CN103528737A - 一种工程装备大扭矩及超大扭矩测试系统 - Google Patents

一种工程装备大扭矩及超大扭矩测试系统 Download PDF

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Abstract

一种工程装备大扭矩及超大扭矩测试系统，包括摩擦盘、摩擦片和测力盘，所述摩擦盘上固定有与钻杆连接的固定件，所述测力盘和摩擦盘同轴安装并且所述测力盘和摩擦盘不直接接触，所述摩擦盘由与所述固定件连接的钻杆带动旋转，所述测力盘单独旋转，所述测力盘上安装有至少一个加压装置将所述摩擦盘和所述测力盘压紧，所述摩擦盘和所述测力盘之间、所述加压装置和摩擦盘之间安装有摩擦片，所述测力盘上设有至少一个测力盘伸出端，所述测力盘伸出端设置在测力装置内并且通过定点传动球与所述测力装置的测力端连接，本发明不但可以直接测试静态扭矩最大值，还可以直接测试动态扭矩值，以利产品系统参数调试，出厂试验及设计鉴定。

Description

一种工程装备大扭矩及超大扭矩测试系统
技术领域
本发明涉及一种工程装备大扭矩及超大扭矩测试系统。
背景技术
目前，大型及超大型工程装备（如旋挖钻机）动力头输出扭矩因为值非常大（可达400kN.m～500kN.m）,业界对其输出扭矩还没有直接的可行的测试方法，基本是参照GB21582-2008，通过间接测试动力头压力、流量及输出轴速度，再用公式T=P*Q*η/(6.28*n0)计算出扭矩。这是一种近似测试方法，累计误差较大，而且当n0为零时，静态扭矩最大值是计算不出来的，需要重新考虑别的测试方法，这给产品设计开发、产品出厂调试及产品应用都带来了极大困扰。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种不但可以直接测试静态扭矩最大值，还可以直接测试动态扭矩值，以利产品系统参数调试，出厂试验及设计鉴定的工程装备大扭矩及超大扭矩测试系统。
本发明通过以下技术方案实现上述目的：
一种工程装备大扭矩及超大扭矩测试系统，包括摩擦盘、摩擦片和测力盘，所述摩擦盘上固定有与钻杆连接的固定件，所述测力盘和摩擦盘同轴安装并且所述测力盘和摩擦盘不直接接触，所述摩擦盘由与所述固定件连接的钻杆带动旋转，所述测力盘单独旋转，所述测力盘上安装有至少一个加压装置将所述摩擦盘和所述测力盘压紧，所述摩擦盘和所述测力盘之间、所述加压装置和摩擦盘之间安装有摩擦片，所述测力盘上设有至少一个测力盘伸出端，所述测力盘伸出端设置在测力装置内并且通过定点传动球与所述测力装置的测力端连接。
所述加压装置包括加压柱塞缸和C形支架，所述加压柱塞缸的工作端上安装有上摩擦片，所述加压柱塞缸安装在所述C形支架的一端，所述C形支架的另一端安装在所述测力盘上。
所述测力盘上安装有下摩擦片。
所述测力装置包括设置在测力盘旋转径向上两个测力柱塞缸，所述测力盘伸出端设置在两个测力柱塞缸的测力端之间，所述测力盘伸出端通过定点传动球与两个测力柱塞缸的测力端连接。
所述测力盘上安装有多个加压装置，并且所述加压装置在所述测力盘上均匀设置。
所述测力盘上设有多个测力盘伸出端和测力装置，并且所述测力盘伸出端和测力装置在所述测力盘上对称设置。
所述摩擦盘与测力盘采用悬浮式安装，所述摩擦盘通过无内圈挡边双列圆柱滚子轴承安装在联接轴上。
由于采用上述结构，本发明具有如下优点：
1、本装置通过调节摩擦片与摩擦盘的摩擦力，进而匹配动力头输出扭矩，再通过测力柱塞缸的压力传感器直接测得此压力，实现大扭矩及超大扭矩的动态测试及静态最大扭矩测试，采用这种方式不仅能测量静止时的扭矩，而且能测量动态扭矩，测力柱塞缸与测力盘伸出端之间采用定点传力球来传动测力盘传来扭矩值，由于定点传力球通过点对点传动，从而防止其它方向力的干扰，使得测得的扭矩值准确，误差小。
2、本装置的上摩擦片安装在加压柱塞缸上，并且通过C形支架将安装了摩擦片的加压柱塞缸通过止动销固定在摩擦盘上，下摩擦片也固定在摩擦盘上，由于摩擦片在测试过程中，在经过一段时间后会出现磨损，因此当摩擦片出现磨损需要更换时，只需要将C形支架整体拆卸，再对进行上、下摩擦片的更换，从而方便对摩擦片的快速装拆。
3、本装置摩擦盘与测力盘采用悬浮式设计，中间联接轴的轴承选用无内圈挡边双列圆柱滚子轴承，由于摩擦盘与钻头配合孔为一体设计，从而方便摩擦盘整体轴向装配及拆卸，来适应不同规格的钻杆。
附图说明
图1是本发明的整体结构的剖视图；
图2是本发明的俯视图；
图3是图2A-A处的剖视图；
图4是本发明的加压装置结构示意图；
图5是本发明测力盘下方的抽屉形槽结构示意图。
附图1-5中，1、C形支架；2、止动销拆卸窗口；3、加压柱塞缸；4、摩擦片；5、止动销；6、内六角螺塞；7、钻头配合方孔；8、无内圈挡边双列圆柱滚子轴承；9、轴承；10、承力环；11、摩擦盘；12、压板；13、测力盘；14、底座盘；15、定点传力钢球；16、测力盘伸出端；17、测力柱塞缸。
具体实施方式
下面结合附图，进一步详细说明本专利的具体实施方式。
如图1、2、3所示，一种工程装备大扭矩及超大扭矩测试系统，包括C形支架1、止动销拆卸窗口2、加压柱塞缸3、摩擦片4（本例中摩擦片包括上摩擦片和下摩擦片）、止动销5、内六角螺塞6、钻头配合方孔7、无内圈挡边双列圆柱滚子轴承8、轴承9、承力环10、摩擦盘11、压板12、测力盘13、底座盘14、定点传力球15、测力盘伸出端16、测力柱塞缸17，固定在摩擦盘11上的固定件为钻头配合方孔7，方便与钻杆连接，所述测力盘13和摩擦盘11同轴安装并且所述测力盘13和摩擦盘11不直接接触，所述摩擦盘11与测力盘13采用悬浮式设计，所述摩擦盘11通过无内圈挡边双列圆柱滚子轴承8安装在联接轴上，所述测力盘13通过轴承9也安装在联接轴上，从而所述摩擦盘11由与钻头配合方孔7连接的钻杆带动旋转，所述测力盘13单独旋转，联接轴安装在底座盘14上，所述测力盘13上安装有六个加压装置将所述摩擦盘11和所述测力盘13压紧，加压装置在所述测力盘上均匀设置，加压装置包括加压柱塞缸3和C形支架1，所述加压柱塞缸3的工作端上安装有上摩擦片，所述加压柱塞缸3安装在所述C形支架1的一端，所述C形支架1的另一端安装在所述测力盘13上，所述摩擦盘和所述测力盘之间安装有下摩擦片，所述下摩擦片安装在测力盘上，测力盘通过凹槽或者固定件将下摩擦片固定，所述测力盘上设有两个对称设置的测力盘伸出端16，每个所述测力盘伸出端16分别设置在一个测力装置内并且通过定点传动球与所述测力装置的测力端连接,所述测力装置包括设置在测力盘旋转径向上两个测力柱塞缸17，所述测力盘伸出端16设置在两个测力柱塞缸17的测力端之间，所述测力盘伸出端16通过定点传动球15与两个测力柱塞缸17的测力端连接,定点传力球15为钢球。
工作时，旋挖等工程装备动力头输出扭矩经过钻头配合方孔7传递给摩擦盘11，与摩擦盘11摩擦的摩擦片4在加压柱塞缸3施加的压力下，产生一定的摩擦力，这个摩擦力通过摩擦盘与上下两侧摩擦片全部传递给测力盘13因为上摩擦片与C形支架1通过外轮廓配合固定，而C形支架1又与测力盘13通过槽结构配合固定，测力盘13通过测力盘伸出端16与定点传力球15传递正压力，而定点传力球15则会通过测力柱塞缸17的压力传感器测出此压力，进而得到最终的扭矩值。当装备启动，加压柱塞缸3施加动态正压力，摩擦盘11与摩擦片4摩擦产生的摩擦力，产生的力矩还能让摩擦盘11正常转动，则测力柱塞缸17测得的数据即是动态输出扭矩；当加压柱塞缸3施加的正压力足够大，让摩擦盘11停止或不能转动时，则测力柱塞缸17测得的数据即是动力头静态最大输出扭矩。
由于摩擦片4经过一段时间运行后，会出现磨损，因此考虑拆卸更换。如图4所示：本发明采用模块化设计，装配时，先将摩擦片4上侧与加压柱塞缸3用螺钉联接，再将此摩擦片4与加压柱塞缸3形成的组件与C形支架1用螺钉紧固，整体组件，将此整体组件与测力盘13连接，连接的方式如图5所示，在测力盘下方设置有抽屉形槽，C形支架1沿测力盘下方抽屉形槽装入，然后通过底座盘14上的止动销拆卸窗口2将止动销5插入C形支架1与测力盘13的定位孔内进行径向固定定位，再在止动销5下方拧入内六角螺塞6即可，拆卸时，反之即可。
本发明并不局限于以上所述的实施方式，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡在本发明申请专利范围内所做的任何均等变化或修饰，皆应属于本发明专利的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种工程装备大扭矩及超大扭矩测试系统，其特征在于：包括摩擦盘、摩擦片和测力盘，所述摩擦盘上固定有与钻杆连接的固定件，所述测力盘和摩擦盘同轴安装并且所述测力盘和摩擦盘不直接接触，所述摩擦盘由与所述固定件连接的钻杆带动旋转，所述测力盘单独旋转，所述测力盘上安装有至少一个加压装置将所述摩擦盘和所述测力盘压紧，所述摩擦盘和所述测力盘之间、所述加压装置和摩擦盘之间安装有摩擦片，所述测力盘上设有至少一个测力盘伸出端，所述测力盘伸出端设置在测力装置内并且通过定点传动球与所述测力装置的测力端连接。
2.根据权利要求1所述的工程装备大扭矩及超大扭矩测试系统，其特征在于：所述加压装置包括加压柱塞缸和C形支架，所述加压柱塞缸的工作端上安装有上摩擦片，所述加压柱塞缸安装在所述C形支架的一端，所述C形支架的另一端安装在所述测力盘上。
3.根据权利要求1或2所述的工程装备大扭矩及超大扭矩测试系统，其特征在于：所述测力盘上安装有下摩擦片。
4.根据权利要求1或2所述的工程装备大扭矩及超大扭矩测试系统，其特征在于：所述测力装置包括设置在测力盘旋转径向上两个测力柱塞缸，所述测力盘伸出端设置在两个测力柱塞缸的测力端之间，所述测力盘伸出端通过定点传动球与两个测力柱塞缸的测力端连接。
5.根据权利要求1所述的工程装备大扭矩及超大扭矩测试系统，其特征在于：所述测力盘上安装有多个加压装置，并且所述加压装置在所述测力盘上均匀设置。
6.根据权利要求1所述的工程装备大扭矩及超大扭矩测试系统，其特征在于：所述测力盘上设有多个测力盘伸出端和测力装置，并且所述测力盘伸出端和测力装置在所述测力盘上对称设置。
7.根据权利要求1所述的工程装备大扭矩及超大扭矩测试系统，其特征在于：所述摩擦盘与测力盘采用悬浮式安装，所述摩擦盘通过无内圈挡边双列圆柱滚子轴承安装在联接轴上。
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