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专利号: 2016106383764
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于水下的仿生非光滑表面摩擦阻力测试装置,包括试验平台支架、带密封腔的旋转测试部件、动力输入组件、配水组件、移动组件和信号处理组件,所述的旋转测试部件、动力输入组件以及配水组件都安装在所述的试验平台支架上,所述的移动组件与所述的试验平台支架固接;所述动力输入组件通过第一联轴器与所述的信号处理组件的动力输入端连接,所述信号处理组件的动力输出端通过第二联轴器与所述旋转测试部件的旋转轴一端相连接,旋转测试部件另一端安装移动组件;所述配水组件的进水管与所述旋转测试部件的入水孔管道连接,所述配水组件的出水管与所述的旋转测试部件的出水孔管道相连接,其特征在于:所述的旋转测试部件包括旋转轴、旋转轴上的密封组件、密封腔组件以及置于密封腔组件内部的试验样件测试组件,所述旋转轴安装在密封腔左端盖上的通孔上,落在密封腔组件的外部的旋转轴外端装有密封组件,落在密封腔组件内部的旋转轴内端安装有试验样件测试组件;所述的旋转测试部件与动力输入组件、信号处理组件和移动组件具有相同的安装中心高度;

所述密封组件为磁流体密封,包括圆环形永久磁铁、两块与永久磁铁相配合并相同的极靴,每块极靴内壁上有齿槽;两块极靴、形成相对运动的旋转件以及极靴与旋转件之间的间隙构成磁性回路,形成在旋转件上的磁性密封;整个密封组件安放在轴套内,所述轴套通过螺钉固连在密封腔左端盖上;密封组件左右两端分别放置有调整垫片,所述密封组件左端放置有轴承套对密封组件起到轴向固定的作用,所述轴承套通过螺钉固连在轴套上的相应位置;轴承端盖通过螺钉固连在轴承套上相应位置对旋转轴上的角接触球轴承起到轴向定位作用,所述轴承端盖上开有阶梯型凹槽密封结构;

所述密封腔组件包括带有入水孔和出水孔的密封腔、密封腔左端盖和密封腔右端盖,所述密封腔上开有用于排气的螺纹孔,所述螺纹孔配有相应的密封螺栓;密封腔左端盖、密封腔右端盖分别与密封腔两端面密封固接;密封腔左端盖和密封腔右端盖与密封腔接触部分装有密封垫片,利用密封螺栓的预紧力压紧密封垫片来进行密封;所述密封腔左端盖的内端面通孔外圈设有用于安放推力球轴承的环形圆台结构,推力球轴承端盖安装在圆台形结构端面;所述的密封腔右端盖上设有用于安装施压支架的光孔,每根施压支架的压杆穿过密封腔右端盖通孔上的相应位置,每个通孔上配有o型密封圈进行密封;整个密封腔组件通过肋板焊在试验平台支架上的相应部位;

所述试验样件测试组件包括试样承载架、试样挡盖、轴端挡圈、第一试验样件、第二试验样件和用于按压在第二试验样件表面的施压支架,所述试验样件测试组件除了施压支架外均安装在旋转轴内端部;所述试样承载架套装在旋转轴内端外壁并通过轴肩和连接键固接;所述第一试验样件套在试样承载架外壁并与之固接,所述的试样挡盖通过轴端挡圈与旋转轴内端面固接,实现第一试验样件的轴向定位;所述第二试验样件与试样挡盖固接;所述的施压支架与所述的密封腔右端盖密封滑动连接并且所述的施压支架外端的施力端面上设有压力传感器。

2.如权利要求1所述的基于水下的仿生非光滑表面摩擦阻力测试装置,其特征在于:所述移动组件包括螺杆支撑座、螺杆、手柄、移动支架、圆柱直齿轮、用于与圆柱直齿轮啮合的齿条和齿条固定板,所述螺杆支撑座通过螺栓固连在密封腔右端盖外壁,所述的螺杆与所述的螺杆支撑座螺接,并且所述的螺杆内端与压力传感器位置对应,螺杆右端固连手柄;所述的移动支架上部通过螺栓与所述的螺杆支撑座固连,所述移动支架底部安装有圆柱直齿轮;所述齿条焊在预固定在试验平台支架相应位置的齿条固定板上,齿条固定板左右两端焊有限位挡板。

3.如权利要求1所述的基于水下的仿生非光滑表面摩擦阻力测试装置,其特征在于:所述动力输入组件包括电机、第一联轴器和电机支撑架,电机通过螺栓固连在电机支撑架上,电机支撑架安装在试验平台支架上的相应位置;电机的输出轴通过第一联轴器与所述的信号处理组件连接。

4.如权利要求3所述的基于水下的仿生非光滑表面摩擦阻力测试装置,其特征在于:所述信号处理组件包括扭矩信号耦合器、扭矩信号耦合器支架和第二联轴器,所述扭矩信号耦合器通过螺钉固连在扭矩信号耦合器支架上,扭矩信号耦合器支架通过螺钉固连在电机支撑架上的相应位置;扭矩信号耦合器左接第一联轴器,右接第二联轴器。

5.如权利要求1所述的基于水下的仿生非光滑表面摩擦阻力测试装置,其特征在于:所述的配水组件包括水槽、离心泵、进水管和出水管,所述的离心泵的进水口通过管路引入所述的水槽内,所述的离心泵的出水口与所述的进水管的进水端相连,所述的进水管的出水端与所述的密封腔的入水孔相连,所述的出水管的进水端与密封腔的出水孔连通,所述的出水管的出水端引入所述的水槽内,实现测试用水的循环;所述的出水管上设有球阀;所述密封腔进水管路利用钢管支撑架支撑。

6.如权利要求1所述的基于水下的仿生非光滑表面摩擦阻力测试装置,其特征在于:所述的施压支架包括用于按压在第二试验样件端面上的按压面、至少一根用于与密封腔右端盖滑动连接的压杆以及用于与移动组件的施力部接触的受力面,所述的压杆贯穿密封腔右端盖上的光孔,并且所述的按压面与压杆内端固接,受力面与压杆外端固接,使得所述的按压面始终位于所述的密封腔内腔,受力面位于所述的密封腔外部,实现试验支架与密封腔右端盖密封滑动连接。

7.如权利要求1所述的基于水下的仿生非光滑表面摩擦阻力测试装置,其特征在于:所述轴套采用非导磁材料的铝合金制成。

8.如权利要求3所述的基于水下的仿生非光滑表面摩擦阻力测试装置,其特征在于:所述的第一联轴器和第二联轴器均为弹性柱销联轴器。

9.如权利要求1所述的基于水下的仿生非光滑表面摩擦阻力测试装置,其特征在于:所述第一试验样件和第二试验样件均为聚四氟乙烯材料。