蓄能式高速高加速试验机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种蓄能式高速高加速试验机，特别适用于需要极短时间内达到高速度试验的场合。
【背景技术】
[0002]对于某些离心试验或其它用途的高速的试验件，经常会要求达到4000-5000rpm，甚至更高。在不要求加时间的情况下，对电机的功率要求并不是主要矛盾，但对于模拟特种工况下，有时要求加时间极短，这时对于并不太大的试验件来说，对于电机功率的要求就会迅速上升，譬如一个20kg的试验件的驱动功率就可能要求电机功率达到数百兆瓦，输出扭矩达到数千牛米，目前很难实现，即使勉强实现，其成本也极高。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种蓄能式高速高加速试验机，本实用新型的蓄能机构与消除静磨擦机构相结合的驱动方式，由蓄能电机将蓄能飞轮组(含摩擦轮)驱动至目标转速以上一定幅度，然后快速压向轴向隔振增速机构，通过能量与转速传递实现瞬间增速，并提供试件部分的主题能量和摩擦能量，而辅助电机提供消除初始摩擦能量。
[0004]本实用新型的目的是采用下述具体技术措施来实现的:
[0005]本实用新型的蓄能式高速高加速试验机包括高速主机部分、蓄能驱动与离合部分、轴向隔震与增速部分;所述高速主机部分包括安装在机座上的前、后防护支架和前、后滚轮支座，通过轴承分别安装在前、后滚轮支座上前、后滚轮组，位于前、后滚轮组正上方的分别通过调节杆吊装在前、后防护支架上横梁下方的前、后压轮，以及由前、后滚轮组与前、后压轮共同支撑并驱动的连接工装;所述前、后滚轮支座分别通过滑块安装在相应的左右两组直线运动副上，所述直线运动副安装在机座上;所述连接工装的后端通过超越离合器、传动带组件与安装于支座上的电机相连接;所述蓄能驱动与离合部分包括通过中部加工出的轴颈以及轴承安装在支座上的哑铃形结构的蓄能飞轮机构，蓄能飞轮机构通过带轮机构与安装于机座上的蓄能电机连接，蓄能飞轮机构的后端面设置有用于能量传递的接合面，支座与机座相固结，机座与推动执行机构的移动端固结，推动执行机构通过支座安装于机座上，机座通过直线运动副安装于机座上;所述轴向隔震与增速部分包括通过轴承安装于机座上的半轴式结构的摩擦轮，机座安装于机座上;所述摩擦轮的前端面为与蓄能飞轮机构的后端面设置的接合面相结合的结合面，位于摩擦轮后端的轴系通过高速联轴器与连接工装的前端连接。
[0006]本实用新型中所述防护支架分为上下两段，两段间通过连接件相结合;所述直线运动副由直线导轨副构成。
[0007]本实用新型在所述前、后滚轮组中的中任一组滚轮上设置有测角编码器组件;所述推动执行机构由液压缸或气缸构成;所述蓄能电机带有增速箱。
[0008]本实用新型中所述电机的功率为所述蓄能电机功率的十分之一左右。。
[0009]本实用新型的整机基础要求分离设置。
[0010]本实用新型的工作原理以及有益效果如下:
[0011]本实用新型中采用采用蓄能方式，由蓄能电机将蓄能飞轮组(含摩擦轮)驱动至目标转速以上一定幅度，然后快速压向轴向隔振增速机构，通过能量与转速传递实现瞬间增速，并提供试件部分的主题能量和摩擦能量，而辅助电机提供消除初始摩擦能量。
[0012]本实用新型中的高速主机部分整体结构与卧式动平衡机类似，两个机座安装在直线导轨上，可以无级调节间距。试件产品固定在专用工装中间，可以实现两维连接。为减轻工装质量，轴头可以设计为中空结构。在某个支撑滚轮上安装测速编码器，用于检测转速。消除静摩擦部分由驱动电机和超越离合器组成，该部分的目的是让试件产品先行低速(10-20rpm)转动起来，这样可以克服静摩擦力，同时减小启动冲击。
[0013]本实用新型中的蓄能驱动与离合部分，蓄能轮设计能量要达到目标负载的100倍左右，这样与速度精度相匹配，当然通过计算可以预设稍高的转速，可以通过转速与惯量之间的优化适当减少蓄能轮设计能量。与之适应，配备功率适宜的电机，用于初始能量积累和摩擦消耗能量的补充。
[0014]轴向减震增速部分用于传递蓄能轮的驱动能量，达到目标转速。同时要承载蓄能轮快速结合产生的轴向冲击力。
[0015]通过以上过程，达到了采用常规功率的电机实现了高速高加速功能，有效地解决了巨大功率电机的难题。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的结构示意图。
[0017]图2为图1中高速主机部分的左视图。
[0018]图3为图1中蓄能驱动部分的俯视图。
[0019]图1、图2、图3中序号:1.高速主机部分，2.蓄能驱动与离合部分，3.轴向隔震增速部分，4.前、后滚轮支座，5.前、后滚轮组，6.前、后压轮，7.直线运动副，8.前、后防护支架，9调节杆，10机座，11电机，12传动带组件，13超越离合器，14连接工装，15测角编码器组件，16蓄能飞轮机构，17支座，18轴颈，19结合面，20机座，21直线导轨副，22推动执行机构，23支座，24蓄能电机，25带轮机构，26摩擦轮，27前端面，28轴系，29机座，30机座，31支座，32高速联轴器。
【具体实施方式】
[0020]本实用新型以下将结合实例(附图)作进一步描述。
[0021]如图1、2、3所示，本实用新型的蓄能式高速高加速试验机包括高速主机部分、蓄能驱动与离合部分、轴向隔震与增速部分;所述高速主机部分包括安装在机座10上的前、后防护支架8和前、后滚轮支座4，通过轴承分别安装在前、后滚轮支座4上前、后滚轮组5，位于前、后滚轮组5正上方的分别通过调节杆9吊装在前、后防护支架8上横梁下方的前、后压轮6，以及由前、后滚轮组5与前、后压轮6共同支撑并驱动的连接工装14(形成三角支撑的稳定结构，并驱动连接工装和被实验工件高速转动);所述前、后滚轮支座4分别通过滑块安装在相应的左右两组直线运动副7上，所述直线运动副7安装在机座10上(这样两组支撑轮组就可以根据需要调整支撑距离);所述连接工装14的后端通过超越离合器13、传动带组件12与安装于支座31上的电机11相连接;所述蓄能驱动与离合部分包括通过中部加工出的轴颈18以及轴承安装在支座17上的哑铃形结构的蓄能飞轮机构16，蓄能飞轮机构16通过带轮机构25与安装于机座20上的蓄能电机24连接，蓄能飞轮机构16的后端面设置有用于能量传递的接合面19，支座17与机座20相固结，机座20与推动执行机构22的移动端固结，推动执行机构22通过支座23安装于机座30上，机座20通过直线运动副21安装于机座30上(由蓄能电机带动蓄能飞轮逐步转动起来，达到预期转速后，推动机构将蓄能部分快速推向轴向隔震与增速部分的摩擦轮26);所述轴向隔震与增速部分包括通过轴承安装于机座29上的半轴式结构的摩擦轮26，机座29安装于机座30上(这部分起着能量快速传递作用，并隔离震动);所述摩擦轮26的前端面27为与蓄能飞轮机构16的后端面设置的接合面19相结合的结合面，位于摩擦轮26后端的轴系28通过高速联轴器32与连接工装14的前端连接。
[0022]本实用新型中所述防护支架8分为上下两段，两段间通过连接件相结合;所述直线运动副7由直线导轨副构成。
[0023]本实用新型在所述前、后滚轮组5中的中任一组滚轮上设置有测角编码器组件15;所述推动执行机构22由液压缸或气缸构成;所述蓄能电机24带有增速箱。
[0024]本实用新型中所述电机11的功率为所述蓄能电机24功率的十分之一，由小功率电机让试件先行低速(10-20rpm)转动起来，这样可以克服静摩擦力，同时减小启动冲击。
【主权项】
1.一种蓄能式高速高加速试验机，其特征在于:所述试验机包括高速主机部分、蓄能驱动与离合部分、轴向隔震与增速部分;所述高速主机部分包括安装在机座(10)上的前、后防护支架(8)和前、后滚轮支座(4)，通过轴承分别安装在前、后滚轮支座(4)上的前、后滚轮组(5)，位于前、后滚轮组(5)正上方的分别通过调节杆(9)吊装在前、后防护支架(8)上横梁下方的前、后压轮(6)，以及由前、后滚轮组(5)与前、后压轮(6)共同支撑并驱动的连接工装(14);所述前、后滚轮支座(4)分别通过滑块安装在相应的左右两组直线运动副(7)上，所述直线运动副(7)安装在机座(10)上;所述连接工装(14)的后端通过超越离合器(13)、传动带组件(12)与安装于支座(31)上的电机(11)相连接;所述蓄能驱动与离合部分包括通过中部加工出的轴颈(18)以及轴承安装在支座(17)上的哑铃形结构的蓄能飞轮机构(16)，蓄能飞轮机构(16)通过带轮机构(25)与安装于机座(20)上的蓄能电机(24)连接，蓄能飞轮机构(16)的后端面设置有用于能量传递的接合面(19)，支座(17)与机座(20)相固结，机座(20)与推动执行机构(22)的移动端固结，推动执行机构(22)通过支座(23)安装于机座(30)上，机座(20)通过直线运动副(21)安装于机座(30)上;所述轴向隔震与增速部分包括通过轴承安装于机座(29)上的半轴式结构的摩擦轮(26)，机座(29)安装于机座(30)上;所述摩擦轮(26)的前端面(27)为与蓄能飞轮机构(16)的后端面设置的接合面(19)相结合的结合面，位于摩擦轮(26)后端的轴系(28)通过高速联轴器(32)与连接工装(14)的前端连接。2.根据权利要求1所述的蓄能式高速高加速试验机，其特征在于:所述防护支架(8)分为上下两段，两段间通过连接件相结合。3.根据权利要求1所述的蓄能式高速高加速试验机，其特征在于:所述直线运动副(7)由直线导轨副构成。4.根据权利要求1所述的蓄能式高速高加速试验机，其特征在于:在所述前、后滚轮组(5)中的中任一组滚轮上设置有测角编码器组件(15)。5.根据权利要求1所述的蓄能式高速高加速试验机，其特征在于:所述推动执行机构(22 )由液压缸或气缸构成。6.根据权利要求1所述的蓄能式高速高加速试验机，其特征在于:所述蓄能电机(24)带有增速箱。7.根据权利要求1所述的蓄能式高速高加速试验机，其特征在于:所述电机(11)的功率为所述蓄能电机(24)功率的十分之一。
【专利摘要】本实用新型公开了一种蓄能式高速高加速试验机，它特别适用于需要极短时间内达到高速度试验的场合，其特征在于：所述试验机包括高速主机部分、蓄能驱动与离合部分、轴向隔震与增速部分。本实用新型的蓄能机构与消除静磨擦机构相结合的驱动方式，由蓄能电机将蓄能飞轮组（含摩擦轮）驱动至目标转速以上一定幅度，然后快速压向轴向隔振增速机构，通过能量与转速传递实现瞬间增速，并提供试件部分的主题能量和摩擦能量，而辅助电机提供消除初始摩擦能量。
【IPC分类】G01D21/00
【公开号】CN205138533
【申请号】CN201520959700
【发明人】张磊乐, 杨洪涛, 游广飞, 卢志辉, 孙志扬
【申请人】郑州机械研究所
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月27日