CN101709751B - 液体粘性加载系统 - Google Patents
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Abstract
一种液体粘性加载系统，适用于施加各种转速下旋转轴上的负载力矩。它主要由液压控制系统和与液压控制系统相连的液体粘性加载装置构成；液压控制系统由电机、双联泵、电液比例溢流阀、电磁换向阀、过滤器、压力检测元件、压力表及油箱等组成；液体粘性加载装置由输入轴、活塞、外摩擦片、内摩擦片、复位弹簧、外壳、端盖、密封盖、密封组件等组成；利用摩擦片间油膜的粘性或剪切力传递动力，通过改变油膜的厚度调速加载力矩的大小，并通过电机带动双联泵与液体粘性加载装置相连接，形成润滑油通路，通过电磁换向阀、比例溢流阀等控制润滑油的压力和控制加载扭矩的大小；具有系统结构简单，加载平稳，使用寿命长，操作方便，效果好。
Description
技术领域
本发明涉及一种加载系统，尤其是一种适用于施加各种转速下旋转轴上负载力矩的液体粘性加载系统。
背景技术
常用的扭矩加载方法主要有：机械加载、液压加载、液力加载、电力加载、水力测功加载等，其主要特点如下：
(1)机械加载：在诸多机械加载方法中，以盘式制动的优点最为明显。盘式加载是通过制动盘与盘式制动器闸衬之间的摩擦，从而得到相应的制动力矩。盘式加载的优点是：结构紧凑、成本低、技术成熟、易于实现；主要缺点是：①制动盘则散热性能差；②制动盘线速度高时易打火，井下使用时存在防爆的问题。
(2)液压加载：液压加载是对液压泵采取节流或溢流措施，使之在一定压力下排油，从而对与它联接的带式输送机产生制动力矩。改变排油的流量和压力，便可对制动力矩进行调节。液压制动系统的主要缺点是：①该制动方式有着良好的低速性能，但仍需一套机械闸制动停车；②液压能转换的热能需要单独的冷却系统进行冷却；③控制阀较多，液压系统复杂，操作维护较困难。
(3)液力加载：液力加载的主体是液力制动器，其转子轴与带式输送机减速器的高速轴联接。输送机正常运转时，液力制动器工作腔内不充液，制动时向工作腔内连续充液，转子与定子通过工作液的相互作用，使转子的反力矩形成对带式输送机的制动力矩。液力制动系统的主要缺点是：①转速下降时制动力矩急剧下降，当降至工作转速的1/3时，制动基本失效，需用机械闸制动停车，因而会造成机械冲击和闸衬磨损；②制动时，传动介质吸收的能量转换成热量，需要一套冷却系统，且不适合用井下的硬质水；③制动时，偶合器内要立即充加传动介质，制动过程时间长；④制动系统操作、维护较困难。
(4)电力加载：电力加载装置主要包括电力测功机、电涡流测功机和磁粉加载器。电力加载具有运行平稳、易于控制、加载精度高等优点，特别是利用发电机作为加载装置，可以将机械能转化为电能并回馈给原动机，实现了能量的回收。但它属于能耗制动，其能耗高、散热问题不好解决，且加载需要的电控系统非常复杂，而且成本很高。
(5)水力测功加载：水力测功加载因其测试与控制精度、操作、使用寿命，动态响应时间等等诸多问题而逐渐被淘汰。
以上几种加载方法，都存在着加载不平稳、使用寿命短、操作不便、结构复杂的缺点，所以有必要对其进行改进。
发明内容
技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足，提供一种系统简单，加载平稳、使用寿命长、操作方便的液体粘性加载系统。
技术方案：本发明的液体粘性加载系统，由与电机相连的液压控制系统和与液压控制系统相连的液体粘性加载装置构成，液压控制系统包括与油箱相连通的双联泵，双联泵左泵输出端设有压力表和与油箱相连通的电液比例溢流阀，双联泵左泵经管路B与液体粘性加载装置的润滑油进口相连；双联泵右泵输出端分别设有压力表、压力检测元件和与油箱相连通的电液比例溢流阀，双联泵右泵输出管路上设有电磁换向阀，电磁换向阀经管路A与加载装置的通油孔相连；
液体粘性加载装置包括外壳，固定在外壳两端的左端盖和密封盖，密封盖上设有右端盖，左端盖和密封盖上设有输入轴，输入轴一端穿过密封盖和右端盖，输入轴靠左端盖一侧轴段开有与其润滑油进口相通的轴心孔和与轴心孔相通的多个径向孔，该轴段上设有相间叠放的外摩擦片与内摩擦片，外壳上设有经管路C连接油箱的润滑油出口，密封盖内侧设有与摩擦片相接触的带有凹槽的活塞，活塞的凹槽内设有与密封盖相贴合的复位弹簧，密封盖上有通油孔。
所述与油箱连接的双联泵入口处设有粗过滤器；所述双联泵右泵输出口设有精过滤器；所述的外摩擦片通过销轴固定；所述的内摩擦片与输入轴花键插接方式相连；所述润滑油出口与油箱相连的管路C上设有粗过滤器；所述的压力检测元件为压力传感器、压力变送器、压力继电器或电接点压力表。
有益效果：利用摩擦片间油膜的粘性或剪切力传递动力，通过改变油膜的厚度调节加载力矩的大小。工作过程中，摩擦片始终浸泡在冷却液中，产生的热量由冷却液带回油箱，不会出现打火现象，具有隔爆功能，且摩擦片靠油膜剪切力传递动力，不易损坏，使用寿命长；液压控制系统主要由两个电液比例溢流阀和一个电磁换向阀组成，液压元件少，故障率低，易于维护；电控系统简单，调节方便，通过精确控制电液比例溢流阀的压力，即可实现平稳加载的目的；本系统结构简单，加载平稳、使用寿命长、液压件少、操作维护方便，使用效果好，具有广泛的实用性。
附图说明
图1是本发明的液体粘性加载系统结构示意图。
图2是本发明的液体粘性加载装置结构图。
图1中：1.电机，2.精过滤器，3、8.电液比例溢流阀，4、13.压力表，5.压力检测元件，6.电磁换向阀，7.液体粘性加载装置9.双联齿轮泵，10、12.粗过滤器，11.油箱。
图2中：7-1.输入轴，7-2.润滑油进口，7-3.径向孔，7-4.外摩擦片，7-5.内摩擦片，7-6.销轴，7-7.外壳，7-8.润滑油出口，7-9.密封盖II，7-10.控制油口，7-11、7-13密封组件，7-12.右端盖，7-14.活塞，7-15.复位弹簧，7-16.左端盖。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：
图1所示，液体粘性加载系统主要由液压控制系统和液体粘性加载装置组成，液压控制系统的组成：电机1连接双联泵9，双联泵9入口通过过粗滤器12接油箱11，双联泵9左泵出口与电液比例溢流阀8和压力表13相连，通过管路B连接液体粘性加载装置7的润滑油进口7-2，液体粘性加载装置7的润滑油出口7-8通过管路C和粗过滤器10与油箱11相连，形成润滑通路；电液比例溢流阀8控制润滑油的压力，双联泵9右泵出口通过精过滤器2与电液比例溢流阀3和压力表4、压力检测元件5相连，然后通过电磁换向阀6、管路A与液体粘性加载装置7的控制油口7-10相连，电磁换向阀6断电时处于左阀位，此时系统处于加载状态，电液比例溢流阀3可以控制加载扭矩的大小，当电磁换向阀6通电时处于右阀位，系统处于卸载状态与油箱11连接的双联泵9入口处设有粗过滤器12。压力检测元件5为压力传感器、压力变送器、压力继电器或电接点压力表。
图2所示，液体粘性加载装置的组成：外壳7-7两端螺钉连接有左端盖7-16和密封盖7-9，密封盖7-9外侧端设有右端盖7-12，输入轴7-1经轴承分别设在左端盖7-16与密封盖7-9上，输入轴7-1由左端盖7-16内部起，穿过密封盖7-9和右端盖7-12，左端盖7-16上开有润滑油进油口7-2，外壳7-7上开有润滑油出油口7-8，经管路C连接油箱11；输入轴7-1靠左端盖7-16一侧轴段开有与其润滑油进口7-2相通的轴心孔和与轴心孔相通的多个径向孔7-3，该轴段上设有外摩擦片7-4与内摩擦片7-5，外摩擦片7-4与内摩擦片7-5相间叠放，外摩擦片7-4通过销轴7-6固定在左端盖7-16与密封盖7-9上，亦可通过与外壳7-7内壁凹槽相配合的形式固定。内摩擦片7-5与输入轴7-1之间花键连接，亦可与输入轴7-1之间滑槽相配合连接。密封盖7-9内侧设有与摩擦片相接触的带有凹槽的活塞7-14，活塞7-14的凹槽内设有与密封盖7-9相贴合的复位弹簧7-15，密封盖7-9上有通油孔7-10。
工作原理：通过电机1带动双联齿轮泵9，双联齿轮泵9左泵出口与电液比例溢流阀8和压力表13相连，而后经管路B连接到液体粘性加载装置的润滑油进口7-2，液体粘性加载装置的润滑油出口7-8通过管路C和粗过滤器10与油箱11相连，形成润滑油通路，靠比例阀控制控制润滑油的压力；双联齿轮泵9右泵出口通过精过滤器2与电液比例溢流阀3和压力表4、压力检测元件5相连，然后通过电磁换向阀6、管路A与液体粘性加载装置的控制油口7-9相连，控制加载的扭矩大小，实现平稳加载。
Claims (7)
1.一种液体粘性加载系统，其特征在于：它由与电机(1)相连的液压控制系统和与液压控制系统相连的液体粘性加载装置(7)构成；液压控制系统包括与油箱(11)相连通的双联泵(9)，双联泵(9)左泵输出端设有压力表(13)和与油箱(11)相连通的电液比例溢流阀(8)，双联泵(9)左泵经管路B与液体粘性加载装置(7)的润滑油进口(7-2)相连；双联泵(9)右泵输出端分别设有压力表(4)、压力检测元件(5)和与油箱(11)相连通的电液比例溢流阀(3)，双联泵(9)右泵输出管路上设有电磁换向阀(6)，电磁换向阀(6)经管路A与液体粘性加载装置(7)的通油孔(7-10)相连；
液体粘性加载装置(7)包括外壳(7-7)，分别固定在外壳(7-7)两端的左端盖(7-16)和密封盖(7-9)，密封盖(7-9)上设有右端盖(7-12)，左端盖(7-16)和密封盖(7-9)上设有输入轴(7-1)，输入轴(7-1)一端穿过密封盖(7-9)和右端盖(7-12)，输入轴(7-1)靠左端盖(7-16)一侧轴段开有与其润滑油进口(7-2)相通的轴心孔和与轴心孔相通的多个径向孔(7-3)，该轴段上设有相间叠放的外摩擦片(7-4)与内摩擦片(7-5)，外壳(7-7)上设有经管路C连接油箱(11)的润滑油出口(7-8)，密封盖(7-9)内侧设有与摩擦片相接触的带有凹槽的活塞(7-14)，活塞(7-14)的凹槽内设有与密封盖(7-9)相贴合的复位弹簧(7-15)，密封盖(7-9)上有通油孔(7-10)。
2.根据权利要求1所述的液体粘性加载系统，其特征在于：所述与油箱(11)连接的双联泵(9)入口处设有粗过滤器(12)。
3.根据权利要求1所述的液体粘性加载系统，其特征在于：所述双联泵(9)右泵输出口设有精过滤器(2)。
4.根据权利要求1所述的液体粘性加载系统，其特征在于：所述的外摩擦片(7-4)通过销轴(7-6)固定。
5.根据权利要求1所述的液体粘性加载系统，其特征在于：所述的内摩擦片(7-5)与输入轴(7-1)花键插接方式相连。
6.根据权利要求1所述的液体粘性加载系统，其特征在于：所述润滑油出口(7-8)与油箱(11)相连的管路C上设有粗过滤器(10)。
7.根据权利要求1所述的液体粘性加载系统，其特征在于：所述的压力检测元件(5)为压力传感器、压力变送器、或压力继电器。
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