CN117968906A - 一种无座式水力测功器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无座式水力测功器，包括：水力测功器本体、测扭机构和测速机构；水力测功器本体包括壳体支撑套、壳体和主轴；壳体支撑套和壳体同轴固定连接，主轴同轴且转动连接在壳体支撑套内，主轴的第二端用于连接高速动力机，主轴的第一端贯穿壳体的第一端端壁并伸入壳体内部，主轴的第一端与第一端端壁之间转动密封连接，壳体内部和主轴之间连接有单定转子结构或双定转子结构；测扭机构用于测量该无座式水力测功器的扭矩；测速机构用于测量主轴的转速。本发明通过壳体支撑套、壳体和主轴的配合使该无座式水力测功器在具有高转速的同时具有极小的转动惯量，符合小型高速动力机的测试要求。

Description

一种无座式水力测功器

技术领域

本发明涉及水力测功器技术领域，尤其涉及一种无座式水力测功器。

背景技术

在小型高速动力机的研发过程一般采用卧座式安装的测功设备进行动力测试。传统的卧座式安装的高速电力测功器和高速水力测功器由于结构原因具有较大的转动惯量，然而小型高速动力机的转动惯量极小，不能满足小型高速动力机的测功设备要具有极小惯量和高转速的测试需求。

发明内容

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种无座式水力测功器。

本发明提出的一种无座式水力测功器，包括：水力测功器本体、测扭机构和测速机构；

水力测功器本体包括壳体支撑套、壳体和主轴；壳体支撑套和壳体同轴固定连接，主轴与壳体支撑套的内部同轴转动连接，主轴的第二端用于连接高速动力机，主轴的第一端贯穿壳体的第一端端壁并伸入壳体内部，主轴的第一端与第一端端壁之间转动密封连接，壳体内部和主轴之间连接有单定转子结构或双定转子结构；

测扭机构和水力测功器本体连接，测扭机构用于测量该无座式水力测功器的扭矩；

测速机构与主轴连接，测速机构用于测量主轴的转速。

优选地，水力测功器本体还包括第一高速轴承和第二高速轴承，第一高速轴承和第二高速轴承自主轴的第二端到壳体的方向依次连接在壳体支撑套和主轴之间；

第一高速轴承和第二高速轴承之间的主轴上套设有第一轴套和第二轴套，第一轴套和第二轴套的内周壁均和主轴的外周壁之间留有间隙，且第一高速轴承的外圈、第一轴套、第二轴套和第二高速轴承的外圈依次装配，且第二高速轴承的外圈和壳体支撑套之间连接有碟片弹簧。

优选地，第一轴套的外周壁与壳体支撑套上的第一加注油杯的加注孔对应处沿周向开设有第一润滑脂加注环槽和用于向第一高速轴承加脂的第一加脂孔，第二轴套的外周壁与壳体支撑套上的第二加注油杯的加注孔对应处沿周向开设有第二润滑脂加注环槽和用于向第二高速轴承加脂的第二加脂孔；第二轴套的底部开设有第一排脂孔，壳体支撑套与第一排脂孔对应处开设有与第一排脂孔连通的第二排脂孔。

优选地，测速机构包括第一测速齿轮和第一测速传感器，第一测速齿轮的齿轮轴套同轴固定在第一高速轴承和第二高速轴承之间的主轴上，且齿轮轴套的两端分别与第一高速轴承的内圈和第二高速轴承的内圈紧密顶靠；齿轮轴套的外周壁与第一轴套和第二轴套的内周壁之间均留有间隙，第二轴套的内周壁与第一测速齿轮的齿轮对应处开设有用于容纳齿轮的环形容纳槽，齿轮位于环形容纳槽内，第一测速传感器贯穿壳体支撑套并伸入环形容纳槽内。

优选地，测扭机构包括拉力传感器和悬臂座，壳体支撑套转动连接在悬臂座上，拉力传感器一端与悬臂座固定连接，另一端与壳体铰接；悬臂座与第二排脂孔对应处开设有与第二排脂孔连通的第三排脂孔。

优选地，测扭机构包括静态扭矩传感器，静态扭矩传感器与壳体支撑套同轴固定。

优选地，测扭机构包括动态扭矩传感器，动态扭矩传感器与主轴通过法兰固定连接。

优选地，水力测功器本体上还连接有砝码扭矩标定装置；其中，砝码扭矩装置包括砝码、砝码托盘、锁紧螺母、托盘拉杆、标定锁止块和校正臂；校正臂的一端用于标定动态扭矩传感器时与动态扭矩传感器一端可拆卸固定连接，另一端与托盘拉杆的一端铰接；托盘拉杆的另一端与砝码托盘通过锁紧螺母固定连接，砝码固定在砝码托盘上；标定锁止块用于标定动态扭矩传感器时可拆卸地固定连接在动态扭矩传感器与壳体支撑套之间。

优选地，单定转子结构包括第一转子和两个第一定子，第一转子同轴位于壳体的中部且与主轴固定连接，两个第一定子分别同轴套设于第一转子两侧的主轴上，两个第一定子分别与壳体的第一端端壁和第二端端壁固定连接，且两个第一定子和第一转子之间均存在间隙形成第一定转子工作腔，且靠近第二端端壁的第一定子和主轴之间留有间隙形成第一进水间隙，第二端端壁中部开设有与第一进水间隙连通的第一进水孔，壳体的底部开设有与第一定转子工作腔连通的第一排水孔。

优选地，双定转子结构包括两个单定转子组件，两个单定转子组件间隔套设在位于壳体的主轴上；每个单定转子组件包括同轴固定在主轴上的第二转子和同轴套设于主轴上且分别位于第二转子两侧的两个第二定子，第二定子均与壳体固定连接；

每个单定转子组件中的第二转子和第二定子之间均存在间隙形成第二定转子工作腔，每个单定转子组件中靠近另一个单定转子组件的第二定子和主轴之间留有间隙形成与其第二定转子腔连通的第二进水间隙，壳体顶部与两个单定转子组件的间隔处的对应处开设有第二进水孔，壳体底部与两个单定转子组件的第二定转子工作腔对应处分别开设有第二排水孔。

优选地，位于两个单定转子组件之间的主轴上固定套设有第三轴套，第三轴套的外缘直径小于第二定子的内径，第三轴套的两端分别穿过对应的第二进水间隙与两个单定转子组件的第二转子密封贴合。

优选地，壳体顶部与两个单定转子组件的间隔处的对应处固设有用于分隔两个单定转子组件的环形分隔板，环形分隔板的内缘与主轴之间留有间隙形成与第二进水间隙连通的第三进水间隙，第二进水孔贯穿环形分隔板的顶部并与第三进水间隙连通。

优选地，第一端端壁顶部开设有沿竖直方向延伸的第二通气孔，第二通气孔的顶端连接有呼吸阀，且第二通气孔的底端与第一定转子工作腔或靠近第一端端壁的第二定转子工作腔连通。

优选地，壳体的第一端端壁和主轴之间连接有高速接触密封机构。

优选地，壳体、壳体支撑套和主轴之间连接有泄漏甩水密封机构。

优选地，高速接触密封机构包括密封骨架、一级密封唇和二级密封唇；密封骨架为内周壁开设有环形槽的环形结构；一级密封唇的密封唇部和根部形成盆型，二级密封唇的密封唇部和根部均形成盆型，一级密封唇的根部和二级密封唇的根部四周叠合在环形槽中，一级密封唇的密封唇部和二级密封唇的密封唇部的密封方向相同且均连接在泄露甩水密封机构中的甩水环上，一级密封唇的密封唇的密封接触面上设有多道棱边。

在进一步地实施例中，泄露甩水密封机构中的甩水环的密封接触面上设有超硬涂层。

具体实施时，通过测扭机构测出该无座式水力测功器的扭矩，通过测速机构测量主轴的转速，根据扭矩和转速即可计算出测量功率。

本发明中，所提出的无座式水力测功器，通过壳体支撑套和壳体的同轴固定连接实现精密定位，主轴能够直接***高速动力机的输出端，无需额外的联轴器和传动轴，缩短加载中心到动力输入端之间的距离，可进一步减小传动***的转动惯量，满足更高转速的需求，即使该无座式水力测功器在具有高转速的同时具有极小的转动惯量，符合小型高速动力机的测试要求。

附图说明

图1为本发明提出的一实施例中的无座式水力测功器的结构示意图。

图2为本发明提出的一实施例中的无座式水力测功器的剖视示意图。

图3为本发明提出的另一实施例中的无座式水力测功器的剖视示意图。

图4为图3的局部放大示意图。

图5为本发明提出的又一实施例中的无座式水力测功器的结构示意图。

图6为本发明提出的又一实施例中的无座式水力测功器的剖视示意图。

图7为本发明提出的另一实施例中的无座式水力测功器的剖视示意图。

图8为本发明提出的另一实施例中的高速接触密封机构的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参照图1-6，本发明提出的一种无座式水力测功器，包括：水力测功器本体、测扭机构和测速机构；

水力测功器本体包括壳体支撑套300、壳体100和主轴200；壳体支撑套300和壳体100同轴固定连接，主轴200与壳体支撑套300的内部同轴转动连接，主轴200的第二端用于连接高速动力机，主轴200的第一端贯穿壳体100的第一端端壁并伸入壳体100内部，主轴200的第一端与第一端端壁之间转动密封连接，壳体100内部和主轴200之间连接有单定转子结构或双定转子结构；

测扭机构和水力测功器本体连接，测扭机构用于测量该无座式水力测功器的扭矩；

测速机构与主轴200连接，测速机构用于测量主轴200的转速。

具体实施时，通过测扭机构测出该无座式水力测功器的扭矩，通过测速机构测量主轴200的转速，根据扭矩和转速即可计算出测量功率。

本发明通过壳体支撑套300和壳体100的同轴固定连接实现精密定位，主轴200能够直接***高速动力机的输出端，无需额外的联轴器和传动轴，缩短加载中心到动力输入端之间的距离，可进一步减小传动***的转动惯量，满足更高转速的需求，即该无座式水力测功器在具有高转速的同时具有极小的转动惯量，符合小型高速动力机的测试要求。

在本实施例中，水力测功器本体还包括第一高速轴承800和第二高速轴承1200，第一高速轴承800和第二高速轴承1200自主轴200的第二端到壳体100的方向依次连接在壳体支撑套300和主轴200之间。本实施例通过第一高速轴承800和第二高速轴承1200保证主轴200的高速转动。

为了对第二高速轴承1200施加一定的轴向预紧力确保高速运转的精度，在进一步地实施例中，第一高速轴承800和第二高速轴承1200之间的主轴200上套设有第一轴套900和第二轴套1000，第一轴套900和第二轴套1000的内周壁均和主轴200的外周壁之间留有间隙，且第一高速轴承800的外圈、第一轴套900、第二轴套1000和第二高速轴承1200的外圈依次装配，且第二高速轴承1200的外圈和壳体支撑套300之间连接有碟片弹簧。

为了方便第一高速轴承800和第二高速轴承1200的润滑，进一步保证主轴200的高速转动，在进一步地实施例中，第一轴套900的外周壁与壳体支撑套300上的第一加注油杯的加注孔对应处沿周向开设有第一润滑脂加注环槽901和用于向第一高速轴承800加脂的第一加脂孔902，第二轴套1000的外周壁与壳体支撑套300上的第二加注油杯的加注孔对应处沿周向开设有第二润滑脂加注环槽1002和用于向第二高速轴承1200加脂的第二加脂孔1003；第二轴套1000的底部开设有第一排脂孔1001，壳体支撑套300与第一排脂孔1001对应处开设有与第一排脂孔1001连通的第二排脂孔301。

在其中一个具体地实施例中，测速机构包括第一测速齿轮1100和第一测速传感器1300，第一测速齿轮1100的齿轮轴套同轴固定在第一高速轴承800和第二高速轴承1200之间的主轴200上，且齿轮轴套的两端分别与第一高速轴承800的内圈和第二高速轴承1200的内圈紧密顶靠；齿轮轴套的外周壁与第一轴套900和第二轴套1000的内周壁之间均留有间隙，第二轴套1000的内周壁与第一测速齿轮1100的齿轮对应处开设有用于容纳齿轮的环形容纳槽，齿轮位于环形容纳槽内，第一测速传感器1300贯穿壳体支撑套300并伸入环形容纳槽内。

具体地，第一高速轴承800的外圈挡圈和防尘环轴向定位在壳体支撑套300的内部，第一高速轴承800的内圈通过主轴200上的台肩轴向定位在主轴200上。

在进一步地实施例中，环形容纳槽的延伸至第一轴套900，以减少加工难度。

在另一个具体地实施例中，测速机构包括第二测速齿轮和第二测速传感器，主轴200的第二端伸出壳体支撑套300与第二测速齿轮同轴固定，第二测速传感器布置在第二测速齿轮一侧。

如图5和图6所示，在又一个具体地实施例中，测扭机构包括拉力传感器2200和悬臂座2100，壳体支撑套300转动连接在悬臂座2100上，拉力传感器一端与悬臂座2100固定连接，另一端与壳体100铰接。悬臂座2100与第二排脂孔301对应处开设有与第二排脂孔301连通的第三排脂孔2101。

本实施例采用拉压力传感器2200比较经济可靠。

具体地，悬臂座2100上固定有固定臂2102，壳体100上固定有制动臂105，拉力传感器2200的一端与制动臂105铰接，另一端与固定臂2102连接。

如图3所示，在其中一个具体地实施例中，测扭机构包括静态扭矩传感器2000，静态扭矩传感器2000与壳体支撑套300同轴固定。

本实施例通过静态扭矩传感器2000可间接测量旋转扭矩，具有测量扭矩响应快、测量精度高的特点，适合研究小型高速动力机性能测试需求。

如图1和图2所示，在另一个具体地实施例中，测扭机构包括动态扭矩传感器1400，动态扭矩传感器1400与主轴200通过法兰固定连接。

本实施例通过动态扭矩传感器1400直接测量主轴200的旋转扭矩，具有测量扭矩响应更快、测量精度更高的特点，适合研究小型高速动力机突加突减性能和高动态性能的测试。

为了标定测量精度，需要进行扭矩标定，在本实施例中，水力测功器本体上还连接有砝码扭矩标定装置。

如图1所示，当测扭机构包括动态扭矩传感器1400时，砝码扭矩装置包括砝码1900、砝码托盘1800、锁紧螺母、托盘拉杆1700、标定锁止块1500和校正臂1600；校正臂1600的一端用于标定动态扭矩传感器1400时与动态扭矩传感器1400一端可拆卸固定连接，另一端与托盘拉杆1700的一端铰接；托盘拉杆1700的另一端与砝码托盘1800通过锁紧螺母固定连接，砝码1900固定在砝码托盘1800上；标定锁止块1500用于标定动态扭矩传感器1400时可拆卸地固定连接在动态扭矩传感器1400与壳体支撑套300之间。

当然，在其他实施例中，扭矩标定装置还可以采用其他现有的扭矩标定装置。

当测扭机构包括静态扭矩传感器2000或拉力传感器时，砝码扭矩装置不包括标定锁止块1500。

在本实施例中，单定转子结构包括第一转子400和两个第一定子500，第一转子400同轴位于壳体100的中部且与主轴200固定连接，两个第一定子500分别同轴套设于第一转子400两侧的主轴200上，两个第一定子500分别与壳体100的第一端端壁和第二端端壁固定连接，且两个第一定子500和第一转子400之间均存在间隙形成第一定转子工作腔，且靠近第二端端壁的第一定子500和主轴200之间留有间隙形成第一进水间隙501，第二端端壁中部开设有与第一进水间隙501连通的第一进水孔101，壳体100的底部开设有与第一定转子工作腔连通的第一排水孔102。

需要知道的是，本实施例中的第一转子400有光盘和孔盘两种结构类型，同样对应的第一定子500也有孔盘和光盘二种结构类型。

参照图7，在另一个实施例中，双定转子结构包括两个单定转子组件，两个单定转子组件间隔套设在位于壳体100的主轴上；每个单定转子组件包括同轴固定在主轴200上的第二转子2300和同轴套设于主轴200上且分别位于第二转子2300两侧的两个第二定子2400，第二定子2400均与壳体100固定连接；

每个单定转子组件中的第二转子2300和第二定子2400之间均存在间隙形成第二定转子工作腔，每个单定转子组件中靠近另一个单定转子组件的第二定子2400和主轴200之间留有间隙形成与其第二定转子腔连通的第二进水间隙，壳体100顶部与两个单定转子组件的间隔处的对应处开设有第二进水孔106，壳体100底部与两个单定转子组件的第二定转子工作腔对应处分别开设有第二排水孔107。

在进一步地实施例中，位于两个单定转子组件之间的主轴200上固定套设有第三轴套2300，第三轴套2300的外缘直径小于第二定子2400的内径，第三轴套2300的两端分别穿过对应的第二进水间隙与两个单定转子组件的第二转子2300密封贴合，以将主轴200与水分隔开，避免水影响或腐蚀主轴200。

在更进一步地实施例中，壳体100顶部与两个单定转子组件的间隔处的对应处固设有用于分隔两个单定转子组件的环形分隔板108，环形分隔板108的内缘与主轴200之间留有间隙形成与第二进水间隙连通的第三进水间隙109，第二进水孔106贯穿环形分隔板108的顶部并与第三进水间隙109连通。

具体地，两个第二排水孔107的出水端汇合连接有排水弯头。

具体地，双定转子结构采用双光盘定转子或双孔盘定转子结构。

在进一步地实施例中，第一进水孔101或第二进水孔106连接有进水控制器，以调节进入定转子工作腔的水量。

为了确保定转子工作腔内外的大气压力平衡，在本实施例中，第一端端壁顶部开设有沿竖直方向延伸的第二通气孔103，第二通气孔103的顶端连接有呼吸阀104，且第二通气孔103的底端与第一定转子工作腔或靠近第一端端壁的第二定转子工作腔连通。

如图2所示，靠近第一端端壁的第一定子500开设有用于连通定转子工作腔和第二通气孔103的第一通气孔502，以实现第二通气孔103的底端与定转子工作腔的连通。

为了阻止定转子运行过程中压力水侵入到第一高速轴承800和第二高速轴承1200中在本实施例中，壳体100的第一端端壁和主轴200之间连接有高速接触密封机构600，以实现主轴200的第一端与第一端端壁之间的转动密封连接。

参照图4，在本实施例中，高速接触密封机构600包括静密封座602和动密封座601，动密封座601套设在主轴200上，静密封座602的外圈与壳体100固定，并且静密封座602的外圈与壳体100之间设有密封圈，静密封座602的内圈安装有密封轴套603和弹簧座604，弹簧座604上嵌套有密封静环605，弹簧座604通过密封静环605的端面与动密封座601的端面相抵接。

在进一步地实施例中，静密封座602与壳体100之间设有冷却水孔，壳体100上设有密封冷却进水通道，密封冷却进水通道与冷却水孔相通，静密封座602上还设有径向通孔，使动密封座601的外圈和静密封座602的内圈之间的间隙与冷却水孔连通。

如此设置，实现密封可使冷却水通过密封冷却进水通道、冷却水孔和径向通孔喷射到动密封座601外圈和静密封座602内圈之间的密封结合面，防止高速摩擦发热传递到轴承。

具体地，密封静环605和动密封座601均采用耐磨耐高温的材料，满足高速工况。

然而，由于存在高速振动、加工精度和密封面水垢等，上述高速接触密封机构600可能会有一定的泄漏。为了解决这一问题，在本实施例中，壳体100、壳体支撑套300和主轴200之间连接有泄漏甩水密封机构。

如图8所示，在另一个具体地实施例中，高速接触密封机构600包括密封骨架606、一级密封唇607和二级密封唇608；密封骨架606为内周壁开设有环形槽的环形结构；一级密封唇607的密封唇部和根部形成盆型，二级密封唇608的密封唇部和根部均形成盆型，一级密封唇607的根部和二级密封唇608的根部四周叠合在环形槽中，一级密封唇607的密封唇部和二级密封唇608的密封唇部的密封方向相同且均连接在主轴200上，一级密封唇607的密封唇的密封接触面上设有多道棱边609。

本实施例中的棱边609的作用在于减少接触面积，降低摩擦系数，减少摩擦热量。当密封唇背面水压力增加时，一级密封唇607的密封带变宽形成多条棱边609接触密封，自动对密封接触面增加密封力，具有自适应调整的密封能力，确保可靠有效密封。而二级密封唇608具有一定刚度，能对一级密封唇607起到柔性支撑作用，防止在较高的水压作用下唇口翻边失效，有效提高了密封能力。

在进一步地实施例中，主轴200的用于与一级密封唇607和二级密封唇608密封接触的密封接触面上设有超硬涂层，以确保主轴或甩水环长时间高速摩擦使用无明显磨损。

具体地，泄漏甩水密封机构包括甩水环700，壳体100和壳体支撑套300之间形成甩水环槽302，壳体支撑套300底部开设有与甩水环槽302连通的密封冷却泄漏口303；甩水环700同轴固定在位于甩水环槽302内的主轴200上；

甩水环700的轴套伸入壳体100内并与动密封座601之间通过销轴连接轴向定位，并且二者之间设有密封圈，且甩水环700与密封轴套603配合；

或者，甩水环的700的轴套伸入壳体100内并与一级密封唇607和二级密封唇608接触。

如此设置，泄漏的水通过甩水环700、甩水环槽302、密封冷却泄漏口303排出，阻止泄漏水渗入第一高速轴承800和第二高速轴承1200。

在进一步地实施例中，甩水环700的用于与一级密封唇607和二级密封唇608密封接触的密封接触面上设有超硬涂层，以确保甩水环长时间高速摩擦使用无明显磨损。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无座式水力测功器，其特征在于，包括：水力测功器本体、测扭机构和测速机构；

水力测功器本体包括壳体支撑套(300)、壳体(100)和主轴(200)；壳体支撑套(300)和壳体(100)同轴固定连接，主轴(200)与壳体支撑套(300)的内部同轴转动连接，主轴(200)的第二端用于连接高速动力机，主轴(200)的第一端贯穿壳体(100)的第一端端壁并伸入壳体(100)内部，主轴(200)的第一端与第一端端壁之间转动密封连接，壳体(100)内部和主轴(200)之间连接有单定转子结构或双定转子结构；

测扭机构和水力测功器本体连接，测扭机构用于测量该无座式水力测功器的扭矩；

测速机构与主轴(200)连接，测速机构用于测量主轴(200)的转速。

2.根据权利要求1所述的无座式水力测功器，其特征在于，水力测功器本体还包括第一高速轴承(800)和第二高速轴承(1200)，第一高速轴承(800)和第二高速轴承(1200)自主轴(200)的第二端到壳体(100)的方向依次连接在壳体支撑套(300)和主轴(200)之间；

第一高速轴承(800)和第二高速轴承(1200)之间的主轴(200)上套设有第一轴套(900)和第二轴套(1000)，第一轴套(900)和第二轴套(1000)的内周壁均和主轴(200)的外周壁之间留有间隙，且第一高速轴承(800)的外圈、第一轴套(900)、第二轴套(1000)和第二高速轴承(1200)的外圈依次装配，且第二高速轴承1200的外圈和壳体支撑套300之间连接有碟片弹簧；

优选地，第一轴套(900)的外周壁与壳体支撑套(300)上的第一加注油杯的加注孔对应处沿周向开设有第一润滑脂加注环槽(901)和用于向第一高速轴承(800)加脂的第一加脂孔(902)，第二轴套(1000)的外周壁与壳体支撑套(300)上的第二加注油杯的加注孔对应处沿周向开设有第二润滑脂加注环槽(1002)和用于向第二高速轴承(1200)加脂的第二加脂孔(1003)；第二轴套(1000)的底部开设有第一排脂孔(1001)，壳体支撑套(300)与第一排脂孔(1001)对应处开设有与第一排脂孔(1001)连通的第二排脂孔(301)。

3.根据权利要求2所述的无座式水力测功器，其特征在于，测速机构包括第一测速齿轮(1100)和第一测速传感器(1300)，第一测速齿轮(1100)的齿轮轴套同轴固定在第一高速轴承(800)和第二高速轴承(1200)之间的主轴(200)上，且齿轮轴套的两端分别与第一高速轴承(800)的内圈和第二高速轴承(1200)的内圈紧密顶靠；齿轮轴套的外周壁与第一轴套(900)和第二轴套(1000)的内周壁之间均留有间隙，第二轴套(1000)的内周壁与第一测速齿轮(1100)的齿轮对应处开设有用于容纳齿轮的环形容纳槽，齿轮位于环形容纳槽内，第一测速传感器(1300)贯穿壳体支撑套(300)并伸入环形容纳槽内。

4.根据权利要求1所述的无座式水力测功器，其特征在于，测扭机构包括拉力传感器(2200)和悬臂座(2100)，壳体支撑套(300)转动连接在悬臂座(2100)上，拉力传感器一端与悬臂座(2100)固定连接，另一端与壳体(100)铰接；悬臂座(2100)与第二排脂孔(301)对应处开设有与第二排脂孔(301)连通的第三排脂孔(2101)。

5.根据权利要求1所述的无座式水力测功器，其特征在于，测扭机构包括静态扭矩传感器(2000)，静态扭矩传感器(2000)与壳体支撑套(300)同轴固定。

6.根据权利要求1所述的无座式水力测功器，其特征在于，测扭机构包括动态扭矩传感器(1400)，动态扭矩传感器(1400)与主轴(200)通过法兰固定连接；

优选地，水力测功器本体上还连接有砝码扭矩标定装置；其中，砝码扭矩装置包括砝码(1900)、砝码托盘(1800)、锁紧螺母、托盘拉杆(1700)、标定锁止块(1500)和校正臂(1600)；校正臂(1600)的一端用于标定动态扭矩传感器(1400)时与动态扭矩传感器(1400)一端可拆卸固定连接，另一端与托盘拉杆(1700)的一端铰接；托盘拉杆(1700)的另一端与砝码托盘(1800)通过锁紧螺母固定连接，砝码(1900)固定在砝码托盘(1800)上；标定锁止块(1500)用于标定动态扭矩传感器(1400)时可拆卸地固定连接在动态扭矩传感器(1400)与壳体支撑套(300)之间。

7.根据权利要求1所述的无座式水力测功器，其特征在于，单定转子结构包括第一转子(400)和两个第一定子(500)，第一转子(400)同轴位于壳体(100)的中部且与主轴(200)固定连接，两个第一定子(500)分别同轴套设于第一转子(400)两侧的主轴(200)上，两个第一定子(500)分别与壳体(100)的第一端端壁和第二端端壁固定连接，且两个第一定子(500)和第一转子(400)之间均存在间隙形成第一定转子工作腔，且靠近第二端端壁的第一定子(500)和主轴(200)之间留有间隙形成第一进水间隙(501)，第二端端壁中部开设有与第一进水间隙(501)连通的第一进水孔(101)，壳体(100)的底部开设有与第一定转子工作腔连通的第一排水孔(102)。

8.根据权利要求1所述的无座式水力测功器，其特征在于，双定转子结构包括两个单定转子组件，两个单定转子组件间隔套设在位于壳体(100)的主轴上；每个单定转子组件包括同轴固定在主轴(200)上的第二转子(2300)和同轴套设于主轴(200)上且分别位于第二转子(2300)两侧的两个第二定子(2400)，第二定子(2400)均与壳体(100)固定连接；

每个单定转子组件中的第二转子(2300)和第二定子(2400)之间均存在间隙形成第二定转子工作腔，每个单定转子组件中靠近另一个单定转子组件的第二定子(2400)和主轴(200)之间留有间隙形成与其第二定转子腔连通的第二进水间隙，壳体(100)顶部与两个单定转子组件的间隔处的对应处开设有第二进水孔(106)，壳体(100)底部与两个单定转子组件的第二定转子工作腔对应处分别开设有第二排水孔(107)；

优选地，位于两个单定转子组件之间的主轴(200)上固定套设有第三轴套(2300)，第三轴套(2300)的外缘直径小于第二定子(2400)的内径，第三轴套2300的两端分别穿过对应的第二进水间隙与两个单定转子组件的第二转子(2300)密封贴合；

优选地，壳体(100)顶部与两个单定转子组件的间隔处的对应处固设有用于分隔两个单定转子组件的环形分隔板(108)，环形分隔板(108)的内缘与主轴(200)之间留有间隙形成与第二进水间隙连通的第三进水间隙(109)，第二进水孔(106)贯穿环形分隔板(108)的顶部并与第三进水间隙(109)连通。

9.根据权利要求7或8所述的无座式水力测功器，其特征在于，第一端端壁顶部开设有沿竖直方向延伸的第二通气孔(103)，第二通气孔(103)的顶端连接有呼吸阀(104)，且第二通气孔(103)的底端与第一定转子工作腔或靠近第一端端壁的第二定转子工作腔连通。

10.根据权利要求1所述的无座式水力测功器，其特征在于，壳体(100)的第一端端壁和主轴(200)之间连接有高速接触密封机构(600)，且壳体(100)、壳体支撑套(300)和主轴(200)之间连接有泄漏甩水密封机构；

优选地，高速接触密封机构(600)包括密封骨架(606)、一级密封唇607和二级密封唇(608)；密封骨架(606)为内周壁开设有环形槽的环形结构；

一级密封唇(607)的密封唇部和根部形成盆型，二级密封唇(608)的密封唇部和根部均形成盆型，一级密封唇(607)的根部和二级密封唇(608)的根部四周叠合在环形槽中，一级密封唇(607)的密封唇部和二级密封唇(608)的密封唇部的密封方向相同且均连接在泄露甩水密封机构中的甩水环(700)上，一级密封唇(607)的密封唇的密封接触面上设有多道棱边(609)；

优选地，泄露甩水密封机构中的甩水环(700)的用于与一级密封唇(607)和二级密封唇(608)密封接触的密封接触面上设有超硬涂层。