一种水压供能的旋转式轴向力加载装置的制作方法

1.本发明涉及试验装置领域，尤其涉及一种水压供能的旋转式轴向力加载装置。

背景技术：

2.目前，在重载旋转机械领域中，承载高轴向力的推力轴承或其他类似工况输入的零件作为关键零部件会直接影响设备的工作情况、使用寿命，考虑到大型设备的安装与测试会耗费大量人力、物力、财力，所以轴承在安装到设备前进行一定的性能检测与试验则至关重要。在轴承的测试工作中，对于推力轴承工作状况的模拟则直接影响试验结果。目前在已公开的技术成果中，大多数轴向力加载装置存在无法摆脱单向轴向力加载、油压作为轴向力加载源、不支持高转速、结构复杂、控制不精确等弊端。

技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种水压供能的旋转式轴向力加载装置，结构简单，可双向调节轴向力，且加载的轴向力大小可调节。
4.为了达到上述目的，本发明提供一种水压供能的旋转式轴向力加载装置，包含：轴向动力总成，与所述轴向动力总成机械连接的双腔体压力调节装置，以及与所述双腔体压力调节装置管路连接的水流循环回路，所述轴向动力总成用于提供轴向力和扭矩，所述水流循环回路用于提供具有压力的水流以驱动所述双腔体压力调节装置发生动作，所述双腔体压力调节装置用于调节所述轴向动力总成提供的轴向力的方向和大小；
5.所述轴向动力总成包含：传动主轴和驱动电机，所述传动主轴的一端连接所述驱动电机，所述传动主轴的另一端连接被测装置，所述传动主轴将所述驱动电机提供的扭矩加载至被测装置；
6.所述双腔体压力调节装置包含：总腔体和设置在所述腔体中的推力盘，所述推力盘将所述总腔体分成第一腔体和第二腔体，所述推力盘可在所述腔体内移动，所述传动主轴穿过所述总腔体，所述传动主轴与所述推力盘固定连接；
7.所述水流循环回路包含：
8.水箱，其用于提供水流介质；
9.第一水流控制回路，其分别连接所述水箱和所述第一腔体，用以形成所述水箱和所述第一腔体之间的水流循环回路并控制所述第一腔体内的水压；
10.第二水流控制回路，其分别连接所述水箱和所述第二腔体，用以形成所述水箱和所述第二腔体之间的水流循环回路并控制所述第二腔体内的水压。
11.所述驱动电机通过联轴器与所述传动主轴的一端连接。
12.所述水流循环回路还包含：压差表，其分别通过管路连接所述第一腔体和所述第二腔体，用于实时检测所述第一腔体和所述第二腔体之间的压力差。
13.所述第一腔体上具有第一通孔，所述第二腔体上具有第二通孔，所述传动主轴穿过所述第一通孔和所述第二通孔，在所述第一通孔内和所述第二通孔内设置密封部件，所
述密封部件围绕所述传动主轴，所述密封部件实现所述第一腔体和所述第二腔体的密封。
14.在所述传动主轴穿过所述总腔体的两端设置轴承体，所述轴承体的轴承内圈与所述传动主轴固定连接，所述轴承体的外壳体与所述总腔体外壁固定连接。
15.所述总腔体包含加载器壳体和腔室压盖，通过紧固螺栓将所述腔室压盖与所述加载器壳体固定连接。
16.所述传动主轴上具有连接部，用于连接所述双腔体压力调节装置中的推力盘。
17.采用连接组件将所述推力盘与所述传动主轴上的连接部固定连接，所述连接组件包含固定盖板和固定螺栓，所述固定盖板卡住所述连接部，所述固定螺栓穿过所述推力盘后与所述固定盖板固定连接。
18.所述推力盘与所述总腔体内壁接触的部位上套设有密封衬套，所述推力盘在所述总腔体内移动的时候，所述密封衬套实现所述第一腔体和所述第二腔体的密封与间隙的冷却和润滑。
19.所述第一水流控制回路包含：连接所述水箱出水口和所述第一腔体进水口的第一进水管路，以及连接所述第一腔体出水口和所述水箱进水口的第一出水管路，所述第一进水管路上设置第一调节泵，用于调节进入所述第一腔体的水流的压力；
20.所述第二水流控制回路包含：连接所述水箱出水口和所述第二腔体进水口的第二进水管路，以及连接所述第二腔体出水口和所述水箱进水口的第二出水管路，所述第二进水管路上设置第二调节泵，用于调节进入所述第二腔体的水流的压力。
21.本发明采用水压供能，结构简单，可双向调节轴向力，且加载的轴向力大小可调节，本发明可满足空间有限、清洁度要求度较高、试验加载要求较高的试验要求。
附图说明
22.图1是本发明提供的一种水压供能的旋转式轴向力加载装置的剖面示意图。
具体实施方式
23.以下根据图1具体说明本发明的较佳实施例。
24.由于目前的大多数轴向力加载装置存在无法摆脱单向轴向力加载、油压作为轴向力加载源、不支持高转速、结构复杂、控制不精确等弊端，因此研发一种可支持高转速、超高轴向力、结构简单、控制系统要求较低的轴向力加载设备对于当前的推力轴承测试或其他需要模拟相类似工作环境的产品设备来说是有重要意义的。
25.如图1所示，本发明提供一种水压供能的旋转式轴向力加载装置，包含：轴向动力总成，与所述轴向动力总成机械连接的双腔体压力调节装置，以及与所述双腔体压力调节装置管路连接的水流循环回路，所述轴向动力总成用于提供轴向力和扭矩，所述水流循环回路用于提供具有压力的水流以驱动所述双腔体压力调节装置发生动作，所述双腔体压力调节装置用于调节所述轴向动力总成提供的轴向力的方向和大小。
26.进一步，所述轴向动力总成包含：传动主轴3和驱动电机1，所述驱动电机1通过联轴器2与所述传动主轴3的一端连接，将驱动电机1提供的扭矩传输至所述传动主轴3，所述传动主轴3上具有连接部17，用于连接所述双腔体压力调节装置中的推力盘9，所述传动主轴3的另一端用于连接被测装置。
27.所述双腔体压力调节装置包含：总腔体22和设置在所述总腔体22中的推力盘9，所述推力盘9将所述总腔体22分成第一腔体20和第二腔体21，所述推力盘9可在所述总腔体22内移动，所述传动主轴3穿过所述总腔体22，且所述传动主轴3上的连接部17与所述推力盘9固定连接。
28.所述水流循环回路包含：
29.水箱16，用于提供水流介质；
30.第一水流控制回路，其分别连接所述水箱16和所述第一腔体20，用以形成所述水箱16和所述第一腔体20之间的水流循环回路并控制所述第一腔体20内的水压；
31.第二水流控制回路，其分别连接所述水箱16和所述第二腔体21，用以形成所述水箱16和所述第二腔体21之间的水流循环回路并控制所述第二腔体21内的水压；
32.压差表11，其分别通过管路连接所述第一腔体20和所述第二腔体21，用于实时检测所述第一腔体20和所述第二腔体21之间的压力差。
33.在本实施例中，所述总腔体22包含加载器壳体10和腔室压盖6，通过紧固螺栓7将所述腔室压盖6与所述加载器壳体10固定连接；所述加载器壳体10上具有第一通孔，所述腔室压盖6上具有第二通孔，以供所述传动主轴3穿过，为了保证所述第一腔体20和所述第二腔体21的密封性，分别在所述第一通孔内和所述第二通孔内设置密封部件5，所述密封部件5围绕所述传动主轴3，确保所述传动主轴3可以活动的基础上又确保了所述第一腔体20和所述第二腔体21的密封性；为了对所述传动主轴3进行径向定位，分别在所述传动主轴3穿过所述总腔体22的两端设置轴承体4，所述轴承体4内的轴承内圈与所述传动主轴3固定连接，所述轴承体4的外壳体与所述总腔体22外壁固定连接，在本实施例中，即，第一个轴承体的外壳体与所述加载器壳体10的外壁固定连接，第二个轴承体的外壳体与所述腔室压盖6的外壁固定连接，所述轴承体4能够实现对所述传动主轴3的径向约束，即，所述轴承体4确保所述传动主轴3只能进行旋转或沿轴向移动，而不能进行径向移动。
34.在本实施例中，采用连接组件将所述推力盘9与所述传动主轴3上的连接部17固定连接，所述连接组件包含固定盖板12和固定螺栓13，所述固定盖板12卡住所述连接部17，所述固定螺栓穿过所述推力盘9后与所述固定盖板12固定连接。
35.在本实施例中，所述推力盘9与所述总腔体22内壁接触的部位上套设有密封衬套8，利用螺丝14将所述密封衬套8固定安装到所述推力盘9上，所述密封衬套8与所述总腔体22之间形成极小的间隙流，在所述推力盘9在所述总腔体22内移动的时候，能够实现第一腔体20和第二腔体21的密封与间隙的冷却和润滑。
36.在本实施例中，所述第一水流控制回路进一步包含：连接所述水箱16出水口和所述第一腔体20进水口的第一进水管路18-1，以及连接所述第一腔体20出水口和所述水箱16进水口的第一出水管路18-2，所述第一进水管路18-1上设置第一调节泵19，用于调节进入所述第一腔体20的水流的压力。
37.在本实施例中，所述第二水流控制回路进一步包含：连接所述水箱16出水口和所述第二腔体21进水口的第二进水管路23-1，以及连接所述第二腔体21出水口和所述水箱16进水口的第二出水管路23-2，所述第二进水管路23-1上设置第二调节泵15，用于调节进入所述第二腔体21的水流的压力。
38.本发明提供的一种水压供能的旋转式轴向力加载装置的工作原理为：将被测装置
通过联轴器与传动主轴3连接，测试开始后，传动主轴3将驱动电机1输出的扭矩加载到被测装置，通过第一调节泵19调节进入第一腔体20内的水压，通过第二调节水泵15调节进入第二腔体21内的水压，通过第一腔体20和第二腔体21之间的压力差引起推力盘9的移动继而带动传动主轴3的移动，从而将第一腔体20和第二腔体21之间的压力差转变成传动主轴3上的轴向力，将轴向力加载到被测装置，在测试过程中，通过压差表11实时检测第一腔体20和第二腔体21之间的压力差的数值大小和方向，通过第一水流控制回路和第二水流控制回路来调节第一腔体20和第二腔体21之间的压力差的数值大小和方向，以调节加载到被测装置的轴向力的大小和方向，假如第一腔体20内的压力大于第二腔体21内的压力，则轴向力的方向是从第一腔体20指向第二腔体21，反之，假如第二腔体21内的压力大于第一腔体20内的压力，则轴向力的方向则是从第二腔体21指向第一腔体20，而轴向力的大小则与第一腔体20和第二腔体21之间的压力差的绝对值大小呈正比例关系，压力差的绝对值越大，轴向力就越大，反之亦然。
39.本发明采用水压功能，易于保养，加载介质易得(油路系统较为复杂，存在漏油等清洁问题)、对于清洁度要求较高的车间更加友好。轴向力加载通过改变推力盘上下腔体中压强的差值，实现在推力盘上的一个单向的力加载。高轴向力可通过改变在上下腔室的加载水压大小、推力盘上下表面的面积大小来获得(力＝压强*压强的作用面积)。
40.本发明结构简单，可双向调节轴向力，且加载的轴向力大小可调节，本发明可满足空间有限、清洁度要求度较高、试验加载要求较高的试验要求。
41.需要说明的是，在本发明的实施例中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述实施例，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
42.尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

技术特征：

1.一种水压供能的旋转式轴向力加载装置，其特征在于，包含：轴向动力总成，与所述轴向动力总成机械连接的双腔体压力调节装置，以及与所述双腔体压力调节装置管路连接的水流循环回路，所述轴向动力总成用于提供轴向力和扭矩，所述水流循环回路用于提供具有压力的水流以驱动所述双腔体压力调节装置发生动作，所述双腔体压力调节装置用于调节所述轴向动力总成提供的轴向力的方向和大小；所述轴向动力总成包含：传动主轴和驱动电机，所述传动主轴的一端连接所述驱动电机，所述传动主轴的另一端连接被测装置，所述传动主轴将所述驱动电机提供的扭矩加载至被测装置；所述双腔体压力调节装置包含：总腔体和设置在所述腔体中的推力盘，所述推力盘将所述总腔体分成第一腔体和第二腔体，所述推力盘可在所述腔体内移动，所述传动主轴穿过所述总腔体，所述传动主轴与所述推力盘固定连接；所述水流循环回路包含：水箱，其用于提供水流介质；第一水流控制回路，其分别连接所述水箱和所述第一腔体，用以形成所述水箱和所述第一腔体之间的水流循环回路并控制所述第一腔体内的水压；第二水流控制回路，其分别连接所述水箱和所述第二腔体，用以形成所述水箱和所述第二腔体之间的水流循环回路并控制所述第二腔体内的水压。2.如权利要求1所述的水压供能的旋转式轴向力加载装置，其特征在于，所述驱动电机通过联轴器与所述传动主轴的一端连接。3.如权利要求1所述的水压供能的旋转式轴向力加载装置，其特征在于，所述水流循环回路还包含：压差表，其分别通过管路连接所述第一腔体和所述第二腔体，用于实时检测所述第一腔体和所述第二腔体之间的压力差。4.如权利要求1所述的水压供能的旋转式轴向力加载装置，其特征在于，所述第一腔体上具有第一通孔，所述第二腔体上具有第二通孔，所述传动主轴穿过所述第一通孔和所述第二通孔，在所述第一通孔内和所述第二通孔内设置密封部件，所述密封部件围绕所述传动主轴，所述密封部件实现所述第一腔体和所述第二腔体的密封。5.如权利要求1所述的水压供能的旋转式轴向力加载装置，其特征在于，在所述传动主轴穿过所述总腔体的两端设置轴承体，所述轴承体的轴承内圈与所述传动主轴固定连接，所述轴承体的外壳体与所述总腔体外壁固定连接。6.如权利要求4或5所述的水压供能的旋转式轴向力加载装置，其特征在于，所述总腔体包含加载器壳体和腔室压盖，通过紧固螺栓将所述腔室压盖与所述加载器壳体固定连接。7.如权利要求1所述的水压供能的旋转式轴向力加载装置，其特征在于，所述传动主轴上具有连接部，用于连接所述双腔体压力调节装置中的推力盘。8.如权利要求6所述的水压供能的旋转式轴向力加载装置，其特征在于，采用连接组件将所述推力盘与所述传动主轴上的连接部固定连接，所述连接组件包含固定盖板和固定螺栓，所述固定盖板卡住所述连接部，所述固定螺栓穿过所述推力盘后与所述固定盖板固定连接。9.如权利要求1所述的水压供能的旋转式轴向力加载装置，其特征在于，所述推力盘与
所述总腔体内壁接触的部位上套设有密封衬套，所述推力盘在所述总腔体内移动的时候，所述密封衬套实现所述第一腔体和所述第二腔体的密封与间隙的冷却和润滑。10.如权利要求1所述的水压供能的旋转式轴向力加载装置，其特征在于，所述第一水流控制回路包含：连接所述水箱出水口和所述第一腔体进水口的第一进水管路，以及连接所述第一腔体出水口和所述水箱进水口的第一出水管路，所述第一进水管路上设置第一调节泵，用于调节进入所述第一腔体的水流的压力；所述第二水流控制回路包含：连接所述水箱出水口和所述第二腔体进水口的第二进水管路，以及连接所述第二腔体出水口和所述水箱进水口的第二出水管路，所述第二进水管路上设置第二调节泵，用于调节进入所述第二腔体的水流的压力。

技术总结

本发明公开一种水压供能的旋转式轴向力加载装置，包含轴向动力总成，与所述轴向动力总成机械连接的双腔体压力调节装置，以及与所述双腔体压力调节装置管路连接的水流循环回路，所述轴向动力总成用于提供轴向力和扭矩，所述水流循环回路用于提供具有压力的水流以驱动所述双腔体压力调节装置发生动作，所述双腔体压力调节装置用于调节所述轴向动力总成提供的轴向力的方向和大小。本发明采用水压供能，结构简单，可双向调节轴向力，且加载的轴向力大小可调节，本发明可满足空间有限、清洁度要求度较高、试验加载要求较高的试验要求。试验加载要求较高的试验要求。试验加载要求较高的试验要求。