CN2514329Y - 搅拌机轴向水推力测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种搅拌机轴向水推力测试装置。本实用新型由检测机构、感应机构和显示机构构成,形变梁检测搅拌机,形变信号经形变梁另一端与牵引绳、砝码等感应并通过调整砝码重量,从指针、刻度盘显示,杠杆原理计算可知;以及用传感器将形变信号传输至应变仪计算而知。本实用新型解决了以往测试必须制作叶轮模型,需要动力仪、计算机等专用硬、软件设备,以及周期长、成本高等缺陷,而且设计新颖、结构简单,效率高、效果好、实验误差小、运行可靠。

Description

搅拌机轴向水推力测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种测试装置，特别涉及一种搅拌机轴向水推力测试装置。

背景技术

在本实用新型作出之前，测试潜水搅拌机运行时叶轮产生的轴向力即轴向水推力，都是利用相似理论，首先制作叶轮模型，然后进行实验，采用动力仪、计算机等软、硬件设备进行测试、计算，从而得到实型的水推力值。这种方法存在着周期长的缺陷，要制作模型，要测试，要计算，同时制作模型的费用，使用动力仪、计算机等软、硬件的费用，使得其成本过高。加上这种方法所依据的理论还处在不断的完善过程中，难免会出现相当大的误差。因此，这种方法在实际应用中受到极大的限制。

发明内容

本实用新型的目的就在于克服上述缺陷，设计一种全新的搅拌机轴向水推力测试装置。

本实用新型的技术方案：搅拌机轴向水推力测试装置，其主要技术特征在于由检测机构、感应机构、显示机构构成，检测机构信号输出连接至感应机构，感应机构输出信号至显示机构。

其又一主要技术特征在于检测机构由形变梁组成，感应机构由形变梁、转动支点、指针器、滑轮、砝码、牵引绳组成，形变梁中端与转动支点连接，形变梁上端与牵引绳水平端连接，牵引绳另一端通过滑轮与砝码连接，指针器与形变梁连接，指针指向刻度盘。

其另一主要技术特征在于检测机构由托架、形变梁组成，托架与形变梁下端连接，感应机构由形变梁、转动支点、传感器、应变仪组成，转动支点与形变梁中端连接，传感器位于形变梁与转动支点连接处的下方、形变梁与托架连接处的上方，与形变梁接触连接，其信号输出连接至应变仪，显示机构由指针器、调零螺丝、刻度盘组成，调零螺丝与形变梁接触连接，指针器连接形变梁，指针指向刻度盘。

本实用新型的优点和效果在于免去为测试而要制作叶轮模型的程序和步骤，免去了实验所需要的动力仪、计算机等专用的软、硬件设备，节省大量的成本，周期短，而本实用新型结构简单，设计新颖，效率高，效果好，准确性高，实验误差小，运行可靠，易于推广使用。

附图说明

图1-本实用新型实施例1结构原理示意图。

图2-本实用新型实施例2结构原理示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示：搅拌机轴向水推力测试装置由检测机构、感应机构、显示机构构成，检测机构将检测的信号输出至感应机构，感应机构输出信号至显示机构。检测机构由形变梁3组成，被测搅拌机1可直接安装在形变梁3的下端，也可通过连接连接板2，再由连接板2连接形变梁3的下端；感应机构由形变梁3、转动支点4、指针器5、牵引绳6、滑轮7、砝码8组成，形变梁3的中端与转动支点4转动连接，形变梁3上端与牵引绳6水平连接，牵引绳6另一端与通过滑轮7与砝码8连接，砝码8放置在砝码盘9内，则牵引绳6与砝码盘9连接，指针器5与形变梁3固定连接；显示机构由指针器5、刻度盘10组成，指针器5上的指针11指向刻度盘10。

检测时：将被测搅拌器1通过连接板2连接在形变梁3的下端，调整砝码盘9内的砝码8的重量，使形变梁3处于平衡位置，指针器5将形变梁3的信号通过其指针11指向刻度盘10上的中央“0”刻度线；此时，根据杠杆原理可知砝码8重量所产生的力矩M_m1用于平衡因实验装置本身和被测搅拌机1安装所产生的重力的偏心力矩M_e，必须相等，即

              M_m1＝M_e          (1)然后启动被测搅拌机1，并逐渐增加砝码8的数量，直至使形变梁3再次处于平衡位置，此时同样由杠杆原理可以知道，砝码8重量所产生的力矩M_m2等于偏心力矩M_e与被测搅拌机1轴向水推力F所产生的力矩M_f之和，即

               M_m2＝M_e+M_F       (2)因此，只要测出牵引绳6的拉力即砝码8的重量的力臂和轴向水推力F的力臂，就可通过公式(1)和(2)计算出F的值，达到检测的目的。

实施例2：

如图2所示：检测机构由托架12、形变梁3组成，被测搅拌机1安装在托架12上，托架12与形变梁3下端滑动连接；感应机构由形变梁3、转动支点4、传感器14、应变仪15组成，转动支点4与形变梁3的中端连接，传感器14位于形变梁3与转动支点4连接处的下方、形变梁3与托架12连接处的上方，粘附在形变梁3上，其信号连接至应变仪15；显示机构由指针器5、调零螺丝13、刻度盘10组成，调零螺丝13与形变梁3上部接触连接，指针器5固定在形变梁3上部，位于调零螺丝13与形变梁3连接之上，指针11指向刻度盘10。

检测时：被测搅拌机1安装在只有微小水平位移的托架12上，托架12与形变梁3下端滑动连接，调零螺丝13、刻度盘10及指针器5用来调整形变梁3并使其在实验过程中始终保持铅垂状态，调节调零螺丝13使形变梁3处于铅垂状态，即指针11指向刻度盘10中央的“0”刻度线，以消除均布载荷重力对形变梁3的影响，从而简化计算，并保证水推力F垂直作用在形变梁3上；而粘附在形变梁3上的传感器14将信号传递到应变仪15上，经应变仪15放大、解调后输出；本例中传感器14是金属丝式应变片和光刻箔式应变片两片组成，应变仪15是YJD型系列静动态应变仪。

经过应变仪15放大、解调后输出的信号，根据材料力学原理，粘附在形变梁3上的传感器14所采集的形变梁3截面外表面处的应力σ为： $\mathrm{\σ}=\frac{M}{W}=\frac{F\·l}{W}---\left(3\right)$ 其中：M——计算截面处的弯矩

  F——搅拌机运行时的水推力

  l——力F到计算截面处的距离

  W——形变梁的抗弯截面系数又由            σ＝Eε                      (4)其中：E——形变梁材料的弹性模量

  ε——计算截面处的应变量由此联立(3)式和(4)式，可得： $F=\frac{E\·W}{l}\mathrm{\ϵ}----\left(5\right)$ 其中：E、W为常量，l由装置的结构设计确定。

启动被测搅拌机1，形变梁3因受轴向水推力F而弯曲变形，传感器14的应变片感受变形后输出信号至应变仪15并读出应变量ε，代入公式(5)中即可计算出轴向水推力F。

本实施例2的工作原理与实施例1完全相同。也不用制作叶轮模型，也不需要其他昂贵的仪器、设备。所不同的是实施例2将实施例1中的砝码配重平衡改为传感器14将形变梁3受力后的变形转化为电信号输出，直接从应变仪15中读出应变值，然后进行计算，得出轴向水推力F值。

Claims (5)

1.搅拌机轴向水推力测试装置，其特征在于由检测机构、感应机构、显示机构构成，检测机构信号输出连接至感应机构，感应机构输出信号至显示机构。

2.根据权利要求1所述的搅拌机轴向水推力测试装置，其特征在于检测机构由形变梁组成，感应机构由形变梁、转动支点、指针器、滑轮、砝码、牵引绳组成，形变梁中端与转动支点连接，形变梁上端与牵引绳水平端连接，牵引绳另一端通过滑轮与砝码连接，指针器与形变梁连接，显示机构由指针器、刻度盘组成，指针器上的指针指向刻度盘。

3.根据权利要求2所述的搅拌机轴向水推力测试装置，其特征在于连接板与形变梁下端连接。

4.根据权利要求2所述的搅拌机轴向水推力测试装置，其特征在于砝码放置在砝码盘内。

5.根据权利要求1所述的搅拌机轴向水推力测试装置，其特征在于检测机构由托架、形变梁组成，托架与形变梁下端连接，感应机构由形变梁、转动支点、传感器、应变仪组成，转动支点与形变梁中端连接，传感器位于形变梁与转动支点连接处的下方、形变梁与托架连接处的上方，与形变梁接触连接，其信号输出连接至应变仪，显示机构由指针器、调零螺丝、刻度盘组成，调零螺丝与形变梁接触连接，指针器连接形变梁，指针指向刻度盘。

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