）、轴（10）、联轴器（11）、电机（12）、螺栓（22）、螺母（23）组成，电机（12）是通过螺栓（22）和螺母（23）固定在底座（8）上；齿轮（9）与轴（10）是过盈配合联接，电机（12）通过联轴器（11）和轴（10）相联接，当电机（12）转动时，通过轴（10）带动齿轮（9）转动。

所述的齿轮（9）的材料为导磁的不锈钢304、导磁的碳钢或不导磁的不锈钢2gr13加装磁铁、不导磁的铝合金加装磁铁。

所述的端面转速测试组件（4）由转速传感器（13）、端面测试柱（14）、端面支架（15）、壳体测试帽（16）组成，其中，转速传感器（13）和端面测试柱（14）之间采用螺纹连接；端面测试柱（14）和支架(15)之间采用螺纹连接；壳体测试帽（16）和端面测试柱（14）采用螺纹连接。

所述的径向转速测试组件（5）由壳体测试帽(16)、径向支架(18)、径向测试柱(19)、转速传感器(13)组成；用螺栓（22）、螺母（23）把径向支架（18）固定在底座（8）上；径向测试柱（19）通过外螺纹装到支架（18）上；壳体测试帽（16）通过内螺纹装到径向测试柱（19）上；转速传感器（13）通过外螺纹装到测试柱（19）上，转速传感器（13）的顶部与壳体测试帽(16)相接触；通过旋转径向测试柱（19）来调节转速传感器（13）与齿轮（9）的径向间隙。

所述的壳体测试帽（16）的材料为非导磁；

所述的壳体测试帽（16）的材料为弱导磁的不锈钢304、铝合金、铸铁；

所述的壳体测试帽（16）的厚度分别为1mm、1.5mm、2mm、3mm四种。

所述的实验装置配有不同厚度、不同材料的壳体测试帽（16），通过改变不同的壳体测试帽（16）来比较传感器的测试效果，选择合适的齿轮流量计壳体材料；还可以找到传感器安装孔在端面和径向的最佳位置。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种非接触式齿轮转速检测实验装置，其特征是：包括变频器(1)、底座组件(2)、电机组件(3)、端面转速测试组件(4)、径向转速测试组件(5)；变频器(1)左端面与底座组件(2)左端面平行，并通过螺钉与底座组件(2)端面连接；电机组件(3)通过四个螺栓固定在底座组件(2)的上端面上；端面转速测试组件(4)通过端面支架(15)利用紧定螺钉(21)固定于支架座(20)上，支架座(20)焊接在底座(8)上，松开紧定螺钉(21)可调节端面支架(15)的高度；径向转速测试组件(5)通过螺栓固定在底座(8)的导槽上，通过导槽可调节径向转速测试组件(5)的转速传感器(13)与齿轮(9)端面之间的距离；端面转速测试组件(4)和径向转速测试组件(5)中的壳体测试帽(16)模拟实际齿轮流量计位于转速传感器(13)顶部处的最薄壳体；电机组件(3)中的齿轮(9)模拟齿轮流量计中的齿轮转子；齿轮(9)通过电机(12)驱动，电机(12)转速通过变频器(1)控制。 

2.根据权利要求1所述的非接触式齿轮转速检测实验装置，其特征在于：所述底座组件(2)包括调节螺栓(6)、导向螺钉(7)、紧定螺钉(21)、底座(8)、支架座(20)；支架座(20)下半部分的内孔上加工有螺纹，支架座(20)上半部分内孔是光孔。 

3.根据权利要求1所述的非接触式齿轮转速检测实验装置，其特征在于：所述的端面转速测试组件(4)的端面支架(15)滑装在支架座(20)的光孔上，调节螺栓(6)通过螺纹与支架座(20)下半部分的内孔联接，通过拧动调节螺栓(6)，调节端面支架(15)的高度，从而改变转速传感器(13)相对于齿轮的(9)位置，进而能做不同位置的测试实验，确定齿轮流量计上转速传感器(13)的最佳安装孔位置；端面支架(15)和支架座(20)上的孔是间隙配合；导向螺钉(7)的作用是通过调节螺栓(6)调节端面支架(15)的高度时，保持端面支架(15)不旋转，起到导向的作用；紧定螺钉(21)的作用是当支架(15)的位置确定后，将紧定螺钉(21)旋紧，起定位作用，保证转速传感器(13)的轴线和电机(12)的轴线平行。 

4.根据权利要求1所述的非接触式齿轮转速检测实验装置，其特征在于：所述的电机组件(3)由齿轮(9)、轴(10)、联轴器(11)、电机(12)、螺栓(22)、螺母(23)组成，电机(12)是通过螺栓(22)和螺母(23)固定在底座(8)上；齿轮(9)与轴(10)是过盈配合联接，电机(12)通过联轴器(11)和轴(10)相联接，当电机(12)转动时，通过轴(10)带动齿轮(9)转动。 

5.根据权利要求4所述的非接触式齿轮转速检测实验装置，其特征在于：所述的齿轮(9)的材料为导磁的不锈钢304、导磁的碳钢或不导磁的不锈钢2gr13加装磁铁、不导磁的铝合金加装磁铁。 

6.根据权利要求1所述的非接触式齿轮转速检测实验装置，其特征在于：所述的端面转速测试组件(4)由转速传感器(13)、端面测试柱(14)、端面支架(15)、壳体测试帽(16) 组成，其中，转速传感器(13)和端面测试柱(14)之间采用螺纹连接；端面测试柱(14)和支架(15)之间采用螺纹连接；壳体测试帽(16)和端面测试柱(14)采用螺纹连接。 

7.根据权利要求1所述的非接触式齿轮转速检测实验装置，其特征在于：所述的径向转速测试组件(5)是由壳体测试帽(16)、径向支架(18)、径向测试柱(19)、转速传感器(13)组成；用螺栓(22)、螺母(23)把径向支架(18)固定在底座(8)上；径向测试柱(19)通过外螺纹装到支架(18)上；壳体测试帽(16)通过内螺纹装到径向测试柱(19)上；转速传感器(13)通过外螺纹装到测试柱(19)上，转速传感器(13)的顶部与壳体测试帽(16)相接触；通过旋转径向测试柱(19)来调节转速传感器(13)与齿轮(9)的径向间隙。 

8.根据权利要求7所述的非接触式齿轮转速检测实验装置，其特征在于：所述的壳体测试帽(16)的材料为非导磁。 

9.根据权利要求7所述的非接触式齿轮转速检测实验装置，其特征在于：所述的壳体测试帽(16)的材料为不锈钢304、铝合金、铸铁。 

10.根据权利要求7所述的非接触式齿轮转速检测实验装置，其特征在于：所述的壳体测试帽(16)的厚度分别为1mm、1.5mm、2mm、3mm四种。