一种能实现精确动力调节的油膜测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种能实现精确动力调节的油膜测试装置，包括支撑箱体、动力输入机构和动力输出机构；动力输入机构包括输入机壳、电主轴单元、工作油通道和主动片；电主轴单元包括转轴、转子和定子；定子固设在筒形壳体内壁面上，转轴前端与主动片相连接；工作油通道用于将工作油从外部输送至主动片上；动力输出机构包括被动片和油膜厚度调节单元；被动片与主动片同轴相向设置，两者之间的间隙宽度即为油膜厚度；油膜调节单元包括滚珠丝杠、螺母座、联接板、导轨底座和电动机。本发明专利技术采用电主轴单元代替传统的输入轴，采用滚珠丝杠副代替传统的输出轴，从而能够实现“零传动”，提高动力输入的精度；同时，实现油膜厚度的精确微量调节。

An Oil Film Testing Device for Accurate Power Regulation

The invention discloses an oil film testing device capable of precise power regulation, including a support box, a power input mechanism and a power output mechanism; a power input mechanism includes an input case, an electric spindle unit, a working oil passage and an active piece; an electric spindle unit comprises a rotating shaft, a rotor and a stator; a stator is fixed on the inner wall of a barrel shell, and the front end of the rotating shaft is connected with the active piece. The working oil passage is used to transfer the working oil from the outside to the active sheet; the power output mechanism includes the passive sheet and the oil film thickness regulating unit; the passive sheet and the active sheet are arranged in coaxial direction, and the gap width between them is the oil film thickness; the oil film regulating unit includes the ball screw, the nut seat, the connecting plate, the guide rail base and the motor. The invention adopts an electric spindle unit to replace the traditional input shaft and a ball screw pair to replace the traditional output shaft, thereby realizing \zero transmission\ and improving the accuracy of power input, and realizing precise micro-adjustment of oil film thickness.

【技术实现步骤摘要】
一种能实现精确动力调节的油膜测试装置
本专利技术涉及一种油膜测试装置，特别是一种能实现精确动力调节的油膜测试装置。
技术介绍
风机和水泵是工业部门中用量最多，同时也是耗能最严重的通用机械，复杂的调速工况导致电能的大量浪费。具有无级调速特色的液粘传动技术满足了这些大功率机电设备的柔性传动要求，具有显著的节能降耗潜力，获得了广泛的应用市场。作为流体传动与控制领域的一种新技术代表，液体粘性传动基于牛顿内摩擦定律，利用液体的粘性，即油膜的剪切力来传递动力。在液粘传动技术中，主、被动摩擦片构成的摩擦副之间充满工作油液。在工作过程中，通过改变摩擦副之间的间距即油膜厚度实现动力输出的可调，具有稳定性好、灵敏度高等显著优势。液粘传动技术经过近30年的发展，在理论研究方面取得了较大的成果，但在实验研究方面存在不足。在现有关于液粘传动的实验装置中，复杂的机械传动结构导致动力调节精度的下降，并且，油膜是反映液粘传动性能的关键介质。因而在满足基本调速功能的前提下，应尽量简化机械传动结构，以达到提高测试精度的目的。中国矿业大学谢方伟于2010年12月在《温度场及变形界面对液粘传动特性影响规律的研究》一书的第109-110页，公开了一种液粘传动实验装置，该装置由输入和输出部分组成，输入部分包括主动片和输入轴等，轴向固定不动；输出部分包括被动片和输出轴等，可以轴向移动；主动片和被动片之间油膜厚度靠外部液压系统调节。然而，该实验装置在实验性能测试方面存在不稳定性，由于液压系统油压的波动导致油膜厚度不稳定，从而使实验结果产生较大的误差。浙江大学黄家海于2011年4月在《液调速离合器流体剪切传动机理研究》一书的第106-108页，公开了一种手动调节式液粘调速离合器，依靠输入轴上的锁紧螺母和固定螺钉手动调节主、被动片间的距离，每次调整都必须拆开箱体，待调节完毕后再将箱体重新组装，该实验装置操作复杂且不方便，而且主、被动片之间的距离依靠手动进行调节，精度不高同时也难以实现调节上的微量进给。CN102790998A公开了一种双片式液粘调速离合器，该装置中油路较为复杂，有关零件加工也较为困难，并且也不能起到精确调整油膜厚度大小的测试功能，因此会导致实验结果的不精确。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种能实现精确动力调节的油膜测试装置，该能实现精确动力调节的油膜测试装置采用电主轴单元代替传统的输入轴，采用滚珠丝杠副代替传统的输出轴，从而能够实现“零传动”，提高动力输入的精度；同时，实现油膜厚度的精确微量调节。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种能实现精确动力调节的油膜测试装置，包括支撑箱体、动力输入机构和动力输出机构；动力输入机构和动力输出机构均与支撑箱体相连接。动力输入机构包括输入机壳、电主轴单元、工作油通道和主动片。输入机壳包括筒形壳体和设置在筒形壳体两端的前盖和后盖。电主轴单元位于筒形壳体内，包括从内至外依次同轴套设的转轴、转子和定子；定子固设在筒形壳体内壁面上，转轴前端从前盖中伸出，并与主动片相连接。工作油通道位于输入机壳和转轴中，用于将工作油从外部输送至主动片上。动力输出机构包括被动片和油膜厚度调节单元。被动片与主动片同轴相向设置，两者之间的间隙宽度即为油膜厚度。油膜调节单元包括滚珠丝杠、螺母座、联接板、导轨底座和电动机。螺母座套装在滚珠丝杠外周，并与滚珠丝杠形成滚珠丝杠副连接；螺母座顶部与联接板固定连接，联接板一端与被动片固定连接；螺母座底部与导轨底座滑动连接，导轨底座固设在支撑箱体上；滚珠丝杠轴向位置固定，且与转轴相平行；滚珠丝杠一端与电动机相连接，并在电动机的带动下转动，带动螺母座、联接板和被动片进行轴向移动，从而调节油膜厚度。电动机驱动滚珠丝杠产生旋转运动，进而带动螺母座、联接板和被动片进行轴向直线运动，轴向直线运动所产生的直线位移量将反映油膜厚度的变化量；其中，油膜厚度的精确微量调节将通过控制电动机转速来实现，即：油膜厚度调节量△h=直线位移量L=电动机转速n×滚珠丝杠导程s×时间t。转轴内设置有轴向输油孔和径向输油孔；径向输油孔沿周向均布在转轴的后端，轴向输油孔的后端与每个径向输油孔相连通，前端与主动片和被动片之间的间隙相连通。转轴后端通过后轴承座与圆筒形壳体的后端内壁面相连接。后轴承座内设置有后轴承座输油孔，该后轴承座输油孔通过导套与设置在后盖上的工作油孔相连通。后轴承座内设置有第一外隔垫、第一内隔垫和两个第一轴承；第一外隔垫和第一内隔垫位于两个第一轴承之间，第一内隔垫同轴固定套设在转轴外周，且沿周向均布与径向输油孔数量相等的内隔垫输油孔；第一外隔垫与后轴承座相连接，且同轴套设在第一内隔垫外周，第一外隔垫与第一内隔垫之间具有间隙，形成缓冲油腔；第一外隔垫内设有外隔垫输油孔，外隔垫输油孔一端与缓冲油腔相连通，另一端与后轴承座输油孔相连通；工作油孔、导套、后轴承座输油孔、外隔垫输油孔、缓冲油腔、内隔垫输油孔、径向输油孔和轴向输油孔，共同形成工作油通道。两个第一轴承均为第一角接触轴承。筒形壳体靠近后轴承座部位开有弹簧槽，压缩弹簧置于弹簧槽中，压缩弹簧一端与弹簧槽底部接触，另一端与后轴承座相接触，用于对两个第一角接触轴承施加径向预紧力。支撑箱体内设置冷却水通道，用于对电主轴单元进行冷却。动力输入机构位于支撑箱体内的部分通过第一支撑座与筒形壳体相连接，动力输出机构位于支撑箱体内的部分通过第二支撑座与筒形壳体相连接，联接板与第二支撑座之间滑动连接。筒形壳体上设置有观测孔，用于对油膜厚度进行观测。筒形壳体上设置有出油孔，该出油孔与真空吸油装置相连接。位于螺母座两侧的联接板底部各固设一个滑块，每个滑块底部均能与滚珠丝杠螺纹连接或滑动连接。本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术将传统输入装置中的输入轴更换为电主轴，与普通主轴相比，电主轴将传动轴与主轴电机融为一体，结构更为紧凑，并且无中间传动环节，将主传动链的长度缩短为0，实现“零传动”，可实现动力输入的高精度。2、后盖上开有工作油孔，电主轴单元内部的转轴上也开有输油孔，便于将工作油传送到主、被动片之间。3、用滚珠丝杠代替被动轴作为进给装置，通过滚珠丝杠副的旋转运动带动联接板构成直线运动，从而调节主、被动片之间的距离，滚珠丝杠副可以实现油膜厚度的精确微量调节，同时，也能获得较高的定位精度，提高了油膜测试精度。4、本专利技术结构紧凑、安全可靠、稳定性好、调节精度高、特别适用于液粘传动过程中油膜特性的实验研究。附图说明图1显示了本专利技术一种能实现精确动力调节的油膜测试装置的结构示意图。图2显示了本专利技术中动力输入机构的结构示意图。图3显示了本专利技术的动力输出机构的结构示意图。其中有：1、底座；2、箱体机座；3、出油孔；4、出水孔；5、第一内隔垫；6、第一外隔垫；7、后防尘盖；8、导套；9、后盖；10、进水孔；11、后轴承座；12、工作油孔；13、后螺母；14、第一角接触轴承；15、后平衡环；16、外水套；17、前平衡环；18、前轴承座；19、第二外隔垫；20、第二内隔垫；21、前密封圈；22、前盖；23、前螺母；24、螺钉；25、第二角接触轴承；26、毛毡；27、转子；28、筒形壳体；29、定子；30、转轴；31、压缩弹簧；32、输入支撑套筒；33、挡块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能实现精确动力调节的油膜测试装置，其特征在于：包括支撑箱体、动力输入机构和动力输出机构；动力输入机构和动力输出机构均与支撑箱体相连接；动力输入机构包括输入机壳、电主轴单元、工作油通道和主动片；输入机壳包括筒形壳体和设置在筒形壳体两端的前盖和后盖；电主轴单元位于筒形壳体内，包括从内至外依次同轴套设的转轴、转子和定子；定子固设在筒形壳体内壁面上，转轴前端从前盖中伸出，并与主动片相连接；工作油通道位于输入机壳和转轴中，用于将工作油从外部输送至主动片上；动力输出机构包括被动片和油膜厚度调节单元；被动片与主动片同轴相向设置，两者之间的间隙宽度即为油膜厚度；油膜调节单元包括滚珠丝杠、螺母座、联接板、导轨底座和电动机；螺母座套装在滚珠丝杠外周，并与滚珠丝杠形成滚珠丝杠副连接；螺母座顶部与联接板固定连接，联接板一端与被动片固定连接；螺母座底部与导轨底座滑动连接，导轨底座固设在支撑箱体上；滚珠丝杠轴向位置固定，且与转轴相平行；滚珠丝杠一端与电动机相连接，并在电动机的带动下转动，带动螺母座、联接板和被动片进行轴向移动，从而调节油膜厚度。

【技术特征摘要】
1.一种能实现精确动力调节的油膜测试装置，其特征在于：包括支撑箱体、动力输入机构和动力输出机构；动力输入机构和动力输出机构均与支撑箱体相连接；动力输入机构包括输入机壳、电主轴单元、工作油通道和主动片；输入机壳包括筒形壳体和设置在筒形壳体两端的前盖和后盖；电主轴单元位于筒形壳体内，包括从内至外依次同轴套设的转轴、转子和定子；定子固设在筒形壳体内壁面上，转轴前端从前盖中伸出，并与主动片相连接；工作油通道位于输入机壳和转轴中，用于将工作油从外部输送至主动片上；动力输出机构包括被动片和油膜厚度调节单元；被动片与主动片同轴相向设置，两者之间的间隙宽度即为油膜厚度；油膜调节单元包括滚珠丝杠、螺母座、联接板、导轨底座和电动机；螺母座套装在滚珠丝杠外周，并与滚珠丝杠形成滚珠丝杠副连接；螺母座顶部与联接板固定连接，联接板一端与被动片固定连接；螺母座底部与导轨底座滑动连接，导轨底座固设在支撑箱体上；滚珠丝杠轴向位置固定，且与转轴相平行；滚珠丝杠一端与电动机相连接，并在电动机的带动下转动，带动螺母座、联接板和被动片进行轴向移动，从而调节油膜厚度。2.根据权利要求1所述的能实现精确动力调节的油膜测试装置，其特征在于：电动机驱动滚珠丝杠产生旋转运动，进而带动螺母座、联接板和被动片进行轴向直线运动，轴向直线运动所产生的直线位移量将反映油膜厚度的变化量；其中，油膜厚度的精确微量调节将通过控制电动机转速来实现，即：油膜厚度调节量△h=直线位移量L=电动机转速n×滚珠丝杠导程s×时间t。3.根据权利要求1所述的能实现精确动力调节的油膜测试装置，其特征在于：转轴内设置有轴向输油孔和径向输油孔；径向输油孔沿周向均布在转轴的后端，轴向输油孔的后端与每个径向输油孔相连通，前端与主动片和被动片之间的间隙相连通；转轴后端通过后轴承座与圆筒形壳体的后端内壁面相连接；后轴承座内设置有后轴承座输油孔，该后轴承座输油孔通过导套与...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔建中，李虎，刘军，赵健，李亮，夏建生，张本国，侯鹏亮，赵雪雅，赵振秀，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32