一种拉扭综合加载机构的制作方法

专利名称:一种拉扭综合加载机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种拉扭综合加载机构，包括液压缸Ⅰ，液压缸Ⅰ的缸体底座与机架固定连接，液压缸Ⅰ的活塞杆向上与设备的芯轴通过十字销轴铰接；在芯轴外周沿水平方向套装有扭矩梁，扭矩梁外端水平连接有至少一个液压缸Ⅱ；扭矩梁与设备之间安装有扭矩传感器。本实用新型的装置，形成了互不影响的拉力加载路线和扭矩加载路线，两条路线合二为一地作用于设备，实现了拉扭综合加载；结构简单，工作可靠。
【专利说明】
一种拉扭综合加载机构
技术领域
[0001]本实用新型属于加载试验设备技术领域，用于同时施加拉力载荷及扭矩载荷，具体涉及一种拉扭综合加载机构。
【背景技术】
[0002]在石油钻探系统中很多设备在实际工作中的受力状况都比较复杂，同时承受多种载荷，如顶驱套管自动送入装置在正常工作中同时承受拉力载荷和扭矩载荷。目前，在试验装备领域，单一载荷加载装置较多，而多载荷的综合加载装置很少见，单一载荷加载的试验状态不能很好模拟设备实际工况，在验证设备性能方面存在欠缺，使得设备质量得不到保证。
[0003]因此，为了模拟同时承受拉力载荷和扭矩载荷的设备的实际受力情况，测试设备的性能，急需研制一种拉扭综合加载机构，由独立的拉力加载路径和扭矩加载路径合二为一地作用于设备上。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种拉扭综合加载机构，解决了现有技术单一载荷加载装置较多，而多载荷的综合加载装置很少见，使得不能很好模拟设备实际工况、验证设备性能的问题。
[0005]本实用新型所采用的技术方案是，一种拉扭综合加载机构，包括液压缸I，液压缸I的缸体底座与机架固定连接，液压缸I的活塞杆向上与设备的芯轴通过十字销轴铰接;在芯轴外周沿水平方向套装有扭矩梁，扭矩梁外端水平连接有至少一个液压缸Π ;扭矩梁与设备之间安装有扭矩传感器。
[0006]本实用新型的拉扭综合加载机构，其特征还在于:
[0007]扭矩梁的轴芯上沿法兰与扭矩传感器的下部安装边固定连接，扭矩传感器的上部安装边与设备的下端安装边固定连接。
[0008]液压缸Π与扭矩梁之间均为销轴铰接，同时销轴铰接的耳板之间留有垂直方向的间隙。
[0009]本实用新型的有益效果是，巧妙利用液压缸活塞与缸体间摩擦力可忽略不计的特性和液压缸Π与扭矩梁间的滑环结构，形成了互不影响的拉力加载路线和扭矩加载路线，两条路线合二为一地作用于设备，实现了拉扭综合加载;结构简单，工作可靠。
【附图说明】

[00?0]图1是本实用新型的结构不意图；
[00??]图2是图1中的A-A截面不意图。
[0012]图中，1.液压缸I，2.液压缸Π，3.扭矩梁，4.芯轴，5.设备，6.机架，7.扭矩传感器。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0014]如图1，本实用新型的结构是，包括液压缸11，液压缸11的缸体底座与机架6固定连接，液压缸Il的活塞杆向上与设备5的芯轴4通过十字销轴铰接，具有水平方向和垂直方向两个方向的转动自由度;在芯轴4外周沿水平方向套装有扭矩梁3，扭矩梁3外端水平连接有至少一个液压缸Π 2;扭矩梁3与设备5之间安装有扭矩传感器7;
[0015]扭矩梁3的轴芯上沿法兰与扭矩传感器7的下部安装边固定连接，扭矩传感器7的上部安装边与设备5的下端安装边固定连接。
[0016]液压缸Π2可以是一个，也可以根据需要设置两个或更多个，各个液压缸Π 2共同通过扭矩梁3加载力偶距来实现扭矩加载。
[0017]如图2，实施例中采用了两个液压缸Π 2，两个液压缸Π 2沿水平方向相对于设备5呈对角分布，两个液压缸Π 2与扭矩梁3之间均为销轴铰接，具有水平方向的转动自由度，同时销轴铰接的耳板之间留有垂直方向的间隙h，形成一种滑环机构，能够使得扭矩梁3与液压缸Π 2在垂直方向有相对滑动。
[0018]扭矩梁3和扭矩传感器7均为芯部中空结构，试验时，芯轴4穿过扭矩梁3和扭矩传感器7。芯轴4、扭矩传感器7与设备5相连，且为刚性连接;设备5另一端固结于机架6上。
[0019]拉力加载由液压缸11实现，由于液压缸11的活塞与缸体间的摩擦力非常小，可视为周向自由，不承受扭矩载荷，使液压缸Π 2加载的扭矩全部加载在设备上。液压缸Π 2与扭矩梁3之间的滑环结构，不承受拉力载荷，使液压缸Il加载的拉力全部加载在设备上，从而实现拉扭综合加载。
[0020]本实用新型的工作过程是，
[0021]I)两个液压缸Π 2同步沿顺时针方向或逆时针方向加载，使扭矩梁3受到力偶作用，在扭矩梁3轴芯形成扭矩，设备5、扭矩传感器7和扭矩梁轴芯通过螺栓连接而固结，等同地承受扭矩载荷。另外，芯轴4与设备5、液压缸Il相连，由于液压缸Il的活塞与缸体间摩擦力非常小，可忽略不计，所以芯轴4与液压缸Il连接的一端可看作周向自由，为自由端，不承受液压缸Π 2加载的扭矩，所以液压缸Π 2加载的扭矩全部加载在设备5上。
[0022]2)液压缸11活塞杆通过芯轴4与设备5连接，对设备5进行拉力载荷加载。扭矩梁3与设备5、液压缸Π 2连接，由于扭矩梁3与液压缸Π 2间通过销轴连接，且耳板间有较大间隙，形成一种滑环机构，可以在垂直方向相对滑动，所以，扭矩梁3与液压缸Π 2连接端可看作自由，为自由端，不承受液压缸Il加载的拉力载荷，所以，液压缸Il加载的拉力完全加载在设备5上。
[0023]3)液压缸Π 2和液压缸11同时加载实现对设备5进行拉力载荷和扭矩载荷的同时加载，即拉扭综合加载。
【主权项】
1.一种拉扭综合加载机构，其特征在于:包括液压缸I (I)，液压缸I (I)的缸体底座与机架(6)固定连接，液压缸I(I)的活塞杆向上与设备(5)的芯轴(4)通过十字销轴铰接;在芯轴(4)外周沿水平方向套装有扭矩梁(3)，扭矩梁(3)外端水平连接有至少一个液压缸Π (2);扭矩梁(3)与设备(5)之间安装有扭矩传感器(7)。2.根据权利要求1所述的拉扭综合加载机构，其特征在于:所述的扭矩梁(3)的轴芯上沿法兰与扭矩传感器(7)的下部安装边固定连接，扭矩传感器(7)的上部安装边与设备(5)的下端安装边固定连接。3.根据权利要求1所述的拉扭综合加载机构，其特征在于:所述的液压缸Π(2)与扭矩梁(3)之间均为销轴铰接，同时销轴铰接的耳板之间留有垂直方向的间隙。
【文档编号】G01N3/10GK205719790SQ201620382871
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】张彩莹, 雷广进, 左其川, 刘宏亮, 惠晓英
【申请人】宝鸡石油机械有限责任公司