拖拉机PTO试验台测功机选型分析.pdf
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1、检测鉴定拖拉机PTO试验台测功机选型分析东潍坊鲁中拖拉机有限公司刘风平韩晓荣山东省农业机械技术推广站张仰猛山东金大丰机械有限公司间帅一、拖拉机PTO试验测试设备及特点拖拉机PTO试验测试设备由测功机、控制系统及各测试单元(传感器)等构成。测功机作为加载控制的关键部件,其特性对整套测试设备性能有直接影响。测功机种类有:水力测功机、电涡流测功机、磁粉测功机、直流电力测功机、交流电力测功机。现简要介绍如下:1.水力测功机水力测功机是利用物体在水中运动,水对旋转的转子形成的摩擦力矩吸收并传递动力机械的输出功率装置,分为圆盘式与涡流室式,以涡流室式最为常见。如下图。1214151618191.底座2.左
2、右轴承座3.主轴部件4.联轴节5.轴承压板6.骨架油封7.轴套8、9.双金属轴套1 0.左右轴承外壳1 1.左右侧壳1 2.螺塞1 3.转子1 4.外壳1 5.封水圈1 6.测速齿轮1 7.转速传感器1 8.溢水管1 9.旋塞水力测功机由制动器、测力机构、供水系统和指示控制部分组成,主体为水力制动器,由转子和外壳组成,外壳由滚动轴承支撑,可以自由摆动,固定在外壳上的力臂将作用在外壳上的力矩传递给测力装置。制动器转子被封闭在外壳内,其间充以水,水通过进水孔进入涡流中心,转子使水在涡流室中做旋转运动,通过与外壳的摩擦,使外壳摆动。测功机工作时,水被转子带动获得动量矩并传递给外壳,动力机械加给转子的
3、转矩以同样大小作用于外壳上。动力机械的输出功率通过水分子间的相互摩擦而变成热能。控制阀控制出水量以调节水层厚度,水层越厚,水与外壳的摩擦力矩越大,吸收功越多,外壳摆动角度也越大,测力计上的读数相应增加。水力测功机的特点是,结构简单、造价低廉、高速吸收功率大,运转平稳。缺点是控制不便,测量精度差,难以实现远距离操纵及自动调节,且只能单向加载;需要特制供水管路和水源(如蓄水池),占用空间较大,全系统结构较为复杂。目前主要应用于柴油机台架试验和耐久性试验。2.磁粉测功机磁粉测功机由定子、实心转子、激磁线圈、磁粉介质、支架、底板等组成,当内部线圈通过电流时产生磁场,使内部磁粉按磁力线排成磁粉链,由磁粉
4、链产生拉力变为阻止转子旋转的阻力,该力即为负载力矩。改变励磁电流即可改变负载力矩,励磁电流与负载力矩基本成正比。如下图。磁粉制动器码盘支架转速传感器磁粉测功机的特点是,转子为空心鼓形转子,惯性小,承受离心力大;力矩产生由磁粉链的拉力形成,力矩变化具有缓冲性;静态转矩力矩平滑,没有齿槽波动转矩,无剩磁转矩;无摩擦结构,使用寿命长;操作方便,只需调节激磁电流即可改变测功机的力矩大小;结构较为简单,使用方便。缺点是控制性能尤其是高速性能一般,且要依靠冷却水来消耗能量,适用于转速较低而力矩较大的测试对象,如电动自行车(摩托车)电机、异步电动机、直流减速电机、摇窗电机、雨刷电机等。如下图。温度信号激磁电
5、流电量变送器转速信号转柜信号VLK-3B程控电源TR-2B转矩转速采集仪AI-A电参数采集仪RS485/R5232转换器拉压传感器电信号TEH-2温度采集仪21检测鉴定3.电涡流测功机电涡流测功机是利用涡流产生制动转矩来测量机械转矩的装置,由电磁滑差离合器(见电磁调速异步电动机)、测力计和测速发电机组成。被测动力机械与电磁滑差离合器的输入轴连接,带动电枢旋转,磁极则被安装其上的测力臂住,只能在一定范围内摆动角度,配合测力计就可以由此摆动角直接读出电枢与磁极间作用的电磁转矩。略去风摩损耗等测量误差时,此电磁转矩就等于被测动力机械的输出转矩。电涡流测功机只能产生制动转矩,不能作为电动机运行。一般用
6、于测量转速上升而转矩下降,或转矩变化而转速基本不变的动力机械。如下图。987641当直流电通过与转子同轴装配的励磁线圈时,生成的磁通经过涡流环、气隙和转子形成闭合回路。由于转子和摆动部分由磁性材料制成,磁阻很小,所以磁通密度主要取决于气隙大小。外面是均匀齿和槽,磁场将在气隙和电枢体或涡流环内表面上由任意一点磁感应发生变化时产生,感应产生出涡流电势,并得到涡流电。同时,经过涡流电和磁场涡合,转子上产生了制动力矩,在摆动体上则产生与拖动力矩相同的力矩,其数值可由传感器检测出来。发动机输出功率22被转化成摆动体上满流产生的等值热量,由进入电枢体内表面或涡流环冷却水槽中持续不断的冷却水带走。为保证测功
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