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1、 Y5900-SX双向水涡流测功器Water brake使用说明书manual 启东市联通测功器有限公司目 录contents一、技术规范 technical specification1 测量性能指标measuring performance index2 技术参数 technical parameters3 特性曲线 characteristic curve二、测功器的结构 structure 1 机体部件body2 测力机构部件 parts of force measuring device3 进排水部件parts of inlet and outlet water 4 电动排水阀部件p
2、arts of outlet valve5 校正部件parts of calibration6 润滑部件parts of lubrication三、测功器的工作原理和功率计算principle and power calculation1 工件原理working principle2 计算calculation（1） 功率计算power calculation（2） 扭矩计算 torque calculation四、测功器的供水系统water supply system五、测功器的台架安装 installation六、测功器的使用 operation七、测功器静态校正static calibr
3、ation八、测功器的维护和保养maintenance九、测功器润滑、轴承、密封一览表list of lubrication, bearing, and sealing一、技术规范1 性能指标performance index项目item传感器类型Sensor type测量范围Measuring scope精度Precision转速rpmZSD磁电测速传感器100-1500 r/min2r/min扭矩moment of torque应变式拉压力传感器 N.m0.2%F.S静态标定指标static index应变式拉压力传感器0- N40N水阀位置water valve position精密电位
4、器35DD0-100%0.2%FS油门位置Oil throttle position精密电位器35DD0-100%0.2%FS2 技术参数量大吸收功率：max. suck power5900 kW扭矩测量精度：torque measuring precision0.2 F.S转速测量精度：rpm measuring precision0.05主轴最高转速：shaft max speed1500 r/min主轴旋转方向：shaft turning direction左或右制动力测定范围：brake force measuring scope0 N最大制动力矩：max brake force N.
5、m最大耗水量：max water consumption L/h排水最高温度：max outlet water temperature70主轴总长度：total shaft length2785mm主轴圆锥部分长及锥度：shaft cone length and taper1：30 L=230主轴中心高至底座下底面高：center line height (to the bottom)1200mm测功器外形尺寸：outline dimension(LWH)(长宽高)2785 2439 1850 mm底座外形尺寸：bottom support outline dimension(LWH)(长宽高
6、)23602439405 mm地脚螺栓孔位置：ankle hole position (see attached diagram)见附图 mm测功器净重量：net weight11000 Kg 转动惯量：rotary inertia132Kg.m23特性曲线characteristic curve水力测功器的应用范围，可以从它的特性曲线上看出。（见图一）特性曲线表示了测功器在不同转速下所能吸收的功率范围。Application scope of water brake can be seen from its characteristic curve. (Please refer to the
7、 following diagram 1)Characteristic curve represents scope of power absorbed by the OA曲线表示测功器在一定的进水压力下，随着转速的变化所能吸收的最大功率线。AB直线为保持测功器扭矩为最大值时，随着转速的变化，测功器所能吸收的最大功率线。BC直线为不超过测功器最大容许的排水温度时，测功器所能吸收的最大功率限制线。CD直线为测功器最高转速限制线。OD曲线为测功器不充水时的制动功率线（空气磨擦阻力）。曲线图形OABCDO所包围的区域表示了该型水力测功器所能吸收的功率范围。这也是动力机性能试验时选用测功器的依据。凡动
8、力机的特性在曲线图形所包围的范围内，一般均能在该型水力测功器上进行特性试验。*用户在选用测功器时，必须注意动力机的测试点是否在该型测功器的特性曲线范围内，并尽可能避开曲线边缘。*充水情况下最佳控制时的最小吸收功率线（蝶阀全开位置）略高于OD线，选型时尽量不要太靠近OD线。二、测功器的结构structureP水力测功器主要由机体部件、测力机构部件、进排水部件、校正部件、电动排水阀部件、润滑部件等组成。（见图二）1 机体部件机体部件是测功器利用水来吸收动力机有效转矩的主要部件。（见图三）动力机输出的机械能在这里转化为热能，并由进入壳体中的水吸收热量而排出带走，极少部分则由测功器外壳壁散热给空气。基
9、简单构造由一架于滚动轴承上的可摆动的外壳和架于主轴上的转子所组成。测功器转子安装于主轴中间，左右侧壳及左右轴承外壳分别对称安装于转子两侧，转子凹坑与左右侧壳凹坑形成工作腔。外壳与左右轴承外壳连接的铜轴套既起到轴衬作用，还起到了封水作用。为防止水渗漏，由间隙密封，迷宫密封，甩水圈等组成密封装置。为防止轴承进水，左右各有一道骨架油封来密封，不让水进入轴承，保证了轴承的使用寿命。外壳上开有排水孔，左右轴承外壳开有进水孔，以保证低温水的进入与高温水的排出。左右轴承外壳都有一溢水管，甩水圈甩出的水经溢水管进入底座后排出。主轴两端锥部安装有联轴节，其中一侧装有测速齿轮，通过测速传感器，主轴转速可在数字显示
10、表上显示出来2 测力机构部件测力机构部件用于测定制动拉压力。（见图四）主要由制动臂、拉压力传感器和活节螺栓等组成。机体部件所产生的制动力矩与制动臂上拉压力传感器的反力矩相平衡，传感器将受力工况转化电压仪号传递NCK2000测量控制仪处理显示。为防止长途运输中传感器受振动后而损坏，运输途中可将传感器卸下，并用等长等内螺纹保护螺母取代联接。 3 进排水部件进排水部件由进水部件与排水部件组成。主要用于测功器工作时低温水的进入与高温水的排出。（见图五）Y5900-SX型测功器的进水部件由进水阀部件、进水管组成排水部件由排水蝶阀、排水弯管、排水执行器等组成。4.电动排水阀部件DPF电动排水阀部件用来自动
11、控制排水阀的开度大小，控制测功器内腔压力，使水环厚度随之产生变化而改变工况，即改变吸收负荷的大小。（见图六）执行器主要由壳体、力矩电机、行星齿轮副、蝶阀、电位器等组成。与电控柜配套，可实现隔室操纵阀门开度。主机左、右转向时，测功器相应水门执行器工作，反转侧水门执行器呈关闭状态。5、校正部件（静校部件）校正部件用来作测功器扭矩静校标定之用，采用油压标定机构，见图七。它主要由校正臂、手动油泵、油压千斤顶、千斤顶座、手动微调机构、高精度压力传感器、压力指示单元等组成。校正臂左右各设一套，左侧一套同时作制动臂和拉压力传感器联接。左右二侧的臂上都设有标定顶针，便于双向二侧标定。6、润滑部件润滑部件主要用
12、于测功器滚动轴承润滑。采用电磁计量泵泵油润滑，型号为日本进口易威奇ES-B30VC-230N。泵油润滑主要由供油泵与进出油路系统等组成。（附图八）泵油润滑必须先启动泵站，使测功器的轴承得到润滑，才能开动测功器主机，加水进行试验。电磁计量泵工作原理是由ES系列电磁计量泵由泵单元、驱动单元和控制单元组成。驱动单元是一个电磁螺线圈。当控制单元给螺线圈通电后，铁芯及轴在磁力的作用下会向前移动，轴与泵单元的膜片相连，使膜片前移，泵头内空间减小，压力增大，泵头内的液体通过吐出阀（单向阀）被挤出。当切断螺线圈上的电流时，一个弹簧将使铁芯及轴弹回启动位置，这个动作使膜片后移，泵内空间增大，压力变小，大气压将液
13、体从贮罐通过进口阀（单向阀）压人泵头。整个泵系统通过控制单元的频繁动作便完成液体不断地被吸入吐出。技术参数：1、最大吐出量： 200ml/min2、最大压力： 0.2MPa3、冲程频率/冲程长度： 0-360spm/lmm（固定冲程长度）4、电源： 220-240VAC10%，50/60Hz单相 平均消耗功率16W5、接口尺寸： 813mm或912mm流量调节： 泵流量调节通过调节计量泵频率百分比来调节流量，一般泵供油脉动频率10-16次/分。通过调节主机左右节流嘴控制轴承润滑油流量，每分钟20-30滴，左右两侧流量相同。三、测功器的工作原理和功率计算1 工作原理动力机通过联轴节带动测功器主轴
14、上的转子组件同步旋转，搅动了工作腔中的水。由于转子旋转所产生离心力及转子凹坑的作用，水在侧壳与转子凹坑之间产生强烈的水涡流，它给外壳一转动力矩，使动力机的转矩由转子传给外壳，装在外壳壳体上的制动臂将随着转动一角度，从而将制动力传给与制动臂连接的拉压力传感器，通过电子数显示其制动力的大小。测功器通过电动排水阀控制蝶阀开度，或通过自动调节装置控制排水执行器，由排水执行器控制蝶阀的开度，以改变测功器工作腔内水的压力来改变吸收功率的大小。同时测功器的转速可由测速传感器测得。由于是压力控制式水力测功器，又是通过改变蝶阀开度来调整工作腔压力的，整个过程必须是自动闭环控制系统，故测功器必须配备具有自动控制功
15、能的电控柜才能正常工作。2 计算（1） 功率计算由结构设计保证，静校臂长（刀口至主轴中心距）为1947.5毫米时，测功器的有效功率可用下列简易公式来计算： P=Fn/10000（千瓦） 式中：F负荷（牛顿） n转速（转/分）（2） 扭矩计算 M=F.L（牛.米） 式中：F负荷（牛顿） L计算臂长为0.9549（米）四、测功器的供水系统测功器供水可用循环供水系统。采用高位稳压或低位稳压水箱加管道泵增压供水。测功器进水口处进水压力可大于等于0.055MPa，一般0.0550.1 MPa，当测功器在满水线上工作时，要求供水压力高些,低于满水线工作时，水压可低些供水压力应保持稳定，压力波动的范围为5K
16、pa。测功器工作时，供水压力的高低，直接影响测功器侧壳与转子凹坑工作腔的气蚀程度。测功器工作过程中，进水不能间断。进水量大约在每千瓦小时2025公升左右，排水温度不能超过70，一般经济排水温度在5560之间。循环供水系统主要由散热池，冷却塔水泵，稳压水箱，进、排水连接管路，水压表，阀门等组成。水池和冷却塔的容积应考虑散热和测量最大功率的耗水循环量，并有一定的富余量以补偿循环过程中水的耗散，在条件许可的情况下，建议尽量加在水池容积。水箱的容量应考虑最大耗水量时的稳压供水（耗水量见技术参数）。在水泵供水大于测功器的最大功率的耗水量时，稳压水箱的容积可推荐为10M3左右，耗水量小的可取较小值，耗水量
17、大的可取较大值。供水系统设计时应考虑，使用地环境因素，冷却增造型应考虑散热效率。进、排水管口径应适应测功器进排水口口径的要求。进水管路上应串接一只闸阀和一只水压表，闸阀用于调节进水压力，对于固定的型，一般一次调定后就不动了，故该闸阀可装在任何方便的位置，而测功器进水管上的球阀则用于启闭供水。排水管路一般取比进水管路更大的通径，排水管可用陶土管，通向水池，使之循环。若用户水源丰富亦可排入下水道。排水管路应注意二个问题：一是排水不能与溢水管相通，以防排水压力过高向溢水管反向灌水；二是排水管道如不通畅，造成背压过大，影响测功器正常测试，因此，管路安排应尽可能短且弯头要少。最理想方法是：排水出口通大气
18、，水通入存水箱后再排入回水池。循环水经除垢器后作为测功器的进水，将减少测功器内水垢的形成。如无水质处理设备，允许用自来水或清洁的河水，但不得有泥沙等杂物进入，海水是不宜使用的。可根据有同地区的水的PH值是否偏高而考虑是否需要安装除垢器。五、测功器的台架安装测功器可直接安装在混凝工基础上。但最好和发动机同安装于同一块铸铁大平板上，方便对中找正。测功器安装在混凝土基础上， 其地基基础用200号混凝土，其组成部分的重量配合比例：400#水泥1份、黄沙1.8份、碎石3.2份，离基础表面30-40毫米以下处配置直径8毫米钢筋网，其方格间距为100毫米，基础地面以上高度视被测对象而定，使安装后的测功器能试
19、验各种型号的动力机。其基础尺寸。（见附图九）为保证测功器和动力机的平稳运转以及测试灵敏度和正确性，安装后的测功器应保证一定的水平精度，安装轴向水平度要求在0.1%，和轴线垂直方向水平度1.5%，安装时可用水平仪来校正水平。 测功器在试验室安装应考虑两侧静态校正时校正臂及砝码安装位置。和发动机联接应采用弹性挠性联接，不能用刚性联接。以免不同轴产生对测功器外加径向力，造成测量精度和寿命影响。测功器和发动机同轴度须进行检测，确保其在弹性联轴器允许补偿范围内。Y1900PSX建议二轴同轴度在1.5mm内。连接所有相关进回水管道，和NCK2000电控柜联接全部控制及传感器线缆。六、测功器的使用和校正1、
20、开机前（1） 静态校正应符合规定要求。（1） 检查动力机与测功器的同轴度。（2） 检查联轴节与主轴的联接情况。（3） 检查进出水管路及阀门开启状态。（4） 各润滑点加注所需的润滑油（脂），检查润滑油路供油情况。（5） 打开测功器定子外壳底部并列一排的四个定子内腔通气道阀门。（6） 全开排水蝶阀（使负荷处于最小位置上）。 2、开机试验（1） 开动动力机带动测功器主轴以同一转速旋转待动力机运转正常后，即可进行试验。（2） 全开进水阀，调节排水蝶阀开度位置，直到与动力机的工况相吻合。（3） 在做发动机外特性，调速特性，负荷特性及其它特性试验时，可选择与测功器配套的电控柜控制的恒位置，恒扭矩，扭矩平方
21、特性，恒转速四种控制方式。详见NCK2000控制系统操作说明书。（4） 对某些发动机，有时在一固定的测功器供水压力下，不能满足全部工况点的试验要求，这时适当调高进水压力以满足这一工况下的试验需要。（5） 测功器换向工作时（发动机换向），应开大工作侧排水执行器，关闭（或关小）反转侧排水执行器。待转速稳定后控制测功器负载大小，换向时，测功器进水阀可不动。 3、试验结束（1） 关闭进水阀，全开排水蝶阀，低速运行几分钟后停机。（2） 切断与电控柜相连的电源。（3） 停止润滑泵供油。（4） 如较长时间不做试验，需把测功器外壳底部进水管道二个放水阀打开，放去积水。使用中为防止轴承进水，请牢记：先开机，后放
22、水；先关水，后停机。保证测功器在转动状态下进水。七、测功器静态校正为保证测功器制动力的测试精度，测功器在安装后和运行半年后需定期进行静态校正，当然也可在重要试验前进行必要的校正，或者在停机较长时间后重新启动时进行一次校正。扭矩静态校正步序：1、 任一侧装上标定校正臂砝码挂篮。 2、NCK2000控制仪回零点，校正标定设置详见控制系统说明书。 3、逐一加标准砝码至满量程，记录共称重线性。 4、逐一减砝码至零点，记录共称重线性。 5、重复二次检查一致性。 6、拆去校正臂，NCK控制系统 回零点调正。 7、反向样同方法标定校正。八、测功器的维护保养1、测功器的安装和使用需指定专人负责，使用人员必须对
23、测功器的内部结构，性能和使用方法充分了解。2、新设备到达试验场地要进行全面检查。如出厂时间过久，搁置时间过长，需对运动部件检查保养。3、动力机与测功器联接时必须对中，并注意不能对测功器主轴造成附加径向、轴向外力。4、在试验过程中必须随时检查润滑油泵工作情况、以及转子轴承的发热情况，如发现异常声响或震动，应立即停止试验，检查原因，排除故障后再试验。5、试验完毕，先关进水阀门再将排水蝶阀全部打开，将测功器中的积水全部放掉，泵油润滑停止。6、本机连续使用6个月以上，根据情况，调换润滑油一次，断续使用时调换周期可适当延长。7、气温低与0时，供水系统应做好防冻工作。8、本机各润滑点均需加油。9、本机工作数年根据使用情况而定内腔用稀盐酸除垢清洗。九、测功器的润滑Y5900-SX双向水涡流测功器轴承、润滑及密封件一览表序号名称代号规格数量安装部位润滑材料润滑周期1单列向心球轴承D244220400651主轴N32润滑油运转时2025滴/分2单列向心圆柱子轴承NU1044220400651主轴3单列向心球轴承300460742左右轴承壳90%锂基润滑脂10%N32油半年4双唇骨架油封250280152左右轴承壳一月