液壓伺服動(dòng)態(tài)扭矩加載系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種液壓伺服控制的動(dòng)態(tài)扭矩加載系統(tǒng)。兩個(gè)液壓伺服作動(dòng)器布置在加載盤和飛輪之間，液壓油源通過(guò)液壓集流環(huán)給伺服作動(dòng)器供油，通過(guò)伺服控制器和伺服閥的閉環(huán)控制，伺服作動(dòng)器按照設(shè)定的力值和頻率加載力，活塞桿通過(guò)力傳感器將動(dòng)態(tài)力傳遞給加載盤，加載軸通過(guò)花鍵與加載盤連接在一起，動(dòng)態(tài)扭矩通過(guò)扭矩加載軸傳遞給試驗(yàn)對(duì)象，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)扭矩加載。伺服作動(dòng)器缸體尾部與飛輪連接在一起，保證有效加載行程的實(shí)現(xiàn)，能夠?yàn)楦鞣N變速箱、齒輪箱等傳動(dòng)部件的動(dòng)態(tài)扭矩加載試驗(yàn)提供可靠穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)扭矩加載試驗(yàn)平臺(tái)。
【專利說(shuō)明】液壓伺服動(dòng)態(tài)扭矩加載系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種液壓伺服動(dòng)態(tài)扭矩加載系統(tǒng)，用于齒輪箱等傳動(dòng)箱體的大扭矩動(dòng)態(tài)加載試驗(yàn)。
【背景技術(shù)】
[0002]在大型變速箱、減速機(jī)等齒輪傳動(dòng)箱體的性能試驗(yàn)中，需要模擬箱體使用工況中所承受的動(dòng)態(tài)沖擊，給箱體施加動(dòng)態(tài)的扭矩，且動(dòng)態(tài)扭矩的加載值和加載頻率應(yīng)該能夠閉環(huán)控制。常用的扭矩加載方式如水力測(cè)功機(jī)加載、磁粉制動(dòng)器加載和液壓泵加載僅能夠加載穩(wěn)態(tài)的扭矩，不能滿足動(dòng)態(tài)扭矩加載的需要。
[0003]國(guó)外采用伺服閥控制的液壓泵加載動(dòng)態(tài)扭矩時(shí)加載頻率通常較低，頻率值不能高于10hz，且加載扭矩值較小，不能滿足大型傳動(dòng)箱體加載動(dòng)態(tài)大扭矩的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供為齒輪箱測(cè)試試驗(yàn)中加載動(dòng)態(tài)扭矩，且加載頻率和扭矩值能夠閉環(huán)控制的扭矩加載系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明的液壓伺服動(dòng)態(tài)扭矩加載系統(tǒng)，包括液壓集流環(huán)，伺服作動(dòng)器、伺服閥、力傳感器、加載軸、飛輪、加載盤。液壓油源通過(guò)液壓集流環(huán)給作動(dòng)器供油和回油，工控機(jī)和伺服控制器通過(guò)伺服閥控制作動(dòng)器的加載力和加載頻率，對(duì)稱布置的兩個(gè)作動(dòng)器活塞桿端通過(guò)力傳感器連接加載盤，作動(dòng)器缸體尾部端連接飛輪，作動(dòng)器活塞桿的伸縮帶動(dòng)加載盤轉(zhuǎn)動(dòng)，加載盤帶動(dòng)加載軸轉(zhuǎn)動(dòng)，加載軸與試驗(yàn)對(duì)象連接，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)扭矩加載，伺服閥控制電信號(hào)和位移傳感器電信號(hào)通過(guò)電集流環(huán)與工控機(jī)形成閉環(huán)控制電回路，兩個(gè)伺服作動(dòng)器活塞桿與加載盤相連，加載盤中心孔通過(guò)花鍵與加載軸連接。
[0007]伺服作動(dòng)器尾部與飛輪相連接，利用飛輪慣性作用，使伺服作動(dòng)器的力作用在加載盤上，使動(dòng)態(tài)扭矩作用到加載軸上，同時(shí)減小加載端動(dòng)態(tài)沖擊對(duì)下部傳動(dòng)件的影響。
[0008]通過(guò)液壓集流環(huán)給伺服作動(dòng)器供給液壓油。
[0009]本發(fā)明液壓伺服動(dòng)態(tài)扭矩加載系統(tǒng)還可以包括:碟簧、位移傳感器、傳動(dòng)花鍵。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于:本發(fā)明通過(guò)串接在飛輪和加載盤之間的一對(duì)伺服作動(dòng)器，作為加載動(dòng)態(tài)扭矩的激振源，液壓伺服缸能夠產(chǎn)生較高頻率的動(dòng)態(tài)力，通常可以達(dá)到50Hz以上，伺服缸產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)力值可以達(dá)到3000KN以上，從而實(shí)現(xiàn)大扭矩的加載。通過(guò)伺服控制器控制伺服閥，能夠按照設(shè)定頻率和力可靠穩(wěn)定的加載。通過(guò)液壓集流環(huán)給伺服缸供油，油孔通道與加載軸集成在一起，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊。通過(guò)飛輪連接加載軸和傳動(dòng)部件，在較大動(dòng)態(tài)沖擊作用時(shí)可以吸收大部分能量，降低下端傳動(dòng)件的損害。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本發(fā)明液壓伺服動(dòng)態(tài)扭矩加載系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)俯視圖[0012]圖2是本發(fā)明液壓伺服動(dòng)態(tài)扭矩加載系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)剖視圖
[0013]圖3是本發(fā)明液壓伺服動(dòng)態(tài)扭矩加載系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)前視圖
[0014]圖4是本發(fā)明液壓伺服動(dòng)態(tài)扭矩加載系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)三維圖
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述:
[0016]結(jié)合圖1-4，本發(fā)明由飛輪1、加載盤2、作動(dòng)桿3、力傳感器4、碟簧5、作動(dòng)器底座
6、伺服作動(dòng)器7、伺服閥8、位移傳感器9、加載軸10、液壓集流環(huán)11、傳動(dòng)花鍵12、油封13、蓋板14、支撐組件15 (包括支撐軸和軸承)、作動(dòng)組件16 (包括銷軸和軸承)和作動(dòng)連接塊17組成。
[0017]飛輪I與加載盤2之間是動(dòng)態(tài)扭矩加載系統(tǒng)的主體部分即動(dòng)態(tài)扭矩加載作動(dòng)器組件，作動(dòng)桿3與力傳感器4連接，繼而通過(guò)一組碟簧5與伺服作動(dòng)器7連接，伺服作動(dòng)器7通過(guò)支撐組件15安裝在作動(dòng)器底座6上，作動(dòng)器底座6與飛輪I相固定，伺服閥8控制液壓作動(dòng)器7輸出相應(yīng)的動(dòng)態(tài)扭矩進(jìn)行動(dòng)作加載，位移傳感器9連接固定在液壓作動(dòng)器7的尾部端，整個(gè)扭矩加載作動(dòng)組件中的作動(dòng)連接塊17與加載盤2固定連接，同時(shí)通過(guò)作動(dòng)組件16與作動(dòng)桿3連接，由此在飛輪I與加載盤2之間形成一個(gè)機(jī)械閉環(huán)的動(dòng)態(tài)扭矩加載系統(tǒng)。這套動(dòng)態(tài)扭矩加載系統(tǒng)，其中加載盤2與加載軸10花鍵連接實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)扭矩的加載，飛輪I中心連接傳動(dòng)花鍵12提供下部傳動(dòng)系統(tǒng)連接之需實(shí)現(xiàn)扭矩的傳遞。液壓集流環(huán)11、油封13與蓋板14構(gòu)成供油機(jī)構(gòu)，為旋轉(zhuǎn)中的伺服作動(dòng)器7供油。
[0018]飛輪I既是動(dòng)態(tài)扭矩加載機(jī)構(gòu)的連接平臺(tái)，又因?yàn)轱w輪I將加載軸與下部傳動(dòng)系統(tǒng)分開(kāi)，在動(dòng)態(tài)扭矩加載過(guò)程中，可以吸收動(dòng)態(tài)沖擊能量，進(jìn)而保護(hù)下部傳動(dòng)系統(tǒng)。加載盤2關(guān)于旋轉(zhuǎn)中心對(duì)稱，提供對(duì)稱的與旋轉(zhuǎn)半徑相切的加載力，形成對(duì)稱力偶，保證動(dòng)態(tài)扭矩不偏斜穩(wěn)定加載。力傳感器4檢測(cè)液壓作動(dòng)器7輸出力大小，反饋信號(hào)給控制系統(tǒng)進(jìn)而控制伺服閥8相應(yīng)動(dòng)作。
[0019]碟簧5與伺服作動(dòng)器7同軸連接，扮演著并聯(lián)作用力的角色，可以承擔(dān)大扭矩加載中穩(wěn)態(tài)扭矩的絕大部分，因此可以提供較大的加載力值，減小動(dòng)態(tài)扭矩施加的絕對(duì)值，降低伺服作動(dòng)器7的作用力，減小伺服作動(dòng)器7的結(jié)構(gòu)尺寸，節(jié)省空間。同時(shí)，較低輸出力的伺服作動(dòng)器7可以滿足高頻穩(wěn)定動(dòng)作。伺服作動(dòng)器7尾部端連接的位移傳感器9測(cè)量碟簧5的變形量，與力傳感器4結(jié)合使用，提供動(dòng)態(tài)力和穩(wěn)態(tài)力的耦合關(guān)系，保證動(dòng)態(tài)扭矩按照預(yù)定加載模式穩(wěn)定加載。液壓集流環(huán)11不受速度的影響能夠?yàn)閯?dòng)態(tài)扭矩加載機(jī)構(gòu)中的伺服作動(dòng)器7保證供油，是整個(gè)動(dòng)態(tài)扭矩加載系統(tǒng)能量來(lái)源的關(guān)鍵部分。
[0020]綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.液壓伺服動(dòng)態(tài)扭矩加載系統(tǒng)，其特征在于，包括液壓集流環(huán)、伺服作動(dòng)器、力傳感器、伺服閥、飛輪、加載盤、加載軸、電集流環(huán)。液壓油源通過(guò)液壓集流環(huán)給伺服作動(dòng)器供油和回油，工控機(jī)和伺服控制器通過(guò)伺服閥控制伺服作動(dòng)器的加載力和加載頻率，伺服作動(dòng)器缸體尾部端連接飛輪，沿飛輪中心對(duì)稱布置的兩個(gè)伺服作動(dòng)器活塞桿端通過(guò)力傳感器連接加載盤，伺服作動(dòng)器活塞桿的伸縮帶動(dòng)加載盤轉(zhuǎn)動(dòng)，加載盤帶動(dòng)加載軸轉(zhuǎn)動(dòng)，加載軸與試驗(yàn)對(duì)象連接，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)扭矩加載，伺服閥控制電信號(hào)和位移傳感器電信號(hào)通過(guò)電集流環(huán)與工控機(jī)形成閉環(huán)控制電回路，兩個(gè)伺服作動(dòng)器活塞桿與加載盤相連，加載盤中心孔通過(guò)花鍵與加載軸連接。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的液壓伺服動(dòng)態(tài)扭矩加載系統(tǒng)，其特征在于位移傳感器信號(hào)通過(guò)電集流環(huán)傳遞給工控機(jī)進(jìn)行控制和顯示，結(jié)合碟簧變形量調(diào)整伺服作動(dòng)器動(dòng)作信號(hào)，從而使伺服作動(dòng)器按照給定信號(hào)輸出相應(yīng)加載力。
3.根據(jù)權(quán)利I所述的液壓伺服動(dòng)態(tài)扭矩加載系統(tǒng)，其特征在于，還包括碟簧，碟簧與伺服作動(dòng)器同軸連接。
【文檔編號(hào)】G01M13/02GK103969043SQ201310043549
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月5日
【發(fā)明者】劉紅旗, 孫剛, 石獻(xiàn)金, 王寶超, 張敬彩 申請(qǐng)人:中機(jī)生產(chǎn)力促進(jìn)中心