一种大功率输出惯性试验装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种大功率输出惯性试验装置，包括变频电机(1)、电机联轴器(2)、电机端短轴(3)、电磁离合器(5)、滑动轴承(6)、分片可装卸式飞轮组(7)、飞轮主轴(8)、液压离合器(9)、输出端短轴(10)、扭矩转速传感器(11)、膜片式联轴器(12)、试验装置输出轴(13)和液压离合器液压系统(16)。该装置飞轮可以根据试验需要装载不同惯量组合，可以提供需求的加速扭矩以快速加速受试设备到指定转速，并能在短时间通过控制离合器保持输出轴恒扭矩或恒转速输出，试验装置输出的扭矩大、功率大、响应快、稳定精确，可用于测试大功率机械设备带载起动的动态性能，还可用于标定受试制动装置的阻尼系数。
【专利说明】
一种大功率输出惯性试验装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及飞轮储能领域，尤其涉及一种大功率输出惯性试验装置。
【背景技术】
[0002]在大型重工机械设备中，一些大功率机械耗能设备或执行机构在带载起动过程中有动态响应要求，设备装配后需要对其动态特性进行测试并考核设备可靠性，检测其最大转速、最大扭矩、最大加速能力和上升时间等动态性能参数是否满足技术要求，同时还能校核设备各零部件的强度是否满足设计要求。
[0003]为满足设备性能测试要求，需要试验装置为受试设备提供动力，并且能够在较短时间内输出大功率能量将受试设备加速到指定转速和扭矩状态下，按照指定的试验转速和扭矩对设备的启动过程进行动态测试。虽然燃气轮机能提供较大功率，但其启动加速过程缓慢，且大功率燃气轮机造价昂贵，用于设备性能试验台属于大材小用。而选用市面现有的电动机和柴油机的功率均远远无法满足要求，另外大功率电机体积大，响应加速特性较差，受冲击峰值电流影响较大，同时还需要为电机配备相应功率供电电网、冷却系统等保障条件。
[0004]传统的飞轮装置主要用于能量存储和转速稳速等场合，常见的应用有飞轮电池。而本发明利用飞轮储能，并利用离合器的快速结合能力及输出扭矩可调的性能，可以短时输出所需的大功率能量，可用于测试大功率机械设备的带载起动动态性能和考核设备的可靠性。
[0005]在航空工业领域对飞机的刹车和轮胎性能进行测试的试验台是使用轮胎直接与飞轮啮合，通过啮合过程中轮胎与飞轮摩擦充当离合器的角色传递扭矩，但是该试验台最大的缺点是轮胎柔性体在传递扭矩的过程中容易与金属飞轮间打滑，另外轮胎所能传递的扭矩较小。较难满足15万牛米以上大扭矩设备的试验需求。
【发明内容】
[0006]本发明的发明目的是提供一种大功率输出惯性试验装置，该装置飞轮可以根据试验需要装载不同惯量组合，可以提供需求的加速扭矩以快速加速受试设备到指定转速，并能在短时间通过控制离合器保持输出轴恒扭矩或恒转速输出，试验装置输出的扭矩大、功率大、响应快、稳定精确，可用于测试大功率机械设备带载起动的动态性能，还可用于标定受试制动装置的阻尼系数。
[0007]本发明具体的技术方案是一种大功率输出惯性试验装置，包括变频电机、电机联轴器、电机端短轴、电磁离合器、滑动轴承、分片可装卸式飞轮组、飞轮主轴、液压离合器、输出端短轴、扭矩转速传感器、膜片式联轴器、试验装置输出轴和液压离合器液压系统，其特征在于，
[0008]所述的变频电机的输出轴与电机联轴器的一端连接，电机联轴器的另一端通过电机端短轴与电磁离合器的一端连接，所述的飞轮主轴一端与电磁离合器的另一端连接，飞轮主轴的另一端与液压离合器的一端连接，液压离合器的另一端通过输出端短轴与扭矩转速传感器的一端连接，扭矩转速传感器的另一端与试验装置输出轴连接，所述的变频电机的输出轴、电机端短轴、飞轮主轴、输出端短轴和试验装置输出轴的旋转轴线共线并与水平面平行，
[0009]所述的飞轮主轴通过滑动轴承安装在试验装置台架上，
[0010]所述的分片可装卸式飞轮组包括多片飞轮盘片，与飞轮主轴连接的飞轮盘片的数量按试验需求确定，
[0011]所述的液压离合器液压系统驱动液压离合器。
[0012]更进一步地，所述的分片可装卸式飞轮组包括固定飞轮、挂载飞轮一和挂载飞轮二，所述的固定飞轮通过键安装在飞轮主轴上，所述的挂载飞轮一和挂载飞轮二与飞轮主轴间各有一个挂载飞轮滑动轴承，所述的挂载飞轮一和挂载飞轮二能够分别通过传动轴销与固定飞轮固定。
[0013]更进一步地，所述的液压离合器液压系统包括液压离合器控制系统和液压离合器冷却系统，
[0014]所述的液压离合器控制系统包括泵站电机、液压泵、第一过滤器、第一溢流阀、单向阀、蓄能器、伺服阀、压力传感器、第一油箱和第一压力传感器，所述的泵站电机驱动液压泵，所述的液压泵的吸油口连通第一油箱，液压泵的出口通过管道连通第一过滤器的入口，第一过滤器的出口通过管道分别连通单向阀的入口、第一溢流阀的入口和第一压力表，单向阀的出口分别通过管道连通三位四通伺服阀的P 口和蓄能器，溢流阀的出口通过管道连通第一油箱，三位四通伺服阀的A 口通过管道分别连接液压离合器的油缸和压力传感器，三位四通伺服阀的T 口通过管道连通第一油箱，
[0015]所述的液压离合器冷却系统包括冷却油电机、冷却油泵、第二过滤器、水冷器、第二溢流阀、第二油箱和第二压力表，所述的液压离合器的冷却系统的冷却油电机驱动冷却油泵，所述的冷却油泵的吸油口连通第二油箱，冷却油泵的出口通过管道连通第二过滤器的入口，第二过滤器的出口通过管道分别连通液压离合器的摩擦盘片壳体、第二溢流阀和第二压力表，第二溢流阀的出口通过管道连通第二油箱，液压离合器的壳体回油通过管道连通水冷器，水冷器的出口通过管道连通第二油箱，水冷器内通入冷却水与液压油进行热交换。
[0016]更进一步地，还包括液压离合器供油轴承，所述的输出端短轴安装通过液压离合器供油轴承安装在试验装置台架上，所述的液压离合器供油轴承包括供油轴承座，该供油轴承座与输出端短轴之间形成控制油腔(1502)，控制油腔两侧各具有的两层供油轴承座与输出端短轴之间的旋转密封，每层旋转密封的旋转密封装置安装在与供油轴承座一体的安装座上，所述的输出端短轴具有分别与控制油腔和液压离合器的油缸连通的内部通道，所述的液压离合器液压系统的输出管道与控制油腔连通。
[0017]更进一步地，所述的旋转密封装置为可拆卸式旋转轴唇形密封装置，该唇形密封装置包括端盖、第一密封唇、第二密封唇、第三密封唇封唇、外壳、第一支撑环、第二支撑环、橡胶垫、弹簧垫圈、弹簧圈、第一 O型圈和第二 O型圈；
[0018]唇形密封装置左侧设置有端盖，右侧设置有外壳，在端盖和外壳构成的空间中，由左至右依次布置第一密封唇、第二密封唇、第三密封唇，其中，第一支撑环将第一密封唇和第二密封唇隔开，第二支撑环将第二密封唇和第三密封唇隔开；
[0019]第一密封唇唇口朝左，第二密封唇和第三密封唇唇口同向，均朝右；
[0020]第二支撑环的外侧圆周靠近第二密封唇处开设有O型圈凹槽，第一 O型圈安装在该O型圈凹槽中；
[0021]第二支撑环的外侧圆周靠近第三密封唇处设置有注油槽，该注油槽通过外壳上的油孔和油槽与供油轴承座的安装座的注油孔相通；
[0022]第二支撑环注油槽内也设有一油孔，该油孔通向第二密封唇和第一密封唇之间的空腔；
[0023]第一密封唇、第二密封唇、第三密封唇唇部分别由弹簧圈压紧，从而保证第一密封唇、第二密封唇、第三密封唇与旋转轴紧密接触；
[0024]端盖与第一密封唇之间设置橡胶垫圈，第二密封唇与第二支撑环之间设置橡胶垫圈，第三密封唇与壳体之间设置橡胶垫圈。
[0025]更进一步地，所述的变频电机为大连电机厂的MDSP4004-6电机，所述的电磁离合器为南京工诺的GDF-M-258T离合器，所述的飞轮主轴材料为40CrNiMoA，所述的液压离合器为奥特林豪斯公司的Sinus系列0021-3.3-91-000000带轴肩高扭矩型多盘离合器，所述的扭矩转速传感器为HBM公司的TlOFH转动型扭矩传感器。
[0026]本发明的有益效果是:
[0027](I)短时输出大功率能量。输出功率可高达30兆瓦，并能稳定保持约I秒钟时间。
[0028](2)装置的储能能量大。装置最大可储能60兆焦能量，在装置能量释放过程中完全可以满足设备启动性能试验要求。
[0029](3)输出扭矩和转速可调。输出最大转速可达900转/分，输出扭矩可达30万牛米以上。在输出范围内均可通过控制器控制离合器的半离合状态来输出指定的扭矩和转速。
[0030](4)输出稳定。飞轮自身具有稳速功能，因此在试验过程中能较快达到稳定性能，受外界负载影响较小，可以抵御冲击峰值。
[0031](5)装置的惯量可调。装置中飞轮盘片可以根据需要装卸，以满足适配试验要求，尽可能减小试验过程中不必要能耗。
[0032](6)密封效果好，采用可拆卸式旋转轴唇形密封置。
[0033](7)结构简单便于维护。设备结构简单、维护方便、造价低、需求保障条件少。
[0034](8)响应速度快，控制精确。液压离合器液压控制系统采用伺服阀控制，全系统做速度闭环和扭矩闭环控制，离合器的响应快，精度高。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]图1是本发明大功率输出惯性试验装置的结构组成俯视图；
[0036]图2是本发明大功率输出惯性试验装置的分片装卸式飞轮组结构示意图；
[0037]图3是本发明大功率输出惯性试验装置的液压离合器液压系统示意图；
[0038]图4是本发明大功率输出惯性试验装置的液压离合器和液压离合器供油轴承的结构示意图；
[0039]图5是本发明采用的可拆卸式旋转轴唇形密封装置的使用状态局部剖视图；
[0040]图6是本发明采用的可拆卸式旋转轴唇形密封装置主视图；
[0041]图7是本发明采用的可拆卸式旋转轴唇形密封装置局部剖视图；
[0042]图8是本发明采用的可拆卸式旋转轴唇形密封装置局部剖视图；
[0043]图9是本发明采用的可拆卸式旋转轴唇形密封装置局部剖视图；
[0044]图10是端盖主视图；
[0045]图11是端盖局部剖视图；
[0046]图12是端盖局部剖视图；
[0047]图13是密封圈唇示意图；
[0048]图14是外壳示意图；
[0049]图15是第一支撑环示意图；
[0050]图16是第二支撑环示意图；
[0051]图17是橡胶垫示意图。
[0052]图例说明:
[0053]1、变频电机2、电机联轴器 3、电机端短轴 4、轴承一 5、电磁离合器6、滑动轴承7、分片装卸式飞轮组8、飞轮主轴9、液压离合器10、输出端短轴11、扭矩转速传感器12、膜片式联轴器13、输出轴14、轴承二 15、液压离合器供油轴承16、液压离合器液压系统17、控制台
[0054]701、固定飞轮 702、挂载飞轮一 703、挂载飞轮二 704、传动轴销705、挂载飞轮滑动轴承801、主轴油道
[0055]901、输入端壳体902、输入端盘片 903、输出端盘片 904、油缸活塞905、输出端壳体906、复位弹簧
[0056]1501、供油轴承座 15012、挡圈 15013、安装座 15014、注油孔 1502、控制油腔1503、泄漏腔1504、第一级密封层1505、第二级密封层1506、滚动轴承
[0057]1601、泵站电机 1602、液压泵 1603、第一过滤器 1604、第一溢流阀1605、单向阀1606、蓄能器 1607、伺服阀1608、压力传感器 1609、冷却油电机 1610、冷却油泵 1611、第二过滤器 1612、水冷器 1613、第二溢流阀16141、第一油箱 16142、第二油箱1615、第一压力表1616、第二压力表
[0058]124、可拆卸式旋转轴唇形密封装置 12401、端盖 12402、密封唇12403、外壳12404、第一支撑环 12405、第二支撑环 12406、橡胶垫 12407、内六角螺钉 12408、弹簧垫圈 12409、弹簧圈 12410、第一 O型圈 12411、圆柱销 12412、第二 O型圈124021、第一密封唇 124022、第二密封唇124023、第三密封唇
【具体实施方式】
[0059]下面结合附图对本发明的技术方案作进一步地说明。
[0060]如图1所示，本发明的一种大功率输出惯性试验装置，包括变频电机1、电机联轴器2、电机端短轴3、轴承一 4、电磁离合器5、滑动轴承6、分片可装卸式飞轮组7、飞轮主轴8、液压离合器9、输出端短轴10、扭矩转速传感器11、膜片式联轴器12、试验装置输出轴13轴承二 14、液压离合器供油轴承15和液压离合器液压系统16。
[0061]所述的变频电机I的输出轴与电机联轴器2的一端连接，电机联轴器2的另一端通过电机端短轴3与电磁离合器5的一端连接,所述的飞轮主轴8 —端与电磁离合器5的另一端连接，飞轮主轴8的另一端与液压离合器9的一端连接，液压离合器9的另一端通过输出端短轴10与扭矩转速传感器11的一端连接，扭矩转速传感器11的另一端与试验装置输出轴13连接，所述的变频电机I的输出轴、电机端短轴3、飞轮主轴8、输出端短轴10和试验装置输出轴13的旋转轴线共线并与水平面平行。
[0062]所述的飞轮主轴8通过滑动轴承6安装在试验装置台架上。
[0063]所述的分片可装卸式飞轮组7包括多片飞轮盘片，与飞轮主轴8连接的飞轮盘片的数量按试验需求确定。
[0064]所述的液压离合器液压系统16驱动液压离合器9。
[0065]如图2所示，所述的分片可装卸式飞轮组7包括固定飞轮701、挂载飞轮一 702和挂载飞轮二 703，所述的固定飞轮701通过键安装在飞轮主轴8上，所述的挂载飞轮一 702和挂载飞轮二 703与飞轮主轴8间各有一个挂载飞轮滑动轴承705，所述的挂载飞轮一 702和挂载飞轮二 703能够分别通过传动轴销704与固定飞轮701固定。
[0066]如图3所示，所述的液压离合器液压系统16包括液压离合器控制系统和液压离合器冷却系统。
[0067]所述的液压离合器控制系统包括泵站电机1601、液压泵1602、第一过滤器1603、第一溢流阀1604、单向阀1605、蓄能器1606、伺服阀1607、压力传感器1608、第一油箱16141和第一压力传感器1615，所述的泵站电机1601驱动液压泵1602，所述的液压泵1602的吸油口连通第一油箱16141，液压泵1602的出口通过管道连通第一过滤器1603的入口，第一过滤器1603的出口通过管道分别连通单向阀1605的入口、第一溢流阀1604的入口和第一压力表1615，单向阀1605的出口分别通过管道连通三位四通伺服阀1607的P 口和蓄能器1606，溢流阀1604的出口通过管道连通第一油箱16141，三位四通伺服阀1607的A 口通过管道分别连接液压离合器9的油缸和压力传感器1608，三位四通伺服阀1607的T 口通过管道连通第一油箱1614。
[0068]所述的液压离合器冷却系统包括冷却油电机1609、冷却油泵1610、第二过滤器1611、水冷器1612、第二溢流阀1613、第二油箱16142和第二压力表1616，所述的液压离合器的冷却系统的冷却油电机1609驱动冷却油泵1610，所述的冷却油泵1610的吸油口连通第二油箱16142，冷却油泵1610的出口通过管道连通第二过滤器1611的入口，第二过滤器1611的出口通过管道分别连通液压离合器9的摩擦盘片壳体、第二溢流阀1613和第二压力表1616，第二溢流阀1604的出口通过管道连通第二油箱16142，液压离合器9的壳体回油通过管道连通水冷器1612，水冷器1612的出口通过管道连通第二油箱16142，水冷器1612内通入冷却水与液压油进行热交换。
[0069]如图4所不,液压离合器9包括输入端壳体901、输入端盘片902、输出端盘片903、油缸活塞904、输出端壳体905、复位弹簧906，当控制油进入液压离合器9油缸，推动油缸活塞904，油缸活塞904挤压输入端盘片902和输出端盘片903，通过两种盘片之间产生的摩擦力传递扭矩。控制油缸的输入压力对应离合装置的输出扭矩。液压离合器供油轴承15相当于旋转接头的功能为液压离合器9提供控制油，但是由于装置的输出端短轴10轴径较大，输出端短轴10的旋转速度快，液压离合器供油轴承15密封件的线速度较大，另外控制过程中控制压力较高，因此液压离合器供油轴承15的密封件的PV值较大，常规密封件较难满足本装置高速高压下的密封要求，对液压离合器供油轴承15的密封件要求较高。液压离合器供油轴承15采用双层密封结构实现离合器的控制供油密封，当控制油液从液压系统泵站进入控制油腔1502后，第一级密封层1504为高速高压间隙密封，第一级密封层在主轴旋转过程中容许产生一定泄漏量，由于泄漏量较小且较为恒定，该泄漏流量基本可以忽略，为精确控制也可以在流量控制过程中减去相应泄漏流量，液压离合器供油轴承15的第二级密封层1505为低压壳体密封，第二级密封层1505用于将控制油腔1502的控制油液和滚动轴承1506隔离,第一级密封层1504和第二级密封层1505之间的泄漏腔1503用于泄漏回流，直接连通回到液压泵站油箱。控制油由液压离合器供油轴承15的控制油腔1502进入输出端短轴10内油道，继而进入离合器油缸控制腔907推动油缸活塞904。
[0070]所述的输出端短轴10安装通过液压离合器供油轴承15安装在试验装置台架上，所述的液压离合器供油轴承15包括供油轴承座1501，该供油轴承座1501与输出端短轴10之间形成控制油腔1502，控制油腔1502两侧各具有的两层供油轴承座1501与输出端短轴10之间的旋转密封，每层旋转密封的旋转密封装置安装在与供油轴承座1501 —体的安装座15013上，所述的输出端短轴10具有分别与控制油腔1502和液压离合器9的油缸连通的内部通道，所述的液压离合器液压系统16的输出管道与控制油腔1502连通。
[0071]如图5至图17所示，本发明采用的可拆卸式旋转轴唇形密封装置，其主要包括端盖12401、第一密封唇124021、第二密封唇124022、第三密封唇124023、外壳12403、第一支撑环12405、第二支撑环12404、橡胶垫12406、内六角螺钉12407、弹簧垫圈12408、弹簧圈12409、第一 O 型圈 12410、圆柱销 12411、第二 O 型圈 12412。
[0072]如图6所示，该唇形密封装置中左侧设置有端盖12401，右侧设置有外壳12403，端盖12401与外壳12403通过六角螺钉12407和弹簧垫圈12408连接固定，端盖12401和外壳12403构成的空间中，由左至右依次布置第一密封唇124021、第二密封唇124022、第三密封唇124023，其中，第一支撑环12405将第一密封唇124021和第二密封唇124022隔开，第二支撑环12404将第二密封唇124022和第三密封唇124023隔开；为了提高装置的密封性能，端盖12401与第一密封唇124021之间设置橡胶垫圈12406，第二密封唇124022与第二支撑环124504之间设置橡胶垫圈12406，第三密封唇124023与壳体12403之间设置橡胶垫圈 12406。
[0073]其中第一密封唇124021唇口朝左，第二密封唇124022、第三密封唇124023唇口同向，均朝右。
[0074]第二支撑环12404的外侧圆周靠近第二密封唇124022处开设有O型圈凹槽，第一O型圈12410安装在该O型圈凹槽中；
[0075]如图9所示,第二支撑环12404的外侧圆周靠近第三密封唇124023处设置有注油槽，该注油槽通过外壳12403上的油孔和油槽与唇形密封装置安装座15013的注油孔15014相通，且第二支撑环12404的注油槽内也有一油孔，油孔通向第二密封唇12404和第一密封唇124021之间的空腔；
[0076]第一密封唇124021、第二密封唇124022、第三密封唇124023唇部分别由弹簧圈12409压紧，从而保证第一密封唇124021、第二密封唇124022、第三密封唇124023与输出端短轴10紧密接触。
[0077]安装好的唇形密封装置整体安装于唇形密封装置安装座15013中，唇形密封装置安装座15013的左侧由唇形密封装置挡圈15012轴向定位，唇形密封装置安装座15013上设置有注油孔15014，通过唇形密封装置安装座15013的注油孔15014将润滑油注入唇形密封装置两同向安装的第二密封唇12402和第三密封唇12403之间，从而使第二密封唇12402与输出端短轴10之间形成油膜，提高第二密封唇12402的密封性能，也防止旋转轴被第二密封唇12402磨损，延长其使用寿命。
[0078]唇形密封装置安装座15013与外壳12403之间设置有两件第二 O型圈12412，两件第二 O型圈12412分别布置在外壳12403外侧的凹槽中。
[0079]由图6至图9所示，可拆卸式旋转轴唇形密封装置的装配方法具体包括以下步骤:
[0080]步骤1、将第一 O型圈12410装进第二支撑环12404的O型圈安装槽内；
[0081]步骤2、将橡胶垫12406、第三密封唇124023、装有第一 O型圈12410的第二支撑环12404、橡胶垫12406、第二密封唇12402和第一支撑环12405依次装入外壳12403的内腔，并使各零件端面彼此伏贴；
[0082]该步骤中，第二支撑环12404装配进外壳12403的腔体内时，必须保证第二支撑环12404上的注油孔和外壳上的注油孔轴心对齐。
[0083]步骤3、沿端盖12401轴向，再将橡胶垫12406和密封唇12402依次装入端盖12401内孔中；
[0084]步骤4、采用24件内六角螺钉和24件弹簧垫圈将外壳和端盖轴向连接装配到一起;
[0085]步骤5、将两件第二 O型圈12412分别装入外壳12403外圈的O型圈凹槽内；
[0086]步骤6、将圆柱销12411装配到外壳12403外圈的圆柱销安装孔内，即完成了可拆卸式旋转轴唇形密封装置的装配。
[0087]所述的变频电机I为大连电机厂的MDSP4004-6电机,所述的电磁离合器5为南京工诺的⑶F-M-258T离合器，所述的飞轮主轴8材料为40CrNiMoA，所述的液压离合器9为奥特林豪斯公司的Sinus系列0021-3.3-91-000000带轴肩高扭矩型多盘离合器，所述的扭矩转速传感器11为HBM公司的TKFH转动型扭矩传感器。
[0088]所述的大功率输出惯性试验装置工作分为储能阶段和释放能量阶段；
[0089]飞轮充能阶段:按试验要求通过增减挂载飞轮来调整飞轮的转动惯量，电磁离合器接合，液压离合器分离，启动变频电机，首先变频电机使用恒扭矩加速方式，当加速到电机最大功率后转换为恒功率加速方式，通过飞轮转速传感器检测飞轮的转速，当飞轮达到指定转速后，变频电机转换为恒转速控制方式以维持飞轮的指定转速。
[0090]飞轮放能阶段:电磁离合器分离，液压离合器按照控制信号接合，飞轮通过液压离合器对输出轴的负载进行加速，通过扭矩转速测量仪检测飞轮对负载输出的转速与扭矩，并将转速和扭矩信号反馈到控制台，用于伺服阀对装置输出做相应闭环控制，实现装置期望转速或扭矩输出。装置在最大功率工况下可以维持Is以上能量输出。
【权利要求】
1.一种大功率输出惯性试验装置，包括变频电机(1)、电机联轴器(2)、电机端短轴(3)、电磁离合器(5)、滑动轴承(6)、分片可装卸式飞轮组(7)、飞轮主轴(8)、液压离合器(9)、输出端短轴(10)、扭矩转速传感器(11)、膜片式联轴器(12)、试验装置输出轴(13)和液压离合器液压系统(16)，其特征在于， 所述的变频电机(1)的输出轴与电机联轴器(2)的一端连接，电机联轴器(2)的另一端通过电机端短轴(3)与电磁离合器(5)的一端连接，所述的飞轮主轴(8) —端与电磁离合器(5)的另一端连接，飞轮主轴(8)的另一端与液压离合器(9)的一端连接，液压离合器(9)的另一端通过输出端短轴(10)与扭矩转速传感器(11)的一端连接，扭矩转速传感器(11)的另一端与试验装置输出轴(13)连接，所述的变频电机(1)的输出轴、电机端短轴(3)、飞轮主轴(8)、输出端短轴(10)和试验装置输出轴(13)的旋转轴线共线并与水平面平行， 所述的飞轮主轴(8)通过滑动轴承(6)安装在试验装置台架上， 所述的分片可装卸式飞轮组(7)包括多片飞轮盘片，与飞轮主轴(8)连接的飞轮盘片的数量按试验需求确定， 所述的液压离合器液压系统(16)驱动液压离合器(9)。
2.如权利要求1所述的一种大功率输出惯性试验装置，其特征在于，所述的分片可装卸式飞轮组(7)包括固定飞轮(701)、挂载飞轮一(702)和挂载飞轮二(703)，所述的固定飞轮(701)通过键安装在飞轮主轴(8)上，所述的挂载飞轮一(702)和挂载飞轮二(703)与飞轮主轴(8)间各有一个挂载飞轮滑动轴承(705)，所述的挂载飞轮一(702)和挂载飞轮二(703)能够分别通过传动轴销(704)与固定飞轮(701)固定。
3.如权利要求1所述的一种大功率输出惯性试验装置，其特征在于，所述的液压离合器液压系统(16)包括液压离合器控制系统和液压离合器冷却系统， 所述的液压离合器控制系统包括泵站电机(1601)、液压泵(1602)、第一过滤器(1603)、第一溢流阀(1604)、单向阀(1605)、蓄能器(1606)、伺服阀(1607)、压力传感器(1608)、第一油箱(16141)和第一压力传感器(1615)，所述的泵站电机(1601)驱动液压泵(1602)，所述的液压泵(1602)的吸油口连通第一油箱(16141)，液压泵(1602)的出口通过管道连通第一过滤器(1603)的入口，第一过滤器(1603)的出口通过管道分别连通单向阀(1605)的入口、第一溢流阀(1604)的入口和第一压力表(1615)，单向阀(1605)的出口分别通过管道连通三位四通伺服阀(1607)的P 口和蓄能器(1606)，溢流阀(1604)的出口通过管道连通第一油箱(16141)，三位四通伺服阀(1607)的A 口通过管道分别连接液压离合器(9)的油缸和压力传感器(1608)，三位四通伺服阀(1607)的T 口通过管道连通第一油箱(1614)， 所述的液压离合器冷却系统包括冷却油电机(1609)、冷却油泵(1610)、第二过滤器(1611)、水冷器(1612)、第二溢流阀(1613)、第二油箱(16142)和第二压力表(1616)，所述的液压离合器的冷却系统的冷却油电机(1609)驱动冷却油泵(1610)，所述的冷却油泵(1610)的吸油口连通第二油箱(16142)，冷却油泵(1610)的出口通过管道连通第二过滤器(1611)的入口，第二过滤器(1611)的出口通过管道分别连通液压离合器(9)的摩擦盘片壳体、第二溢流阀(1613)和第二压力表(1616)，第二溢流阀(1604)的出口通过管道连通第二油箱(16142)，液压离合器(9)的壳体回油通过管道连通水冷器(1612)，水冷器(1612)的出口通过管道连通第二油箱(16142)，水冷器(1612)内通入冷却水与液压油进行热交换。
4.如权利要求1所述的一种大功率输出惯性试验装置，其特征在于，还包括液压离合器供油轴承(15)，所述的输出端短轴(10)安装通过液压离合器供油轴承(15)安装在试验装置台架上，所述的液压离合器供油轴承(15)包括供油轴承座(1501)，该供油轴承座(1501)与输出端短轴(10)之间形成控制油腔(1502)，控制油腔(1502)两侧各具有的两层供油轴承座(1501)与输出端短轴(10)之间的旋转密封，每层旋转密封的旋转密封装置安装在与供油轴承座(1501) —体的安装座(15013)上，所述的输出端短轴(10)具有分别与控制油腔(1502)和液压离合器(9)的油缸连通的内部通道，所述的液压离合器液压系统(16)的输出管道与控制油腔(1502)连通。
5.如权利要求4所述的一种大功率输出惯性试验装置，其特征在于，所述的旋转密封装置为可拆卸式旋转轴唇形密封装置，该唇形密封装置包括端盖(12401)、第一密封唇(124021)、第二密封唇(124022)、第三密封唇封唇(124023)、外壳(12403)、第一支撑环(12405)、第二支撑环(12404)、橡胶垫(12406)、弹簧垫圈(12408)、弹簧圈(12409)、第一 0型圈(12410)和第二 0型圈(12412)；唇形密封装置左侧设置有端盖(12401)，右侧设置有外壳(12403)，在端盖(12401)和外壳(12403)构成的空间中，由左至右依次布置第一密封唇(124021)、第二密封唇(124022)、第三密封唇(124023)，其中，第一支撑环(12405)将第一密封唇(124021)和第二密封唇(124022)隔开，第二支撑环(12404)将第二密封唇(124022)和第三密封唇(124023)隔开； 第一密封唇(124021)唇口朝左，第二密封唇(124022)和第三密封唇(124023)唇口同向，均朝右； 第二支撑环(12404)的外侧圆周靠近第二密封唇(124022)处开设有0型圈凹槽，第一0型圈(12410)安装在该0型圈凹槽中； 第二支撑环(12404)的外侧圆周靠近第三密封唇(124023)处设置有注油槽，该注油槽通过外壳(12403)上的油孔和油槽与供油轴承座(1501)的安装座(15013)的注油孔(15014)相通； 第二支撑环(12404)注油槽内也设有一油孔，该油孔通向第二密封唇(124022)和第一密封唇(124021)之间的空腔； 第一密封唇(124021)、第二密封唇(124022)、第三密封唇(124023)唇部分别由弹簧圈(12409)压紧，从而保证第一密封唇(124021)、第二密封唇(124022)、第三密封唇(124023)与输出端短轴(10)紧密接触； 端盖(12401)与第一密封唇(124021)之间设置橡胶垫圈(12406)，第二密封唇(124022)与第二支撑环(124504)之间设置橡胶垫圈(12406)，第三密封唇(124023)与壳体(12403)之间设置橡胶垫圈(12406)。
6.如权利要求1-4任一一项所述的一种大功率输出惯性试验装置，其特征在于，所述的变频电机(1)为大连电机厂的MDSP4004-6电机，所述的电磁离合器(5)为南京工诺的⑶F-M-258T离合器，所述的飞轮主轴(8)材料为40CrNiMoA，所述的液压离合器(9)为奥特林豪斯公司的Sinus系列0021-3.3-91-000000带轴肩高扭矩型多盘离合器，所述的扭矩转速传感器(11)为HBM公司的T1(FH转动型扭矩传感器。
【文档编号】F16H33/02GK104455280SQ201410513212
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】任瑞文, 高双, 卞钢, 邹剑波, 李新喜 申请人:中国船舶重工集团公司第七〇四研究所