CN111140757A - 一种刚度可调型注油装置及其注油方法 - Google Patents

一种刚度可调型注油装置及其注油方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种刚度可调型注油装置及其注油方法，直线运动端放置在直线固定端上，供油转轴与直线运动端转动副连接，两端分别连接有弹性摩擦轮及套管；惯性离心棒穿设于套管内，其上分别设有挡片及刚度渐增型弹簧，刚度渐增型弹簧两端分别与套管及位于上方的刚度定位片连接；供油转轴上设有动静无限回转高、低压腔，内部设有转动轴高、低压管道，转动轴高、低压管道的一端分别与动静无限回转高、低压腔连通，另一端分别与位移补偿油腔相连；直线运动端上分别开设有与动静无限回转高、低压腔连通的高压油道、供油管线；恒力注油腔通过高压油道与动静无限回转高压腔连通。本发明实现刚度的自动调节，节约使用润滑油，达到节能环保的目的。

Description

一种刚度可调型注油装置及其注油方法
技术领域
本发明涉及注油装置，具体地说是一种刚度可调型注油装置及其注油方法。
背景技术
目前，主流的自动注油方式为集中润滑系统和电池自动补油机构，其中自动注油润滑方式供油管线过长。以上两种方式不是给控制和电气系统负担过重也能达到根据速度实时控制供油量，就是不能实时控制供油量。
发明内容
为了解决上述系统复杂度的问题，本发明的目的在于提供一种刚度可调型注油装置及其注油方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明的注油装置包括直线固定端、直线运动端、供油转轴、弹性摩擦轮、恒力注油腔、惯性离心棒、刚度渐增型弹簧及刚度定位片，其中直线运动端可相对移动地放置在直线固定端上，所述供油转轴与直线运动端转动副连接，该供油转轴的一端连接有与直线固定端抵接的弹性摩擦轮，另一端设有套管，该套管的内部分为上部内腔及位移补偿油腔；所述惯性离心棒穿设于套管内，该惯性离心棒在位移补偿油腔的部分设有挡片，位于所述上部内腔的部分套设有刚度渐增型弹簧，该刚度渐增型弹簧上方的惯性离心棒上套设有可相对移动的刚度定位片，所述刚度渐增型弹簧的两端分别与套管、刚度定位片连接；所述供油转轴的外表面设有相互独立的动静无限回转高压腔及动静无限回转低压腔、内部分别设有转动轴高压管道及转动轴低压管道，该转动轴高压管道、转动轴低压管道的一端分别与动静无限回转高压腔、动静无限回转低压腔连通，另一端分别与所述位移补偿油腔相连；所述直线运动端上分别开设有与动静无限回转高压腔、动静无限回转低压腔连通的高压油道、供油管线；所述恒力注油腔安装在直线运动端上，并通过高压油道与所述动静无限回转高压腔连通；
其中：所述挡片在初始状态通过刚度渐增型弹簧的弹力抵接于位移补偿油腔的顶部腔壁，进而堵住所述转动轴高压管道的另一端；
所述挡片上开设有向位移补偿油腔通油的惯性离心棒内部油孔；
所述刚度定位片的上方设有与惯性离心棒螺纹连接的锁定螺母，该刚度定位片通过锁定螺母调节在惯性离心棒上的定位位置，进而调节所述刚度渐增型弹簧的刚度；
所述套管上开设有定向滑槽，所述惯性离心棒上设有插入该定向滑槽中的定向锁销，定向锁销随惯性离心棒在所述定向滑槽中上下移动；
所述刚度定位片及挡片均为圆形，该刚度定位片的直径小于所述上部内腔的内径，所述刚度定位片与刚度渐增型弹簧的另一端可连接为一体，或刚度渐增型弹簧的另一端抵接于刚度定位片；所述挡片的直径与位移补偿油腔的内径相等，且密封滑动接触；
所述惯性离心棒底部直径与位移补偿油腔的内径相等，且密封滑动接触，该惯性离心棒其他部分的直径小于所述位移补偿油腔及上部内腔的内径；
所述供油转轴的外表面沿径向向内设有两处环形凹陷，进而形成所述动静无限回转高压腔及动静无限回转低压腔；
所述转动轴高压管道及转动轴低压管道的另一端分别位于挡片的上下两侧，通过该挡片随惯性离心棒的上下移动控制所述转动轴高压管道及转动轴低压管道分别与位移补偿油腔的通断；
本发明刚度可调型注油装置的注油方法为：
所述弹性摩擦轮通过与直线固定端的摩擦带动供油转轴相对直线运动端转动，进而带动套管同步转动；通过调节所述刚度定位片在惯性离心棒上的位置实现刚度渐增型弹簧的刚度调节；当所述直线运动端相对于直线固定端做低速直线运动阶段，恒力注油腔中的高压润滑油经高压油道、动静无限回转高压腔、转动轴高压管道流至挡片、被挡片截断，该挡片与位移补偿油腔顶部腔壁之间的油量控制间隙为零间隙；当所述直线运动端相对于直线固定端做不断提高直线运动速度阶段，惯性离心棒的离心力不断增大，当离心力大于所述刚度渐增型弹簧的弹力时，所述挡片与位移补偿油腔顶部腔壁之间的油量控制间隙开始变大，高压润滑油经过转动轴高压管道和油量控制间隙调整润滑油流量后，变为低压润滑油进入位移补偿油腔，再经过所述转动轴低压管道、动静无限回转低压腔进入供油管线，对直线运动端可相对于直线固定端做直线运动进行注油润滑。
本发明的优点与积极效果为：
1.本发明可以通过弹性摩擦轮的运行境况感知速度和加速度以及加加速度，实现刚度的自动调节，节约使用润滑油，达到节能环保的目的。
2.本发明为一纯机械装置，避免给任何电器或者控制系统提供控制和电气负担和负荷。
3.本发明全部布置在直线运动端，而非直线运动端和直线固定端两侧，便于装配和调试。
附图说明
图1为本发明注油装置的立体结构示意图；
图2为本发明注油装置的立体爆炸图；
图3为本发明注油装置的结构主视图；
图4为本发明注油装置的结构右视图；
图5为本发明注油装置的结构俯视图；
图6为图5中注油装置的A—A剖视图；
图7为图6中B处的局部放大图；
其中：1为直线固定端，2为直线运动端，3为供油转轴，4为弹性摩擦轮，5为转动轴线，6为恒力注油腔，7为惯性离心棒，8为刚度渐增型弹簧，9为刚度定位片，10为锁定螺母，11为定向滑槽，12为定向锁销，13为高压油道，14为动静无限回转高压腔，15为转动轴高压管道，16为油量控制间隙，17为惯性离心棒内部油孔，18为位移补偿油腔，19为转动轴低压管道，20为动静无限回转低压腔，21为供油管线，22为挡片，23为套管，24为上部内腔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1～7所示，本发明的注油装置包括直线固定端1、直线运动端2、供油转轴3、弹性摩擦轮4、恒力注油腔6、惯性离心棒7、刚度渐增型弹簧8、刚度定位片9、锁定螺母10及挡片22，其中直线固定端1固定，直线运动端2可相对移动地放置在直线固定端1上，于直线固定端1上做直线运动，运动方向为直线固定端1的长度方向；供油转轴3的中部穿设于直线运动端2内，并与直线运动端2转动副连接，供油转轴3的一端连接有与直线固定端1抵接的弹性摩擦轮4，另一端设有套管23，该弹性摩擦轮4及套管23均位于直线运动端2外，套管23的内部沿轴向分为上部内腔24及位移补偿油腔18。
惯性离心棒7由粗细的两根圆柱形成，直径粗的圆柱位于底部。惯性离心棒7整体穿设于套管23内，顶部由套管23穿出。惯性离心棒7在位移补偿油腔18的部分设有挡片22，位于上部内腔24的部分套设有刚度渐增型弹簧8，该刚度渐增型弹簧8上方的惯性离心棒7上套设有可沿轴向相对移动的刚度定位片9，刚度渐增型弹簧8的两端分别与套管23、刚度定位片9连接。刚度定位片9的上方设有与惯性离心棒7螺纹连接的锁定螺母10，该刚度定位片9通过锁定螺母10调节在惯性离心棒7上的定位位置，进而调节刚度渐增型弹簧8的刚度。本发明的刚度定位片9及挡片22均为圆形，该刚度定位片9的直径小于上部内腔24的内径，刚度定位片9与刚度渐增型弹簧8的另一端可连接为一体，或刚度渐增型弹簧8的另一端抵接于刚度定位片9。挡片22的直径与位移补偿油腔18的内径相等，且密封滑动接触，挡片22上开设有向位移补偿油腔18通油的惯性离心棒内部油孔17。惯性离心棒7底部圆柱的直径与位移补偿油腔18的内径相等，且密封滑动接触，该惯性离心棒7其他部分的圆柱直径小于位移补偿油腔18及上部内腔24的内径。套管23的底部沿轴向开设有条状的定向滑槽11，惯性离心棒7底部的圆柱上设有插入该定向滑槽11中的定向锁销12，定向锁销12随惯性离心棒7在定向滑槽11中上下移动，惯性离心棒7与套管23通过定向锁销12和定向滑槽11形成直线运动副。
供油转轴3的外表面沿径向向内设有两处环形凹陷，进而形成相互独立的动静无限回转高压腔14及动静无限回转低压腔20；供油转轴3的内部设有相互平行的转动轴高压管道15及转动轴低压管道19，该转动轴高压管道15、转动轴低压管道19的一端分别与动静无限回转高压腔14、动静无限回转低压腔29相连通，另一端分别与位移补偿油腔18相连。挡片22在初始状态通过刚度渐增型弹簧8的弹力抵接于位移补偿油腔18的顶部腔壁，进而堵住转动轴高压管道15的另一端。转动轴高压管道15及转动轴低压管道19的另一端分别位于挡片22的上下两侧，通过挡片22随惯性离心棒7的上下移动控制转动轴高压管道15及转动轴低压管道19分别与位移补偿油腔18的通断。直线运动端2上分别开设有与动静无限回转高压腔14、动静无限回转低压腔20连通的高压油道13、供油管线21，恒力注油腔6安装在直线运动端2上，并通过高压油道13与动静无限回转高压腔14连通。
本发明可以对过高转速截断润滑回路，让装置避免由于速度过高，润滑油过多导致的润滑油飞溅。
本发明的刚度渐增型弹簧8是一种特性线为渐增型的弹簧，刚度随着载荷的增加而增大，而非渐减型的弹簧，刚度随着载荷的增加而减少；也不是直线型的弹簧，刚度则不随载荷变化而变化，即F'＝dF/dλ＝F/λ＝常数。
本发明可以通过弹性摩擦轮4的运行境况，节约使用润滑油，达到节能环保的目的。
本发明为一纯机械装置，避免给任何电器或者控制系统提供控制和电气负担和负荷。
本发明全部布置在直线运动端2，而非直线运动端2和直线固定端1两侧，便于装配和调试。
本发明刚度可调型注油装置的注油方法为：
直线运动端2相对直线固定端1做直线运动的同时，弹性摩擦轮4通过与直线固定端1的摩擦，让供油转轴3相对直线运动端2绕转动轴线5转动，进而带动套管23同步转动。锁定螺母10可以锁定刚度定位片9在惯性离心棒7上不同绕转动轴线5转动的不同刚度位置，进而达到刚度渐增型弹簧8刚度可调的目的。刚度渐增型弹簧8的一端连接供油转轴3另一端的套管23，刚度渐增型弹簧8的另一端连接刚度定位片9，用于复位和离心惯性力的变刚度补偿。
当直线运动端2相对于直线固定端1做低速直线运动阶段，恒力注油腔6中含有的高压润滑油(压力可达0.25～0.35Bar)经高压油道13、动静无限回转高压腔14、转动轴高压管道15流至挡片22、被挡片22截断，该挡片16与位移补偿油腔18顶部腔壁之间的油量控制间隙16为零间隙。
当直线运动端2相对于直线固定端1做不断提高直线运动速度阶段，整个刚度可调型注油装置通过弹性摩擦轮4感知速度和加速度及加加速度，由于惯性离心棒7相对于供油转轴3另一端的套管23相对位置随速度和加速度及加加速度不断变化，惯性离心棒7的离心力不断增大，当离心力大于刚度渐增型弹簧8的弹力时，挡片22与位移补偿油腔18顶部腔壁之间的油量控制间隙16由零间隙变大，转动轴高压管道15和挡片22由截断逐渐变大，达到刚度可调型注油装置感知装置运行速度和加速度及加加速度并自动补润滑油的目的。高压润滑油经过转动轴高压管道15和油量控制间隙16调整润滑油流量后，变为低压润滑油，经过挡片22上的惯性离心棒内部油孔17进入位移补偿油腔18，再经过转动轴低压管道19、动静无限回转低压腔20进入供油管线21，供油管线21对直线运动端2可相对于直线固定端1做直线运动的传动机构进行注油润滑。对于速度下降机械运行原理反向，这里不再熬述。

Claims (10)

1.一种刚度可调型注油装置，其特征在于：包括直线固定端(1)、直线运动端(2)、供油转轴(3)、弹性摩擦轮(4)、恒力注油腔(6)、惯性离心棒(7)、刚度渐增型弹簧(8)及刚度定位片(9)，其中直线运动端(2)可相对移动地放置在直线固定端(1)上，所述供油转轴(3)与直线运动端(2)转动副连接，该供油转轴(3)的一端连接有与直线固定端(1)抵接的弹性摩擦轮(4)，另一端设有套管(23)，该套管(23)的内部分为上部内腔(24)及位移补偿油腔(18)；所述惯性离心棒(7)穿设于套管(23)内，该惯性离心棒(7)在位移补偿油腔(18)的部分设有挡片(22)，位于所述上部内腔(24)的部分套设有刚度渐增型弹簧(8)，该刚度渐增型弹簧(8)上方的惯性离心棒(7)上套设有可相对移动的刚度定位片(9)，所述刚度渐增型弹簧(8)的两端分别与套管(23)、刚度定位片(9)连接；所述供油转轴(3)的外表面设有相互独立的动静无限回转高压腔(14)及动静无限回转低压腔(20)、内部分别设有转动轴高压管道(15)及转动轴低压管道(19)，该转动轴高压管道(15)、转动轴低压管道(19)的一端分别与动静无限回转高压腔(14)、动静无限回转低压腔(29)连通，另一端分别与所述位移补偿油腔(18)相连；所述直线运动端(2)上分别开设有与动静无限回转高压腔(14)、动静无限回转低压腔(20)连通的高压油道(13)、供油管线(21)；所述恒力注油腔(6)安装在直线运动端(2)上，并通过高压油道(13)与所述动静无限回转高压腔(14)连通。
2.根据权利要求1所述的刚度可调型注油装置，其特征在于：所述挡片(22)在初始状态通过刚度渐增型弹簧(8)的弹力抵接于位移补偿油腔(18)的顶部腔壁，进而堵住所述转动轴高压管道(15)的另一端。
3.根据权利要求1所述的刚度可调型注油装置，其特征在于：所述挡片(22)上开设有向位移补偿油腔(18)通油的惯性离心棒内部油孔(17)。
4.根据权利要求1所述的刚度可调型注油装置，其特征在于：所述刚度定位片(9)的上方设有与惯性离心棒(7)螺纹连接的锁定螺母(10)，该刚度定位片(9)通过锁定螺母(10)调节在惯性离心棒(7)上的定位位置，进而调节所述刚度渐增型弹簧(8)的刚度。
5.根据权利要求1所述的刚度可调型注油装置，其特征在于：所述套管(23)上开设有定向滑槽(11)，所述惯性离心棒(7)上设有插入该定向滑槽(11)中的定向锁销(12)，定向锁销(12)随惯性离心棒(7)在所述定向滑槽(11)中上下移动。
6.根据权利要求1所述的刚度可调型注油装置，其特征在于：所述刚度定位片(9)及挡片(22)均为圆形，该刚度定位片(9)的直径小于所述上部内腔(24)的内径，所述刚度定位片(9)与刚度渐增型弹簧(8)的另一端可连接为一体，或刚度渐增型弹簧(8)的另一端抵接于刚度定位片(9)；所述挡片(22)的直径与位移补偿油腔(18)的内径相等，且密封滑动接触。
7.根据权利要求1所述的刚度可调型注油装置，其特征在于：所述惯性离心棒(7)底部直径与位移补偿油腔(18)的内径相等，且密封滑动接触，该惯性离心棒(7)其他部分的直径小于所述位移补偿油腔(18)及上部内腔(24)的内径。
8.根据权利要求1所述的刚度可调型注油装置，其特征在于：所述供油转轴(3)的外表面沿径向向内设有两处环形凹陷，进而形成所述动静无限回转高压腔(14)及动静无限回转低压腔(20)。
9.根据权利要求1所述的刚度可调型注油装置，其特征在于：所述转动轴高压管道(15)及转动轴低压管道(19)的另一端分别位于挡片(22)的上下两侧，通过该挡片(22)随惯性离心棒(7)的上下移动控制所述转动轴高压管道(15)及转动轴低压管道(19)分别与位移补偿油腔(18)的通断。
10.一种权利要求1至9任一权利要求所述刚度可调型注油装置的注油方法，其特征在于：所述弹性摩擦轮(4)通过与直线固定端(1)的摩擦带动供油转轴(3)相对直线运动端(2)转动，进而带动套管(23)同步转动；通过调节所述刚度定位片(9)在惯性离心棒(7)上的位置实现刚度渐增型弹簧(8)的刚度调节；当所述直线运动端(2)相对于直线固定端(1)做低速直线运动阶段，恒力注油腔(6)中的高压润滑油经高压油道(13)、动静无限回转高压腔(14)、转动轴高压管道(15)流至挡片(22)、被挡片(22)截断，该挡片(16)与位移补偿油腔(18)顶部腔壁之间的油量控制间隙(16)为零间隙；当所述直线运动端(2)相对于直线固定端(1)做不断提高直线运动速度阶段，惯性离心棒(7)的离心力不断增大，当离心力大于所述刚度渐增型弹簧(8)的弹力时，所述挡片(22)与位移补偿油腔(18)顶部腔壁之间的油量控制间隙(16)开始变大，高压润滑油经过转动轴高压管道(15)和油量控制间隙(16)调整润滑油流量后，变为低压润滑油进入位移补偿油腔(18)，再经过所述转动轴低压管道(19)、动静无限回转低压腔(20)进入供油管线(21)，对直线运动端(2)可相对于直线固定端(1)做直线运动进行注油润滑。
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