一種氣壓式多片摩擦副的測試、磨合裝置的製作方法
2023-10-10 01:23:49 3
專利名稱：一種氣壓式多片摩擦副的測試、磨合裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種摩擦耗能設備的試驗裝置，尤其是一種氣壓式多片摩擦副的測
試、磨合裝置。
背景技術：
多片式摩擦副用於摩擦耗能的離合設備，其作用是耗能、過載保護，由於其性能與
摩擦副摩擦係數、磨合率密切相關，因此，在安裝前要對它進行充分的磨合，測試出穩定的
摩擦係數，以便根據實際測試結果調整耗能機構的壓力，確保輸出特性的穩定性。 目前，公知的用於多片式摩擦副測量的摩擦離合器由摩擦材料、加壓裝置、殼體等
組成，由於採用無徑向定位的周向旋轉軸承，因此外負載慣量和壓緊裝置引起的徑向波動
較大，用於摩擦離合器時離合力矩波動在15%左右。同時，彈簧壓力不便於測量，測量精度
低，且無散熱條件，容易損壞摩擦副；故這些摩擦離合器如果用於測量設備時，主要有彈簧
力測量不便、外負載影響大、精度低、散熱差、易損壞摩擦副，以及離合力矩波動大等缺點。 目前沒有發現同本發明類似技術的說明或報導，也尚未收集到國內外類似的資料。
發明內容
為了解決上述現有技術測試裝置徑向波動較大，測量精度低，易損壞摩擦副，以及 離合力矩波動大等不足，本發明的目的在於提供一種氣壓式多片摩擦副的測試、磨合裝置， 利用本發明，可達到外負載影響小，測量準確，便於操作，散熱好，輸出的離合力矩波動小等 效果。 為了達到上述發明目的，本發明為解決其技術問題所採用的技術方案是提供一種 氣壓式多片摩擦副的測試、磨合裝置，該裝置包括 支撐座的上部為周向開有散熱槽的殼體，殼體中心安裝有前後同軸的輸入軸和輸 出軸，兩者通過軸承連接；輸入軸通過軸承與支撐座前端的軸承端蓋連接；輸入軸通過內 花鍵與軸承擋蓋用螺釘固定連接在一起；輸出軸通過支撐座後端的端蓋定位，支撐座後端 的端蓋通過螺釘固定在支撐座上；輸出軸通過角接觸軸承與軸承擋蓋連接；軸承擋蓋通過 軸承與支撐座連接；在輸出軸的前部，設置有一個由活塞壓緊盤和缸體組成的氣體，通過氣 壓接頭連接氣壓設備通入氣體；活塞壓緊盤與缸體之間設置有密封圈，實現動密封接觸； 活塞壓緊盤通過螺釘安裝在擋板上，擋板安裝於輸出軸上；缸體與輸入軸通過角接觸軸承 連接；內花鍵的槽上套有摩擦外片，輸出軸的外花鍵上套有摩擦內片，摩擦內片和摩擦外片 按內外片相互交替放置，組成摩擦副，由安裝於輸出軸上的擋板定位；輸入軸通過外花鍵與 內花鍵相聯接；在活塞壓緊盤與內花鍵之間安裝有復位彈簧和導向銷。 氣壓壓緊盤壓緊後，將力傳遞至安裝在內花鍵上的摩擦外片和輸出軸上的摩擦內 片上，最終壓力作用於整個摩擦副，此時，氣壓控制裝置可控制並獲得氣壓值大小。輸出軸 和內花鍵之間通過摩擦內片和摩擦外片組成的摩擦副之間的摩擦力矩耦合，當輸出軸的負載超過一定數量時，該設備的輸出軸停止旋轉，輸入軸繼續旋轉，便實現摩擦副間的打滑。
通過摩擦內片和摩擦外片組成的摩擦副打滑時，得出該設備的打滑力矩；由上述打滑力矩
與多片式摩擦係數之間的正比例關係，通過簡單的除法運算，便計算出多片式摩擦副的摩
擦係數。上述摩擦副壓力可通過氣壓裝置調整，摩擦副磨損後，不用調整機構，只需氣壓裝
置保壓，便能保證摩擦副間的壓力不變；當磨合或測試完成後，通過氣壓接頭洩氣，摩擦副
之間的緊密結合在復位彈簧和導向銷的作用下完全分開，同時內花鍵有兩個槽，能看見與
外片的花鍵齒，可以通過強空冷的方式快速冷卻，冷卻後再往活塞壓緊盤充壓。 本發明一種氣壓式多片摩擦副的測試、磨合裝置，由於採用上述技術方案，因此，
具有一個穩定的輸入、輸出力矩臨界值，當負載力矩大於臨界值時，離合器就開始離合。本發明一種氣壓式多片摩擦副的測試、磨合裝置可以實現轉速6 3000rpm，傳
動力矩《7Nm ;轉速6 15rpm，傳動力矩《46Nm的傳扭功能，當超過其各自的臨界傳動力
矩時，摩擦片開始打滑，通過更換不同的彈簧或者調整彈簧力可以用於更多的工況，起到耗
能離合的效果，輸出離合力矩的數據波動小於10%。因此，取得了準確測量多片式摩擦副的
摩擦性能、耗能離合等有益效果；經使用證明，本發明具有外負載影響小、測量準確、便於操
作、輸出的離合力矩波動小等有益效果。 由於氣壓控制的方便性，本裝置特徵可以實現小於50Nm任何力矩的摩擦副磨合、 摩擦係數測試。
附圖是本發明一種氣壓式多片摩擦副的測試、磨合裝置的剖視圖。 圖中l一支撐座；2—軸承端蓋；3—輸入軸；4一缸體；5—角接觸軸承；6—密 封圈；7—軸承；8—輸出軸；9一氣體；10—氣壓接頭；1 l一活塞壓緊盤；12—導向銷； 13—復位彈簧；14一螺釘；15—螺釘；16—軸承；17—支撐座後端的端蓋；18—角接觸軸 承；19一螺釘；20—擋板；21-摩擦內片；22-摩擦外片；23—軸承擋蓋；24—內花鍵。
具體實施例方式
下面結合
本發明的優選實施例。 附圖是本發明一種氣壓式多片摩擦副的測試、磨合裝置的剖視圖。如附圖的實施 例所示，該裝置包括 支撐座1的上部為周向開有散熱槽的殼體，殼體中心安裝有前後同軸的輸入軸3 和輸出軸8，兩者通過軸承7支撐；輸入軸3通過軸承與支撐座前端的軸承端蓋2連接，由軸 承端蓋2定位支撐，實現軸向旋轉；輸入軸3通過內花鍵24與軸承擋蓋23用螺釘14固定 連接在一起；內花鍵24與軸承擋蓋23之間設置有墊片，用以調整間隙；輸出軸8通過支撐 座後端的端蓋17定位，支撐座後端的端蓋17通過螺釘15固定在支撐座1上；輸出軸8通 過角接觸軸承18與軸承擋蓋23連接，由軸承擋蓋23定位和支撐旋轉；軸承擋蓋23通過軸 承16與支撐座1連接；在輸出軸8的前部，設置有一個由活塞壓緊盤11和缸體4組成的氣 體9，通過氣壓接頭10連接氣壓設備通入氣體；活塞壓緊盤11與缸體4之間設置有密封圈 6動密封接觸；活塞壓緊盤11通過螺釘19安裝在擋板20上，擋板20安裝於輸出軸8上； 缸體4與輸入軸3通過角接觸軸承5連接，預防缸體4受扭；活塞壓緊盤11和缸體4通過角接觸軸承5實現與輸入軸3同步的周向旋轉運動。內花鍵24的槽上套有摩擦外片22，輸 出軸8的外花鍵上套有摩擦內片21，摩擦內片21和摩擦外片22為圓形形狀，按內外片相互 交替放置，組成摩擦副，由安裝於輸出軸8上的擋板20定位；輸入軸3通過外花鍵與內花鍵 24相聯接；通過氣體9的氣體，活塞壓緊盤11將力傳遞至安裝在內花鍵24上的摩擦外片 22和輸出軸8上的摩擦內片21上，最終壓力作用於整個摩擦副，通過氣壓接頭可讀出氣壓 值，算得壓力，以及輸出軸8和內花鍵24之間通過摩擦內片21和摩擦外片22組成的摩擦 副之間的摩擦力矩耦合。輸出軸8和內花鍵24之間通過摩擦內片21和摩擦外片22組成 的摩擦副之間的摩擦力矩耦合，在活塞壓緊盤11與內花鍵24之間安裝有復位彈簧13和導 向銷12，當磨合或測試完成後，通過氣壓接頭IO洩氣，摩擦副之間的緊密結合在復位彈簧 13和導向銷12的作用下完全分開。同時內花鍵24設置有兩個能看見摩擦外片22花鍵齒 的槽，用於通過強空冷的方式快速冷卻花鍵齒，冷卻後再往活塞壓緊盤11充壓。
下面結合
本發明的工作情況和動作過程。 測試時，將輸入軸3連接到驅動電機上，將輸出軸8連接到加載器上，讀出氣壓P， 算得壓力F ;啟動電機，通過加載器加載，直到輸出軸8不再旋轉，此時讀取電機的輸出力 矩，該力矩為打滑力矩M，此時測試的多片式摩擦副的摩擦係數即為M/(F*C) (C為常數)。
通過上述介紹可以知道，在輸出端不施加負載力矩的情況下，由於摩擦片之間的 摩擦作用，整個運動鏈會順利的運轉起來，當氣壓力值約為50N時，如果施加的載荷^ 7Nm， 由於內外摩擦片之間摩擦力不足以克服負載，故會出現摩擦副之間的打滑，也就是多片式 摩擦副測試裝置開始離合。反之，當大氣壓力值約為400N時，當施加的載荷^ 46Nm，出現摩 擦打滑。在上述的兩種正傳動中，輸入速度範圍可在0 3000rpm。 本發明還可以這樣工作如在不允許逆傳動(輸出軸輸入，輸入軸固定)的場合， 可以保護傳動鏈。也就是說輸入軸之前的傳動鏈不允許有逆傳動的情況出現，並且通過特 殊的裝置限定了輸入軸不能逆向傳動。這時當輸出軸上出現逆傳動的現象時，其傳動能量 將通過內外摩擦片之間的摩擦耗掉，起到保護傳動鏈的作用。 如上所述，本發明通過角接觸軸承5軸向定位缸體4，活塞壓緊盤11和氣體4的 動密封接觸實現了活塞壓緊盤11的軸向定位，保證運動時候的同步性，通過軸承預防運動 時缸體受扭；活塞壓緊盤11通過充入氣體9中的氣體，將力傳遞至安裝在內花鍵24上的摩 擦外片22和輸出軸8上的摩擦內片21上，最終壓力作用於整個摩擦副，當輸出軸8的負載 在超過一定數量的狀態時，輸出軸8停止旋轉，輸入軸3繼續旋轉，實現摩擦副間的打滑狀 態。通過打滑力矩的與多片式摩擦係數的關係，便能準確得出多片式摩擦副的摩擦係數，且 通過殼體的散熱槽和氣壓裝置卸壓後的風冷，其測量效率更高，並且摩擦副磨損尺寸減小 後，不用修正調整，去除調整壓力，只需要氣壓裝置保壓，便可以保持卸壓前後的壓力一致， 確保磨合、測試的一致性和準確性。 本發明通過氣壓壓力將內外摩擦片貼合在一起，裝置主從部分處於接合狀態。利 用引入的徑向定位和周向旋轉軸承，消除啟動和打滑時由於摩擦跳動造成的輸出不穩定。 通過氣壓裝置準確調整壓力，並在散熱時卸壓冷卻，當負載力矩達到一定數值時，或者大於 最大輸出力矩時，該裝置開始離合(打滑)。換句話說，既能起到摩擦副測量、又能做到耗 能、保護傳動鏈的作用。 本發明多片式摩擦副測試裝置可以實現轉速6 3000rpm，傳動力矩《7Nm ;轉速6 15rpm，傳動力矩《46Nm的傳扭功能，當超過其各自的臨界傳動力矩時，摩擦片開始 打滑，通過調整氣壓可以用於更多的工況，起到耗能離合的效果，輸出離合力矩的數據波動 小於10%。因此，取得了準確測量多片式摩擦副的摩擦性能、耗能離合等有益效果。
由上所述，本發明具有以下特點 1、利用壓縮空氣接合機構，壓縮空氣的壓力大約為0.05Mpa，氣壓較小，容易密封 控制； 2、結構簡單、壓力穩定、接合平穩； 3、不需要調整摩擦副磨損後的間隙，使用壽命長，維護方便，能自動控制壓力；
4、卸壓後，通過復位彈簧將摩擦副之間的緊密接合完全分開，通過裝外片的內花 鍵槽開的可視(摩擦副)窗口強風冷摩擦副；達到高效磨合效果， 5、高速小壓力的磨合產生的熱量為6000 10000焦耳，普通空冷需要20 30分 鍾，而這種結構需要5 8分鐘。 雖然本發明聯繫本發明的一個優選實施例進行說明，但是應當理解，這並不意味 著本發明將局限於該實施例。相反，本發明將包括可以包含在由所附的權利要求書所限定 的本發明的精神和範圍內的所有替代，變更和等同方案。
權利要求
一種氣壓式多片摩擦副的測試、磨合裝置，該裝置包括支撐座[1]的上部為周向開有散熱槽的殼體，殼體中心安裝有前後同軸的輸入軸[3]和輸出軸[8]，兩者通過軸承[7]支撐；輸入軸[3]通過軸承與支撐座前端的軸承端蓋[2]連接；輸入軸[3]通過內花鍵[24]與軸承擋蓋[23]用螺釘[14]固定連接在一起；輸出軸[8]通過支撐座後端的軸承[18]和軸承[7]定位，支撐座後端的端蓋[17]通過螺釘[15]固定在支撐座[1]上；輸出軸[8]通過角接觸軸承[18]支撐，軸承[18]由與軸承擋蓋[23]軸向固定；軸承擋蓋[23]通過軸承[16]與支撐座[1]相對轉動；在輸出軸[8]的前部，設置有一個由活塞壓緊盤[11]和缸體[4]組成的氣體[9]，通過氣壓接頭[10]連接氣壓設備通入氣體；活塞壓緊盤[11]與缸體[4]之間設置有密封圈[6]動密封接觸；活塞壓緊盤[11]通過螺釘[19]安裝在擋板[20]上，擋板[20]安裝於輸出軸[8]上；缸體[4]與輸入軸[3]通過角接觸軸承[5]連接；內花鍵[24]的槽上套有摩擦外片[22]，輸出軸[8]的外花鍵上套有摩擦內片[21]，摩擦內片[21]和摩擦外片[22]按內外片相互交替放置，組成摩擦副，由安裝於輸出軸[8]上的擋板[20]定位；輸入軸[3]通過外花鍵與內花鍵[24]相聯接；在活塞壓緊盤[11]與內花鍵[24]之間安裝有復位彈簧[13]和導向銷[12]。
2. 如權利要求1所述的一種氣壓式多片摩擦副的測試、磨合裝置，其特徵在於所述的 輸入軸[3]由軸承端蓋[2]定位支撐，實現軸向旋轉。
3. 如權利要求1所述的一種氣壓式多片摩擦副的測試、磨合裝置，其特徵在於所述的 內花鍵[24]與軸承擋蓋[23]之間設置有用以調整間隙的墊片。
4. 如權利要求1所述的一種氣壓式多片摩擦副的測試、磨合裝置，其特徵在於所述的 輸出軸[8]由軸承擋蓋[23]定位和支撐旋轉。
5. 如權利要求1所述的一種氣壓式多片摩擦副的測試、磨合裝置，其特徵在於所述的 摩擦內片[21]和摩擦外片[22]為圓形形狀，按內外片相互交替放置，組成摩擦副，由安裝 於輸出軸[8]上的擋板[20]定位。
6. 如權利要求1所述的一種氣壓式多片摩擦副的測試、磨合裝置，其特徵在於所述的 活塞壓緊盤[11]和缸體[4]通過角接觸軸承[5]實現與輸入軸[3]同步的周向旋轉運動； 通過氣體[9]將所述的活塞壓緊盤[11]將力傳遞至安裝在內花鍵[24]上的摩擦外片[22] 和輸出軸[8]上的摩擦內片[21]上，最終壓力作用於整個摩擦副，通過氣壓接頭讀出氣壓 值，算得壓力，以及輸出軸[8]和內花鍵[24]之間通過摩擦內片[21]和摩擦外片[22]組 成的摩擦副之間的摩擦力矩耦合；當輸出軸8的負載在超過一定數量的狀態時，輸出軸8停 止旋轉，輸入軸3繼續旋轉，實現摩擦副間的打滑狀態。
7. 如權利要求1所述的一種氣壓式多片摩擦副的測試、磨合裝置，其特徵在於所述的 輸出軸[8]和內花鍵[24]之間通過摩擦內片[21]和摩擦外片[22]組成摩擦副之間的摩 擦力矩耦合；通過氣壓接頭[10]洩氣，摩擦副之間的緊密結合在復位彈簧[13]和導向銷 [12]的作用下完全分開。
8. 如權利要求1所述的一種氣壓式多片摩擦副的測試、磨合裝置，其特徵在於所述的 內花鍵[24]設置有兩個能看見摩擦外片[22]花鍵齒的槽，用於通過強空冷的方式快速冷 卻花鍵齒，冷卻後再往活塞壓緊盤[11]充壓。
全文摘要
本發明涉及摩擦耗能設備試驗，公開了一種氣壓式多片摩擦副的測試、磨合裝置，包括輸入軸[3]和輸出軸[8]同軸，輸入軸[3]通過內花鍵[24]與軸承擋蓋[23]固定連接；輸出軸[8]通過角接觸軸承[18]與軸承擋蓋[23]連接；在輸出軸[8]的前部，設置有氣體[9]；活塞壓緊盤[11]通過擋板[20]安裝於輸出軸[8]上；內花鍵[24]的槽上套有摩擦外片[22]，輸出軸[8]的外花鍵上套有摩擦內片[21]，組成摩擦副。通過氣體[9]，活塞壓緊盤[11]將力傳遞至摩擦副進行磨合；磨合完後，通過空冷的方式快速冷卻，冷卻後再往活塞壓緊盤[11]充壓，如此循環實現摩擦副的快速磨合。本發明解決了測量精度低，易損壞摩擦副等問題，取得了測量準確、便於操作等有益效果。
文檔編號G01N19/02GK101750276SQ20081020386
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月2日 優先權日2008年12月2日
發明者勒宗向 申請人:上海宇航系統工程研究所