| 電渦流測功機(標準型) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 來源： 發(fā)布：2021/6/7 10:05:35 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 一 前 言 DW系列（DW15、DW20、DW50、DW125 、DW160、DW260、DW400、DW500、DW600、DW1000、DW1500、DW2000）電渦流測功機主要用來測量動力機的有效功率及傳動機械的效率，是目前先進的加載測功設(shè)備，國外已有逐步取代水力測功機的趨勢，它構(gòu)成的發(fā)動機試驗臺適用于一切研究、質(zhì)檢、生產(chǎn)和維修服務(wù)行業(yè)。 DW系列測功機具有測試范圍寬廣、雙向測試、許容轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn)動慣量小、測量精度高、對突變負荷響應(yīng)快的特點（0.2s），它不受冷卻水進水壓力變化的影響，尤其適用于操作控制自動化的試驗臺架，與具有自動化控制功能的電控儀配套，實現(xiàn)遠距離自動化操縱及數(shù)顯、打印測量的水平較高。相對水力測功機而言，電渦流測功機在低速、中小功率的加載測試技術(shù)上，易于配套實現(xiàn)計算機控制，具有無可比擬的優(yōu)越性。
二 技 術(shù) 規(guī) 范
1．技術(shù)參數(shù)（見表1） 表1
技術(shù)參數(shù)表 尺寸單位：毫米
2．特性曲線 DW系列電渦流測功機特性曲線表示測功機在不同轉(zhuǎn)速下所能吸收的功率范圍，它由OABC組成。 OA—最大扭矩線。當最大扭矩為常數(shù)時所能吸收的最大功率，隨著轉(zhuǎn)速的增加而上升，在A點達到扭矩強度所允許的最大功率。 AB—最大功率線。測功機達到最大扭矩點（A）后，隨著轉(zhuǎn)速的變化測功機所允許吸收的最大功率。 BC—最高轉(zhuǎn)速線。測功機在工作時允許的最高轉(zhuǎn)速。 上述三段限線所包圍的區(qū)域為測功機的工作范圍。凡動力機或其它機械設(shè)備的動力特性在OABC所包圍的范圍內(nèi)者，均能用該型測功機進行特性試驗，用戶在選用測功機時須稍留有余地。但余地太大,測試精度則難以保證。 或由OABCD組成，則AB線為主軸強度所容許的最大扭矩值，其余BC、CD線含意同上。
電渦流測功機分感應(yīng)子式、盤式兩種，主要由旋轉(zhuǎn)部件（感應(yīng)轉(zhuǎn)子）、擺動部件（電樞和勵磁線圈）、測力部件（測力臂加應(yīng)變片式拉壓力傳感器）和校正部件（校正臂加砝碼）組成，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖一、圖二(測力部件、校正部件未畫)。
圖一：盤式電渦流測功機
圖二：鼓式電渦流測功機
四 工作原理和功率計算
1．工作原理
由電渦流測功機的結(jié)構(gòu)可知，感應(yīng)子主要由旋轉(zhuǎn)部件和擺動部件（電樞和勵磁線圈）組成。轉(zhuǎn)子軸上的感應(yīng)子形狀猶如齒輪，與轉(zhuǎn)子同軸固定裝有一個直流勵磁線圈。當勵磁繞組通以直流電流時，其周圍便有磁場存在，那么圍繞勵磁繞組就產(chǎn)生一閉合磁通。很明顯，位于繞組左側(cè)的感受應(yīng)子具有一個極性，右側(cè)具有相反的極性。旋轉(zhuǎn)時，由于磁密值的周期性變化而產(chǎn)生渦流，此渦流產(chǎn)生的磁場同產(chǎn)生它的磁場相互作用，從而產(chǎn)生與被試機反向的制動力矩，使電樞體擺動，通過電樞體上的力臂，將制動力傳給測量裝置。
渦電流使渦流環(huán)發(fā)熱，由進入渦流環(huán)的冷卻水把熱量帶走，實現(xiàn)功熱平衡的能量交換。
轉(zhuǎn)速測量采用非接觸式磁電轉(zhuǎn)速傳感器和裝于主軸的60齒牙盤，將轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)換成電信號輸出。
2．功率計算
（1）功率計算 （2）扭矩計算
功率P=N.n/10000(千瓦) M=N.L(牛.米)
式中N---負荷(牛頓) 式中N--- 負荷(牛頓)
n---轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） L---計算臂長為0.95493(米)
(注：為了迅速而方便地根據(jù)測功機測力指示值計算制動功率，取測功機砝碼臂長0.9738M或它的簡單倍值，靜校時1Kg砝碼顯示10N的數(shù)據(jù)或它的倍值，由此引出計算臂長為0.95493M)
五 測功機的安裝與調(diào)試
1.試驗臺應(yīng)靠近有水源的一邊，混凝土基礎(chǔ)和墻壁距離不小于1.5米,基礎(chǔ)尺
寸由測功機底座決定,地腳螺栓的最小埋入深度一般為20d，（螺栓直徑d）地腳螺栓下的混凝土凈厚為不小于50mm。整個試驗室要求通風(fēng)好，光線足，照明設(shè)備符合要求，測功機的基礎(chǔ)應(yīng)足夠堅固，既能承受動載，也能承受靜載，并且能防止從原動力機傳來的振動，故其周圍應(yīng)做成200毫米寬、800毫米深填木屑或爐渣、面上鋪有瀝青的防震槽。
測功機安裝在基礎(chǔ)上后，應(yīng)在測功機底座上平面用水平儀校正，水平儀的
度為0.04/1000，校正測功機在兩個互相垂直方向的水平，其安裝精度為0.1/1000，以免影響測功機的精度和靈敏度，動力機應(yīng)按動力機安裝要求進行，對一些常變換動力機型號的臺架，動力機最好安裝在三個自由度均可變位的附件支架上（本公司有此產(chǎn)品供貨），使安裝和調(diào)整更方便。
2．接線：按控制柜連線圖分別聯(lián)接好勵磁線圈、轉(zhuǎn)速傳感器、拉壓力傳感器、溫度控制器、水流量開關(guān)或電接點開關(guān)及潤滑泵的電纜線。
3．管路聯(lián)接及對水質(zhì)、水壓的要求
冷卻水是電渦流測功機能否正常工作的關(guān)鍵，務(wù)請用戶予以重視。使用電渦流測功機應(yīng)注意水壓、水流量，測功機冷卻水只能用淡水，如城市生活、生產(chǎn)用水，水壓在0.04~0.10Mpa。冷卻水量見表1。冷卻水的出水口溫度應(yīng)小于65°C∽70℃。在安裝時一定要注意進出水口的管徑與所要求的一致性，并要求進出管道無泄漏。為防止電渦流測功機內(nèi)冷圈水道積垢，可在循環(huán)水中加些除垢劑或在管道中加裝磁力除垢器，以化學(xué)或物理方法消除水垢，防止積垢。也可以采用清洗方法進行除垢，接上清洗軟管，用清洗泵把清洗液不斷地泵入測功機的循環(huán)水道，直至水垢被清洗干凈為止。由于清洗液具有一定的腐蝕性，故最后還要用清水將殘余清洗液清洗干凈，能用中和液進行中和處理更好。清洗泵可選用揚程10m、流量60l/m的泵。
判斷水垢是否形成，主要有兩個標志：
（1）冷卻水出水流速下降，流量減少；
（2）冷卻水出水溫度上升，手感比正常狀態(tài)時溫度高。
通常這兩種狀態(tài)是并存的。
4．測功機與動力機的連接應(yīng)采用彈性連接或萬向軸連接。測功機主軸與被測動力機主軸的對中要求應(yīng)在ф0.1范圍內(nèi)。否則將引起附加振動，振動對軸與軸承產(chǎn)生的動負荷將嚴重影響使用壽命。為減小測功機軸伸受力，有時需考慮裝設(shè)輔助支承，以保護測功機。當采用萬向軸連接時，要求偏角在1°-1.5°以內(nèi)。測功機與動力機的連接部位，特別強調(diào)應(yīng)由用戶自行加裝或向測功機供應(yīng)方訂購安全保護裝置，以確保人身安全。
5．為了不致使測功機和原動機的軸受到較大的彎矩，在材料和機械強度允許的條件下，應(yīng)盡量采用較輕的聯(lián)軸器，測功機側(cè)的聯(lián)軸器與主軸部件出廠時經(jīng)過嚴格的動平衡，原動機側(cè)的半聯(lián)軸器也應(yīng)動平衡為好。
六 電渦流測功機的校正
電渦流測功機應(yīng)先與動力機脫開，以靜態(tài)校正為依據(jù)，新安裝的測功機使用前應(yīng)進行嚴格校正，以保證測量精確度，以后視使用情況定期進行校正檢查。一般為半年左右，特殊情況隨時可以進行校正。
校正步驟：首先檢查與測功機配套的二次儀表（如功率、油耗、扭矩顯示儀），預(yù)熱30分鐘，加配重調(diào)節(jié)調(diào)零電位器，使儀表的扭矩顯示（實際為力值）為零。若不為零可參見電氣說明書調(diào)整。在測功機殼體裝上校正臂并擰緊固定螺栓。電渦流測功機可正反方向吸收功率，兩側(cè)均可加砝碼標定，實際工作時傳感器一般為受拉狀態(tài)，應(yīng)在與被測動力機旋轉(zhuǎn)方向一致的側(cè)面加砝碼標定，前面提到的加配重是為了讓傳感器有一個預(yù)拉（壓）力。
校正臂有效長度設(shè)計值為973.8毫米（或是它的簡單倍值），此時砝碼盤上放1Kg砝碼，相應(yīng)顯示值為10牛頓，2Kg顯示值為20牛頓……（或是相應(yīng)的倍值）
在砝碼盤上加標準砝碼，一次性加到滿量程的80%左右進行比例標定（參見電氣說明書），使負荷顯示值與所加砝碼的重量相對應(yīng)，卸下所加的砝碼，負荷表應(yīng)為零（誤差應(yīng)在許可范圍內(nèi)）。
按次序進行加減載試驗（逐漸加至滿量程，再依次減砝碼到零）使砝碼值與數(shù)顯值對應(yīng)呈線性關(guān)系，反復(fù)調(diào)整直至達到規(guī)定精度，否則應(yīng)檢查測功機的機械裝配質(zhì)量，是否發(fā)生機械器件的卡阻現(xiàn)象。扭矩傳感器的安裝是否正確，傳感器是否損壞，電線、電纜、水管、油管是否影響扭矩顯示，如果加減砝碼時的滯后較大，有的結(jié)構(gòu)可以考慮更換進排水擺動管的“O”形圈，或在“O”形圈上涂些黃油或清洗、更換擺動軸承，排除后再重復(fù)以上操作。其它進排水結(jié)構(gòu)，參照同樣原理予以排除阻力。當測試范圍較小時為了提高測試精度可以僅在此測試范圍內(nèi)校正。
新安裝好的測功機第一次調(diào)試使用、測功機修理或長期擱置后的第一次使用、在試驗中測得的負荷值有疑問或有異常現(xiàn)象、測功機正常的檢定周期使用半年至一年后、被試機測試比較重要時，都需進行測功機的負荷校正。測功機校正時所用的砝碼精度為國家標準四等精度。本產(chǎn)品砝碼以力值單位N為計量單位，采用標準重力加速度進行標定。由于各地重力加速度不盡相同，但一般情況下重力加速度引起誤差極小，可忽略不計。若用戶需要更精確標定，可對砝碼按用戶所在地的重力加速度進行修正。
還需說明，由于測功機在運轉(zhuǎn)時不免有微小振動產(chǎn)生，正是由于這個“振動現(xiàn)象”克服了系統(tǒng)的靜摩擦，因而靜態(tài)校正是能夠正確反映測功機的“動態(tài)”測試結(jié)果的。用戶完全沒有必要為所謂的“動校”而產(chǎn)生疑慮。
七 測功機的使用與操作
測功機上試驗臺架后，即可將運輸過程中用于保護拉壓力傳感器的固定支架拆除。
1. 測功機開始使用前半小時，可先開動泵油潤滑裝置，具體調(diào)節(jié)要求見潤滑章節(jié)。油脂潤滑無須提前潤滑。
2. 在起動被測機械前應(yīng)使測功機控制單元處于恒電流控制，把設(shè)定值設(shè)置為0，此時電渦流測功機的勵磁電流為零，這樣被測機械在接近于零負荷下啟動。
3. 打開進水閥門，冷卻水通過流量開關(guān)進入測功機的冷卻通道，由底座排水口經(jīng)循環(huán)水管流回水箱，或由放水管直接把水放掉。（注意：電渦流測功機必須在有冷卻水狀態(tài)下才能加負載，否則將會燒毀測功機。）
4. 啟動被測機械帶動測動器主軸以同一轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，再次檢查潤滑油、冷卻水是否暢通，待動力機運轉(zhuǎn)后，即可進行加載試驗。（未打開水閥門、流量開關(guān)觸點會使勵磁電流加不上。）
5. 根據(jù)被測機械的試驗范圍改變控制單元的控制和設(shè)定值，電渦流測功機會自動地跟隨勵磁電流的大小改變負荷起到吸功和測功的作用。整個調(diào)節(jié)控制電路是一個完整的閉環(huán)自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。將測功機的轉(zhuǎn)速（或扭矩）實際值與可調(diào)的設(shè)定值（電壓）進行比較，比較后的差值經(jīng)PID（比例、積分、微分）放大后，按選定的控制方式自動調(diào)節(jié)線圈的勵磁電流，改變測功機的轉(zhuǎn)速（或扭矩）值，使其等于設(shè)定值，達到所要求的控制特性。詳見控制儀使用說明書。
6. 當負荷增大時，應(yīng)注意檢查測功機出水口溫度，若溫度超過65～70℃則容易燒壞勵磁線圈，同時過高的水溫更易生水垢，反過來又影響冷卻效果，因此應(yīng)適當加大進水量或增大進水壓力，這樣出水口的溫度就會降低。當管道水流量突然降低，流量開關(guān)發(fā)出信號，勵磁電流迅速降為零，起安全保護作用。在側(cè)殼安裝有二個溫度控制器，控制電樞本體溫度一般調(diào)到65℃，如超過65℃，同樣會發(fā)出信號，中斷測功機勵磁電流，起安全保護作用。小機型無溫度調(diào)節(jié)旋鈕。
7.當轉(zhuǎn)速增加，一般超過3500～4000轉(zhuǎn)/分以上時，應(yīng)密切注意檢查主軸軸承處溫升，若軸承外殼處溫度過高，應(yīng)適當增大進油量，
8、試驗完畢應(yīng)使勵磁電流為零，卸去負荷后停轉(zhuǎn)被測機械；再關(guān)閉進水閥門，停止供水系統(tǒng)的循環(huán)。
9、切斷與電控儀相連的電源。
使用中請務(wù)必記住開車前先泵油潤滑正常，通水冷卻正常，后開機；停車時先減載為零，關(guān)機，再停水，同時停止泵油潤滑。
10、對脂潤滑機型按每200小時加脂量約50亳升要求進行定期加脂潤滑。
八 潤滑
電渦流測功機潤滑主要是主軸上旋轉(zhuǎn)軸承和外殼擺動軸承處。
擺動軸承潤滑油可在機油中加入少量潤滑脂加熱調(diào)勻，一般每一年加注一次潤滑油。卸下軸承架外側(cè)蓋板，即可加注。
主軸軸承處潤滑方式一般有三種，一種是脂潤滑，另一種是滴油形式進行的潤滑，再則是油霧潤滑。脂潤滑一般累積轉(zhuǎn)運200小時加注ZL45-2航空潤滑脂約50毫升，以達到油脂的及時更換，否則油脂可能被氧化而變硬。而油潤滑性能優(yōu)于脂潤滑，但需要較復(fù)雜的密封技術(shù)，而油霧潤滑需要一些配套器械才能實施。
根據(jù)機型及用戶需求轉(zhuǎn)速比較高時，脂潤滑不能滿足要求時，采用滴油潤滑方式。把潤滑油滴入測功機兩端主軸承內(nèi)，潤滑油量每分鐘20滴左右。潤滑油應(yīng)選用粘度指數(shù)高，運動粘度小，酸度低的潤滑油，例如5號或7號高速機械油（HJ-5，HJ-7），但不能混。一般一年更換一次潤滑油，如發(fā)現(xiàn)有變質(zhì)情況可隨時更換。
中等轉(zhuǎn)速4000—5000轉(zhuǎn)/分左右一般調(diào)節(jié)為每分鐘15—20滴左右，高轉(zhuǎn)速滴油數(shù)可適當加快；更高轉(zhuǎn)速時一般應(yīng)考驗采用油霧潤滑方式，此種潤滑方式是需要配備油水分離裝置以及壓縮空氣源進行油霧噴射技術(shù)的結(jié)合。當軸承溫度不高于60-70時，潤滑油量不宜過多。左右兩端的進油量也視軸承溫升情況不一定要求一致。總之，潤滑的調(diào)節(jié)需要關(guān)注軸承溫升以及滿足潤滑要求為原則。
九 電渦流測功機的維護和保養(yǎng)
1、 檢查指導(dǎo)
2、維修保養(yǎng)指導(dǎo)
十 常見故障及排除方法
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