CN116292813A - 一种串接式液压加载器 - Google Patents
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Abstract
一种串接式液压加载器，涉及液压加载技术领域。本发明为了解决现有加载器中的串接结构复杂，存在加载冲击和运行不可靠的问题。本发明的输入法兰转动套装在传动轴的一侧端部轴肩上，输入法兰的纵截面形状为“工”字形，位于传动轴轴肩侧的输入法兰的外圆周上开设有外齿，浮动螺旋齿同轴套装在传动轴上，输入法兰上的外齿与浮动螺旋齿左侧的内齿啮合，滑移组件套装在传动轴与浮动螺旋齿之间，浮动螺旋齿右侧的内螺旋齿与滑移组件的外螺旋齿咬合，输出法兰套装在传动轴的另一侧，且输出法兰与传动轴的端部之间通过挡圈连接限位；传动轴上加工有液压油路用以驱动滑移组件和浮动螺旋齿的转动。本发明用于齿轮传动装置等机械设备的负荷试验。
Description
技术领域
本发明涉及一种加载器，具体涉及一种串接式液压加载器，用于齿轮传动装置等机械设备的负荷试验，尤其适用于机械封闭功率试验，属于液压加载技术领域。
背景技术
齿轮传动是传递功率的重要传动形式之一，在汽车、船舶、航天、航空、石化等领域的机器和机械设备中获得了较广泛的应用。对于齿轮传动装置来说，一般都需要进行运转试验，加载器是运转试验的关键设备之一，加载性能的好坏直接影响齿轮试验平台的使用性能和技术经济指标，它往往是试验平台设计成败的关键。
加载器类型众多，分为机械功率封闭加载器和机械功率非封闭加载器，其中机械功率封闭加载器又分为内力型、外力型和力矩型。不同类型的加载器有着不同的结构特点和性能，主要从结构性能、工艺性、机动性、稳定性、平稳性和行程角等维度来评价，其中外力型加载器是在静止状态或运转过程中，通过外力（指机械力、液压、气压等）来实现加载的加载器，可在运转中，通过控制系统实现加载、卸载和变载。
目前，公告号为CN210464922U，专利名称为一种同轴同侧式加载装置的实用新型专利，通过中间轴内的高压油推动滑移组件在定位套上沿轴向运动，内层推力轴通过螺旋推动外层推力轴，外层推力轴通过联接外齿套、外层输出内齿套实现运动由轴向平移转为圆周转动，联接外齿套用滚动轴承支撑，通过输出内齿套与陪试齿轮箱外层相连；中间轴通过内层输出外齿套与陪试齿轮箱内轴相连，此时内外轴之间在圆周方向上就有了相对转动，根据相对转动的角度调节加载装置施加扭矩的大小。
上述加载装置虽然有效解决了同轴同侧加载的问题，但在实际使用过程中，对齿轮传动装置的加载不仅仅只有同轴同侧加载的测试试验方式，还有非同轴同侧加载的方式。如公开号为CN116067648A，专利名称为一种机械式预加载功率封闭试验平台的发明专利，该加载装置采用外置的专用工装套在传动轴的外齿上进行旋转，旋转时，可根据试验要求进行顺时针或逆时针旋转传动轴，进而实现正反向双向加载；并根据旋转的角度可实现加载扭矩的大小调节。该加载装置的结构复杂，在通过专用工具进行加载时，存在加载不平稳和冲击的问题。
现有加载器存在结构复杂，在进行正反向加载和任意方向加载时，存在加载冲击，导致运行不可靠的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有加载器存在结构复杂和加载冲击，导致运行不可靠的问题。进而提供一种串接式液压加载器。
本发明的技术方案是：一种串接式液压加载器包括输入法兰和传动轴，输入法兰转动套装在传动轴一侧的端部轴段上，且输入法兰的右侧卡在传动轴一侧的轴肩上，它还包括浮动螺旋齿、滑移组件、输出法兰和挡圈，输入法兰的纵截面形状为“工”字形，其中，位于传动轴轴肩侧的输入法兰的外圆周上开设有外齿，浮动螺旋齿同轴套装在传动轴上，输入法兰上的外齿与浮动螺旋齿左侧的内齿啮合，滑移组件套装在传动轴与浮动螺旋齿之间，浮动螺旋齿右侧的内螺旋齿与滑移组件的外螺旋齿咬合，输出法兰套装在传动轴的另一侧，且输出法兰与传动轴的端部之间通过挡圈连接限位；传动轴上加工有液压油路用以驱动滑移组件和浮动螺旋齿的转动。
进一步地，浮动螺旋齿的内侧壁上由左至右依次加工有内齿和内螺旋齿，输入法兰上的外齿长度和滑移组件上外螺旋齿的长度均小于浮动螺旋齿上的内齿和内螺旋齿的长度。
进一步地，它还包括两个轴承，输入法兰和传动轴之间通过两个轴承连接。
进一步地，滑移组件包括固定环、圆环、活塞、推力环和过渡螺旋齿，固定环、活塞和推力环由左至右依次套装在传动轴上，固定环和活塞之间安装有圆环，过渡螺旋齿套装在推力环和传动轴上，且过渡螺旋齿的内齿与传动轴的外齿啮合。
进一步地，滑移组件还包括第一螺钉，圆环、活塞和过渡螺旋齿之间通过第一螺钉连接。
进一步地，滑移组件还包括第二螺钉，推力环和传动轴之间通过第二螺钉连接。
进一步地，传动轴上的液压油路包括正向加载油路和反向加载油路，正向加载油路向正向压力腔注油，所述正向压力腔由传动轴、活塞和推力环之间的合围区域组成，反向加载油路向反向压力腔注油，所述反向压力腔由传动轴、固定环、圆环和活塞围合而成。
进一步地，正向加载油路包括下部水平油路和正向垂直油路，下部水平油路沿传动轴的轴线方向开设，正向垂直油路的一端垂直于下部水平油路并连通，正向垂直油路的另一端与正向压力腔连通。
进一步地，反向加载油路包括上部水平油路和反向连接油路，上部水平油路沿传动轴的轴线方向开设，反向连接油路的一端与上部水平油路连通，上部水平油路的另一端向固定环一侧倾斜并与反向压力腔连通。
本发明与现有技术相比具有以下效果：
1、本发明通过对齿轮传动装置试验平台的结构和试验方法进行分析，设计出一种串接式液压加载器，用于齿轮传动装置等机械设备的运转试验，尤其适用于长期运转试验；该加载器可实现正向、反向和双向任意加载，加载采用液压驱动方式，加载平稳、无冲击，可实现实时任意加载，原理清晰，实现简单。
2、本发明将正向、反向和双向任意加载的结构进行嵌套设置，配合液压驱动方式，使得液压加载器加载平稳、无冲击，结构紧凑、体积小。
3、本发明采用液压驱动滑移组件进行直线运动，加之螺旋传动改变直线运动方向为圆周运动方向，通过两轴的相对扭转形成所需的扭矩实现加载，用于齿轮传动装置等机械设备的运转试验，尤其适用于长期运转试验，以及齿轮传动装置等机械设备的运转试验。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式的一种串接式液压加载器包括输入法兰1和传动轴3，输入法兰1转动套装在传动轴3一侧的端部轴段上，且输入法兰1的右侧卡在传动轴3一侧的轴肩上，它还包括浮动螺旋齿4、滑移组件14、输出法兰12和挡圈13，输入法兰1的纵截面形状为“工”字形，其中，位于传动轴3轴肩侧的输入法兰1的外圆周上开设有外齿，浮动螺旋齿4同轴套装在传动轴3上，输入法兰1上的外齿与浮动螺旋齿4左侧的内齿啮合，滑移组件14套装在传动轴3与浮动螺旋齿4之间，浮动螺旋齿4右侧的内螺旋齿与滑移组件14的外螺旋齿咬合，输出法兰12套装在传动轴3的另一侧，且输出法兰12与传动轴3的端部之间通过挡圈13连接限位；传动轴3上加工有液压油路用以驱动滑移组件14和浮动螺旋齿4的转动。
串接式液压加载器采用液压驱动进行直线运动，加之螺旋传动改变直线运动方向为圆周运动方向，通过两轴的相对扭转形成所需的扭矩实现加载，加载原理清晰，易于实现。
一种串接式液压加载器的工作原理：串接式液压加载器采用液压驱动方式，通过螺旋传动实现运动方向的改变，从而通过两轴的相对扭转实现加载，加载原理清晰，结构简单，可实现实时任意加载，同时还可实现正向、反向和双向任意加载，加载平顺无冲击。
当进行齿轮传动装置运转试验时，首先，驱动装置驱动试验齿轮传动，不断提高驱动装置输入转速直至达到试验齿轮传动装置所需转速，然后加载器开始施加扭矩，实现扭矩从零直至达到所需扭矩为止；当试验结束时，首先将加载器从最大扭矩逐渐降低为零，然后将驱动装置输入转速由试验齿轮传动装置所需转速逐渐降低为零。
本实施方式中的输入法兰1与浮动螺旋齿4之间通过齿式联轴器相联。
本实施方式中的输出法兰12与传动轴3之间通过花键相联。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式的浮动螺旋齿4的内侧壁上由左至右依次加工有内齿和内螺旋齿，输入法兰1上的外齿长度和滑移组件14上外螺旋齿的长度均小于浮动螺旋齿4上的内齿和内螺旋齿的长度。如此设置，便于实现在轴向方向上的加载。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式还包括两个轴承2，输入法兰1和传动轴3之间通过两个轴承2连接。如此设置，便于实现传动轴3的转动连接。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式的滑移组件14包括固定环5、圆环7、活塞8、推力环9和过渡螺旋齿10，固定环5、活塞8和推力环9由左至右依次套装在传动轴3上，固定环5和活塞8之间安装有圆环7，过渡螺旋齿10套装在推力环9和传动轴3上，且过渡螺旋齿10的内齿与传动轴3的外齿啮合。如此设置，由传动轴3、浮动螺旋齿4和过渡螺旋齿10组成螺旋传动。采用液压驱动方式，通过传动轴3内的高压油用液压驱动活塞8，推动滑移组件14做直线运动。做轴向运动的过渡螺旋齿10通过螺旋齿传动分别带动浮动螺旋齿4、传动轴3做圆周运动而产生所需要的扭矩，输入法兰1和输出法兰12扭矩大小由相对转动的角度而定。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。
具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式的滑移组件14还包括第一螺钉6，圆环7、活塞8和过渡螺旋齿10之间通过第一螺钉6连接。如此设置，连接简单、方便，便于检修和拆装。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。
工作原理：采用液压驱动方式，用液压驱动活塞8做直线运动，加之螺旋传动由传动轴3、浮动螺旋齿4和过渡螺旋齿10组成改变直线运动方向为圆周运动方向，通过传动轴3和过渡螺旋齿10的相对扭转形成所需的扭矩，实现加载。
具体实施方式六：结合图1说明本实施方式，本实施方式的滑移组件14还包括第二螺钉11，推力环9和传动轴3之间通过第二螺钉11连接。如此设置，连接方式简单，可靠。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。
具体实施方式七：结合图1说明本实施方式，本实施方式的传动轴3上的液压油路包括正向加载油路和反向加载油路，正向加载油路向正向压力腔注油，所述正向压力腔由传动轴3、活塞8和推力环9之间的合围区域组成，反向加载油路向反向压力腔注油，所述反向压力腔由传动轴3、固定环5、圆环7和活塞8合围而成。如此设置，便于灵活的实现正向加载、反向加载和任意方向的加载，加载更加简单，灵活，无冲击。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。
具体实施方式八：结合图1说明本实施方式，本实施方式的正向加载油路包括下部水平油路15和正向垂直油路16，下部水平油路15沿传动轴3的轴线方向开设，正向垂直油路16的一端垂直于下部水平油路15并连通，正向垂直油路16的另一端与正向压力腔连通。如此设置，本发明串接式液压加载器的正向最大加载原理：此时活塞8与推力环9靠紧，液压油通过传动轴3上的下部水平油路15和正向垂直油路16进入到由压力腔，该压力腔由传动轴3、活塞8和推力环9合围而成，液压油推动滑移组件14向左侧做轴向运动，做轴向运动的过渡螺旋齿10通过螺旋齿传动分别带动浮动螺旋齿4、传动轴3做圆周运动而产生所需要的扭矩，扭矩大小由相对转动的角度而定。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。
具体实施方式九：结合图1说明本实施方式，本实施方式的反向加载油路包括上部水平油路17和反向连接油路18，上部水平油路17沿传动轴3的轴线方向开设，反向连接油路18的一端与上部水平油路17连通，上部水平油路17的另一端向固定环5一侧倾斜并与反向压力腔连通。如此设置，本发明串接式液压加载器的反向最大加载原理：此时活塞8与固定环5靠紧，液压油通过传动轴3上的上部水平油路17和反向连接油路18进入到由压力腔，该压力腔由传动轴3、固定环5、圆环7和活塞8合围而成，液压油推动滑移组件14向右侧做轴向运动，做轴向运动的过渡螺旋齿10通过螺旋齿传动分别带动浮动螺旋齿4、传动轴3做圆周运动而产生所需要的扭矩，扭矩大小由相对转动的角度而定。其它组成和连接关系与具体实施方式一至八中任意一项相同。
另外，本发明串接式液压加载器的任意加载原理：此时活塞8处与固定环5、推力环9之间的任意位置，当需要活塞8向左侧做轴向运动时，将液压油通过下部水平油路15和正向垂直油路16供给；当需要活塞8向右侧轴向运动时，将液压油通过上部水平油路17和反向连接油路18供给。
结合图1说明本发明的一种串接式液压加载器的工作原理：串接式液压加载器采用液压驱动方式，用液压驱动活塞8做直线运动，加之螺旋传动由传动轴3、浮动螺旋齿4和过渡螺旋齿10组成改变直线运动方向为圆周运动方向，通过传动轴3和过渡螺旋齿10的相对扭转形成所需的扭矩，实现加载。
一种串接式液压加载器的正向最大加载原理：此时活塞8与推力环9靠紧，液压油通过传动轴3上的下部水平油路15和正向垂直油路16进入到由压力腔，该压力腔由传动轴3、活塞8和推力环9合围而成，液压油推动滑移组件14向左侧做轴向运动，做轴向运动的过渡螺旋齿10通过螺旋齿传动分别带动浮动螺旋齿4、传动轴3做圆周运动而产生所需要的扭矩，扭矩大小由相对转动的角度而定。
一种串接式液压加载器的反向最大加载原理：此时活塞8与固定环5靠紧，液压油通过传动轴3上的上部水平油路17和反向连接油路18进入到由压力腔，该压力腔由传动轴3、固定环5、圆环7和活塞8合围而成，液压油推动滑移组件14向右侧做轴向运动，做轴向运动的过渡螺旋齿10通过螺旋齿传动分别带动浮动螺旋齿4、传动轴3做圆周运动而产生所需要的扭矩，扭矩大小由相对转动的角度而定。
一种串接式液压加载器的任意加载原理：此时活塞8处与固定环5、推力环9之间的任意位置，当需要活塞8向左侧做轴向运动时，将液压油通过下部水平油路15和正向垂直油路16供给；当需要活塞8向右侧轴向运动时，将液压油通过上部水平油路17和反向连接油路18供给。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明的，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其他变化，以及应用到本发明未提及的领域中，当然，这些依据本发明精神所做的变化都应包含在本发明所要求保护的范围内。
Claims (8)
1.一种串接式液压加载器，包括输入法兰（1）和传动轴（3），输入法兰（1）转动套装在传动轴（3）一侧的端部轴段上，且输入法兰（1）的右侧卡在传动轴（3）一侧的轴肩上，其特征在于：还包括浮动螺旋齿（4）、滑移组件（14）、输出法兰（12）和挡圈（13），输入法兰（1）的纵截面形状为“工”字形，其中，位于传动轴（3）轴肩侧的输入法兰（1）的外圆周上开设有外齿，浮动螺旋齿（4）同轴套装在传动轴（3）上，输入法兰（1）上的外齿与浮动螺旋齿（4）左侧的内齿啮合，滑移组件（14）套装在传动轴（3）与浮动螺旋齿（4）之间，浮动螺旋齿（4）右侧的内螺旋齿与滑移组件（14）的外螺旋齿咬合，输出法兰（12）套装在传动轴（3）的另一侧，且输出法兰（12）与传动轴（3）的端部之间通过挡圈（13）连接限位；传动轴（3）上加工有液压油路用以驱动滑移组件（14）和浮动螺旋齿（4）的转动；
滑移组件（14）包括固定环（5）、圆环（7）、活塞（8）、推力环（9）和过渡螺旋齿（10），固定环（5）、活塞（8）和推力环（9）由左至右依次套装在传动轴（3）上，固定环（5）和活塞（8）之间安装有圆环（7），过渡螺旋齿（10）套装在推力环（9）和传动轴（3）上，且过渡螺旋齿（10）的内齿与传动轴（3）的外齿啮合。
2.根据权利要求1所述的一种串接式液压加载器，其特征在于：浮动螺旋齿（4）的内侧壁上由左至右依次加工有内齿和内螺旋齿，输入法兰（1）上的外齿长度和滑移组件（14）上外螺旋齿的长度均小于浮动螺旋齿（4）上的内齿和内螺旋齿的长度。
3.根据权利要求2所述的一种串接式液压加载器，其特征在于：还包括两个轴承（2），输入法兰（1）和传动轴（3）之间通过两个轴承（2）连接。
4.根据权利要求3所述的一种串接式液压加载器，其特征在于：滑移组件（14）还包括第一螺钉（6），圆环（7）、活塞（8）和过渡螺旋齿（10）之间通过第一螺钉（6）连接。
5.根据权利要求4所述的一种串接式液压加载器，其特征在于：滑移组件（14）还包括第二螺钉（11），推力环（9）和传动轴（3）之间通过第二螺钉（11）连接。
6.根据权利要求5所述的一种串接式液压加载器，其特征在于：传动轴（3）上的液压油路包括正向加载油路和反向加载油路，正向加载油路向正向压力腔注油，所述正向压力腔由传动轴（3）、活塞（8）和推力环（9）之间的合围区域组成，反向加载油路向反向压力腔注油，所述反向压力腔由传动轴（3）、固定环（5）、圆环（7）和活塞（8）合围而成。
7.根据权利要求6所述的一种串接式液压加载器，其特征在于：正向加载油路包括下部水平油路（15）和正向垂直油路（16），下部水平油路（15）沿传动轴（3）的轴线方向开设，正向垂直油路（16）的一端垂直于下部水平油路（15）并连通，正向垂直油路（16）的另一端与正向压力腔连通。
8.根据权利要求7所述的一种串接式液压加载器，其特征在于：反向加载油路包括上部水平油路（17）和反向连接油路（18），上部水平油路（17）沿传动轴（3）的轴线方向开设，反向连接油路（18）的一端与上部水平油路（17）连通，上部水平油路（17）的另一端向固定环（5）一侧倾斜并与反向压力腔连通。
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