CN101368873B - 斜撑式离合器超越、接合性能试验台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种斜撑式离合器超越、接合性能试验台，包括：试验主体(8)、电主轴(4)、试验润滑系统和控制系统；试验离合器(9)置于试验主体的离合器内、外套(2、3)之间，其内、外套的轴分别穿过封闭的主机腔体(1)，通过轴承座(6)、联轴器(5)连接高速电主轴(4)；电主轴(4)电连接控制系统的变频器和计算机，主机腔体(1)通过油管(10)连通试验润滑系统，通过计算机控制试验润滑系统的充油温度对试验离合器(9)进行超越、接合、润滑状态的性能试验；实现变频电机手动或计算机测控，完成双轴转速调节的闭环控制，实现不同油压润滑状态以及最高120℃的高温润滑状态性能试验。
Description
技术领域
本发明涉及离合器性能的技术领域，一种检测斜撑式离合器超越、接合性能试验台。
背景技术
目前，随着现代化工业的迅猛发展，斜撑式离合器作为基础件，在航空、航海、汽车等应用领域不断深化。对产品的高速动态性能，包括超越、接合等关键技术指标提出了更高的要求。
现在国内高端斜撑式离合器产品主要依赖进口，产品研发方面由于缺乏可参考的技术资料，所以只停留在对国外样品的测绘仿制阶段，由于产品主要技术参数设计定型难度非常大，所以产品质量一直无法提高。对于自主研发的斜撑式离合器产品无法进行主机配套前全面的性能试验和关键技术参数的测试，无法对比分析多项主要性能指标的试验测试数据，掌握斜撑式离合器性能分析试验等方面的技术。
发明内容
针对斜撑式离合器在研究和开发方面存在的问题，根据斜撑式离合器产品的主要特性和工作条件，本发明的目的在于提供一种检测斜撑式离合器超越、接合性能试验台；该试验台运转平稳功率大，能满足试验斜撑式离合器长时间稳定运转的要求，可实现不同油压润滑状态以及高温润滑状态的性能试验。
为了实现上述发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：
所述的斜撑式离合器超越、接合性能试验台，所述的试验台包括：试验主体、电主轴、试验润滑系统和控制系统；试验主体包括：主机腔体、轴承座和离合器的内、外套；试验离合器置于试验主体的离合器内、外套之间，控制系统的转速控制系统是由工业计算机控制两个变频器分别驱动两个传动装置的电主轴，两个电主轴分别带动离合器内套和离合器外套旋转，所述离合器内、外套的轴分别穿过封闭的主机腔体，通过轴承座、联轴器连接电主轴，电主轴电连接控制系统的变频器和计算机；主机腔体通过油管连通试验润滑系统，通过计算机控制试验润滑系统的充油温度和压力对试验离合器进行超越、接合、润滑状态的性能试验。
所述的斜撑式离合器超越、接合性能试验台，所述的控制系统包括：温度和压力控制系统、转速控制系统、电气控制系统、计算机监控系统；电气控制系统反馈的转速测量信号通过数据采集系统送入工业计算机，完成对离合器内、外套旋转速度的实时控制；根据设计要求设定试验润滑状态参数、试验润滑油的供回油的压力和温度信号，通过温度和压力控制系统测试的数据由数据采集系统送入工业计算机，电气控制系统根据工业计算机反馈的控制信号分别对试验温度和压力控制系统进行调节，从而达到系统设计的各项试验润滑状态参数要求。
所述的斜撑式离合器超越、接合性能试验台，所述的试验润滑系统是一个加温充油润滑系统，包括：进油路和回油路；所述进油路由油箱通过油泵输出，经加热器加热到试验温度，通过油管连接主机腔体的进油口，所述回油路经主机腔体的回油口通过油管连通油箱；加温充油润滑系统内设置有控制主机腔体内充油温度和压力的温度传感器以及压力传感器。
所述的斜撑式离合器超越、接合性能试验台，试验主体呈桥式结构，其主机腔体和轴承座固定在试验台架上。
所述的斜撑式离合器超越、接合性能试验台，主机腔体为封闭的腔体，其内设置有离合器的内、外套，中部与内、外套轴的接触设置有密封装置，下部设置有进油口和回油口。
一种斜撑式离合器超越、接合性能的试验方法：采用所述的试验台，根据试验离合器的使用环境，以及试验台主要技术参数：a、)输入端电主轴转速100-9000r/min；b、)输出端电主轴转速100-9000r/min，c、)输入端和输出端电主轴转速控制精度正负1％，d、)润滑油温度40-120度，润滑油压力0.2-0.5兆帕，设定试验技术指标，进行超越试验、接合试验和润滑状态试验；
1、)超越试验，设定离合器输出端转速高于输入端转速状态下运行的工作状况，通过控制输入端和输出端不同的转速差，考核离合器的超越性能；其试验步骤如下：
状态1时，a.输出端电主轴达到规定转速6800r/min；b.使输入端电主轴达到规定转速1200r/min后开始计时1h；c.每隔15分钟测量并记录进油压力0.38Mpa和进、回油温度40℃；
状态2时，a.输出端电主轴达到规定转速6800r/min；b.使输入端电主轴达到规定转速3000r/min后开始计时1h；c.每隔15分钟测量并记录进油压力0.38Mpa和进、回油温度40℃；
状态1、2结束后分别进行分解检查；
2、)接合试验，设定离合器输出端转速高于输入端转速状态下运行的工作状况，关闭输出端电主轴，使输出端转速自然衰减至与输入端接合，由输入端带动输出端稳定运行的工作状况，通过控制输入端和输出端不同的转速差，考核离合器的接合性能；其试验步骤如下：
状态1时，a.12秒内使输出端电主轴转速达到规定值3000r/min，稳定20秒；b.12秒内使输入端电主轴转速达到规定值1200r/min，稳定20秒；c.关闭输出端电主轴，让输出端转速自然衰减至与输入端接合；d.由输入端带动输出端稳定运行时间不少于10秒；e.停车；所述的接合次数为500次、进油压力0.38Mpa和进回油温度40℃；
状态2时，a.12秒内使输出端电主轴转速达到规定值6800r/min，稳定20秒；b.12秒内使输入端电主轴转速达到规定值3000r/min，稳定20秒；c.关闭输出端电主轴，让输出端转速自然衰减至与输入端接合；d.由输入端带动输出端稳定运行时间不少于10秒；e.停车；所述的接合次数为500次、进油压力0.38Mpa和进回油温度40℃；
状态1、2结束后分别进行分解检查；
3、)润滑状态试验，通过控制润滑油不同的温度和压力状态，进行离合器工作状况的超越和接合试验；其试验步骤如下：
a.在离合器进行超越试验的四种状态时，状态1输入端转速1200r/min，输出端转速6800r/min，试验时间1h，进油压力0.25Mpa，进回油温度40℃；状态2输入端转速1200r/min，输出端转速6800r/min，试验时间1h，进油压力0.25Mpa，进回油温度60℃；状态3输入端转速1200r/min，输出端转速6800r/min，试验时间1h，进油压力0.45Mpa进回油温度40℃；状态4输入端转速1200r/min，输出端转速6800r/min，试验时间1h，进油压力0.45Mpa进回油温度60℃；状态1、2、3、4结束后分别进行分解检查；
b.在离合器进行接合试验的四种状态时，状态1输入端转速3000r/min，输出端转速6800r/min，接合次数500次，进油压力0.25Mpa，进回油温度40℃；状态2输入端转速3000r/min，输出端转速6800r/min，接合次数500次，进油压力0.25Mpa，进回油温度60℃；状态3输入端转速3000r/min，输出端转速6800r/min，接合次数500次，进油压力0.45Mpa进回油温度40℃；状态4输入端转速3000r/min，输出端转速6800r/min，接合次数500次，进油压力0.45Mpa进回油温度60℃；状态1、2、3、4结束后分别进行分解检查。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：
该斜撑式离合器超越、接合性能试验台，系统运转平稳，功率大，可进行模拟离合器真实使用环境的试验，实现变频电机手动或计算机测控，完成双轴转速调节的闭环控制。保证试验斜撑式离合器长时间稳定运转的要求，实现不同油压润滑状态以及最高120℃的高温润滑状态性能试验，能对传动系统、润滑系统、温度和压力控制系统等进行系统检测程序的自动控制。通过斜撑式离合器超越、接合性能试验台的研制，从而进行合理的斜撑式离合器主参数选择和设计改进，提高产品的研发水平，加速产品的国产化配套进度，其特点如下：
(1)转速控制系统采用变频器加电主轴的驱动控制方式，系统运转平稳，功率大，可实现变频电机手动或计算机测控，完成双轴转速调节的闭环控制。
(2)试验润滑系统可保证试验斜撑式离合器长时间稳定运转的润滑要求，并可实现不同油压润滑状态以及最高120℃的高温润滑状态性能试验。供回油压力和温度精确测量监控。
(3)电气控制系统采用计算机程序控制，对传动系统、润滑系统、温度和压力控制系统等进行系统检测程序的自动控制。转速调节具有手动和自动模式，试验台能按编制的试验控制程序可靠、准确地完成斜撑式离合器内外套的转速调节和试验次数的自动循环控制。
附图说明
图1是斜撑式离合器超越、接合性能试验台的主机结构示意图；
图2是斜撑式离合器超越、接合性能试验台的控制系统框图；
图中：1-主机腔体；2-内套；3-外套；4(a.b)-电主轴；5(a.b)-联轴器；6(a.b)-轴承座；7-压力传感器；8-试验主体；9-试验离合器；10-油管；11-油箱；12-油泵；13-加热器；14-进油口；15-回油口；16-温度传感器。
具体实施方式
如图1、2所示：该斜撑式离合器超越、接合性能试验台，由试验主体(8)、电主轴(4)、试验润滑系统和控制系统组成；试验主体包括：主机腔体(1)、轴承座(6)和离合器的内、外套(2、3)；试验离合器(9)置于试验主体的离合器内、外套(2、3)之间，其内、外套的轴分别穿过封闭的主机腔体(1)，通过轴承座(6)、联轴器(5)连接高速电主轴(4)；电主轴(4)电连接控制系统的变频器和计算机，对离合器内、外套(2、3)旋转速度进行实时控制；主机腔体(1)通过油管(10)连通试验润滑系统，通过计算机控制试验润滑系统的充油温度和压力对试验离合器(9)进行超越、接合、润滑状态的性能试验。其控制系统包括：温度和压力控制系统、转速控制系统、电气控制系统、计算机监控系统；转速控制系统是由工业计算机控制两个变频器分别驱动两个传动装置的电主轴(4a.b)，两个电主轴(4a.b)分别带动离合器内套(2)和离合器外套(3)旋转，实现变频电机手动或计算机测控，完成双轴转速调节的闭环控制。电气控制系统反馈的转速测量信号通过数据采集系统送入工业计算机，完成对离合器内、外套(2、3)旋转速度的实时控制；根据设计要求设定试验润滑状态参数，试验润滑油的供回油压力和温度等信号，通过试验温度和压力控制系统进行测试后，经由数据采集系统送入工业计算机，电气控制系统根据工业计算机反馈的控制信号对试验温度和压力控制系统进行调节，从而达到系统设计的各项试验润滑状态参数要求。其试验润滑系统是一个加温充油润滑系统，包括：进油路和回油路；其进油路由油箱(11)通过油泵(12)输出，经加热器(13)加热到测试温度，通过油管(10)连接主机腔体(1)的进油口(14)，其回油路经主机腔体(1)的回油口(15)通过油管(10)连通油箱(11)；加温充油润滑系统内设置有控制主机腔体(1)内充油温度和压力的温度传感器(16)以及压力传感器(7)。其试验主体呈桥式结构，其主机腔体(1)和轴承座(6)固定在床体上。其主机腔体为封闭的腔体，其内设置有离合器的内、外套(2、3)，中部与内、外套(2、3)轴的接触设置有密封装置，下部设置有进油口(14)和回油口(15)。
该斜撑式离合器超越、接合性能的试验方法：采用上述试验台，根据试验离合器(9)的使用环境，试验台主要技术参数：a、)输入端电主轴(4a)转速100-9000r/min；b、)输出端电主轴(4b)转速100-9000r/min，c、)输入端和输出端电主轴转速控制精度正负1％，d、)润滑油温度40-120度，润滑油压力0.20.5兆帕；设定试验技术指标，进行超越试验、接合试验和润滑状态试验；
试验一、超越试验，设定离合器输出端转速高于输入端转速状态下运行的工作状况，通过控制输入端和输出端不同的转速差，考核离合器的超越性能；其试验步骤如下：
状态1时，a.输出端电主轴(4b)达到规定转速6800r/min；b.使输入端电主轴(4a)达到规定转速1200r/min后开始计时1h；c.每隔15分钟测量并记录进油压力0.38Mpa和进、回油温度40℃。
状态2时，a.输出端电主轴(4b)达到规定转速6800r/min；b.使输入端电主轴(4a)达到规定转速3000r/min后开始计时1h；c.每隔15分钟测量并记录进油压力0.38Mpa和进、回油温度40℃。
状态1、2结束后分别进行分解检查。
斜撑式离合器进行超越性能的试验状态如下表：
| 状态 | 输入端转速 | 输出端转速 | 试验时间 | 进油压力 | 进回油温度 |
| 1 | 1200r/min | 6800r/min | 1h | 0.38Mpa | 40℃ |
| 状态 | 输入端转速 | 输出端转速 | 试验时间 | 进油压力 | 进回油温度 |
| 2 | 3000r/min | 6800r/min | 1h | 0.38Mpa | 40℃ |
试验二、接合试验，设定离合器输出端转速高于输入端转速状态下运行的工作状况，关闭输出端电主轴，使输出端转速自然衰减至与输入端接合，由输入端带动输出端稳定运行的工作状况，通过控制输入端和输出端不同的转速差，考核离合器的接合性能，其试验步骤如下：
状态1时，a.12S内使输出端电主轴(4b)转速达到规定值3000r/min，稳定20S；b.12S内使输入端电主轴(4a)转速达到规定值1200r/min，稳定20S；c.关闭输出端电主轴(4b)，让输出端转速自然衰减至与输入端接合；d.由输入端带动输出端稳定运行时间不少于10S；e.停车；其接合次数500次、进油压力0.38Mpa和进回油温度40℃。
状态2时，a.12S内使输出端电主轴(4b)转速达到规定值6800r/min，稳定20S；b.12S内使输入端电主轴(4a)转速达到规定值3000r/min，稳定20S；c.关闭输出端电主轴(4b)，让输出端转速自然衰减至与输入端接合；d.由输入端带动输出端稳定运行时间不少于10S；e.停车；其接合次数500次、进油压力0.38Mpa和进回油温度40℃。
状态1、2结束后分别进行分解检查。
离合器进行接合性能的试验状态如下表
| 状态 | 输入端转速 | 输出端转速 | 接合次数 | 进油压力 | 进回油温度 |
| 1 | 1200r/min | 3000r/min | 500次 | 0.38Mpa | 40℃ |
| 2 | 3000r/min | 6800r/min | 500次 | 0.38Mpa | 40℃ |
试验三、润滑状态试验，通过控制润滑油不同的温度和压力状态，进行离合器工作状况的超越和接合试验，试验内容如下：
a.在离合器进行超越试验的状态1、2、3、4时，进油压力和进回油温度分别是0.25Mpa、40℃，0.25Mpa、60℃，0.45Mpa、40℃，0.45Mpa、60℃；状态1、2、3、4结束后分别进行分解检查，超越试验具体试验同试验1所示。
离合器在变化的润滑状态进行超越性能的试验状态如下表
| 状态 | 输入端转速 | 输出端转速 | 试验时间 | 进油压力 | 进回油温度 |
| 1 | 1200r/min | 6800r/min | 1h | 0.25Mpa | 40℃ |
| 2 | 1200r/min | 6800r/min | 1h | 0.25Mpa | 60℃ |
| 3 | 1200r/min | 6800r/min | 1h | 0.45Mpa | 40℃ |
| 4 | 1200r/min | 6800r/min | 1h | 0.45Mpa | 60℃ |
b.在离合器进行接合试验的状态1、2、3、4时，进油压力和进回油温度分别是0.25Mpa、40℃，0.25Mpa、60℃，0.45Mpa、40℃，0.45Mpa、60℃；状态1、2、3、4结束后分别进行分解检查；接合试验具体试验同试验2所示。
离合器在变化的润滑状态进行接合性能的试验状态如下表
| 状态 | 输入端转速 | 输出端转速 | 接合次数 | 进油压力 | 进回油温度 |
| 1 | 3000r/min | 6800r/min | 500次 | 0.25Mpa | 40℃ |
| 2 | 3000r/min | 6800r/min | 500次 | 0.25Mpa | 60℃ |
| 3 | 3000r/min | 6800r/min | 500次 | 0.45Mpa | 40℃ |
| 4 | 3000r/min | 6800r/min | 500次 | 0.45Mpa | 60℃ |
Claims (6)
1.一种斜撑式离合器超越、接合性能试验台，其特征在于：所述的试验台包括：试验主体(8)、电主轴(4)、试验润滑系统和控制系统；试验主体包括：主机腔体(1)、轴承座(6)和离合器的内、外套(2、3)；试验离合器(9)置于试验主体的离合器内、外套(2、3)之间，控制系统的转速控制系统是由工业计算机控制两个变频器分别驱动两个传动装置的电主轴(4a.b)，两个电主轴(4a.b)分别带动离合器内套(2)和离合器外套(3)旋转，所述离合器内、外套的轴分别穿过封闭的主机腔体(1)，通过轴承座(6)、联轴器(5)连接电主轴(4)，电主轴(4)电连接控制系统的变频器和计算机；主机腔体(1)通过油管(10)连通试验润滑系统，通过计算机控制试验润滑系统的充油温度和压力对试验离合器(9)进行超越、接合、润滑状态的性能试验。
2.根据权利要求1所述的斜撑式离合器超越、接合性能试验台，其特征在于：所述的控制系统包括：温度和压力控制系统、转速控制系统、电气控制系统、计算机监控系统；电气控制系统反馈的转速测量信号通过数据采集系统送入工业计算机，完成对离合器内、外套(2、3)旋转速度的实时控制；根据设计要求设定试验润滑状态参数、试验润滑油供回油的压力和温度信号，通过温度和压力控制系统测试的数据由数据采集系统送入工业计算机，电气控制系统根据工业计算机反馈的控制信号分别对试验温度和压力控制系统进行调节，从而达到系统设计的各项试验润滑状态参数要求。
3.根据权利要求1所述的斜撑式离合器超越、接合性能试验台，其特征在于：所述的试验润滑系统是一个加温充油润滑系统，包括：进油路和回油路；所述进油路由油箱(11)通过油泵(12)输出，经加热器(13)加热到试验温度，通过油管(10)连接主机腔体(1)的进油口(14)，所述回油路经主机腔体(1)的回油口(15)通过油管(10)连通油箱(11)；加温充油润滑系统内设置有控制主机腔体(1)内充油温度和压力的温度传感器(16)以及压力传感器(7)。
4.根据权利要求1所述的斜撑式离合器超越、接合性能试验台，其特征在于：试验主体呈桥式结构，其主机腔体(1)和轴承座(6)固定在试验台架上。
5.根据权利要求1所述的斜撑式离合器超越、接合性能试验台，其特征在于：主机腔体为封闭的腔体，其内设置有离合器的内、外套(2、3)，中部与内、外套(2、3)轴的接触设置有密封装置，下部设置有进油口(14)和回油口(15)。
6.一种斜撑式离合器超越、接合性能的试验方法：其特征在于：采用权利要求1所述的试验台，根据试验离合器(9)的使用环境，以及试验台主要技术参数：a、)输入端电主轴(4a)转速100-9000r/min；b、)输出端电主轴(4b)转速100-9000r/min，c、)输入端和输出端电主轴转速控制精度正负1％，d、)润滑油温度40-120度，润滑油压力0.2-0.5兆帕，设定试验技术指标，进行超越试验、接合试验和润滑状态试验；
1、)超越试验，设定离合器输出端转速高于输入端转速状态下运行的工作状况，通过控制输入端和输出端不同的转速差，考核离合器的超越性能；其试验步骤如下：
状态1时，a.输出端电主轴(4b)达到规定转速6800r/min；b.使输入端电主轴(4a)达到规定转速1200r/min后开始计时1h；c.每隔15分钟测量并记录进油压力0.38Mpa和进、回油温度40℃；
状态2时，a.输出端电主轴(4b)达到规定转速6800r/min；b.使输入端电主轴(4a)达到规定转速3000r/min后开始计时1h；c.每隔15分钟测量并记录进油压力0.38Mpa和进、回油温度40℃；
状态1、2结束后分别进行分解检查；
2、)接合试验，设定离合器输出端转速高于输入端转速状态下运行的工作状况，关闭输出端电主轴，使输出端转速自然衰减至与输入端接合，由输入端带动输出端稳定运行的工作状况，通过控制输入端和输出端不同的转速差，考核离合器的接合性能；其试验步骤如下：
状态1时，a.12秒内使输出端电主轴(4b)转速达到规定值3000r/min，稳定20秒；b.12秒内使输入端电主轴(4a)转速达到规定值1200r/min，稳定20秒；c.关闭输出端电主轴(4b)，让输出端转速自然衰减至与输入端接合；d.由输入端带动输出端稳定运行时间不少于10秒；e.停车；所述的接合次数为500次、进油压力0.38Mpa和进回油温度40℃；
状态2时，a.12秒内使输出端电主轴(4b)转速达到规定值6800r/min，稳定20秒；b.12秒内使输入端电主轴(4a)转速达到规定值3000r/min，稳定20秒；c.关闭输出端电主轴(4b)，让输出端转速自然衰减至与输入端接合；d.由输入端带动输出端稳定运行时间不少于10秒；e.停车；所述的接合次数为500次、进油压力0.38Mpa和进回油温度40℃；
状态1、2结束后分别进行分解检查；
3、)润滑状态试验，通过控制润滑油不同的温度和压力状态，进行离合器工作状况的超越和接合试验；其试验步骤如下：
a.在离合器进行超越试验的四种状态时，状态1输入端转速1200r/min，输出端转速6800r/min，试验时间1h，进油压力0.25Mpa，进回油温度40℃；状态2输入端转速1200r/min，输出端转速6800r/min，试验时间1h，进油压力0.25Mpa，进回油温度60℃；状态3输入端转速1200r/min，输出端转速6800r/min，试验时间1h，进油压力0.45Mpa进回油温度40℃；状态4输入端转速1200r/min，输出端转速6800r/min，试验时间1h，进油压力0.45Mpa进回油温度60℃；状态1、2、3、4结束后分别进行分解检查，
b.在离合器进行接合试验的四种状态时，状态1输入端转速3000r/min，输出端转速6800r/min，接合次数500次，进油压力0.25Mpa，进回油温度40℃；状态2输入端转速3000r/min，输出端转速6800r/min，接合次数500次，进油压力0.25Mpa，进回油温度60℃；状态3输入端转速3000r/min，输出端转速6800r/min，接合次数500次，进油压力0.45Mpa进回油温度40℃；状态4输入端转速3000r/min，输出端转速6800r/min，接合次数500次，进油压力0.45Mpa进回油温度60℃；状态1、2、3、4结束后分别进行分解检查。
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