CN104198170A - 前摆心喷管负载模拟摩擦加载装置 - Google Patents

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本发明属于一种摩擦加载装置，具体公开一种前摆心喷管负载模拟摩擦加载装置，该装置包括摩擦加载液压系统和摩擦加载机构；摩擦加载液压系统包括油源、高压球阀、高压过滤器、比例减压阀、电磁换向阀；油源的出油口与高压球阀的一端通过管路连通，高压球阀的另一端与高压过滤器的一端通过管路连通，高压过滤器的另一端与比例减压阀的一端通过管路连通，比例减压阀的另一端与电磁换向阀的一端通过管路连通；电磁换向阀的另一端与摩擦加载机构的输入端连通；摩擦加载机构包括外筒、支撑筒、摩擦盘、后端盖、轴承、液压缸、固定摩擦组件、活动摩擦组件、转轴。本发明的装置能模拟前摆心喷管摩擦负载特性，摩擦力矩加载精度高、加载稳定性好。

Description

前摆心喷管负载模拟摩擦加载装置
技术领域
本发明属于一种摩擦加载装置，具体涉及一种前摆心喷管负载模拟摩擦加载装置。
背景技术
前摆心喷管与后摆心喷管伺服系统特性相比较，结构刚度大约为6.476×106N/m，等效质量为336.6kg；后摆心喷管伺服系统，其结构刚度为1.0×107N/m，等效质量192.7kg。从分析结果看，前摆心喷管伺服系统的谐振频率较后摆心喷管有较大幅度降低，由220rad/s降低至140rad/s；而谐振峰值较高，由1.5dB提高到3dB；前摆心喷管伺服系统较后摆心喷管伺服系统的相位滞后明显增加，以系统特征角频率点ω＝20rad/s为例，系统的相位由-23°下降到-39°。可见，前摆心喷管伺服系统的动态品质相对后摆心喷管伺服系统而言，有较大程度的降低。在弹性力矩、惯性力矩、摩擦力矩三种负载中，摩擦力矩对伺服系统动态性能的影响最大。
为了模拟前摆心喷管的特点，除了增加刚度调整装置外，还对摩擦力矩加载精度和加载稳定性提出了很高的要求。这样给负载模拟系统的设计带来很大困难。现有使用开环加载技术的负载台，其摩擦力矩加载精度不高，或者加载稳定性差，工作时出现爬行现象，无法模拟前摆心喷管负载特性。使用被动液压加载技术的负载台虽然加载精度较高，但伺服机构在暂态特性等动态测试时，无法精确加载摩擦力矩。
发明内容
本发明的目的在于提供一种前摆心喷管负载模拟摩擦加载装置，该装置能模拟前摆心喷管摩擦负载特性，摩擦力矩加载精度高、加载稳定性好。
实现本发明目的的技术方案：一种前摆心喷管负载模拟摩擦加载装置，该装置包括摩擦加载液压系统、与摩擦加载液压系统连通的摩擦加载机构。
所述的摩擦加载液压系统包括油源、高压球阀、高压过滤器、比例减压阀、电磁换向阀，油源的出油口与高压球阀的一端通过管路连通，高压球阀的另一端与高压过滤器的一端通过管路连通，高压过滤器的另一端与比例减压阀的一端通过管路连通，比例减压阀的另一端与电磁换向阀的一端通过管路连通；电磁换向阀的另一端与摩擦加载机构的输入端连通。
所述的摩擦加载液压系统还包括回油软管、低压球阀，回油软管的一端与磁换向阀的第三端连通，回油软管的另一端与油源的回油口连通；回油软管上设有低压球阀。
所述的比例减压阀与电磁换向阀之间的管路上设有压力表。
所述的比例减压阀与电磁换向阀之间的管路上设有压力传感器。
所述的摩擦加载机构包括外筒、支撑筒、摩擦盘、后端盖、轴承、液压缸、固定摩擦组件、活动摩擦组件、转轴；外筒的一端与支撑筒的一端、固定摩擦组件的一端连接；外筒的另一端与后端盖的一端连接；摩擦盘位于支撑筒、后端盖内，摩擦盘与后端盖之间设有活动摩擦组件；转轴插在支撑筒、摩擦盘、后端盖中心内，转轴与支撑筒、后端盖之间设有均轴承；后端盖沿周向均匀开有多个通孔，每个通孔内各嵌有一个液压缸，液压缸的进油口与电磁换向阀的另一端连通。
所述的每个液压缸的活塞均各自插在后端盖的一个通孔内；所述的每个活塞与后端盖之间均嵌有内套。
所述的活动摩擦组件由粘接为一体的活动摩擦块、活动摩擦片组成，活动摩擦片与摩擦盘贴合，活动摩擦块与后端盖贴合。
所述的固定摩擦组件由粘接为一体的固定摩擦块、固定摩擦片组成，固定摩擦片与摩擦盘贴合，固定摩擦块与支撑筒贴合。
所述的摩擦加载机构还包括套在转轴外的端盖和轴承套；端盖且位于后端盖的后端、且将轴承压在转轴与后端盖之间；轴承套位于支撑筒内、且将轴承压在转轴与支撑筒之间。
本发明的有益技术效果在于：(1)摩擦加载装置液压系统采用开环压力控制，用比例减压阀控制压力，满足加载精度的同时，液压系统能量消耗少，设备几乎无噪音。(2)摩擦加载装置摩擦系数稳定，从而保证开环压力控制条件下，摩擦力矩加载精度良好。(3)负载台在伺服机构做动态性能试验转轴正反换向时，摩擦力矩换向调节时间短。(4)摩擦力矩在很宽的调节范围内(从0到4000N.m)，摩擦块与摩擦盘之间基本没有爬行现象，加载稳定性好。(5)摩擦力矩加载值与油压基本成线性关系，给负载台力矩标定带来很大方便。
附图说明
图1为本发明所提供的一种前摆心喷管负载模拟摩擦加载装置的结构示意图；
图2为本发明所提供的摩擦加载液压系统的结构示意图；
图3为本发明所提供的摩擦加载机构的结构示意图。
图中：1.摩擦加载液压系统，101.油源，102.油软管，103.回油软管，104.高压球阀，105.低压球阀，106.高压过滤器，107.比例减压阀，108.压力表开关，109.压力表，110.电磁换向阀；
2.摩擦加载机构，201.外筒，202.螺钉，203.弹垫，204.支撑筒，205.摩擦盘，206.活动摩擦块，207.后端盖，208.内套，209.活塞，210.轴承，211.端盖，212.液压缸，213.固定摩擦块，214.轴承套，215.转轴，216.活动摩擦片，217.固定摩擦片。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明所提供的一种前摆心喷管负载模拟摩擦加载装置包括摩擦加载液压系统1、与摩擦加载液压系统1连通的摩擦加载机构2。摩擦加载液压系统1为摩擦加载机构2提供液压动力。
如图2所示，摩擦加载液压系统1由油源101、油软管102、回油软管103、高压球阀104、低压球阀105、高压过滤器106、比例减压阀107、压力表开关108、压力表109、电磁换向阀110组成。油源101的出油口通过油软管102与高压球阀104的输入端连通，高压球阀104的输出端通过油软管102与高压过滤器106的输入端连通，高压过滤器106的输出端通过油软管102与比例减压阀107的输入端连通，比例减压阀107的输出端通过油软管102与电磁换向阀110的输入端连通。电磁换向阀110与比例减压阀107之间的油软管102上设有压力表开关108和压力表109，压力表开关108的入口端与油软管102连通，压力表开关108的出口端与压力表109的输入端连通。电磁换向阀110的输出端通过油软管102与摩擦加载机构2的四个液压缸212的进油口连通。电磁换向阀110的反馈端通过回油软管103与低压球阀105的输入端连通，低压球阀105的输出端通过回油软管103与油源101的回油口连通。
如图3所示，摩擦加载机构2由外筒201、螺钉202、弹垫203、支撑筒204、摩擦盘205、活动摩擦块206、后端盖207、内套208、活塞209、轴承210、端盖211、液压缸212、固定摩擦块213、轴承套214、转轴215、活动摩擦片216、固定摩擦片217组成。圆柱形外筒201的后端通过螺钉202、弹垫203与圆柱形支撑筒204的前端固定连接；支撑筒204的后端通过螺钉与圆柱形后端盖207的前端固定连接。摩擦盘205为后端设有圆柱形凸台的圆盘，摩擦盘205的本体嵌套在支撑筒204内，摩擦盘205的圆柱形凸台后端套在后端盖207内；摩擦盘205与支撑筒204、后端盖207之间均留有间隙。摩擦盘205的本体的前端面与支撑筒204的前端之间设有圆环形固定摩擦块213、圆环形固定摩擦片217；固定摩擦块213与固定摩擦片217粘接成一体，固定摩擦块213与支撑筒204的前端、外筒201的后端之间通过螺钉202、弹垫203固定连接，固定摩擦片217的后端面与摩擦盘205的前端面贴合。摩擦盘205的本体的后端面与后端盖207的前端面之间设有圆环形活动摩擦块206、圆环形活动摩擦片216；活动摩擦片216与活动摩擦块206粘接成一体，活动摩擦片216的前端面与摩擦盘205的后端面贴合，活动摩擦块206的后端面与后端盖207的前端面贴合。转轴215插在支撑筒204、摩擦盘205、后端盖207的中心内；转轴215与摩擦盘205之间通过键连接；转轴215与支撑筒204之间、转轴215与后端盖207之间各设有一个轴承210；端盖211将轴承210压在转轴215与后端盖207之间，端盖211与后端盖207之间通过螺钉固定连接；轴承套214将轴承210压在转轴215与支撑筒204之间。后端盖207沿周向均匀开有四个圆柱形通孔，每个通孔内各嵌有一个内套208。四个液压缸212的活塞209均各自插在一个内套208内。活动摩擦块206的后端面与活塞209的前端面过盈配合连接。
本发明所提供的一种前摆心喷管负载模拟摩擦加载装置的工作原理如下：如图1所示，由摩擦加载液压系统1的油源101产生的液压油液经过进油软管102、高压球阀104，通过高压过滤器106过滤后，经过比例减压阀107减压调节到需要的压力，由电磁换向阀110接通或断开油液与四个液压缸212的油路，从而实现给四个液压缸212的压力控制。电磁换向阀110的少量泄露油液经低压球阀105、回油软管103流回油源101。如图2所示，通过摩擦加载液压系统1输出的液压油控制四个液压缸212的压力，四个液压缸212分别施加正压力给活塞209，使得活塞209压紧活动摩擦片216、活动摩擦块206、摩擦盘205、固定摩擦块213、固定摩擦片217，从而使活动摩擦片216固定摩擦片21压紧摩擦盘205，从而实现摩擦力矩的加载。
压力表开关108、压力表109用于观察、测量油压，油压的测量也可以采用压力传感器测量。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。

Claims (10)

1.一种前摆心喷管负载模拟摩擦加载装置，其特征在于：该装置包括摩擦加载液压系统(1)、与摩擦加载液压系统(1)连通的摩擦加载机构(2)。
2.根据权利要求1所述的一种前摆心喷管负载模拟摩擦加载装置，其特征在于：所述的摩擦加载液压系统(1)包括油源(101)、高压球阀(104)、高压过滤器(106)、比例减压阀(107)、电磁换向阀(110)，油源(101)的出油口与高压球阀(104)的一端通过管路连通，高压球阀(104)的另一端与高压过滤器(106)的一端通过管路连通，高压过滤器(106)的另一端与比例减压阀(107)的一端通过管路连通，比例减压阀(107)的另一端与电磁换向阀(110)的一端通过管路连通；电磁换向阀(110)的另一端与摩擦加载机构(2)的输入端连通。
3.根据权利要求2所述的一种前摆心喷管负载模拟摩擦加载装置，其特征在于：所述的摩擦加载液压系统(1)还包括回油软管(103)、低压球阀(105)，回油软管(103)的一端与磁换向阀(110)的第三端连通，回油软管(103)的另一端与油源(101)的回油口连通；回油软管(103)上设有低压球阀(105)。
4.根据权利要求4所述的一种前摆心喷管负载模拟摩擦加载装置，其特征在于：所述的比例减压阀(107)与电磁换向阀(110)之间的管路上设有压力表(109)。
5.根据权利要求4所述的一种前摆心喷管负载模拟摩擦加载装置，其特征在于：所述的比例减压阀(107)与电磁换向阀(110)之间的管路上设有压力传感器。
6.根据权利要求1至5中任一所述的一种前摆心喷管负载模拟摩擦加载装置，其特征在于：所述的摩擦加载机构(2)包括外筒(201)、支撑筒(204)、摩擦盘(205)、后端盖(207)、轴承(210)、液压缸(212)、固定摩擦组件、活动摩擦组件、转轴(215)；外筒(201)的一端与支撑筒(204)的一端、固定摩擦组件的一端连接；外筒(201)的另一端与后端盖(207)的一端连接；摩擦盘(205)位于支撑筒(204)、后端盖(207)内，摩擦盘(205)与后端盖(207)之间设有活动摩擦组件；转轴(215)插在支撑筒(204)、摩擦盘(205)、后端盖(207)中心内，转轴(215)与支撑筒(204)、后端盖(207)之间设有均轴承(210)；后端盖(207)沿周向均匀开有多个通孔，每个通孔内各嵌有一个液压缸(212)，液压缸(212)的进油口与电磁换向阀(110)的另一端连通。
7.根据权利要求5所述的一种前摆心喷管负载模拟摩擦加载装置，其特征在于：所述的每个液压缸(212)的活塞(209)均各自插在后端盖(207)的一个通孔内；所述的每个活塞(209)与后端盖(207)之间均嵌有内套(208)。
8.根据权利要求7所述的一种前摆心喷管负载模拟摩擦加载装置，其特征在于：所述的活动摩擦组件由粘接为一体的活动摩擦块(206)、活动摩擦片(216)组成，活动摩擦片(216)与摩擦盘(205)贴合，活动摩擦块(206)与后端盖(207)贴合。
9.根据权利要求8所述的一种前摆心喷管负载模拟摩擦加载装置，其特征在于：所述的固定摩擦组件由粘接为一体的固定摩擦块(213)、固定摩擦片(217)组成，固定摩擦片(217)与摩擦盘(205)贴合，固定摩擦块(213)与支撑筒(204)贴合。
10.根据权利要求9所述的一种前摆心喷管负载模拟摩擦加载装置，其特征在于：所述的摩擦加载机构(2)还包括套在转轴(215)外的端盖(211)和轴承套(214)；端盖(211)且位于后端盖(207)的后端、且将轴承(210)压在转轴(215)与后端盖(207)之间；轴承套(214)位于支撑筒(204)内、且将轴承(210)压在转轴(215)与支撑筒(204)之间。
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