CN111006868A - 一种大范围可调模拟负载装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大范围可调模拟负载装置包括：负载机架、自动加载装置、机械传动装置和限位装置；自动加载装置、机械传动装置和限位装置通过负载机架安装固定；自动加载装置安装在负载机架内；机械传动装置设置在负载机架的水平中心轴线位置处，贯穿负载机架和自动加载装置；机械传动装置上设置有限位装置，以限制机械传动装置的运动路径。所述大范围可调模拟负载装置具有大范围可调、快响应、自动加载等特点。

Description

一种大范围可调模拟负载装置
技术领域
本发明涉及模拟负载装置技术领域，特别是一种大范围可调模拟负载装置。
背景技术
发动机作为动力系统的核心部分，需具备工作可靠、响应快速、高控制精度等特点，而阀门装置以其轻小型、快响应、高可靠性等特点，在发动机的执行机构中得以广泛应用。
实际应用中，阀门装置的控制系统尤为关键，其控制特性的优劣决定着燃气阀门装置能否依照设定的时序准确执行。当前阀门装置的常规控制调试过程遵循在无负载环境-冷气环境-实际环境下的顺序下开展，过程中不断调整或改进控制系统，直至其满足实际需求为止，使得阀门装置及其对应的控制系统在实际应用中可依照设定的时序准确执行。整体过程中存在冷气反复充压、长周期、高成本等条件的局限性和复杂性，减缓了控制系统的调试、改进过程，延长了阀门装置的研制周期，无法实现阀门装置满足实际需求的快速应用。
可见，现有的常规阀门装置调试过程需经过无负载环境、冷气环境，最终应用在实际环境中，过程周期长、成本高。为了进一步地缩短阀门的研制周期、加快控制系统的调试过程，在保证阀门工作可靠性和控制准确性的前提下，亟需开发一套模拟负载装置，可依照实际工况，自动提供所需负载，代替实际负载环境进行实物研究。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种大范围可调模拟负载装置，具有大范围可调、快响应、自动加载等优点，适用于阀门调试。
本发明的技术解决方案是：
本发明公开了一种大范围可调模拟负载装置，其特征在于，包括：负载机架、自动加载装置、机械传动装置和限位装置；
自动加载装置、机械传动装置和限位装置通过负载机架安装固定；自动加载装置安装在负载机架内；机械传动装置设置在负载机架的水平中心轴线位置处，贯穿负载机架和自动加载装置；机械传动装置上设置有限位装置，以限制机械传动装置的运动路径。
可选地，负载机架包括：左端负载机架、右端负载机架和压板；
左端负载机架和右端负载机架分别竖直设置在试验台架上，与试验台架固联；压板设置在左端负载机架和右端负载机架之间，分别与左端负载机架和右端负载机架连接。
可选地，压板竖直中心轴线位置处设置有通孔A，通孔A内布置有受力元件，受力元件可在通孔A内自由移动；其中，受力元件水平中心轴线位置处设置有通孔B。
可选地，左端负载机架水平中心轴线位置处设置有中心孔A，内侧壁面上设置有圆凹槽A；右端负载机架水平中心轴线位置处设置有中心孔B，内侧壁面上设置有圆凹槽B，中心孔B内设置有法兰轴套；压板靠近左端负载机架的一侧设置有圆凹槽C，靠近右端负载机架的一侧设置有圆凹槽D。
可选地，自动加载装置包括：第一永磁体和第二永磁体；
第一永磁体的左端面与左端负载机架上的圆凹槽A的内型面相贴合，第一永磁体的右端面与压板上的圆凹槽C的内型面相贴合；第二永磁体的左端面与压板上的圆凹槽D的内型面相贴合，第二永磁体的右端面与右端负载机架上的圆凹槽B的内型面相贴合；压板与左端负载机架和右端负载机架配合，实现对第一永磁体和第二永磁体的压紧。
可选地，机械传动装置包括：左侧导向杆件和右侧导向杆件；
左侧导向杆件和右侧导向杆件穿过受力元件上的通孔B，与受力元件固联在一起；左侧导向杆件通过左端负载机架上的中心孔A与左端负载机架连接；右侧导向杆件通过右端负载机架上的中心孔B与右端负载机架连接，并通过设置在中心孔B内的法兰轴套实现导向。
可选地，限位装置包括：限位块和限位垫片；
限位块与右侧导向杆件固联在一起；限位垫片分别设置在法兰轴套左右两侧，实现左右两侧的限位。
可选地，还包括：拉杆、杠杆、机架和阀门驱动机构；
阀门驱动机构与左侧导向杆件连接，带动左侧导向杆件左右移动，进而带动与左侧导向杆件固连的受力元件和右侧导向杆件左右移动；拉杆与限位块通过螺纹连接，杠杆与机架通过支点销轴连接，杠杆末端插入到拉杆中心销上。
可选地，左端负载机架上的中心孔A、右端负载机架上的中心孔B以及受力元件上的通孔B，三者同轴。
可选地，限位垫片采用304不锈钢材料。
本发明与现有技术相比的优点在于：
本发明解决了长周期、高成本的阀门调试问题，具有大范围可调、快响应、自动加载等优点。
附图说明
图1为本发明一种大范围可调模拟负载装置的内部结构剖视图；
图2为本发明一种大范围可调模拟负载装置的整体结构示意图。
具体实施方式
实施例1
参照图1，为本发明一种大范围可调模拟负载装置的内部结构剖视图。本发明公开了一种大范围可调模拟负载装置包括：负载机架、自动加载装置、机械传动装置和限位装置。自动加载装置、机械传动装置和限位装置通过负载机架安装固定；自动加载装置安装在负载机架内；机械传动装置设置在负载机架的水平中心轴线位置处，贯穿负载机架和自动加载装置；机械传动装置上设置有限位装置，以限制机械传动装置的运动路径。
在本实施例中，负载机架包括：左端负载机架1、右端负载机架2和压板3。左端负载机架1和右端负载机架2分别竖直设置在试验台架上，与试验台架固联；压板3设置在左端负载机架1和右端负载机架2之间，分别与左端负载机架1和右端负载机架2连接。
优选的，压板3竖直中心轴线位置处设置有通孔A，通孔A内布置有受力元件6，受力元件6可在通孔A内自由移动；其中，受力元件6水平中心轴线位置处设置有通孔B。左端负载机架1水平中心轴线位置处设置有中心孔A，内侧壁面上设置有圆凹槽A；右端负载机架2水平中心轴线位置处设置有中心孔B，内侧壁面上设置有圆凹槽B，中心孔B内设置有法兰轴套9；压板3靠近左端负载机架1的一侧设置有圆凹槽C，靠近右端负载机架2的一侧设置有圆凹槽D。其中，各圆凹槽的深度可根据实际需要调整，进而实现第一永磁体与第二永磁体距离的调整。
在本实施例中，自动加载装置包括：第一永磁体4和第二永磁体5。第一永磁体4的左端面与左端负载机架1上的圆凹槽A的内型面相贴合，第一永磁体4的右端面与压板3上的圆凹槽C的内型面相贴合；第二永磁体5的左端面与压板3上的圆凹槽D的内型面相贴合，第二永磁体5的右端面与右端负载机架2上的圆凹槽B的内型面相贴合；压板3与左端负载机架1和右端负载机架2配合，实现对第一永磁体4和第二永磁体5的压紧。
在本实施例中，机械传动装置包括：左侧导向杆件7和右侧导向杆件8。左侧导向杆件7和右侧导向杆件8穿过受力元件6上的通孔B，与受力元件6固联在一起；左侧导向杆件7通过左端负载机架1上的中心孔A与左端负载机架1连接；右侧导向杆件8通过右端负载机架2上的中心孔B与右端负载机架2连接，并通过设置在中心孔B内的法兰轴套9实现导向。
在本实施例中，限位装置包括：限位块10和限位垫片11。限位块10与右侧导向杆件8固联在一起；限位垫片11分别设置在法兰轴套9左右两侧，实现左右两侧的限位。
在本实施例中，参照图2，为本发明一种大范围可调模拟负载装置的整体结构示意图。所述大范围可调模拟负载装置还包括：拉杆12、杠杆13、机架14和阀门驱动机构15。阀门驱动机构15与左侧导向杆件7连接，带动左侧导向杆件7左右移动，进而带动与左侧导向杆件7固连的受力元件6和右侧导向杆件8左右移动；拉杆12与限位块10通过螺纹连接，杠杆13与机架14通过支点销轴连接，杠杆13末端插入到拉杆12中心销上。
在本实施例中，左端负载机架1上的中心孔A、右端负载机架2上的中心孔B以及受力元件6上的通孔B，三者同轴。限位垫片11采用304不锈钢材料，保证其不被第一永磁体4、第二永磁体5吸引，实现可靠工作，限位垫片11内直径略大于右侧导向杆件8直径，可根据需要调整限位垫片11高度调整左右两侧运动位移。
实施例2
本发明公开的大范围可调模拟负载装置在匹配阀门调试工作的具体实施过程中，其具体实现流程包括：寻位过程和控制过程两个阶段。
寻位过程流程如下：整体装置由固定工装固定，自动加载装置下的第一永磁体4和第二永磁体5自动向受力元件6添加载荷，拉杆12与限位块10通过螺纹连接，杠杆13与机架14通过支点销轴连接，杠杆13末端插入到拉杆12中心销上，手动向杠杆13长臂端往复施加一定载荷，杠杆13末端带动拉杆12、限位块10一同移动，机械传动装置中的左侧导向杆件7、右侧导向杆件8、受力元件6随之往复移动，过程由限位装置中限位垫片11控制限位位移，采集系统全程采集位移信号，最终完成手动寻位过程。寻位过程完成后，左侧导向杆件7维持在某一位置，进入控制过程阶段。
控制过程流程如下：阀门驱动系统15依照设定的时序带动机械传动装置中的左侧导向杆件7左右移动，与左侧导向杆件7固联在一起的右侧导向杆件8、受力元件6随之移动，过程由限位装置中限位垫片11控制限位位移，结合采集到的位移信号可以在控制过程完成后判断传动机构是否依照设定时序动作。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种大范围可调模拟负载装置，其特征在于，包括：负载机架、自动加载装置、机械传动装置和限位装置；
自动加载装置、机械传动装置和限位装置通过负载机架安装固定；自动加载装置安装在负载机架内；机械传动装置设置在负载机架的水平中心轴线位置处，贯穿负载机架和自动加载装置；机械传动装置上设置有限位装置，以限制机械传动装置的运动路径。
2.根据权利要求1所述的大范围可调模拟负载装置，其特征在于，负载机架包括：左端负载机架(1)、右端负载机架(2)和压板(3)；
左端负载机架(1)和右端负载机架(2)分别竖直设置在试验台架上，与试验台架固联；压板(3)设置在左端负载机架(1)和右端负载机架(2)之间，分别与左端负载机架(1)和右端负载机架(2)连接。
3.根据权利要求2所述的大范围可调模拟负载装置，其特征在于，压板(3)竖直中心轴线位置处设置有通孔A，通孔A内布置有受力元件(6)，受力元件(6)可在通孔A内自由移动；其中，受力元件(6)水平中心轴线位置处设置有通孔B。
4.根据权利要求3所述的大范围可调模拟负载装置，其特征在于，左端负载机架(1)水平中心轴线位置处设置有中心孔A，内侧壁面上设置有圆凹槽A；右端负载机架(2)水平中心轴线位置处设置有中心孔B，内侧壁面上设置有圆凹槽B，中心孔B内设置有法兰轴套(9)；压板(3)靠近左端负载机架(1)的一侧设置有圆凹槽C，靠近右端负载机架(2)的一侧设置有圆凹槽D。
5.根据权利要求4所述的大范围可调模拟负载装置，其特征在于，自动加载装置包括：第一永磁体(4)和第二永磁体(5)；
第一永磁体(4)的左端面与左端负载机架(1)上的圆凹槽A的内型面相贴合，第一永磁体(4)的右端面与压板(3)上的圆凹槽C的内型面相贴合；
第二永磁体(5)的左端面与压板(3)上的圆凹槽D的内型面相贴合，第二永磁体(5)的右端面与右端负载机架(2)上的圆凹槽B的内型面相贴合；压板(3)与左端负载机架(1)和右端负载机架(2)配合，实现对第一永磁体(4)和第二永磁体(5)的压紧。
6.根据权利要求4所述的大范围可调模拟负载装置，其特征在于，机械传动装置包括：左侧导向杆件(7)和右侧导向杆件(8)；
左侧导向杆件(7)和右侧导向杆件(8)穿过受力元件(6)上的通孔B，与受力元件(6)固联在一起；左侧导向杆件(7)通过左端负载机架(1)上的中心孔A与左端负载机架(1)连接；右侧导向杆件(8)通过右端负载机架(2)上的中心孔B与右端负载机架(2)连接，并通过设置在中心孔B内的法兰轴套(9)实现导向。
7.根据权利要求6所述的大范围可调模拟负载装置，其特征在于，限位装置包括：限位块(10)和限位垫片(11)；
限位块(10)与右侧导向杆件(8)固联在一起；限位垫片(11)分别设置在法兰轴套(9)左右两侧，实现左右两侧的限位。
8.根据权利要求7所述的大范围可调模拟负载装置，其特征在于，还包括：拉杆(12)、杠杆(13)、机架(14)和阀门驱动机构(15)；
阀门驱动机构(15)与左侧导向杆件(7)连接，带动左侧导向杆件(7)左右移动，进而带动与左侧导向杆件(7)固连的受力元件(6)和右侧导向杆件(8)左右移动；拉杆(12)与限位块(10)通过螺纹连接，杠杆(13)与机架(14)通过支点销轴连接，杠杆(13)末端插入到拉杆(12)中心销上。
9.根据权利要求2所述的大范围可调模拟负载装置，其特征在于，左端负载机架(1)上的中心孔A、右端负载机架(2)上的中心孔B以及受力元件(6)上的通孔B，三者同轴。
10.根据权利要求7所述的大范围可调模拟负载装置，其特征在于，限位垫片(11)采用304不锈钢材料。
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