[发明专利]一种用于测量超高转速叶轮转轴扭矩的装置

权利要求书

1.一种用于测量超高转速叶轮转轴扭矩的装置，其特征是包括转轴、A光栅盘、B光栅盘、光源、光敏元件和信号放大数据采集系统，其中A光栅盘、B光栅盘对称布置并固定连接在转轴上，A光栅盘、B光栅盘周向对应位置的一组栅槽构成一条光路，光源发出的光线通过该光路被光敏元件接收，转化为周期性占空比信号输出给信号放大数据采集系统，由信号放大数据采集系统将放大的信号传输给PC机进行数据处理、显示、保存；当转轴接受扭矩作用时产生扭转变形，A光栅盘、B光栅盘栅槽重合部分变小，光路宽度变窄，光敏元件接受到的光强信号减弱，占空比信号减小，占空比信号与扭矩负载存在线性关系，通过扭矩负载标定试验确定这一线性关系，即实现高速转轴的扭矩精确测量。

2.根据权利要求1所述的一种用于测量超高转速叶轮转轴扭矩的装置，其特征是转轴为典型的台阶轴结构，转轴最粗处为3个凸台，凸台间细轴段与转轴两侧叶轮安装段为转轴直径最小处，该轴径根据转轴扭矩强度确定，凸台直径为转轴最小轴径的1.5～1.6倍，左右两侧凸台用以安装固定光栅盘，中间凸台与光栅盘保持搭接状态；转轴呈中间细两头粗，凸台间细轴段用以减小材料抗扭刚度，增加转轴扭转角；左右两侧外段细轴段分别安放压气机及涡轮转子，细轴段与粗轴段的台阶面为轴肩位置，安放轴承。

3.根据权利要求1所述的一种用于测量超高转速叶轮转轴扭矩的装置，其特征是光栅盘主体为圆筒结构，其内径与转轴凸台直径一致，外径为内径的1.8倍，在布置栅槽的一头将光栅盘外径增大为内径的2.6倍，为受测叶轮直径的0.5～0.6倍，以确保高速旋转过程中光栅盘强度，在外缘处周向开8个均布的栅槽，槽底导圆，内孔与转轴中间凸台搭接，不需固定；另一头预留销钉孔，通过销钉将光栅盘与转轴左右两侧凸台固定连接为一体，两光栅盘对称放置，两光栅盘分别与转轴两侧凸台连接。