[發明專利]大功率調速型液力偶合器軸向力測試裝置及測試方法

無效

• 申請號: 200910067533.0
• 申請日: 2009-09-16
• 公開（公告）號: CN101666696A
• 公開（公告）日: 2010-03-10
• 發明（設計）人: 鄧洪超;鄧菲;叢黎明;馬文星;劉春寶;孫波;姜連軍;盧秀泉;范麗丹
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01L5/12
• 分類號: G01L5/12
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司
• 代理人: 王立文

技術領域：

本發明涉及一種應用于大型機械設備的大功率調速型液力偶合器泵輪和渦輪軸向力測試方法。

背景技術：

大功率調速型液力偶合器的泵輪和渦輪因工作液體的液力作用存在著較大的軸向力，并隨著偶合器充液率的變化而變化。泵輪軸和渦輪軸上的推力盤及滑動推力軸承將泵輪、渦輪產生的軸向力傳遞至偶合器殼體。測試、掌握偶合器軸向力的大小及其隨充液率變化的規律，對偶合器的設計與性能改進，尤其對于軸向推力滑動材料選用、性能研究、結構設計具有非常重要的作用。

液力偶合器的軸向力對液力偶合器泵輪軸、渦輪軸的安裝定位以及推力軸承的使用壽命具有決定性的作用。尤其在液力偶合器充液率發生變化的時候，軸向力產生很大的波動，對推力軸承上的摩擦材料——巴氏合金，產生較大的沖擊，沖擊力會降低對巴氏合金的使用性能、縮短其使用壽命。

目前，液力偶合器軸向力的大小及作用規律，還沒有實現實際測試。液力偶合器軸向定位零部件的設計完全依據理論分析結果或借鑒現有成型產品進行。因液力偶合器內部流場是氣液兩相流，且液相和氣相在不同充液率情況下具有不同的比值；同時，溫度、液固耦合、氣固耦合等隨機因素的影響，導致理論分析結果與實際的軸向力很難符合。其結果導致液力偶合器軸向定位部件，即滑動推力軸承設計的不合理，或造成嚴重浪費，或造成液力偶合器整機使用壽命的降低，僅420液力偶合器的一個滑動推力軸承的市場價格約16萬。

要設計出符合實際、結構合理的滑動推力軸承，使滑動推力軸承的結構趨于合理，并實現滑動推力軸承的使用性能與整機性能實現優化匹配，必須進行液力偶合器軸向力的實際測試，尋找液力偶合器軸向力在不同充液率、不同工況條件下的大小和變化規律。

測試軸向力的依據是在測定滑動推力軸承的巴氏合金在不同工況條件下的應變及應變規律，根據巴氏合金的物理機械性能，得到其在不同工況條件下的應力值和應力變化規律，即得到液力偶合器正在不同工況條件下的軸向力大小和變化規律。

目前公開的文獻資料及國內外專利查詢，尚未見大功率調速型液力偶合器軸向力測試方法及相關內容的報道。

發明內容：

本發明的目的就在于針對上述現有技術的不足，提供一種大功率調速型液力偶合器軸向力測試裝置及測試方法。

本發明的目的是通過以下技術方按實現的：

大功率調速型液力偶合器軸向力測試裝置，是由渦輪軸1與液力偶合器的渦輪5剛性連接，通過滑動軸承支撐液力偶合器于殼體4上，左向滑動推力軸承11和右向滑動推力軸承14均裝在液力偶合器殼體4的軸承孔內，襯板、渦輪軸密封壓蓋2和渦輪軸壓蓋3通過螺栓固定在殼體4上，推力盤13的右側端面與渦輪軸1的軸肩壓緊，推力盤13左側端面與固定于渦輪軸1上的鎖緊螺母壓緊，推力盤13隨渦輪軸1轉動，泵輪軸7與泵輪6剛性連接，通過滑動軸承支撐于液力偶合器的殼體4上，左向滑動推力軸承16和右向滑動推力軸承19均裝在液力偶合器殼體4的軸承孔內，其襯板用泵輪軸壓蓋8壓緊，泵輪軸壓蓋8通過螺栓與殼體4連接，推力盤17左側端面軸向定位于泵輪軸7的軸肩，右端面軸向定位于與泵輪軸7螺栓連接的壓板上，巴氏合金鑲裝在襯板上，應變片12和15裝在巴氏合金的缺口內，應變片12和應變片15經端子11和端子18、應變片引出導線9和應變片引出導線20與應變儀連接構成。

大功率調速型液力偶合器軸向力測試方法包括以下順序和步驟：

a、當液力偶合器充液率為10％一90％時，調整負載轉矩為500Nm-18000Nm，通過應變儀記錄泵輪軸推力盤17左右兩側和渦輪軸推力盤13兩側滑動推力軸承16、19、11或14的應變值，通過公式σ＝Eε求出總應力，再通過公式F＝σA求出軸向力；

b、改變液力偶合器充液率為30％、50％、70％或90％，調整負載轉矩同a步驟，通過應變儀記錄泵輪軸推力盤17左右兩側和渦輪軸推力盤13兩側滑動推力軸承16、19、11或14的應變值，通過公式σ＝Eε求出總應力，再通過公式F＝σA分別求出推力軸承16、19、11或14的軸向力；

以此方法依次改變液力偶合器充液率為50％、70％或90％，調整負載轉矩為500Nm，，通過應變儀記錄泵輪軸推力盤17左右兩側和渦輪軸推力盤13兩側滑動推力軸承16、19、11或14的應變值，通過公式σ＝Eε求出推力軸承16、19、11或14的總應力，再通過公式F＝σA求出推力軸承16、19、11或14的軸向力；

c、依據步驟b得出的負載轉矩為500Nm時，推力軸承16、19、11或14的軸向力，繪出同一負載轉矩，不同充液率情況下的動態應力變化規律曲線；