[發明專利]蓄能式高速高加速試驗機

有效

• 申請號: 201510840559.X
• 申請日: 2015-11-27
• 公開（公告）號: CN105333898B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 盧志輝;張磊樂;孫志揚;楊洪濤;游廣飛
• 申請（專利權）人: 鄭州機械研究所
• 主分類號: G01D21/00
• 分類號: G01D21/00
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司41110
• 代理人: 郭中民,邊延松

技術領域

本發明涉及一種蓄能式高速高加速試驗機，特別適用于需要極短時間內達到高速度試驗的場合。

背景技術

對于某些離心試驗或其它用途的高速的試驗件，經常會要求達到4000-5000rpm，甚至更高。在不要求加時間的情況下，對電機的功率要求并不是主要矛盾，但對于模擬特種工況下，有時要求加時間極短，這時對于并不太大的試驗件來說，對于電機功率的要求就會迅速上升，譬如一個20kg的試驗件的驅動功率就可能要求電機功率達到數百兆瓦，輸出扭矩達到數千牛米，目前很難實現，即使勉強實現，其成本也極高。

發明內容

本發明的目的正是針對上述現有技術中所存在的不足之處而提供一種蓄能式高速高加速試驗機，本發明的蓄能機構與消除靜磨擦機構相結合的驅動方式，由蓄能電機將蓄能飛輪組（含摩擦輪）驅動至目標轉速以上一定幅度，然后快速壓向軸向隔振增速機構，通過能量與轉速傳遞實現瞬間增速，并提供試件部分的主題能量和摩擦能量，而輔助電機提供消除初始摩擦能量。

本發明的目的是采用下述具體技術措施來實現的：

本發明的蓄能式高速高加速試驗機包括高速主機部分、蓄能驅動與離合部分、軸向隔震與增速部分；所述高速主機部分包括安裝在第一機座上的前、后防護支架和前、后滾輪支座，通過軸承分別安裝在前、后滾輪支座上的前、后滾輪組，位于前、后滾輪組正上方的分別通過調節桿吊裝在前、后防護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動的連接工裝；所述前、后滾輪支座分別通過滑塊安裝在相應的左右兩組直線運動副上，所述直線運動副安裝在第一機座上；所述連接工裝的后端通過超越離合器和傳動帶組件與安裝于第二支座上的電機相連接；所述蓄能驅動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構的蓄能飛輪機構，蓄能飛輪機構通過帶輪機構與安裝于第二機座上的蓄能電機連接，蓄能飛輪機構的后端面設置有用于能量傳遞的接合面，支座與第二機座相固結，第二機座與推動執行機構的移動端固結，推動執行機構通過第一支座安裝于第四機座上，第二機座通過直線運動副安裝于第四機座上；所述軸向隔震與增速部分包括通過軸承安裝于第三機座上的半軸式結構的摩擦輪，第三機座安裝于第四機座上；所述摩擦輪的前端面為與蓄能飛輪機構的后端面設置的接合面相結合的結合面，位于摩擦輪后端的軸系通過高速聯軸器與連接工裝的前端連接。

本發明中所述前、后防護支架分為上下兩段，兩段間通過連接件相結合；所述直線運動副由直線導軌副構成。

本發明在所述前、后滾輪組中的任一組滾輪上設置有測角編碼器組件；所述推動執行機構由液壓缸或氣缸構成；所述蓄能電機帶有增速箱。

本發明中所述電機的功率為所述蓄能電機功率的十分之一左右。。

本發明的整機基礎要求分離設置。

本發明的工作原理以及有益效果如下：

本發明中采用采用蓄能方式，由蓄能電機將蓄能飛輪組（含摩擦輪）驅動至目標轉速以上一定幅度，然后快速壓向軸向隔振增速機構，通過能量與轉速傳遞實現瞬間增速，并提供試件部分的主題能量和摩擦能量，而輔助電機提供消除初始摩擦能量。

本發明中的高速主機部分整體結構與臥式動平衡機類似，兩個機座安裝在直線導軌上，可以無級調節間距。試件產品固定在專用工裝中間，可以實現兩維連接。為減輕工裝質量，軸頭可以設計為中空結構。在某個支撐滾輪上安裝測速編碼器，用于檢測轉速。消除靜摩擦部分由驅動電機和超越離合器組成，該部分的目的是讓試件產品先行低速（10-20rpm）轉動起來，這樣可以克服靜摩擦力，同時減小啟動沖擊。

本發明中的蓄能驅動與離合部分，蓄能輪設計能量要達到目標負載的100倍左右，這樣與速度精度相匹配，當然通過計算可以預設稍高的轉速，可以通過轉速與慣量之間的優化適當減少蓄能輪設計能量。與之適應，配備功率適宜的電機，用于初始能量積累和摩擦消耗能量的補充。

軸向減震增速部分用于傳遞蓄能輪的驅動能量，達到目標轉速。同時要承載蓄能輪快速結合產生的軸向沖擊力。

通過以上過程，達到了采用常規功率的電機實現了高速高加速功能，有效地解決了巨大功率電機的難題。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為圖1中高速主機部分的左視圖。

圖3為圖1中蓄能驅動部分的俯視圖。