[发明专利]蓄能式高速高加速试验机

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓄能式高速高加速试验机，特别适用于需要极短时间内达到高速度试验的场合。

背景技术

对于某些离心试验或其它用途的高速的试验件，经常会要求达到4000-5000rpm，甚至更高。在不要求加时间的情况下，对电机的功率要求并不是主要矛盾，但对于模拟特种工况下，有时要求加时间极短，这时对于并不太大的试验件来说，对于电机功率的要求就会迅速上升，譬如一个20kg的试验件的驱动功率就可能要求电机功率达到数百兆瓦，输出扭矩达到数千牛米，目前很难实现，即使勉强实现，其成本也极高。

发明内容

本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种蓄能式高速高加速试验机，本发明的蓄能机构与消除静磨擦机构相结合的驱动方式，由蓄能电机将蓄能飞轮组（含摩擦轮）驱动至目标转速以上一定幅度，然后快速压向轴向隔振增速机构，通过能量与转速传递实现瞬间增速，并提供试件部分的主题能量和摩擦能量，而辅助电机提供消除初始摩擦能量。

本发明的目的是采用下述具体技术措施来实现的：

本发明的蓄能式高速高加速试验机包括高速主机部分、蓄能驱动与离合部分、轴向隔震与增速部分；所述高速主机部分包括安装在第一机座上的前、后防护支架和前、后滚轮支座，通过轴承分别安装在前、后滚轮支座上的前、后滚轮组，位于前、后滚轮组正上方的分别通过调节杆吊装在前、后防护支架上横梁下方的前、后压轮，以及由前、后滚轮组与前、后压轮共同支撑并驱动的连接工装；所述前、后滚轮支座分别通过滑块安装在相应的左右两组直线运动副上，所述直线运动副安装在第一机座上；所述连接工装的后端通过超越离合器和传动带组件与安装于第二支座上的电机相连接；所述蓄能驱动与离合部分包括通过中部加工出的轴颈以及轴承安装在支座上的哑铃形结构的蓄能飞轮机构，蓄能飞轮机构通过带轮机构与安装于第二机座上的蓄能电机连接，蓄能飞轮机构的后端面设置有用于能量传递的接合面，支座与第二机座相固结，第二机座与推动执行机构的移动端固结，推动执行机构通过第一支座安装于第四机座上，第二机座通过直线运动副安装于第四机座上；所述轴向隔震与增速部分包括通过轴承安装于第三机座上的半轴式结构的摩擦轮，第三机座安装于第四机座上；所述摩擦轮的前端面为与蓄能飞轮机构的后端面设置的接合面相结合的结合面，位于摩擦轮后端的轴系通过高速联轴器与连接工装的前端连接。

本发明中所述前、后防护支架分为上下两段，两段间通过连接件相结合；所述直线运动副由直线导轨副构成。

本发明在所述前、后滚轮组中的任一组滚轮上设置有测角编码器组件；所述推动执行机构由液压缸或气缸构成；所述蓄能电机带有增速箱。

本发明中所述电机的功率为所述蓄能电机功率的十分之一左右。。

本发明的整机基础要求分离设置。

本发明的工作原理以及有益效果如下：

本发明中采用采用蓄能方式，由蓄能电机将蓄能飞轮组（含摩擦轮）驱动至目标转速以上一定幅度，然后快速压向轴向隔振增速机构，通过能量与转速传递实现瞬间增速，并提供试件部分的主题能量和摩擦能量，而辅助电机提供消除初始摩擦能量。

本发明中的高速主机部分整体结构与卧式动平衡机类似，两个机座安装在直线导轨上，可以无级调节间距。试件产品固定在专用工装中间，可以实现两维连接。为减轻工装质量，轴头可以设计为中空结构。在某个支撑滚轮上安装测速编码器，用于检测转速。消除静摩擦部分由驱动电机和超越离合器组成，该部分的目的是让试件产品先行低速（10-20rpm）转动起来，这样可以克服静摩擦力，同时减小启动冲击。

本发明中的蓄能驱动与离合部分，蓄能轮设计能量要达到目标负载的100倍左右，这样与速度精度相匹配，当然通过计算可以预设稍高的转速，可以通过转速与惯量之间的优化适当减少蓄能轮设计能量。与之适应，配备功率适宜的电机，用于初始能量积累和摩擦消耗能量的补充。

轴向减震增速部分用于传递蓄能轮的驱动能量，达到目标转速。同时要承载蓄能轮快速结合产生的轴向冲击力。

通过以上过程，达到了采用常规功率的电机实现了高速高加速功能，有效地解决了巨大功率电机的难题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中高速主机部分的左视图。

图3为图1中蓄能驱动部分的俯视图。