[发明专利]应用于材料减阻性能试验的扭矩测量装置及方法

说明书

本发明涉及一种应用于材料减阻性能试验的扭矩测量装置及方法，包括试验区域和测控区域，所述测控区域包括电控箱、采集仪，所述试验区域包括扭矩测量箱、安装在扭矩测量箱上的动力源，所述扭矩测量箱包括：轴组，贯穿扭矩测量箱，接收动力源输出的扭矩；扭矩传感器，设置在轴组上；初始状态承力组件，包括穿设在轴组上的轴承保护器、转盘轴承；运行状态承力组件，包括穿设在轴组上的静止电磁铁环和旋转电磁铁环；运行状态承力组件产生向上承托的磁力。本发明通过设置保护器、电磁铁等结构，能够明显降低扭矩传感器上所受的拉力，避免扭矩传感器承受过大拉力时精准度的下降，避免扭矩传感器承受过大拉力而损坏，延长扭矩传感器的使用寿命。

技术领域

本发明涉及减阻试验技术领域，尤其是一种应用于材料减阻性能试验的扭矩测量装置及方法。

背景技术

通过材料减阻性能试验可以得出试验材料的减阻性能，目前普遍采用的方法为：将试验材料加工成圆柱体，采用轴体，在确保轴体轴心与圆柱体轴心重合的基础上，轴体、圆柱体端面连接，将圆柱体垂直并完全浸入水中，通过轴体带动圆柱体匀速旋转，通过扭矩传感器测量转轴动态扭矩，在此基础上计算得出材料的减阻性能参数。

上述方法存在的问题是：若将扭矩传感器直接与转轴连接，可直接测量驱动圆柱体旋转的动态扭矩，但是扭矩传感器需要承受其下端转轴及试验圆柱体对其的拉力，过大的拉力影响扭矩传感器的性能且当其超出扭矩传感器的承受极限会导致扭矩传感器损坏；若通过传动箱等机构使得扭矩传感器不承受拉力的方式间接测量扭矩，则所测扭矩中既包含驱动圆柱体旋转的动态扭矩也包含驱动传动箱等机械环节的扭矩，增加了分析难度。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的应用于材料减阻性能试验的扭矩测量装置及方法，能够使扭矩传感器不承受过大拉力，在此基础上实现对驱动试验圆柱体旋转的动态扭矩直接测量。

本发明所采用的技术方案如下：

一种应用于材料减阻性能试验的扭矩测量装置，包括试验区域和测控区域，

所述测控区域包括电控箱、采集仪，

所述试验区域包括扭矩测量箱、安装在扭矩测量箱上的动力源，

所述扭矩测量箱包括：

轴组，贯穿扭矩测量箱，接收动力源输出的扭矩；

扭矩传感器，设置在轴组上；

初始状态承力组件，包括穿设在轴组上的轴承保护器、转盘轴承；

运行状态承力组件，包括穿设在轴组上的静止电磁铁环和旋转电磁铁环；运行状态承力组件产生向上承托的磁力。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述轴组包括相互配合的凹十字型轴体和凸十字型轴体，所述凹十字型轴体和凸十字型轴体之间预留调节间隙。

扭矩传感器安装在凸十字型轴体上。

所述凸十字型轴体背离凹十字型轴体的一端。

所述轴组还包括连接动力源的传动轴，传动轴连接有万向轴，扭矩传感器连接在万向轴和凸十字型轴体之间。

凸十字型轴体上还套设有高速滑环，高速滑环为旋转电磁铁供电。

扭矩测量箱内设有激光传感器本体，在凹十字型轴体上套设有激光位移传感器基准板，激光位移传感器基准板位于轴承保护器上方。

所述测控区域的具体结构包括连接采集仪和电控箱的接线盒，接线盒还与如下部件连接：激光位移传感器、高速滑环、静止电磁铁、扭矩传感器。

高速滑环通过插头座连接旋转电磁铁。