一種恆轉矩輸出氣浮裝置製造方法
2023-09-11 18:59:15 1
一種恆轉矩輸出氣浮裝置製造方法
【專利摘要】一種恆轉矩輸出氣浮裝置，包含附加轉盤、恆力輸出氣缸、氣浮滑輪、卷繩電機、拉繩等；附加轉盤套裝在工件轉軸上，氣浮滑輪固定在恆力輸出氣缸的輸出軸上，拉繩一端纏繞在附加轉盤上，另一端繞過氣浮滑輪連接卷繩電機，氣浮滑輪兩端的拉繩均與恆力輸出氣缸的輸出軸相平行，恆力輸出氣缸上安裝有雷射位移傳感器和反光板，雷射位移傳感器的測量數據反饋給卷繩電機。本發明在工件轉軸外套裝一個附加轉盤，拉繩纏繞在附加轉盤上引出，因此可保證拉繩與附加轉盤始終相切，在工件轉軸旋轉過程中，拉繩上作用力方向不變，作用在工件轉軸上的力臂值不變，通過恆力輸出氣缸保證拉繩上的拉力值恆定，可實現低轉速狀態下的恆轉矩加載，精度高、結構簡單。
【專利說明】一種恆轉矩輸出氣浮裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及恆轉矩領域，尤其是一種恆轉矩的加載。
【背景技術】
[0002]現有技術中，恆轉矩加載可通過恆轉矩電機和磁粉制動器等來實現，此類加載裝置在一定的轉速範圍內適用，且加載精度不高，對於超過其額定轉速的低轉速場合，會產生力的突變，轉矩難以平衡，因此只能通過其他方式進行恆轉矩加載。恆轉矩加載過程中既要保證任意位置任意時刻作用在工件轉軸上的轉矩保持不變，又不能對工件轉軸產生附加擾動影響，實現起來比較困難。
【發明內容】
[0003]針對現有恆轉矩加載裝置難以適應低轉速場合的問題，本發明提供一種在低轉速狀態下控制精度高的、穩定性好的恆轉矩加載裝置。
[0004]本發明解決其技術問題採用的技術方案是:一種恆轉矩輸出氣浮裝置，包含附加轉盤、恆力輸出氣缸、氣浮滑輪、卷繩電機、拉繩等。
[0005]所述附加轉盤套裝在工件轉軸上,所述氣浮滑輪固定在恆力輸出氣缸的輸出軸上，所述拉繩一端纏繞在附加轉盤上，另一端繞過氣浮滑輪連接卷繩電機，所述氣浮滑輪兩端的拉繩均與恆力輸出氣缸的輸出軸相平行。
[0006]所述拉繩和恆力輸出氣缸至少有兩組，所述兩組拉繩在附加轉盤上的纏繞方向相同且不相互影響，所述兩組恆力輸出氣缸對稱安裝。
[0007]所述恆力輸出氣缸上安裝有雷射位移傳感器,所述恆力輸出氣缸的輸出軸上安裝反光板，所述雷射位移傳感器與反光板位置相對，所述雷射位移傳感器的測量數據反饋給卷繩電機。
[0008]進一步，所述恆力輸出氣缸包括缸筒、活塞、輸出軸、儲氣座；所述儲氣套套裝在缸筒外且與缸筒間形成儲氣腔，所述活塞套裝在缸筒內且與缸筒內壁間存在極小間隙，所述活塞連接輸出軸，所述缸筒下端包含一段缸筒密封端，所述輸出軸穿過缸筒密封端且和缸筒密封端內壁間形成極小間隙，所述缸筒上端安裝底蓋。
[0009]所述缸筒靠近缸筒密封端的一側均布進氣口，所述進氣口連通缸筒內腔和儲氣腔，所述底蓋上開有出氣口，所述儲氣套上開有儲氣進氣口，所述儲氣進氣口通過氣管連接比例閥。
[0010]所述活塞下端均布進氣孔，所述活塞上沿圓周均布第一徑向節流孔，所述第一徑向節流孔與進氣孔相通，所述第一徑向節流孔內安裝節流塞；所述第一徑向節流孔沿軸向方向至少有兩組。
[0011]所述活塞上開有第一卸壓槽；所述第一卸壓槽包含活塞外圓柱面上沿圓周方向的凹槽、凹槽內均布的徑向盲孔以及與徑向盲孔相通的軸向盲孔；所述軸向盲孔通向缸筒的上端，所述凹槽位於第一徑向節流孔的下側；所述第一卸壓槽與第一徑向節流孔、進氣孔間相互隔離。
[0012]所述缸筒密封端沿圓周方向均布第二徑向節流孔，所述第二徑向節流孔沿軸向上至少有兩組，所述第二徑向節流孔內安裝節流塞；所述缸筒密封端外套裝氣浮座，所述缸筒密封端與氣浮座間設有密封腔，所述密封腔與第二徑向節流孔相通；所述氣浮座上設有氣浮進氣口。
[0013]所述儲氣套與缸筒間、缸筒與氣浮座間均採用O型圈密封。
[0014]本發明的測試方法是:先將附加轉盤鎖定，為恆力輸出氣缸供氣，氣壓恆定後，釋放附加轉盤。利用雷射位移傳感器測量輸出軸位移，以活塞位於缸筒中部為基準，控制卷繩電機收繩和放繩，使得活塞不超出行程。
[0015]本發明的設計思路是:為了得到一個恆轉矩負載，本發明在工件轉軸外套裝一個附加轉盤，拉繩纏繞在附加轉盤上引出，因此可保證拉繩與附加轉盤始終相切，在工件轉軸旋轉過程中，拉繩上作用力方向不變，作用在工件轉軸上的力臂值不變，只要保證拉繩上的拉力值恆定，就可實現恆轉矩加載。
[0016]拉繩上的恆力由恆力輸出氣缸提供，由於活塞橫截面積一定，所以只要保證進入到缸筒內腔的氣體壓力恆定，則可保證輸出的力值恆定。由於恆力輸出氣缸的行程有限，因此拉繩另一端繞過恆力輸出氣缸頂端的氣浮滑輪連接卷繩電機，恆力輸出氣缸上安裝有雷射位移傳感器，可測量出輸出軸的位移，將信息反饋給卷繩電機，卷繩電機控制收繩和放繩，可使得恆力輸出氣缸的活塞始終位於有效行程內；拉繩繞過氣浮滑輪，因此作用在工件轉軸上的拉力為恆力輸出氣缸輸出力值的1/2。
[0017]在缸筒外增加一個儲氣套，儲氣套與缸筒間形成儲氣腔，儲氣腔通過氣管連接比例閥和儲氣罐，儲氣腔與缸筒進氣腔相通，相當於增大了缸筒進氣腔的容積，活塞運動引起的容積變化對氣壓突變的影響較小，進一步提高了恆力輸出的精度。活塞上設有第一徑向節流孔，缸筒進氣腔內的高壓氣體通過活塞上的進氣孔進入第一徑向節流孔，在缸筒與活塞的間隙形成氣膜；缸筒密封端設有第二徑向節流孔，通過氣浮座上的氣浮進氣口進行獨立供氣，為輸出軸提供潤滑和支撐；結構及供氣方式簡單、承載能力好。徑向節流孔附近均設有卸壓槽，卸壓槽與外界常壓相通，一方面防止缸筒內高壓氣體進入氣浮間隙對氣膜產生影響，起到密封作用，另一方面在間隙內形成常壓區，促進氣膜的形成。
[0018]本發明的優點表現在:可實現低轉速狀態下的恆轉矩加載，精度高、結構簡單。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是一種恆轉矩輸出氣浮裝置示意圖
[0020]圖2是恆力輸出氣缸示意圖
【具體實施方式】
[0021]一種恆轉矩輸出氣浮裝置，包含附加轉盤21、恆力輸出氣缸、氣浮滑輪18、卷繩電機20、拉繩19等。
[0022]所述附加轉盤21套裝在工件轉軸22上，所述氣浮滑輪18固定在恆力輸出氣缸的輸出軸I上，所述拉繩19 一端纏繞在附加轉盤21上，另一端繞過氣浮滑輪18連接卷繩電機20，所述氣浮滑輪18兩端的拉繩19均與恆力輸出氣缸的輸出軸I相平行。[0023]所述拉繩19和恆力輸出氣缸至少有兩組，所述兩組拉繩在附加轉盤21上的纏繞方向相同且不相互影響，所述兩組恆力輸出氣缸對稱安裝。
[0024]所述恆力輸出氣缸上安裝有雷射位移傳感器23，所述恆力輸出氣缸的輸出軸I上安裝反光板17，所述雷射位移傳感器23與反光板17位置相對，所述雷射位移傳感器23的測量數據反饋給卷繩電機20。
[0025]進一步，所述恆力輸出氣缸包括缸筒6、活塞14、輸出軸1、儲氣套7 ;所述儲氣套7套裝在缸筒6外且與缸筒間形成儲氣腔8，所述活塞14套裝在缸筒6內且與缸筒6內壁間存在極小間隙，所述活塞14連接輸出軸1，所述缸筒6下端包含一段缸筒密封端，所述輸出軸I穿過缸筒密封端且和缸筒密封端內壁間形成極小間隙，所述缸筒6上端安裝底蓋12。
[0026]所述缸筒6靠近缸筒密封端的一側均布進氣口 9，所述進氣口 9連通缸筒內腔和儲氣腔8，所述底蓋12上開有出氣口 11，所述儲氣套7上開有儲氣進氣口 16，所述儲氣進氣口16通過氣管連接比例閥和大儲氣罐。
[0027]所述活塞14下端均布進氣孔，所述活塞上沿圓周均布第一徑向節流孔13，所述第一徑向節流孔13與進氣孔相通,所述第一徑向節流孔13內安裝節流塞；所述第一徑向節流孔沿軸向方向有兩組。
[0028]所述活塞14上開有第一卸壓槽；所述第一卸壓槽包含活塞外圓柱面上沿圓周方向的凹槽15、凹槽15內均布的徑向盲孔以及與徑向盲孔相通的軸向盲孔；所述軸向盲孔通向缸筒6的上端，所述凹槽15位於第一徑向節流孔13的下側；所述第一卸壓槽與第一徑向節流孔13、進氣孔間相互隔離。
[0029]所述缸筒密封端沿圓周方向均布第二徑向節流孔4，所述第二徑向節流孔4沿軸向上有三組，所述第二徑向節流孔4內安裝節流塞；所述缸筒密封端外套裝氣浮座2，所述缸筒密封端與氣浮座2間設有密封腔，所述密封腔與第二徑向節流孔4相通；所述氣浮座2上設有氣浮進氣口 3。
[0030]所述儲氣套7與缸筒6間、缸筒6與氣浮座2間均採用O型圈密封。
【權利要求】
1.一種恆轉矩輸出氣浮裝置，其特徵在於:包含附加轉盤、恆力輸出氣缸、氣浮滑輪、卷繩電機、拉繩等； 所述附加轉盤套裝在工件轉軸上，所述氣浮滑輪固定在恆力輸出氣缸的輸出軸上，所述拉繩一端纏繞在附加轉盤上，另一端繞過氣浮滑輪連接卷繩電機，所述氣浮滑輪兩端的拉繩均與恆力輸出氣缸的輸出軸相平行； 所述恆力輸出氣缸上安裝有雷射位移傳感器，所述恆力輸出氣缸的輸出軸上安裝反光板，所述雷射位移傳感器與反光板位置相對，所述雷射位移傳感器的測量數據反饋給卷繩電機。
2.如權利要求1所述的一種恆轉矩輸出氣浮裝置，其特徵在於:所述拉繩和恆力輸出氣缸至少有兩組，所述兩組拉繩在附加轉盤上的纏繞方向相同且不相互影響，所述兩組恆力輸出氣缸對稱安裝。
3.如權利要求1所述的一種恆轉矩輸出氣浮裝置，其特徵在於:所述恆力輸出氣缸包括缸筒、活塞、輸出軸、儲氣座；所述儲氣套套裝在缸筒外且與缸筒間形成儲氣腔，所述活塞套裝在缸筒內且與缸筒內壁間存在極小間隙，所述活塞連接輸出軸，所述缸筒下端包含一段缸筒密封端，所述輸出軸穿過缸筒密封端且和缸筒密封端內壁間形成極小間隙，所述缸筒上端安裝底蓋； 所述缸筒靠近缸筒密封端的一側均布進氣口，所述進氣口連通缸筒內腔和儲氣腔，所述底蓋上開有出氣口，所述儲氣套上開有儲氣進氣口，所述儲氣進氣口通過氣管連接比例閥； 所述活塞下端均布進氣孔，所述活塞上沿圓周均布第一徑向節流孔，所述第一徑向節流孔與進氣孔相通，所述第一徑向節流孔內安裝節流塞；所述第一徑向節流孔沿軸向方向至少有兩組； 所述活塞上開有第一卸壓槽；所述第一洩壓槽包含活塞外圓柱面上沿圓周方向的凹槽、凹槽內均布的徑向盲孔以及與徑向盲孔相通的軸向盲孔；所述軸向盲孔通向缸筒的上端，所述凹槽位於第一徑向節流孔的下側；所述第一卸壓槽與第一徑向節流孔、進氣孔間相互隔離； 所述缸筒密封端沿圓周方向均布第二徑向節流孔，所述第二徑向節流孔沿軸向上至少有兩組，所述第二徑向節流孔內安裝節流塞；所述缸筒密封端外套裝氣浮座，所述缸筒密封端與氣浮座間設有密封腔，所述密封腔與第二徑向節流孔相通；所述氣浮座上設有氣浮進氣口。
【文檔編號】F15B21/08GK103527569SQ201310493297
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月18日 優先權日:2013年10月18日
【發明者】葉必卿, 劉坤 申請人:浙江工業大學