专利名称：一种液粘传动特性测试系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液粘传动特性测试系统，尤其适用于模拟多种工况下旋转界面间油膜动力传递特性，研究旋转界面间油膜的流场、压力场、温度场和传递扭矩，为液粘传动装置的设计和液粘传动技术的应用推广提供一定的技术支持。
背景技术：
利用液体的粘性或剪切作用传递扭矩，也称为液体粘性传动(简称液粘传动)，是20世纪70年代中期从国外发展起来的一种新型流体传动形式，它是基于牛顿内摩擦定律，通过改变油膜厚度控制传递转矩的大小，其特点是调速灵敏度高，稳定性好，输出转速可以实现O 100%范围内无级调节，是实现机械设备节能降耗的有效手段，实现机械设备运行过程中的无级调速和软启动，在大功率风机、水泵和带式输送机等机械设备中获得广泛的·应用。液粘传动技术经过近30年的发展，在理论研究方面取得了较大的成果，国内外学者对油膜状态、油膜厚度、界面沟槽、表面粗糙度等对液粘传动特性的影响进行了大量的研究，大多采用数值模拟或者理论近似推导的方法展开研究。在试验研究及产品应用方面存在一定的不足，尤其是试验研究方面，缺少结构合理的试验装置，若采用样机进行现场试验研究，存在如下缺点(I)设备制造周期长且费用高，(2)安装调试复杂且费时费力，(3)故障率高且不易于维护。因此，开发一种结构简单、成本低廉、操作简便、安全可靠的液粘传动试验装置，用于模拟各种工况下油膜的动力传递特性，才是唯一可行的途径。
发明内容
本发明的目的是针对已有技术中存在的不足，提供一种结构简单紧凑、占地面积小、成本低、操作方便的液粘传动试验装置。本发明的技术方案是一种液粘传动特性测试系统，包括底座、电机、第一联轴器、扭矩传感器、第二联轴器和液粘传动装置；所述液粘传动装置包括固定在外壳两端的左支撑盘和右支撑盘，左支撑盘上设有密封盖，左支撑盘和密封盖上设有输入轴，输入轴右端与左端盘焊接，左端盘右端螺钉连接有主动摩擦片，输出轴通过平键连接在右支撑盘上，输出轴左端与右端盘焊接，右端盘左端螺钉连接有被动摩擦片，所述右支撑盘上设有控制油口 ；所述液粘传动装置与液压控制系统相连，所述液压控制系统包括与油箱相连通的双联泵，所述双联泵由小电机驱动，所述双联泵的右泵输出油液经电磁换向阀和控制油管与控制油口相连；所述双联泵的左泵输出油路上设有节流阀、流量计，并通过工作油进油管至液粘传动装置工作油进口 ；所述外壳上部设有工作油出口，所述工作油出口经工作油回油管与所述液压控制系统的回油过滤器与所述油箱相连。所述双联泵的吸油端设有吸油过滤器，所述双联泵的右泵输出端设有精滤器、压力表、压力变送器和与油箱相连通的比例溢流阀。所述双联泵的左泵经溢流阀与油箱相连。
所述输入轴靠右端开有与其工作油进口相通的轴心孔。所述被动摩擦片上安装有微型压力传感器和温度传感器，且所述压力传感器和温度传感器均按照周向和径向布置。所述被动摩擦片表面加工有沟槽。进一步，该系统还包括流量传感器和位移传感器，所述流量传感器与工作油出口连接，所述位移传感器安装在被动摩擦片上。进一步，该系统还包括数据采集处理系统，包括数据采集卡和与之相连的计算机，所述数据采集卡和压力传感器、温度传感器、位移传感器、扭矩传感器和流量传感器。本发明的有益效果通过改变控制油口的压力，推动与被动摩擦片连为一体的输出轴左右移动，以调整内主动摩擦片之间油膜的厚度，同时通过节流阀调整工作油路的流量，用来模拟多种工况下旋转界面间油膜动力传递特性，研究旋转界面间油膜的流场、压力 场、温度场和传递扭矩。本发明结构简单、成本低廉、操作简便、安全可靠的，可用于模拟各种工况下油膜的动力传递特性。
图I是本发明的液粘传动特性测试系统 图2是本发明的液粘传动装置结构 图3是本发明的被动摩擦片结构 图4是本发明的液压系统原理 图5是本发明的数据采集处理示意 图I中1.底座,2.电机,3第一联轴器,5.第二联轴器,4.扭矩传感器,6.液粘传动装置，7.变频器，a.控制油管，b.工作油进油管，c.工作油回油管；
图2中6-1.输入轴，6-2.密封盖，6-3.左支撑盘，6-4.左端盘，6-5.主动摩擦片，6-6.工作油出口，6-7.外壳，6-8.被动摩擦片，6-9.右支撑盘，6-10.输出轴，6-11.平键，6-12.控制油口，6-13.右端盘，6-14.放油塞，6-15.工作油进口，6-16.轴心孔；
图3中Y-1.吸油过滤器，Υ-2.小电机，Υ-3.双联泵，Υ-4.精滤器，Υ-5.压力变送器，Υ-6，Υ-12.压力表，Υ-7.比例溢流阀，Υ-8.电磁换向阀，Υ-9.溢流阀，Υ-10.节流阀，Υ-11.流量计，Υ-13.回油过滤器，Υ-14.油箱。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述
图I所示，液粘传动试验装置包括底座I、及安装在底座I上的电机2、联轴器3、扭矩传感器4、联轴器5和液粘传动装置6，与电机2相连的依次是联轴器3、扭矩传感器4、联轴器5和液粘传动装置6，还包括与液粘传动装置6相连的液压控制系统。图2所示，液粘传动装置6包括外壳6-7，其上部设有与工作油回油管c连通的工作油出口 6-6，固定在外壳6-7两端的左支撑盘6-3和右支撑盘6-9，左支撑盘6_3上设有密封盖6-2,左支撑盘6-3和密封盖6-2上设有输入轴6-1,输入轴6_1右端与左端盘6_4焊接，左端盘6-4右端螺钉连接有主动摩擦片6-5，输入轴6-1靠右端一侧轴段开有与其工作油进口 6-15相通的轴心孔6-16 ;输出轴6-10通过平键6_11连接在右支撑盘6_9上，右支撑盘6-9上设有放油塞6-14、和与控制油管a相连的控制油口 6_12 ;输出轴6_10左端与右端盘6-13焊接，右端盘6-13左端螺钉连接有被动摩擦片6-8 ;所述主动摩擦片6_5与被动摩擦片6-8的距离为0 1_可调；所述主动摩擦片6-5为表面光滑的钢片，如图3所示，被动摩擦片6-8表面加工有沟槽，沟槽的形状和数量根据实验要求设计，一般所述沟槽为径向分布。被动摩擦片6-8上安装有测量油膜压力的微型压力传感器和测量油膜温度的温度传感器，且压力传感器和温度传感器均按照周向和径向布置，以便分析油膜的压力场和温度场沿周向和径向的分布规律；流量传感器与工作油出口 6-6连接，用于测量工作油的流量；位移传感器安装在被动摩擦片6-8上，用于测量油膜的厚度。图4所示，液压控制系统包括与油箱Y-14相连通的双联泵Y-3，其间设有吸油过滤器Y-1，双联泵Y-3由小电机Y-2驱动，双联泵Y-3的右泵输出端设有精滤器Y-4、压力表Y-6、压力变送器Y-5和与油箱相连通的比例溢流阀Y-7，双联泵Y-3的右泵输出油液经电磁 换向阀Y-8和控制油管a与控制油口 6-12相连；双联泵Y-3的左泵输出管路上设有节流阀Y-10、流量计￥-11、压力表￥-12和与油箱相连通的溢流阀Y-9，经工作油进油管b与液粘传动装置工作油进口 6-15相连；工作油回油管c与液粘传动装置工作油出口 6-6相连，回油经回油过滤器Y-13流回油箱Y-14。本发明的液粘传动试验装置试验方法与过程
(O启动电机2，动力经联轴器3、扭矩传感器4、联轴器5到液粘传动装置6的输入轴6-1，输入轴6-1带动主动摩擦片6-5旋转，通过变频器7调节电机2的转速，利用扭矩传感器4记录转速和扭矩的数值；
(2)启动小电机Y-2，带动双联泵Y-3，工作油依次流经双联泵Y-3的右泵、精滤器Y-4、电磁换向阀Y-8、控制油管a、控制油口 6-12，此控制油路上设有比例溢流阀Y-7，用来调节控制油压的大小，推动输出轴6-10左右移动，以改变主动摩擦片6-5和被动摩擦片6-8之间油膜的厚度；
(3)双联泵Y-3的左泵输出的工作油经节流阀Y-IO、流量计Y-II、工作油进油管b、液粘传动装置工作油进口 6-15、输入轴I的轴心孔6-16，进入主动摩擦片6-5与被动摩擦片之间的间隙，形成工作油膜，同时可以冷却系统产生的热量；通过节流阀Y-IO调节流量，通过流量计Y-Il记录流量的大小；溢流阀Y-9用于设定工作油路油压的大小。(4)图5是本发明的实验数据采集处理示意图，计算机编制数据采集程序，流量传感器测量工作油的流量、压力传感器测量油膜的压力、温度传感器测量油膜的温度、位移传感器测量油膜的厚度，扭矩传感器测量传递的扭矩，通过数据采集系统进行数据采集、处理和分析。
权利要求
1.一种液粘传动特性测试系统,包括底座(I)、电机(2 )、第一联轴器(3 )、扭矩传感器(4)、第二联轴器(5)和液粘传动装置(6);其特征在于所述液粘传动装置(6)包括固定在外壳(6-7 )两端的左支撑盘(6-3 )和右支撑盘(6-9 )，左支撑盘(6-3 )上设有密封盖(6_2 )，左支撑盘(6-3)和密封盖(6-2)上设有输入轴(6-1),输入轴(6-1)右端与左端盘(6_4)焊接，左端盘(6-4)右端螺钉连接有主动摩擦片(6-5)，输出轴(6-10)通过平键(6-11)连接在右支撑盘(6-9)上，输出轴(6-10)左端与右端盘(6-13)焊接，右端盘(6-13)左端螺钉连接有被动摩擦片(6-8 )，所述右支撑盘(6-9 )上设有控制油口( 6-12 );所述液粘传动装置(6 )与液压控制系统相连，所述液压控制系统包括与油箱(Y-14)相连通的双联泵(Y-3)，所述双联泵(Y-3)由小电机(Y-2)驱动，所述双联泵(Y-3)的右泵输出油液经电磁换向阀(Y-8)和控制油管(a)与控制油口(6-12)相连；所述双联泵(Y-3)的左泵输出油路上设有节流阀(Y-10)、流量计(Y-11)，并通过工作油进油管(b)至液粘传动装置工作油进口(6-15);所述外壳(6-7)上部设有工作油出口(6-6)，所述工作油出口(6-6)经工作油回油管(c)与所述液压控制系统的回油过滤器(Y-13)与所述油箱(Y-14)相连。
2.根据权利要求I所述的一种液粘传动特性测试系统，其特征在于所述双联泵(Y-3)的吸油端设有吸油过滤器(Y-1)，所述双联泵(Y-3)的右泵输出端设有精滤器(Y-4)、压力表(Y-6 )、压力变送器(Y-5 )和与油箱(Y-14 )相连通的比例溢流阀(Y-7 )。
3.根据权利要求I所述的一种液粘传动特性测试系统，其特征在于所述双联泵(Y-3)的左泵经溢流阀(Y-9)与油箱(Y-14)相连。
4.根据权利要求I所述的一种液粘传动特性测试系统，其特征在于所述输入轴(6-1)靠右端开有与其工作油进口相通的轴心孔(6-16)。
5.根据权利要求I所述的一种液粘传动特性测试系统，其特征在于所述被动摩擦片(6-8)上安装有微型压力传感器和温度传感器，且所述压力传感器和温度传感器均按照周向和径向布置。
6.根据权利要求I所述的一种液粘传动特性测试系统，其特征在于所述被动摩擦片(6-8)表面加工有沟槽。
7.根据权利要求I所述的一种液粘传动特性测试系统，其特征在于还包括流量传感器和位移传感器，所述流量传感器与工作油出口(6-6)连接，所述位移传感器安装在被动摩擦片(6-8)上。
8.根据权利要求7所述的一种液粘传动特性测试系统，其特征在于还包括数据采集处理系统，包括数据采集卡和与之相连的计算机，所述数据采集卡和压力传感器、温度传感器、位移传感器、扭矩传感器(4)和流量传感器。
全文摘要
本发明公开一种液粘传动特性测试系统，适用于模拟多种工况下旋转界面间油膜动力传递特性。它主要由底座、电机、联轴器、扭矩传感器、液粘传动装置和液压控制系统组成，液粘传动装置由输入轴、输出轴、主动摩擦片、被动摩擦片、左支撑盘、右支撑盘、外壳和密封组件等组成；液压控制系统主要由电机、双联泵、比例溢流阀、电磁换向阀、节流阀、流量计、过滤器、压力变送器及油箱等组成。本发明的液粘传动特性测试装置及系统的工作原理为利用摩擦片间油膜的剪切力传递动力，通过改变油膜的厚度或电机的转速调节传递扭矩的大小。本发明结构简单、成本低廉、操作简便、安全可靠，可用于研究各种工况下旋转界面间油膜的流场、压力场、温度场和传递扭矩特性，具有广泛的实用性。
文档编号G01M10/00GK102879177SQ20121037311
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者谢方伟, 郑刚, 杨平, 赵艳芳, 王雪楠, 石顺义, 张成龙, 崔建中, 张先俊 申请人:江苏大学