电子机械式连续无极调幅直线作动器制造技术

本发明专利技术涉及试验机技术领域，具体是一种电子机械式连续无极调幅直线作动器。该作动器包括机体、主动力源传动机构、主、左、右曲柄滑块机构、楔形块牵引机构和牵引动力源传动机构，主动力源传动机构和牵引动力源传动机构与机体连接；主动力源传动机构中的方形轴与机体轴承连接；主、左、右曲柄滑块机构中的主、左、右偏心圆盘均开有方形轴穿过的内孔；楔形块牵引机构与右曲柄滑块机构和牵引动力源传动机构连接；牵引动力源传动机构固定在机体上。本发明专利技术采用由控制电动机驱动的机构运动直接作用于试件，输出载荷大，工作频率高；免维护、效率高、节能显著。本发明专利技术的设计减轻了主曲柄滑块机构引起的振动，并实现了曲柄长度连续可调。

【技术实现步骤摘要】
电子机械式连续无极调幅直线作动器
本专利技术涉及试验机
，具体的说是一种电子机械式连续无极调幅直线作动器。
技术介绍
工业生产中和科学研究中，对产品构成中的零部件、甚至产品整体，反复施加力载荷，以获得零部件疲劳特性，是确保产品质量与性能必不可少的重要手段。为保证产品的可靠性，对构件、产品整体施行振动试验也是最常用的手段。在疲劳试验、振动试验过程中直线作动器技术是试验装备保证试验功能和性能的核心技术之一。直线作动器，即直接产生直线往复运动与作用力的驱动机构，是实现力负荷疲劳试验的动力装置，也是振动试验的激振装置。目前，作动器大致可以分为液压油缸、电动缸、电磁作动器、直线电机作动器，控制形式有电液伺服、电子伺服等。迄今在疲劳试验领域以电液伺服控制的液压油缸驱动应用最为普遍，它载荷大(兆牛级)、振幅大、频率高(可达300Hz)、控制效果好，但耗能巨大，价格昂贵；电磁作动器具有频率高的特点(可达500Hz)，运用电子控制技术可以达到节能的目的，但振幅较小(最大12mm)，振幅控制较难。直线电机作动器具有各项参数控制性能好的特点(频率可达100Hz)，也可以实现节能的效果，但载荷较小(最大10kN)，价格昂贵；电动缸式作动器具有振幅大、易于控制等特点，但载荷小(最大20kN)，频率低(最高30Hz)。以单向液压缸为作动器的脉动疲劳试验技术，具有载荷大、节能、控制简单、价格低廉等优点，但是它无法实现双向交变加载，无法实现实时改变振幅，工作频率太低(最高不过8Hz)。为实施疲劳试验，目前市场上提供的试验设备基本上为采用了电液伺服技术的疲劳试验机。受电液和液压技术的局限，电液伺服疲劳试验机的动力系统(即液压泵)，一般采用定量、定压工作方式，试验机工作时基本上为满功率输出，耗能巨大。以一台500kN规格的试验机为例，当试验机以10Hz频率、5mm振幅工作时，若机械工作效率为0.9，则功率消耗达180kW。疲劳试验机一般为长期连续工作方式，因而形成很大的电能消耗，使得生产商承担着巨大的生产成本。随着试验技术应用需求的不断增长，试验过程的电能消耗成为了制约生产技术发展、产品质量提高、产品成本降低的瓶颈问题之一。对于试验机而言，它的负载基本上都是弹性位能负载，即力的大小与试件的弹性变形(即振幅)成正比，力的方向随变形方向改变而改变。当对试件施加载荷促使其产生变形过程中，负载力与运动速度方向相反，试验机对试件做功；而当试件的弹性变形恢复过程中，负载力与运动速度方向相同，试件对试验机做功。试件变形过程和变形恢复过程所做功的量值相等，符号相反，因此理论上总功率为零。由此可知，采用电液伺服疲劳试验机试验过程中液压泵消耗的功率基本上是浪费。如果能够找到合适的技术措施，将变形回复过程所做功再用于变形过程，这样在理论上就可以不需要外部提供能量了，极大节省能源。运用电力电子技术，回收利用变形回复过程的再生能源是已经应用成熟的技术。但需要合适的作动器。
技术实现思路
本专利技术提供了一种配合电力电子技术来吸收变形回复过程的能源，从而实现节能的目的电子机械式连续无极调幅直线作动器。本专利技术技术方案结合附图说明如下：一种电子机械式连续无极调幅直线作动器，该作动器5包括机体8、主动力源传动机构、主曲柄滑块机构、左曲柄滑块机构、右曲柄滑块机构、楔形块牵引机构和牵引动力源传动机构，其中所述的主动力源传动机中构的二号电动机43和牵引动力源传动机构中的一号电动机19通过螺栓与机体8连接；所述的主动力源传动机构中的方形轴10与机体8通过方形轴轴承11连接；所述的左曲柄滑块机构、右曲柄滑块机构分别对称设置在主曲柄滑块机构的两侧；所述的主曲柄滑块机构中的主偏心圆盘7、左曲柄滑块机构中的左偏心圆盘31、右曲柄滑块机构中的右偏心圆盘32均开有内孔，主动力源传动机构中的方形轴10穿过内孔，方形轴10的四个外表面与内孔面互相贴合；所述的机体8与主曲柄滑块机构之间设置有限制主曲柄滑块机构左、右移动的一号直线轴承23、二号直线轴承45；所述的机体8与左曲柄滑块机构之间设置有限制左曲柄滑块机构左、右移动的三号直线轴承46、四号直线轴承47；所述的机体8与右曲柄滑块机构之间设置有限制右曲柄滑块机构左、右移动的五号直线轴承48、六号直线轴承49，所述的楔形块牵引机构的左侧通过螺钉13与所有楔形块固定连接；另一侧通过丝杠螺母副与牵引动力源传动机构连接；牵引动力源传动机构中的一号电动机19固定在机体8上；牵引动力源传动机构中的丝杠20通过丝杠轴承17与机体8相连。所述的主动力源传动机构还包括二号皮带轮41、三号皮带轮42；所述的二号电动机43通过螺栓固定在机体8上；二号皮带轮41设置在二号电动机43上；三号皮带轮42设置在方形轴10上；所述的二号皮带轮41和三号皮带轮42形成传递动力的带轮传动。所述的主曲柄滑块机构包括一号楔形块9、二号楔形块12、主偏心圆盘7、主偏心圆盘轴承26、主连杆25、主销轴29、主销轴轴承27、主滑块24；所述的主偏心圆盘7中间开有方形斜孔；所述的一号楔形块9设置在方形轴10的上端，所述的二号楔形块12设置在方形轴10的下端，一号楔形块9、二号楔形块12的上下两个斜面的倾斜角相同并且与主偏心圆盘7贴合；所述的主连杆25的小头开有销孔，大头开有大圆孔；所述的主销轴29插入主连杆25的销孔，主销轴29与主滑块24之间有主销轴轴承27；主连杆25大圆孔内部放置有主偏心圆盘轴承26，主偏心圆盘轴承26的内表面放置有主偏心圆盘7。所述的左曲柄滑块机构包括四号楔形块33、五号楔形块34、左偏心圆盘31、左偏心圆盘轴承40、左连杆39、左销轴轴承37、左销轴38和左滑块36；所述的左偏心圆盘31中间开有方形斜孔；所述的四号楔形块33设置在方形轴10的上端，所述的五号楔形块34设置在方形轴10的下端；四号楔形块33、五号楔形块34的上下两个斜面的倾斜角相同且与左偏心圆盘31贴合；所述的左连杆39的小头开有销孔，大头开有大圆孔；所述的左销轴38插入左连杆39的销孔，左销轴38与左滑块36之间有左销轴轴承37；左连杆39大圆孔内部放置有左偏心圆盘轴承40，左偏心圆盘轴承40的内表面放置有左偏心圆盘31。所述的右曲柄滑块机构包括三号楔形块30、六号楔形块35、右滑块44、右偏心圆盘32、右偏心圆盘轴承51、右连杆52、右销轴轴承53和右销轴54；所述的右偏心圆盘32中间开有方形斜孔；所述的三号楔形块30设置在方形轴10的上端，所述的六号楔形块35设置在方形轴10的下端；所述的三号楔形块30、六号楔形块35的上下两个斜面的倾斜角相同且与右偏心圆盘32贴合；所述的右连杆52的小头开有销孔，大头开有大圆孔；所述的右销轴54插入右连杆52的销孔，右销轴54与右滑块44之间有右销轴轴承53；所述的右连杆52大圆孔内部放置有右偏心圆盘轴承51，右偏心圆盘轴承51的内表面放置有右偏心圆盘32。所述的一号楔形块9、三号楔形块30、四号楔形块33为一体；二号楔形块12、五号楔形块34、六号楔形块35为一体。所述的楔形块牵引机构包括滑套14、推力轴承15、径向轴承16、圆环22；所述的楔形块牵引机构的左侧通过螺钉13将一号楔形块9、三号楔形块30、四号楔形块33、二号楔形块12、五号楔形块34本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子机械式连续无极调幅直线作动器，其特征在于，该作动器（5）、包括机体（8）、主动力源传动机构、主曲柄滑块机构、左曲柄滑块机构、右曲柄滑块机构、楔形块牵引机构和牵引动力源传动机构，其中所述的主动力源传动机构中的二号电动机43和牵引动力源传动机构中的一号电动机19通过螺栓与机体（8）连接；所述的主动力源传动机构中的方形轴（10）与机体（8）通过方形轴轴承（11）连接；所述的左曲柄滑块机构、右曲柄滑块机构分别对称设置在主曲柄滑块机构的两侧；所述的主曲柄滑块机构中的主偏心圆盘（7）、左曲柄滑块机构中的左偏心圆盘（31）、右曲柄滑块机构中的右偏心圆盘（32）均开有内孔，主动力源传动机构中的方形轴（10）穿过内孔，方形轴（10）的四个外表面与内孔面互相贴合；所述的机体（8）与主曲柄滑块机构之间设置有限制主曲柄滑块机构左、右移动的一号直线轴承（23）、二号直线轴承（45）；所述的机体（8）与左曲柄滑块机构之间设置有限制左曲柄滑块机构左、右移动的三号直线轴承（46）、四号直线轴承（47）；所述的机体（8）与右曲柄滑块机构之间设置有限制右曲柄滑块机构左、右移动的五号直线轴承（48）、六号直线轴承（49），所述的楔形块牵引机构的左侧通过螺钉（13）与所有楔形块固定连接；另一侧通过丝杠螺母副与牵引动力源传动机构连接；牵引动力源传动机构中的一号电动机（19）固定在机体（8）上；牵引动力源传动机构中的丝杠（20）通过丝杠轴承（17）与机体（8）相连。...

【技术特征摘要】
1.一种电子机械式连续无极调幅直线作动器，其特征在于，该作动器(5)、包括机体(8)、主动力源传动机构、主曲柄滑块机构、左曲柄滑块机构、右曲柄滑块机构、楔形块牵引机构和牵引动力源传动机构，其中所述的主动力源传动机构中的二号电动机(43)和牵引动力源传动机构中的一号电动机(19)通过螺栓与机体(8)连接；所述的主动力源传动机构中的方形轴(10)与机体(8)通过方形轴轴承(11)连接；所述的左曲柄滑块机构、右曲柄滑块机构分别对称设置在主曲柄滑块机构的两侧；所述的主曲柄滑块机构中的主偏心圆盘(7)、左曲柄滑块机构中的左偏心圆盘(31)、右曲柄滑块机构中的右偏心圆盘(32)均开有内孔，主动力源传动机构中的方形轴(10)穿过内孔，方形轴(10)的四个外表面与内孔面互相贴合；所述的机体(8)与主曲柄滑块机构之间设置有限制主曲柄滑块机构左、右移动的一号直线轴承(23)、二号直线轴承(45)；所述的机体(8)与左曲柄滑块机构之间设置有限制左曲柄滑块机构左、右移动的三号直线轴承(46)、四号直线轴承(47)；所述的机体(8)与右曲柄滑块机构之间设置有限制右曲柄滑块机构左、右移动的五号直线轴承(48)、六号直线轴承(49)，所述的楔形块牵引机构的左侧通过螺钉(13)与所有楔形块固定连接；另一侧通过丝杠螺母副与牵引动力源传动机构连接；牵引动力源传动机构中的一号电动机(19)固定在机体(8)上；牵引动力源传动机构中的丝杠(20)通过丝杠轴承(17)与机体(8)相连。2.根据权利要求1所述的一种电子机械式连续无极调幅直线作动器，其特征在于，所述的主动力源传动机构还包括二号皮带轮(41)、三号皮带轮(42)；所述的二号电动机(43)通过螺栓固定在机体(8)上；二号皮带轮(41)设置在二号电动机(43)上；三号皮带轮(42)设置在方形轴(10)上；所述的二号皮带轮(41)和三号皮带轮(42)形成传递动力的带轮传动。3.根据权利要求1所述的一种电子机械式连续无极调幅直线作动器，其特征在于，所述的主曲柄滑块机构包括一号楔形块(9)、二号楔形块(12)、主偏心圆盘(7)、主偏心圆盘轴承(26)、主连杆(25)、主销轴(29)、主销轴轴承(27)、主滑块(24)；所述的主偏心圆盘(7)中间开有方形斜孔；所述的一号楔形块(9)设置在方形轴(10)的上端，所述的二号楔形块(12)设置在方形轴(10)的下端，一号楔形块(9)、二号楔形块(12)的上下两个斜面的倾斜角相同并且与主偏心圆盘(7)贴合；所述的主连杆(25)的小头开有销孔，大头开有大圆孔；所述的主销轴(29)插入主连杆(25)的销孔，主销轴(29)与主滑块(24)之间有主销轴轴承(27)；主连杆(25)大圆孔内部放置有主偏心圆盘轴承(26)，主偏心圆盘轴承(26)的内表面放置有主偏心圆盘(7)。4.根据权利要求3所述的一种电子机械式连续无极调幅直线作动器，其特征在于，所述的左曲柄滑块机构包括四号楔形块(33)、五号楔形块(34)、左偏心圆盘(31)、左偏心圆盘轴承(40)、左连杆(39)、左销轴轴承(37)、左销轴(38)和左滑块(36)；所述的左偏心圆盘(31)中间开有方形斜孔；所述的四号楔形块(33)设置在方形轴(10)的上端，所述的五号...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学成，丁赛华，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22