用于水中发动机动力输出测试的水力测功器的制作方法

1.本实用新型涉及水中发动机功率测试领域，具体为一种用于水中发动机动力输出测试的水力测功器。


背景技术：

2.随着国产水中兵器/民用发动机的自主研发，必须要进行产品性能开发、标定、匹配、模拟、可靠性耐久等各种试验，对水中兵器/民用发动机在试验台上通过动力加载装置进行模拟发动机动力性能试验。水力测功器作为测量发动机动力性能的重要装备，可以配合发动机进行多种工况点变换试验，具有单位造价低、尺寸紧凑、惯性小、快速瞬态响应、吸收负荷大等优点，传统水力测功器主轴转子为实心结构，无法满足在水中兵器/民用发动机测试过程中排出废气废水的要求，缺少一种能够直接用于水中兵器/民用发动机动力输出的水力测功器。


技术实现要素：

3.本实用新型为解决传统水力测功器主轴转子为实心结构，无法满足在水中兵器发动机测试过程中排出废气废水的要求，以及现有测功器与主轴转子动密封在转子通过高温高压气体后导致密封失效，导致测功器工质外泄，无法满足实验要求的技术问题，提供一种用于水中发动机动力输出测试的水力测功器。
4.本实用新型是采用如下技术方案实现的：一种用于水中发动机动力输出测试的水力测功器，包括底座、安装在底座上的左、右轴承座，安装在左、右轴承座外的左、右轴承外壳、安装在左、右轴承外壳之间的转子外壳以及支撑在左、右轴承座上且穿过转子外壳的主轴；转子外壳内设有安装在主轴上的转子；转子外壳连接有进排水部件；主轴与左右轴承外壳之间通过主轴转子动密封结构实现密封；所述主轴为前后贯通的空心主轴；所述主轴转子动密封为一对，分别位于左、右轴承座朝向转子外壳的一侧；所述主轴转子动密封包括唇形密封圈、套环、垫圈、挡圈和第一o形圈；所述垫圈套在主轴上且垫圈内表面与主轴之间有间隔，垫圈外表面与轴承外壳内壁密封连接；垫圈内表面靠近轴承座的一端设有凸台，垫圈内表面远离轴承座的一端设有凹槽，挡圈安装在凹槽内，套环紧靠挡圈套在垫圈内表面上，唇形密封圈套在垫圈内表面且位于套环和垫圈的凸台之间；套环朝向唇形密封圈的端面向唇形密封圈水平延伸，唇形密封圈朝向垫圈凸台的一侧开有环状开口，唇形密封圈内表面朝向主轴方向呈尖端突起，突起部分与主轴密封接触；套环的水平延伸部分则顶住尖端突起；垫圈外表面开有密封槽，第一o形圈安装在密封槽内。
5.本实用新型主轴部件采用空心主轴，为废气废水留出排出通道；采用包括唇形密封圈、垫圈、套环、挡圈、o形圈构成的转子动密封避免了转子通过高温高压气体后导致密封失效的问题。
6.进一步的，主轴的末端设有末端动密封；所述末端动密封包括外壳体、密封静环座、静密封动环、动密封环、末端轴承、第二、第三、第四、第五、第六o形圈；所述外壳体中心
为前后贯通的空腔，密封静环座呈前后贯通的筒体结构并嵌套入外壳体空腔的中末段，外壳体空腔末端口设有环形限位板，密封静环座前段外径大于中末段外径，构成一个限位台阶，密封静环座中段外壁与外壳体内壁之间有间隙，间隙处套设有限位于环形限位板和限位台阶之间的限位弹簧；静密封动环紧靠密封静环座的前端面设置；末端轴承安装在外壳体前端面，静密封动环的前端面向前延伸构成一个环状槽型结构，动密封环呈中心贯通的筒体结构，动密封环的末端由外壳体前端口伸入并与末端轴承的内圈固定连接，同时动密封环的末端面嵌入静密封动环的环状槽型结构内；动密封环的前端面通过螺栓与主轴末端实现连接；第二o形圈安装在外壳体的末端面上，第三o形圈安装在外壳体限位板内壁与密封静环座末段外壁之间；第四o形圈安装在密封静环座前段的外壁与外壳体内壁之间；第五o形圈安装在静密封动环的环状槽型结构与动密封环的外壁之间；第六o形圈安装在动密封环前端面上。
7.本实用新型增加末端动密封结构，确保了转子末端的动密封。
8.进一步的，采用花键结构法兰，一端与转子主轴法兰连接、另一端为花键结构与待试发动机连接、中间留有排出废气废水所需通道，同时便于待试发动机安装与拆卸。
9.本实用新型解决了如下技术问题：1.现有测功器实心转子不能满足水中兵器发动机测试过程中排出废气废水的要求，为废气废水留出排出通道；
10.2.现有测功器与主轴转子动密封在转子通过高温高压气体后导致密封失效，导致测功器工质外泄，无法满足实验要求；本实用新型采用的末端动密封结构很好的解决了上述技术问题。
11.3.采用花键结构便于待试发动机安装与拆卸同时满足排出废气废水的要求。
附图说明
12.图1 本实用新型所述水力测功器结构示意图。
13.图2 转子动密封结构示意图。
14.图3末端动密封结构示意图。
15.图4花键法兰结构示意图。
16.1-底座，2-左轴承座，3-右轴承座，4-左轴承外壳，5-右轴承外壳，6-转子外壳，7-主轴，8-唇形密封圈，9-套环，10-垫圈，11-挡圈，12-第一o形圈，13-外壳体，14-密封静环座，15-静密封动环，16-动密封环，17-末端轴承，18-螺母，19-第二o形圈，20-第三o形圈，21-第四o形圈，22-第五o形圈，23-第六o形圈，24-花键法兰，25-螺钉，26-第七o形圈，27-阀门，28-限位弹簧。
具体实施方式
17.实施例1
18.如图1、2所示，一种用于水中发动机动力输出测试的水力测功器，包括底座1、安装在底座1上的左、右轴承座，安装在左、右轴承座外的左、右轴承外壳、安装在左、右轴承外壳之间的转子外壳6以及支撑在左、右轴承座上且穿过转子外壳6的主轴7；转子外壳6内设有安装在主轴7上的转子；转子外壳6连接有进排水部件；主轴7与左右轴承外壳之间通过主轴转子动密封结构实现密封；所述主轴7为前后贯通的空心主轴；所述主轴转子动密封为一
对，分别位于左、右轴承座朝向转子外壳6的一侧；所述主轴转子动密封包括唇形密封圈8、套环9、垫圈10、挡圈11和第一o形圈12；所述垫圈10套在主轴7上且垫圈10内表面与主轴7之间有间隔，垫圈10外表面与轴承外壳内壁密封连接；垫圈10内表面靠近轴承座的一端设有凸台，垫圈10内表面远离轴承座的一端设有凹槽，挡圈11安装在凹槽内，套环9紧靠挡圈11套在垫圈10内表面上，唇形密封圈8套在垫圈10内表面且位于套环9和垫圈10的凸台之间；套环9朝向唇形密封圈8的端面向唇形密封圈8水平延伸，唇形密封圈8朝向垫圈10凸台的一侧开有环状开口，唇形密封圈8内表面朝向主轴7方向呈尖端突起，突起部分与主轴7密封接触（环形开口具备一定的形变能力，能够确保主轴受力或转动时与突起部分紧密接触）；套环9的水平延伸部分则顶住尖端突起；垫圈10外表面开有密封槽，第一o形圈12安装在密封槽内，有效防止转子外壳内的水从主轴与左右轴承外壳之间泄露。
19.实施例2
20.如图3所示，主轴7的末端设有末端动密封；所述末端动密封包括外壳体13、密封静环座14、静密封动环15、动密封环16、末端轴承17、第二、第三、第四、第五、第六o形圈；所述外壳体13中心为前后贯通的空腔，密封静环座14呈前后贯通的筒体结构并嵌套入外壳体13空腔的中末段，外壳体13空腔末端口设有环形限位板，密封静环座14前段外径大于中末段外径，构成一个限位台阶，密封静环座14中段外壁与外壳体13内壁之间有间隙，间隙处套设有（套在密封静环座外壁）多个限位于环形限位板和限位台阶之间的限位弹簧28，使密封静环座14能够根据主轴轴向蹿动情况自动调节受力情况，确保密封；静密封动环15紧靠密封静环座14的前端面设置；末端轴承17安装在外壳体13前端面，静密封动环15的前端面向前延伸构成一个环状槽型结构，动密封环16呈中心贯通的筒体结构，动密封环16的末端由外壳体13前端口伸入并与末端轴承17的内圈固定连接，同时动密封环16的末端面嵌入静密封动环15的环状槽型结构内，提高密封效果；动密封环16的前端面通过螺栓与主轴7末端实现连接；第二o形圈19安装在外壳体13的末端面上，第三o形圈20安装在外壳体限位板内壁与密封静环座14末段外壁之间；第四o形圈21安装在密封静环座14前段的外壁与外壳体13内壁之间；第五o形圈22安装在静密封动环15的环状槽型结构与动密封环16的外壁之间；第六o形圈23安装在动密封环16前端面上；主轴7、动密封环16和密封静环座14的中心构成废气流通的空腔。
21.实施例3
22.如图4所示，主轴7前端安装有主轴法兰，主轴法兰通过螺钉25连接有花键法兰24，花键法兰24中心为前后贯通的通孔，花键法兰24与主轴法兰对接的端面固定有第七o型圈26。
23.具体应用时，所述水力测功器包括头部花键法兰、尾端机械密封、机体部件、测力机构部件、进排水部件、排水阀部件、润滑部件。所述机体部件包括底座、左轴承座、右轴承座、主轴部件、联轴节、轴承压板、机械密封、轴套、双金属轴套、左右轴承外壳、左右侧壳、螺塞、转子、外壳、封水圈、测速齿轮、转速传感器、溢水管、旋塞。花键法兰24通过其上的花键与待测试发动机相连接（发动机尾气由发动机轴经过花键法兰、主轴法兰进入主轴并由外壳体排出）；末端动密封的外壳体13末端口与外部废气回收管路相连接。
24.转子外壳6的上方安装有进水口，转子外壳6的下方安装有出水口，进出水口上均安装有阀门27，构成进排水部件。
25.唇形密封圈8材料采用耐高温材料制成，满足试验中转子高温、高转速的要求。