一种转速转矩推力测试装置
技术领域
本发明涉及叶轮测试领域，尤其涉及一种转速转矩推力测试装置。
背景技术
目前轴流式叶轮普遍应用于泵喷推进器，螺旋桨，水泵，冲锋舟，火箭发射领域。叶轮高速旋转产生巨大推力，在化工，造船，军事领域都有广泛的应用。针对不同领域，各种叶轮的转速转矩推力要求往往很高，但是目前技术很难同时测准这三个参数，无法在同一个图表中实时输出转速转矩与推力数据。
现有的叶轮测试须通过两道检测设备，即转速转矩测试设备及推力测试设备，两次检测过程繁琐，需分别测试，容易导致数据的不准确。同时，现有的推力测试装置将推力传感器固定在中心转轴上，会破坏轴的强度，测量范围和精度有限，其测得的推力往往具有较大的偏差，需要反复测验、数据校准过程，才能得到相对准确的数据，其检测精度低。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种快速检测叶轮设计性能是否达标的装置。该系统大大提高了叶轮设计领域的检测效率，使得理论设计的叶轮参数能够实时有效的反馈给设计者，降低迭代次数，大大提高了造船，化工，军事领域的设计水平和设计效率，降低了测试成本。
为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：
一种转速转矩推力测试装置，包括底座，所述底座上设有水洞、主轴、轴承组件、电机及转速转矩测试传感器、推力传感器，所述水洞内设有水，所述转矩测试传感器前端中心轴处连接主轴，所述主轴前部固定有待测叶轮组件，所述待测叶轮组件及测试组件之间的主轴上固定有轴承组件，所述轴承组件的前部及待测叶轮组件均设于水洞内，所述转速转矩测试传感器后部同轴设置推力轴，推力轴末端为锥子状，锥子状的顶部为球状，所述推力轴端部与推力传感器抵接，所述电机通过同步带组件连接于转速转矩测试传感器与推力轴之间，用于带动推力轴和转速转矩测试传感器并带动主轴及待测叶轮组件转动。
进一步的，所述装置包括机壳，所述机壳与水洞末端相接，所述轴承组件的后部、转速转矩测试传感器、推力传感器均设于机壳内。
进一步的，所述测试装置还包括固定在机壳后侧壁上的推力传感器底座，所述推力传感器固定于推力传感器底座中心，推力传感器一端固定于底座上，一端用螺纹连接一个带有锥形凹槽的连接件，连接件与推力轴为线接触，推力轴与连接件接触位置填充油脂。在推力轴转动过程中摩擦生热使油脂液化减阻。
进一步的，所述转速转矩传感器两端均设有双膜片联轴器，所述双膜片联轴器分别与轴承组件的中心轴及推力轴连接。
进一步的，所述待测叶轮组件包括导叶及叶轮，所述导叶、叶轮均设于主轴前部。
进一步的，所述水洞包括带有进水口的泵体，所述泵体前部为透明尾管，所述泵体后部设有朝侧边开设的进水口。
进一步的，所述轴承组件包括轴承座、圆柱滚子轴承、整流格栅、水润滑滑动轴承座及水润滑滑动轴承，所述圆柱滚子轴承设于轴承座内并位于主轴后部，所述整流格栅设于主轴上并位于待测组件后方，所述水润滑滑动轴承设于待测组件与主轴之间并通过水润滑滑动轴承座固定。
进一步的，所述同步带组件包括电机同步带轮及同步带轮，所述同步带轮固定在推力轴上，所述电机同步带轮与电机连接，所述电机同步带轮及同步带轮之间通过同步带连动。
进一步的，所述轴承座后端通过骨架密封圈密封，圆柱滚子轴承前端与主轴之间通过填料密封。
进一步的，所述导流罩设于导叶前端并通过锁紧螺母与水洞前侧面固定。
采用本发明技术方案，本发明的有益效果为：本发明装置能同时检测转速转矩及推力，减少了检测次数，不仅使得数据更为便捷、精确，且设备占用空间小。本装置推力传感器与推力感配合接触式测试，打破了传统推力测试不精准的局面，极大的提高了推力测试的准确度。
附图说明
图1是本发明提供的一种转速转矩推力测试装置俯视结构图；
图2是图1中A-A面剖视图；
图3是图2中A处放大图；
图4是本发明提供的一种转速转矩推力测试装置侧视结构图；
图5是本发明待测叶轮流量推力扭矩图；
图6是本发明的推力轴结构图；
图7是本发明的连接件结构图。
1、电机，2、电机同步带轮，3、底座，4、推力传感器底座，5、推力传感器，6、推力轴，7、滑动轴承座，8、同步带轮，9、双膜片联轴器，10、转速转矩传感器，11、轴承座，12、泵体，13、骨架密封圈，14、圆柱滚子轴承，15、填料，16、主轴，17、整流格栅，18、滑动轴承座，19、水润滑滑动轴承，20、导叶，21、尾管，22、叶轮，23、导流罩，24、锁紧螺母，25、电机调整座，26、同步带，27、连接件。
具体实施方式
结合附图对本发明具体方案具体实施例作进一步的阐述。
如图所示，一种转速转矩推力测试装置，包括底座3，所述底座3上设有水洞、主轴16、轴承组件、电机1及转速转矩测试传感器、推力传感器，所述水洞内设有水，所述转矩测试传感器前端中心轴处连接主轴16，所述主轴16前部固定有待测叶轮22组件，所述待测叶轮22组件及测试组件之间的主轴16上固定有轴承组件，所述轴承组件的前部及待测叶轮22组件均设于水洞内，所述转速转矩测试传感器后部同轴设置推力轴6，推力轴6末端为锥子状，锥子状的顶部为球状，所述推力轴6端部与推力传感器抵接，所述电机1通过同步带26组件连接于转速转矩测试传感器与推力轴6之间，用于带动推力轴和转速转矩测试传感器并带动主轴16及待测叶轮22组件转动。
所述装置包括机壳，所述机壳与水洞末端相接，所述轴承组件的后部、转速转矩测试传感器、推力传感器均设于机壳内。
所述测试装置还包括固定在机壳后侧壁上的推力传感器5底座4，所述推力传感器5固定于推力传感器5底座4中心。推力传感器5一端固定于底座上，一端用螺纹连接一个带有锥形凹槽的连接件27，连接件27与推力轴6为线接触，推力轴6与连接件27接触位置填充油脂。在推力轴转动过程中摩擦生热使油脂液化减阻。
所述转速转矩传感器10两端均设有双膜片联轴器9，所述双膜片联轴器9分别与轴承组件的中心轴及推力轴6连接。
所述待测叶轮22组件包括导叶20及叶轮22，所述导叶20、叶轮22均设于主轴16前部。导流罩23设于导叶20前端并通过锁紧螺母24与水洞前侧面固定。
所述水洞包括带有进水口的泵体12，所述泵体12前部为透明尾管21，所述泵体12后部设有朝侧边开设的进水口。
所述轴承组件包括轴承座11、圆柱滚子轴承14、整流格栅17、水润滑滑动轴承座18及水润滑滑动轴承19，所述圆柱滚子轴承14设于轴承座11内并位于主轴16后部，所述整流格栅17设于主轴16上并位于待测组件后方，所述水润滑滑动轴承19设于待测组件与主轴16之间并通过水润滑滑动轴承座18固定。所述轴承座11后端通过骨架密封圈13密封，圆柱滚子轴承14前端与主轴16之间通过填料15密封。
所述同步带组件包括电机同步带轮2及同步带轮8，所述同步带轮8固定在推力轴6上，所述电机同步带轮2与电机1连接，所述电机同步带轮2及同步带轮8之间通过同步带连动。所述同步带轮8两侧设有滑动轴承座187。所述电机1设有电机调整座25，用于调整电机1的位置。
使用本发明装置与现有装置的测试数据对比如下：
目前的应变片试验台无法测试这么大的叶轮，所以没有对比数据。只有本实验台测得的一组叶轮推力扭矩数据与设计值对比。
表1待测叶轮设计值
表2不同流量工况下待测叶轮转速扭矩推力值
根据上述实验结果，本实验待测叶轮数据与设计值相符合，达到设计目标。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
