一种恒转矩输出气浮装置制造方法
【专利摘要】一种恒转矩输出气浮装置，包含附加转盘、恒力输出气缸、气浮滑轮、卷绳电机、拉绳等；附加转盘套装在工件转轴上，气浮滑轮固定在恒力输出气缸的输出轴上，拉绳一端缠绕在附加转盘上，另一端绕过气浮滑轮连接卷绳电机，气浮滑轮两端的拉绳均与恒力输出气缸的输出轴相平行，恒力输出气缸上安装有激光位移传感器和反光板，激光位移传感器的测量数据反馈给卷绳电机。本发明在工件转轴外套装一个附加转盘，拉绳缠绕在附加转盘上引出，因此可保证拉绳与附加转盘始终相切，在工件转轴旋转过程中，拉绳上作用力方向不变，作用在工件转轴上的力臂值不变，通过恒力输出气缸保证拉绳上的拉力值恒定，可实现低转速状态下的恒转矩加载，精度高、结构简单。
【专利说明】一种恒转矩输出气浮装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及恒转矩领域，尤其是一种恒转矩的加载。
【背景技术】
[0002]现有技术中，恒转矩加载可通过恒转矩电机和磁粉制动器等来实现，此类加载装置在一定的转速范围内适用，且加载精度不高，对于超过其额定转速的低转速场合，会产生力的突变，转矩难以平衡，因此只能通过其他方式进行恒转矩加载。恒转矩加载过程中既要保证任意位置任意时刻作用在工件转轴上的转矩保持不变，又不能对工件转轴产生附加扰动影响，实现起来比较困难。
【发明内容】
[0003]针对现有恒转矩加载装置难以适应低转速场合的问题，本发明提供一种在低转速状态下控制精度高的、稳定性好的恒转矩加载装置。
[0004]本发明解决其技术问题采用的技术方案是:一种恒转矩输出气浮装置，包含附加转盘、恒力输出气缸、气浮滑轮、卷绳电机、拉绳等。
[0005]所述附加转盘套装在工件转轴上,所述气浮滑轮固定在恒力输出气缸的输出轴上，所述拉绳一端缠绕在附加转盘上，另一端绕过气浮滑轮连接卷绳电机，所述气浮滑轮两端的拉绳均与恒力输出气缸的输出轴相平行。
[0006]所述拉绳和恒力输出气缸至少有两组，所述两组拉绳在附加转盘上的缠绕方向相同且不相互影响，所述两组恒力输出气缸对称安装。
[0007]所述恒力输出气缸上安装有激光位移传感器,所述恒力输出气缸的输出轴上安装反光板，所述激光位移传感器与反光板位置相对，所述激光位移传感器的测量数据反馈给卷绳电机。
[0008]进一步，所述恒力输出气缸包括缸筒、活塞、输出轴、储气座；所述储气套套装在缸筒外且与缸筒间形成储气腔，所述活塞套装在缸筒内且与缸筒内壁间存在极小间隙，所述活塞连接输出轴，所述缸筒下端包含一段缸筒密封端，所述输出轴穿过缸筒密封端且和缸筒密封端内壁间形成极小间隙，所述缸筒上端安装底盖。
[0009]所述缸筒靠近缸筒密封端的一侧均布进气口，所述进气口连通缸筒内腔和储气腔，所述底盖上开有出气口，所述储气套上开有储气进气口，所述储气进气口通过气管连接比例阀。
[0010]所述活塞下端均布进气孔，所述活塞上沿圆周均布第一径向节流孔，所述第一径向节流孔与进气孔相通，所述第一径向节流孔内安装节流塞；所述第一径向节流孔沿轴向方向至少有两组。
[0011]所述活塞上开有第一卸压槽；所述第一卸压槽包含活塞外圆柱面上沿圆周方向的凹槽、凹槽内均布的径向盲孔以及与径向盲孔相通的轴向盲孔；所述轴向盲孔通向缸筒的上端，所述凹槽位于第一径向节流孔的下侧；所述第一卸压槽与第一径向节流孔、进气孔间相互隔离。
[0012]所述缸筒密封端沿圆周方向均布第二径向节流孔，所述第二径向节流孔沿轴向上至少有两组，所述第二径向节流孔内安装节流塞；所述缸筒密封端外套装气浮座，所述缸筒密封端与气浮座间设有密封腔，所述密封腔与第二径向节流孔相通；所述气浮座上设有气浮进气口。
[0013]所述储气套与缸筒间、缸筒与气浮座间均采用O型圈密封。
[0014]本发明的测试方法是:先将附加转盘锁定，为恒力输出气缸供气，气压恒定后，释放附加转盘。利用激光位移传感器测量输出轴位移，以活塞位于缸筒中部为基准，控制卷绳电机收绳和放绳，使得活塞不超出行程。
[0015]本发明的设计思路是:为了得到一个恒转矩负载，本发明在工件转轴外套装一个附加转盘，拉绳缠绕在附加转盘上引出，因此可保证拉绳与附加转盘始终相切，在工件转轴旋转过程中，拉绳上作用力方向不变，作用在工件转轴上的力臂值不变，只要保证拉绳上的拉力值恒定，就可实现恒转矩加载。
[0016]拉绳上的恒力由恒力输出气缸提供，由于活塞横截面积一定，所以只要保证进入到缸筒内腔的气体压力恒定，则可保证输出的力值恒定。由于恒力输出气缸的行程有限，因此拉绳另一端绕过恒力输出气缸顶端的气浮滑轮连接卷绳电机，恒力输出气缸上安装有激光位移传感器，可测量出输出轴的位移，将信息反馈给卷绳电机，卷绳电机控制收绳和放绳，可使得恒力输出气缸的活塞始终位于有效行程内；拉绳绕过气浮滑轮，因此作用在工件转轴上的拉力为恒力输出气缸输出力值的1/2。
[0017]在缸筒外增加一个储气套，储气套与缸筒间形成储气腔，储气腔通过气管连接比例阀和储气罐，储气腔与缸筒进气腔相通，相当于增大了缸筒进气腔的容积，活塞运动引起的容积变化对气压突变的影响较小，进一步提高了恒力输出的精度。活塞上设有第一径向节流孔，缸筒进气腔内的高压气体通过活塞上的进气孔进入第一径向节流孔，在缸筒与活塞的间隙形成气膜；缸筒密封端设有第二径向节流孔，通过气浮座上的气浮进气口进行独立供气，为输出轴提供润滑和支撑；结构及供气方式简单、承载能力好。径向节流孔附近均设有卸压槽，卸压槽与外界常压相通，一方面防止缸筒内高压气体进入气浮间隙对气膜产生影响，起到密封作用，另一方面在间隙内形成常压区，促进气膜的形成。
[0018]本发明的优点表现在:可实现低转速状态下的恒转矩加载，精度高、结构简单。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是一种恒转矩输出气浮装置示意图
[0020]图2是恒力输出气缸示意图
【具体实施方式】
[0021]一种恒转矩输出气浮装置，包含附加转盘21、恒力输出气缸、气浮滑轮18、卷绳电机20、拉绳19等。
[0022]所述附加转盘21套装在工件转轴22上，所述气浮滑轮18固定在恒力输出气缸的输出轴I上，所述拉绳19 一端缠绕在附加转盘21上，另一端绕过气浮滑轮18连接卷绳电机20，所述气浮滑轮18两端的拉绳19均与恒力输出气缸的输出轴I相平行。[0023]所述拉绳19和恒力输出气缸至少有两组，所述两组拉绳在附加转盘21上的缠绕方向相同且不相互影响，所述两组恒力输出气缸对称安装。
[0024]所述恒力输出气缸上安装有激光位移传感器23，所述恒力输出气缸的输出轴I上安装反光板17，所述激光位移传感器23与反光板17位置相对，所述激光位移传感器23的测量数据反馈给卷绳电机20。
[0025]进一步，所述恒力输出气缸包括缸筒6、活塞14、输出轴1、储气套7 ;所述储气套7套装在缸筒6外且与缸筒间形成储气腔8，所述活塞14套装在缸筒6内且与缸筒6内壁间存在极小间隙，所述活塞14连接输出轴1，所述缸筒6下端包含一段缸筒密封端，所述输出轴I穿过缸筒密封端且和缸筒密封端内壁间形成极小间隙，所述缸筒6上端安装底盖12。
[0026]所述缸筒6靠近缸筒密封端的一侧均布进气口 9，所述进气口 9连通缸筒内腔和储气腔8，所述底盖12上开有出气口 11，所述储气套7上开有储气进气口 16，所述储气进气口16通过气管连接比例阀和大储气罐。
[0027]所述活塞14下端均布进气孔，所述活塞上沿圆周均布第一径向节流孔13，所述第一径向节流孔13与进气孔相通,所述第一径向节流孔13内安装节流塞；所述第一径向节流孔沿轴向方向有两组。
[0028]所述活塞14上开有第一卸压槽；所述第一卸压槽包含活塞外圆柱面上沿圆周方向的凹槽15、凹槽15内均布的径向盲孔以及与径向盲孔相通的轴向盲孔；所述轴向盲孔通向缸筒6的上端，所述凹槽15位于第一径向节流孔13的下侧；所述第一卸压槽与第一径向节流孔13、进气孔间相互隔离。
[0029]所述缸筒密封端沿圆周方向均布第二径向节流孔4，所述第二径向节流孔4沿轴向上有三组，所述第二径向节流孔4内安装节流塞；所述缸筒密封端外套装气浮座2，所述缸筒密封端与气浮座2间设有密封腔，所述密封腔与第二径向节流孔4相通；所述气浮座2上设有气浮进气口 3。
[0030]所述储气套7与缸筒6间、缸筒6与气浮座2间均采用O型圈密封。
【权利要求】
1.一种恒转矩输出气浮装置，其特征在于:包含附加转盘、恒力输出气缸、气浮滑轮、卷绳电机、拉绳等； 所述附加转盘套装在工件转轴上，所述气浮滑轮固定在恒力输出气缸的输出轴上，所述拉绳一端缠绕在附加转盘上，另一端绕过气浮滑轮连接卷绳电机，所述气浮滑轮两端的拉绳均与恒力输出气缸的输出轴相平行； 所述恒力输出气缸上安装有激光位移传感器，所述恒力输出气缸的输出轴上安装反光板，所述激光位移传感器与反光板位置相对，所述激光位移传感器的测量数据反馈给卷绳电机。
2.如权利要求1所述的一种恒转矩输出气浮装置，其特征在于:所述拉绳和恒力输出气缸至少有两组，所述两组拉绳在附加转盘上的缠绕方向相同且不相互影响，所述两组恒力输出气缸对称安装。
3.如权利要求1所述的一种恒转矩输出气浮装置，其特征在于:所述恒力输出气缸包括缸筒、活塞、输出轴、储气座；所述储气套套装在缸筒外且与缸筒间形成储气腔，所述活塞套装在缸筒内且与缸筒内壁间存在极小间隙，所述活塞连接输出轴，所述缸筒下端包含一段缸筒密封端，所述输出轴穿过缸筒密封端且和缸筒密封端内壁间形成极小间隙，所述缸筒上端安装底盖； 所述缸筒靠近缸筒密封端的一侧均布进气口，所述进气口连通缸筒内腔和储气腔，所述底盖上开有出气口，所述储气套上开有储气进气口，所述储气进气口通过气管连接比例阀； 所述活塞下端均布进气孔，所述活塞上沿圆周均布第一径向节流孔，所述第一径向节流孔与进气孔相通，所述第一径向节流孔内安装节流塞；所述第一径向节流孔沿轴向方向至少有两组； 所述活塞上开有第一卸压槽；所述第一泄压槽包含活塞外圆柱面上沿圆周方向的凹槽、凹槽内均布的径向盲孔以及与径向盲孔相通的轴向盲孔；所述轴向盲孔通向缸筒的上端，所述凹槽位于第一径向节流孔的下侧；所述第一卸压槽与第一径向节流孔、进气孔间相互隔离； 所述缸筒密封端沿圆周方向均布第二径向节流孔，所述第二径向节流孔沿轴向上至少有两组，所述第二径向节流孔内安装节流塞；所述缸筒密封端外套装气浮座，所述缸筒密封端与气浮座间设有密封腔，所述密封腔与第二径向节流孔相通；所述气浮座上设有气浮进气口。
【文档编号】F15B21/08GK103527569SQ201310493297
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月18日 优先权日:2013年10月18日
【发明者】叶必卿, 刘坤 申请人:浙江工业大学