蓄能式高速高加速試驗(yàn)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種蓄能式高速高加速試驗(yàn)機(jī)，特別適用于需要極短時(shí)間內(nèi)達(dá)到高速度試驗(yàn)的場(chǎng)合。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于某些離心試驗(yàn)或其它用途的高速的試驗(yàn)件，經(jīng)常會(huì)要求達(dá)到4000-5000rpm，甚至更高。在不要求加時(shí)間的情況下，對(duì)電機(jī)的功率要求并不是主要矛盾，但對(duì)于模擬特種工況下，有時(shí)要求加時(shí)間極短，這時(shí)對(duì)于并不太大的試驗(yàn)件來說，對(duì)于電機(jī)功率的要求就會(huì)迅速上升，譬如一個(gè)20kg的試驗(yàn)件的驅(qū)動(dòng)功率就可能要求電機(jī)功率達(dá)到數(shù)百兆瓦，輸出扭矩達(dá)到數(shù)千牛米，目前很難實(shí)現(xiàn)，即使勉強(qiáng)實(shí)現(xiàn)，其成本也極高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的正是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處而提供一種蓄能式高速高加速試驗(yàn)機(jī)，本發(fā)明的蓄能機(jī)構(gòu)與消除靜磨擦機(jī)構(gòu)相結(jié)合的驅(qū)動(dòng)方式，由蓄能電機(jī)將蓄能飛輪組(含摩擦輪)驅(qū)動(dòng)至目標(biāo)轉(zhuǎn)速以上一定幅度，然后快速壓向軸向隔振增速機(jī)構(gòu)，通過能量與轉(zhuǎn)速傳遞實(shí)現(xiàn)瞬間增速，并提供試件部分的主題能量和摩擦能量，而輔助電機(jī)提供消除初始摩擦能量。
[0004]本發(fā)明的目的是采用下述具體技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明的蓄能式高速高加速試驗(yàn)機(jī)包括高速主機(jī)部分、蓄能驅(qū)動(dòng)與離合部分、軸向隔震與增速部分；所述高速主機(jī)部分包括安裝在機(jī)座上的前、后防護(hù)支架和前、后滾輪支座，通過軸承分別安裝在前、后滾輪支座上前、后滾輪組，位于前、后滾輪組正上方的分別通過調(diào)節(jié)桿吊裝在前、后防護(hù)支架上橫梁下方的前、后壓輪，以及由前、后滾輪組與前、后壓輪共同支撐并驅(qū)動(dòng)的連接工裝；所述前、后滾輪支座分別通過滑塊安裝在相應(yīng)的左右兩組直線運(yùn)動(dòng)副上，所述直線運(yùn)動(dòng)副安裝在機(jī)座上；所述連接工裝的后端通過超越離合器、傳動(dòng)帶組件與安裝于支座上的電機(jī)相連接；所述蓄能驅(qū)動(dòng)與離合部分包括通過中部加工出的軸頸以及軸承安裝在支座上的啞鈴形結(jié)構(gòu)的蓄能飛輪機(jī)構(gòu)，蓄能飛輪機(jī)構(gòu)通過帶輪機(jī)構(gòu)與安裝于機(jī)座上的蓄能電機(jī)連接，蓄能飛輪機(jī)構(gòu)的后端面設(shè)置有用于能量傳遞的接合面，支座與機(jī)座相固結(jié)，機(jī)座與推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的移動(dòng)端固結(jié)，推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過支座安裝于機(jī)座上，機(jī)座通過直線運(yùn)動(dòng)副安裝于機(jī)座上；所述軸向隔震與增速部分包括通過軸承安裝于機(jī)座上的半軸式結(jié)構(gòu)的摩擦輪，機(jī)座安裝于機(jī)座上；所述摩擦輪的前端面為與蓄能飛輪機(jī)構(gòu)的后端面設(shè)置的接合面相結(jié)合的結(jié)合面，位于摩擦輪后端的軸系通過高速聯(lián)軸器與連接工裝的前端連接。
[0005]本發(fā)明中所述防護(hù)支架分為上下兩段，兩段間通過連接件相結(jié)合；所述直線運(yùn)動(dòng)副由直線導(dǎo)軌副構(gòu)成。
[0006]本發(fā)明在所述前、后滾輪組中的中任一組滾輪上設(shè)置有測(cè)角編碼器組件；所述推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)由液壓缸或氣缸構(gòu)成；所述蓄能電機(jī)帶有增速箱。
[0007]本發(fā)明中所述電機(jī)的功率為所述蓄能電機(jī)功率的十分之一左右。。
[0008]本發(fā)明的整機(jī)基礎(chǔ)要求分離設(shè)置。
[0009]本發(fā)明的工作原理以及有益效果如下:
本發(fā)明中采用采用蓄能方式，由蓄能電機(jī)將蓄能飛輪組(含摩擦輪)驅(qū)動(dòng)至目標(biāo)轉(zhuǎn)速以上一定幅度，然后快速壓向軸向隔振增速機(jī)構(gòu)，通過能量與轉(zhuǎn)速傳遞實(shí)現(xiàn)瞬間增速，并提供試件部分的主題能量和摩擦能量，而輔助電機(jī)提供消除初始摩擦能量。
[0010]本發(fā)明中的高速主機(jī)部分整體結(jié)構(gòu)與臥式動(dòng)平衡機(jī)類似，兩個(gè)機(jī)座安裝在直線導(dǎo)軌上，可以無級(jí)調(diào)節(jié)間距。試件產(chǎn)品固定在專用工裝中間，可以實(shí)現(xiàn)兩維連接。為減輕工裝質(zhì)量，軸頭可以設(shè)計(jì)為中空結(jié)構(gòu)。在某個(gè)支撐滾輪上安裝測(cè)速編碼器，用于檢測(cè)轉(zhuǎn)速。消除靜摩擦部分由驅(qū)動(dòng)電機(jī)和超越離合器組成，該部分的目的是讓試件產(chǎn)品先行低速(10-20rpm)轉(zhuǎn)動(dòng)起來，這樣可以克服靜摩擦力，同時(shí)減小啟動(dòng)沖擊。
[0011]本發(fā)明中的蓄能驅(qū)動(dòng)與離合部分，蓄能輪設(shè)計(jì)能量要達(dá)到目標(biāo)負(fù)載的100倍左右，這樣與速度精度相匹配，當(dāng)然通過計(jì)算可以預(yù)設(shè)稍高的轉(zhuǎn)速，可以通過轉(zhuǎn)速與慣量之間的優(yōu)化適當(dāng)減少蓄能輪設(shè)計(jì)能量。與之適應(yīng)，配備功率適宜的電機(jī)，用于初始能量積累和摩擦消耗能量的補(bǔ)充。
[0012]軸向減震增速部分用于傳遞蓄能輪的驅(qū)動(dòng)能量，達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速。同時(shí)要承載蓄能輪快速結(jié)合產(chǎn)生的軸向沖擊力。
[0013]通過以上過程，達(dá)到了采用常規(guī)功率的電機(jī)實(shí)現(xiàn)了高速高加速功能，有效地解決了巨大功率電機(jī)的難題。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為圖1中高速主機(jī)部分的左視圖。
[0016]圖3為圖1中蓄能驅(qū)動(dòng)部分的俯視圖。
[0017]圖1、圖2、圖3中序號(hào):1.高速主機(jī)部分，2.蓄能驅(qū)動(dòng)與離合部分，3.軸向隔震增速部分，4.前、后滾輪支座，5.前、后滾輪組，6.前、后壓輪，7.直線運(yùn)動(dòng)副，8.前、后防護(hù)支架，9調(diào)節(jié)桿，10機(jī)座，11電機(jī)，12傳動(dòng)帶組件，13超越離合器，14連接工裝，15測(cè)角編碼器組件，16蓄能飛輪機(jī)構(gòu)，17支座，18軸頸，19結(jié)合面，20機(jī)座，21直線導(dǎo)軌副，22推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，23支座，24蓄能電機(jī)，25帶輪機(jī)構(gòu)，26摩擦輪，27前端面，28軸系，29機(jī)座，30機(jī)座，31支座，32高速聯(lián)軸器。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本發(fā)明以下將結(jié)合實(shí)例(附圖)作進(jìn)一步描述。
[0019]如圖1、2、3所示，本發(fā)明的蓄能式高速高加速試驗(yàn)機(jī)包括高速主機(jī)部分、蓄能驅(qū)動(dòng)與離合部分、軸向隔震與增速部分；所述高速主機(jī)部分包括安裝在機(jī)座10上的前、后防護(hù)支架8和前、后滾輪支座4，通過軸承分別安裝在前、后滾輪支座4上前、后滾輪組5，位于前、后滾輪組5正上方的分別通過調(diào)節(jié)桿9吊裝在前、后防護(hù)支架8上橫梁下方的前、后壓輪6，以及由前、后滾輪組5與前、后壓輪6共同支撐并驅(qū)動(dòng)的連接工裝14 (形成三角支撐的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，并驅(qū)動(dòng)連接工裝和被實(shí)驗(yàn)工件高速轉(zhuǎn)動(dòng));所述前、后滾輪支座4分別通過滑塊安裝在相應(yīng)的左右兩組直線運(yùn)動(dòng)副7上，所述直線運(yùn)動(dòng)副7安裝在機(jī)座10上(這樣兩組支撐輪組就可以根據(jù)需要調(diào)整支撐距離)；所述連接工裝14的后端通過超越離合器13、傳動(dòng)帶組件12與安裝于支座31上的電機(jī)11相連接；所述蓄能驅(qū)動(dòng)與離合部分包括通過中部加工出的軸頸18以及軸承安裝在支座17上的啞鈴形結(jié)構(gòu)的蓄能飛輪機(jī)構(gòu)16，蓄能飛輪機(jī)構(gòu)
16通過帶輪機(jī)構(gòu)25與安裝于機(jī)座20上的蓄能電機(jī)24連接，蓄能飛輪機(jī)構(gòu)16的后端面設(shè)置有用于能量傳遞的接合面19，支座17與機(jī)座20相固結(jié)，機(jī)座20與推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)22的移動(dòng)端固結(jié)，推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)22通過支座23安裝于機(jī)座30上，機(jī)座20通過直線運(yùn)動(dòng)副21安裝于機(jī)座30上(由蓄能電機(jī)帶動(dòng)蓄能飛輪逐步轉(zhuǎn)動(dòng)起來，達(dá)到預(yù)期轉(zhuǎn)速后，推動(dòng)機(jī)構(gòu)將蓄能部分快速推向軸向隔震與增速部分的摩擦輪26);所述軸向隔震與增速部分包括通過軸承安裝于機(jī)座29上的半軸式結(jié)構(gòu)的摩擦輪26，機(jī)座29安裝于機(jī)座30上(這部分起著能量快速傳遞作用，并隔離震動(dòng));所述摩擦輪26的前端面27為與蓄能飛輪機(jī)構(gòu)16的后端面設(shè)置的接合面19相結(jié)合的結(jié)合面，位于摩擦輪26后端的軸系28通過高速聯(lián)軸器32與連接工裝14的前端連接。
[0020]本發(fā)明中所述防護(hù)支架8分為上下兩段，兩段間通過連接件相結(jié)合；所述直線運(yùn)動(dòng)副7由直線導(dǎo)軌副構(gòu)成。
[0021]本發(fā)明在所述前、后滾輪組5中的中任一組滾輪上設(shè)置有測(cè)角編碼器組件15 ;所述推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)22由液壓缸或氣缸構(gòu)成；所述蓄能電機(jī)24帶有增速箱。
[0022]本發(fā)明中所述電機(jī)11的功率為所述蓄能電機(jī)24功率的十分之一，由小功率電機(jī)讓試件先行低速(10-20rpm)轉(zhuǎn)動(dòng)起來，這樣可以克服靜摩擦力，同時(shí)減小啟動(dòng)沖擊。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種蓄能式高速高加速試驗(yàn)機(jī)，其特征在于:所述試驗(yàn)機(jī)包括高速主機(jī)部分、蓄能驅(qū)動(dòng)與離合部分、軸向隔震與增速部分；所述高速主機(jī)部分包括安裝在機(jī)座(10)上的前、后防護(hù)支架(8)和前、后滾輪支座(4)，通過軸承分別安裝在前、后滾輪支座(4)上的前、后滾輪組(5)，位于前、后滾輪組(5)正上方的分別通過調(diào)節(jié)桿(9)吊裝在前、后防護(hù)支架(8)上橫梁下方的前、后壓輪(6)，以及由前、后滾輪組(5)與前、后壓輪(6)共同支撐并驅(qū)動(dòng)的連接工裝(14);所述前、后滾輪支座(4)分別通過滑塊安裝在相應(yīng)的左右兩組直線運(yùn)動(dòng)副(7)上，所述直線運(yùn)動(dòng)副(7)安裝在機(jī)座(10)上；所述連接工裝(14)的后端通過超越離合器(13)、傳動(dòng)帶組件(12)與安裝于支座(31)上的電機(jī)(11)相連接；所述蓄能驅(qū)動(dòng)與離合部分包括通過中部加工出的軸頸(18)以及軸承安裝在支座(17)上的啞鈴形結(jié)構(gòu)的蓄能飛輪機(jī)構(gòu)(16)，蓄能飛輪機(jī)構(gòu)(16)通過帶輪機(jī)構(gòu)(25)與安裝于機(jī)座(20)上的蓄能電機(jī)(24)連接，蓄能飛輪機(jī)構(gòu)(16)的后端面設(shè)置有用于能量傳遞的接合面(19)，支座(17)與機(jī)座(20)相固結(jié)，機(jī)座(20)與推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(22)的移動(dòng)端固結(jié)，推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(22)通過支座(23)安裝于機(jī)座(30 )上，機(jī)座(20 )通過直線運(yùn)動(dòng)副(21)安裝于機(jī)座(30 )上；所述軸向隔震與增速部分包括通過軸承安裝于機(jī)座(29)上的半軸式結(jié)構(gòu)的摩擦輪(26)，機(jī)座(29)安裝于機(jī)座(30)上；所述摩擦輪(26)的前端面(27)為與蓄能飛輪機(jī)構(gòu)(16)的后端面設(shè)置的接合面(19)相結(jié)合的結(jié)合面，位于摩擦輪(26)后端的軸系(28)通過高速聯(lián)軸器(32)與連接工裝(14)的前端連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄能式高速高加速試驗(yàn)機(jī)，其特征在于:所述防護(hù)支架(8)分為上下兩段，兩段間通過連接件相結(jié)合。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄能式高速高加速試驗(yàn)機(jī)，其特征在于:所述直線運(yùn)動(dòng)副(7)由直線導(dǎo)軌副構(gòu)成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄能式高速高加速試驗(yàn)機(jī)，其特征在于:在所述前、后滾輪組(5 )中的中任一組滾輪上設(shè)置有測(cè)角編碼器組件(15 )。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄能式高速高加速試驗(yàn)機(jī)，其特征在于:所述推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(22)由液壓缸或氣缸構(gòu)成。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄能式高速高加速試驗(yàn)機(jī)，其特征在于:所述蓄能電機(jī)(24)帶有增速箱。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄能式高速高加速試驗(yàn)機(jī)，其特征在于:所述電機(jī)(11)的功率為所述蓄能電機(jī)(24)功率的十分之一。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種蓄能式高速高加速試驗(yàn)機(jī)，它特別適用于需要極短時(shí)間內(nèi)達(dá)到高速度試驗(yàn)的場(chǎng)合，其特征在于：所述試驗(yàn)機(jī)包括高速主機(jī)部分、蓄能驅(qū)動(dòng)與離合部分、軸向隔震與增速部分。本發(fā)明的蓄能機(jī)構(gòu)與消除靜磨擦機(jī)構(gòu)相結(jié)合的驅(qū)動(dòng)方式，由蓄能電機(jī)將蓄能飛輪組（含摩擦輪）驅(qū)動(dòng)至目標(biāo)轉(zhuǎn)速以上一定幅度，然后快速壓向軸向隔振增速機(jī)構(gòu)，通過能量與轉(zhuǎn)速傳遞實(shí)現(xiàn)瞬間增速，并提供試件部分的主題能量和摩擦能量，而輔助電機(jī)提供消除初始摩擦能量。
【IPC分類】G01D21/00
【公開號(hào)】CN105333898
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510840559
【發(fā)明人】盧志輝, 張磊樂, 孫志揚(yáng), 楊洪濤, 游廣飛
【申請(qǐng)人】鄭州機(jī)械研究所
【公開日】2016年2月17日
【申請(qǐng)日】2015年11月27日