液压伺服动态扭矩加载系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种液压伺服控制的动态扭矩加载系统。两个液压伺服作动器布置在加载盘和飞轮之间，液压油源通过液压集流环给伺服作动器供油，通过伺服控制器和伺服阀的闭环控制，伺服作动器按照设定的力值和频率加载力，活塞杆通过力传感器将动态力传递给加载盘，加载轴通过花键与加载盘连接在一起，动态扭矩通过扭矩加载轴传递给试验对象，从而实现动态扭矩加载。伺服作动器缸体尾部与飞轮连接在一起，保证有效加载行程的实现，能够为各种变速箱、齿轮箱等传动部件的动态扭矩加载试验提供可靠稳定的动态扭矩加载试验平台。
【专利说明】液压伺服动态扭矩加载系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种液压伺服动态扭矩加载系统，用于齿轮箱等传动箱体的大扭矩动态加载试验。
【背景技术】
[0002]在大型变速箱、减速机等齿轮传动箱体的性能试验中，需要模拟箱体使用工况中所承受的动态冲击，给箱体施加动态的扭矩，且动态扭矩的加载值和加载频率应该能够闭环控制。常用的扭矩加载方式如水力测功机加载、磁粉制动器加载和液压泵加载仅能够加载稳态的扭矩，不能满足动态扭矩加载的需要。
[0003]国外采用伺服阀控制的液压泵加载动态扭矩时加载频率通常较低，频率值不能高于10hz，且加载扭矩值较小，不能满足大型传动箱体加载动态大扭矩的需要。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供为齿轮箱测试试验中加载动态扭矩，且加载频率和扭矩值能够闭环控制的扭矩加载系统。
[0005]本发明的目的是这样实现的:
[0006]本发明的液压伺服动态扭矩加载系统，包括液压集流环，伺服作动器、伺服阀、力传感器、加载轴、飞轮、加载盘。液压油源通过液压集流环给作动器供油和回油，工控机和伺服控制器通过伺服阀控制作动器的加载力和加载频率，对称布置的两个作动器活塞杆端通过力传感器连接加载盘，作动器缸体尾部端连接飞轮，作动器活塞杆的伸缩带动加载盘转动，加载盘带动加载轴转动，加载轴与试验对象连接，可以实现动态扭矩加载，伺服阀控制电信号和位移传感器电信号通过电集流环与工控机形成闭环控制电回路，两个伺服作动器活塞杆与加载盘相连，加载盘中心孔通过花键与加载轴连接。
[0007]伺服作动器尾部与飞轮相连接，利用飞轮惯性作用，使伺服作动器的力作用在加载盘上，使动态扭矩作用到加载轴上，同时减小加载端动态冲击对下部传动件的影响。
[0008]通过液压集流环给伺服作动器供给液压油。
[0009]本发明液压伺服动态扭矩加载系统还可以包括:碟簧、位移传感器、传动花键。
[0010]本发明的优势在于:本发明通过串接在飞轮和加载盘之间的一对伺服作动器，作为加载动态扭矩的激振源，液压伺服缸能够产生较高频率的动态力，通常可以达到50Hz以上，伺服缸产生的动态力值可以达到3000KN以上，从而实现大扭矩的加载。通过伺服控制器控制伺服阀，能够按照设定频率和力可靠稳定的加载。通过液压集流环给伺服缸供油，油孔通道与加载轴集成在一起，系统结构紧凑。通过飞轮连接加载轴和传动部件，在较大动态冲击作用时可以吸收大部分能量，降低下端传动件的损害。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明液压伺服动态扭矩加载系统的整体结构俯视图[0012]图2是本发明液压伺服动态扭矩加载系统的整体结构剖视图
[0013]图3是本发明液压伺服动态扭矩加载系统的整体结构前视图
[0014]图4是本发明液压伺服动态扭矩加载系统的整体结构三维图
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本发明做更详细地描述:
[0016]结合图1-4，本发明由飞轮1、加载盘2、作动杆3、力传感器4、碟簧5、作动器底座
6、伺服作动器7、伺服阀8、位移传感器9、加载轴10、液压集流环11、传动花键12、油封13、盖板14、支撑组件15 (包括支撑轴和轴承)、作动组件16 (包括销轴和轴承)和作动连接块17组成。
[0017]飞轮I与加载盘2之间是动态扭矩加载系统的主体部分即动态扭矩加载作动器组件，作动杆3与力传感器4连接，继而通过一组碟簧5与伺服作动器7连接，伺服作动器7通过支撑组件15安装在作动器底座6上，作动器底座6与飞轮I相固定，伺服阀8控制液压作动器7输出相应的动态扭矩进行动作加载，位移传感器9连接固定在液压作动器7的尾部端，整个扭矩加载作动组件中的作动连接块17与加载盘2固定连接，同时通过作动组件16与作动杆3连接，由此在飞轮I与加载盘2之间形成一个机械闭环的动态扭矩加载系统。这套动态扭矩加载系统，其中加载盘2与加载轴10花键连接实现动态扭矩的加载，飞轮I中心连接传动花键12提供下部传动系统连接之需实现扭矩的传递。液压集流环11、油封13与盖板14构成供油机构，为旋转中的伺服作动器7供油。
[0018]飞轮I既是动态扭矩加载机构的连接平台，又因为飞轮I将加载轴与下部传动系统分开，在动态扭矩加载过程中，可以吸收动态冲击能量，进而保护下部传动系统。加载盘2关于旋转中心对称，提供对称的与旋转半径相切的加载力，形成对称力偶，保证动态扭矩不偏斜稳定加载。力传感器4检测液压作动器7输出力大小，反馈信号给控制系统进而控制伺服阀8相应动作。
[0019]碟簧5与伺服作动器7同轴连接，扮演着并联作用力的角色，可以承担大扭矩加载中稳态扭矩的绝大部分，因此可以提供较大的加载力值，减小动态扭矩施加的绝对值，降低伺服作动器7的作用力，减小伺服作动器7的结构尺寸，节省空间。同时，较低输出力的伺服作动器7可以满足高频稳定动作。伺服作动器7尾部端连接的位移传感器9测量碟簧5的变形量，与力传感器4结合使用，提供动态力和稳态力的耦合关系，保证动态扭矩按照预定加载模式稳定加载。液压集流环11不受速度的影响能够为动态扭矩加载机构中的伺服作动器7保证供油，是整个动态扭矩加载系统能量来源的关键部分。
[0020]综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.液压伺服动态扭矩加载系统，其特征在于，包括液压集流环、伺服作动器、力传感器、伺服阀、飞轮、加载盘、加载轴、电集流环。液压油源通过液压集流环给伺服作动器供油和回油，工控机和伺服控制器通过伺服阀控制伺服作动器的加载力和加载频率，伺服作动器缸体尾部端连接飞轮，沿飞轮中心对称布置的两个伺服作动器活塞杆端通过力传感器连接加载盘，伺服作动器活塞杆的伸缩带动加载盘转动，加载盘带动加载轴转动，加载轴与试验对象连接，实现动态扭矩加载，伺服阀控制电信号和位移传感器电信号通过电集流环与工控机形成闭环控制电回路，两个伺服作动器活塞杆与加载盘相连，加载盘中心孔通过花键与加载轴连接。
2.根据权利I所述的液压伺服动态扭矩加载系统，其特征在于位移传感器信号通过电集流环传递给工控机进行控制和显示，结合碟簧变形量调整伺服作动器动作信号，从而使伺服作动器按照给定信号输出相应加载力。
3.根据权利I所述的液压伺服动态扭矩加载系统，其特征在于，还包括碟簧，碟簧与伺服作动器同轴连接。
【文档编号】G01M13/02GK103969043SQ201310043549
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年2月5日 优先权日:2013年2月5日
【发明者】刘红旗, 孙刚, 石献金, 王宝超, 张敬彩 申请人:中机生产力促进中心