摩擦力矩加载系统及其加载方法

摘要

本发明提供一种摩擦力矩加载系统，包括：加载模块，包括对称设置的两个液压缸和两个摩擦片，摩擦片连接到液压缸的活塞；液压模块，包括油箱、液压泵、第一阀门和调压阀，液压泵连接到油箱，调压阀连接到液压缸，第一阀门连接在液压泵和调压阀之间；冷却模块，包括冷却管和油液冷却机，冷却管设在加载模块的摩擦片内，冷却管的进油口与油液冷却机的出油口连接，冷却管的出油口与油箱连接，油液冷却机的进油口与油箱连接。所述摩擦力矩加载系统利用液压模块和加载模块实现摩擦力矩加载，并具有冷却模块，有效解决了大摩擦力矩精确加载以及长时间连续工作带来的发热问题，加载的摩擦力矩可连续调节。

说明书

技术领域

本发明涉及摩擦力矩测试技术领域，更具体地，涉及一种摩擦力矩加载系统及其加载方法。

背景技术

摩擦力矩与伺服机构的特性有重要关系，直接影响伺服机构的谐振峰值的大小。现有摩擦力矩加载机构一般都是小摩擦力矩加载，对摩擦过程的发热一般都忽略。随着伺服机构的种类愈来愈多，对摩擦力矩的加载范围和连续工作时间提出来新的要求。在大摩擦力矩长时间工作的情况下，摩擦力矩加载过程的发热问题必须予以考虑。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种适用于大摩擦力矩长时间工作的摩擦力矩加载装置及其加载方法。

根据本发明的一个方面，提供一种摩擦力矩加载系统，包括：加载模块，包括对称设置的两个液压缸和两个摩擦片，所述摩擦片连接到所述液压缸的活塞；液压模块，包括油箱、液压泵、第一阀门和调压阀，所述液压泵连接到所述油箱，所述调压阀连接到所述液压缸，所述第一阀门连接在所述液压泵和所述调压阀之间；冷却模块，包括冷却管和油液冷却机，所述冷却管设在所述加载模块的摩擦片内，所述冷却管的进油口与所述油液冷却机的出油口连接，所述冷却管的出油口与油箱连接，所述油液冷却机的进油口与所述油箱连接。

所述的摩擦力矩加载系统，其中，所述液压模块还包括过滤器，设置在所述第一阀门和所述调压阀之间。

所述的摩擦力矩加载系统，其中，所述液压模块还包括溢流阀，一端连接到所述过滤器的出油口，另一端连接到油箱。

所述的摩擦力矩加载系统，其中，所述加载模块还包括支架，支架上设置有通孔，所述通孔内放置所述液压缸。

所述的摩擦力矩加载系统，其中，所述加载模块还包括：压簧螺钉和复位弹簧，所述支架上设置有孔，所述压簧螺钉和复位弹簧均设置在所述孔内，所述压簧螺钉穿过所述孔与所述摩擦片螺纹连接，所述复位弹簧外包围所述压簧螺钉。

所述的摩擦力矩加载系统，其中，所述加载模块还包括：制动块，一端固定连接到液压缸的活塞，另一端固定连接到所述摩擦片。

所述的摩擦力矩加载系统，其中，所述冷却管设置在所述制动块内，所述制动块为导热体。

根据本发明的另一个方面，提供一种摩擦力矩加载方法，包括：打开第一阀门，油箱内的油通过液压泵加压后进入所述液压缸，推动液压缸的活塞运动；通过所述活塞推动所述摩擦片，使得两个所述摩擦片从两端夹在加载物体表面，实现摩擦力矩加载；通过所述调压阀改变液压模块的供油压力，从而改变所述摩擦片与所述加载物体之间的压力，调节摩擦力矩；经过油液冷却机抽吸油箱内的油进行冷却，冷却后的油通过冷却管对摩擦片进行循环冷却。

所述的加载摩擦力矩的方法，其中，还包括：液压模块对液压缸供油时，活塞推动所述摩擦片运动的同时带动压簧螺钉和复位弹簧朝向加载物体运动，复位弹簧被压缩；液压模块停止供油时，在复位弹簧作用下，将摩擦片复位。

所述的加载摩擦力矩的方法，其中，还包括：通过溢流阀对除了调压阀向液压缸供油外的多余油进行泄流，将所述多余油泄流到油箱中。

本发明所述摩擦力矩加载系统及其加载方法利用液压模块实现加载模块对加载物体的摩擦力矩加载，并具有冷却模块，有效解决了大摩擦力矩精确加载以及加载模块长时间连续工作带来的发热问题，具有长时间连续工作的特点，并具有可连续调节，加载精度高的特点。

附图说明

通过参考以下具体实施方式内容并且结合附图，本发明的其它目的及结果将更加明白且易于理解。在附图中：

图1是本发明摩擦力矩加载系统的构成框图；

图2是本发明加载模块的一个优选实施例的示意图；

图3是本发明液压模块的一个优选实施例的示意图；

图4是本发明冷却模块的一个优选实施例的示意图。

在附图中，相同的附图标记指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

下面将参照附图来对根据本发明的各个实施例进行详细描述。

图1是本发明摩擦力矩加载系统的构成框图，如图1所示，所述摩擦力矩加载系统1000包括：

加载模块100，包括对称设置的两个液压缸110和两个摩擦片120，所述摩擦片120连接到所述液压缸110的活塞111(图2示出)；

液压模块200，包括油箱210、液压泵220、第一阀门230和调压阀240，所述液压泵220连接到所述油箱210，所述调压阀240连接到所述液压缸110，所述第一阀门230连接在所述液压泵220和所述调压阀240之间；

冷却模块300，包括冷却管310和油液冷却机320，所述冷却管310设在所述加载模块100的摩擦片120内，所述冷却管310的进油口与所述油液冷却机320的出油口连接，所述冷却管310的出油口与油箱210连接，所述油液冷却机320的进油口与所述油箱210连接，优选地，冷却管310设置在摩擦片120靠近液压缸110的一侧。

上述摩擦力矩加载系统1000利用摩擦片120与加载物体表面干摩擦实现摩擦力矩加载，通过调压阀240改变液压模块200的供油压力，进而改变摩擦片120与加载物体之间压紧力，可以非常方便的调节摩擦力矩。

另外，为了满足摩擦力矩加载系统1000的长时间连续工作需要，设置有冷却模块300，利用油液冷却机320来冷却油液，将摩擦过程中产生的热量快速传递到外界环境中，避免摩擦力矩加载系统由于温度过高无法正常工作，因此本发明的加载模块100可以进行长时间连续工作，摩擦力矩加载精度高，实际使用效果好。

本发明摩擦力矩加载系统1000的冷却模块300与液压模块200共用一个油箱210，有效解决了摩擦力矩加载装置在大摩擦力矩加载情况下长时间连续工作带来的发热问题。

图2是本发明加载模块的一个优选实施例的示意图，如图2所示，所述加载模块100包括：

液压缸110；

摩擦片120，所述摩擦片120连接到所述液压缸110的活塞111；

支架130，支架130上设置有通孔131，所述液压缸110放置在所述通孔131内；

压簧螺钉140和复位弹簧150，所述支架130上设置有孔132，所述压簧螺钉140和复位弹簧150均设置在所述孔132内，所述压簧螺钉140穿过所述孔132与所述摩擦片120螺纹连接，所述复位弹簧150外包围所述压簧螺钉140。

由于摩擦片与加载物体干摩擦，实现摩擦力矩加载，摩擦片损耗块，需要经常更换摩擦片，为了方便摩擦片的更换，优选地，所述加载模块100还包括：制动块160，一端固定连接到液压缸110的活塞111，另一端固定连接到所述摩擦片120，优选地，每一个制动块160上下两端均螺纹连接有一组压簧螺钉140和复位弹簧150，对制动板160进行限位。

进一步，优选地，冷却模块300的冷却管310设置在所述制动块160内，所述制动块160为导热体，冷却管310不设置在摩擦片120内，方便了摩擦片120的更换，冷却管310设置在制动块160内，通过导热体制动块160将摩擦片120产生的热量传送出去。

另外，优选地，两个支架130之间设置有连接板170，增强加载模块100的稳定性，进一步，优选地，还包括固定平台180，用于固定支架130，支架130、液压缸110、压簧螺钉140、复位弹簧150、制动块160和摩擦片120均对称安装，连接板170将两个支架连接起来组成一个封闭结构(例如通过螺栓连接)。

本发明所述加载模块100采用液压方式加载，充分利用液压系统的出力大，体积紧凑的特点，摩擦力矩机构总体结构紧凑，占用空间小。

另外，加载模块100的摩擦片120采用耐磨且稳定性好的材料，摩擦系数变化较小，加载精度较高且两侧的摩擦片120分别由两个参数完全相同的液压缸110驱动，两侧压力完全相同，保证加载过程中，被加载物体始终处于静平衡状态。

图3是本发明液压模块的一个优选实施例的示意图，如图3所示，所述液压模块200包括：油箱210以及依次设置在油箱210到液压缸110的油路上有液压泵220、第一阀门230、过滤器250和调压阀240，调压阀240的出油口分两路分别于两侧加载模块100的液压缸110的进油口连接，优选地，所述第一阀门230为高压球阀，所述调压阀240为比例减压阀，所述过滤器250为高压过滤器。

由于加载摩擦力矩所需的进入液压缸110的油的压力小于经液压泵220加压的油的压力，优选地，所述液压模块200还包括：溢流阀260，一端连接到所述过滤器250的出油口，另一端连接到油箱210，通过溢流阀260对对除了调压阀240向液压缸110供油外的多余油进行泄流，将所述多余油泄流到油箱210中，例如，所述溢流阀260为电磁溢流阀，进一步，优选地，所述溢流阀260与所述油箱210的油路上设置有第二阀门270，随所述油路进行关断和打开，例如，所述第二阀门270为低压球阀。

另外，优选地，调压阀240和溢流阀260的出口均设有压力传感器和压力表。

本发明液压模块200采用调压阀240控制，可自由调节油压，实现摩擦力矩的连续调节，操作简单方便，能够满足不同的测试需要。

图4是本发明冷却模块的一个优选实施例的示意图，如图4所示，所述冷却模块300包括：冷却管310和油液冷却机320，油液冷却机320的进油口与油箱210的出油口连通(例如，通过橡胶软管连通)，油液冷却机320的出油口与冷却管310进油口连通(例如，通过橡胶软管连通)；冷却管310位于加载模块100的制动块160内，冷却管310的出口与油箱210的回油口接通，为了增大油液与制动器107的接触面积，优选地，冷却管303呈“S”型或“U”型布置。

本发明冷却模块300使用油液冷却，很好解决了大摩擦加载情况下连续工作引起的发热问题，确保了系统可以较长时间稳定工作。

本发明冷却模块300可以将摩擦过程产生的热量通过冷却管310和油液冷却机320快速传递到外界环境中，使加载模块100能保持合适的工作温度，避免因温度过高造成加载模块100无法正常工作。

上述摩擦力矩加载系统1000加载摩擦力矩的方法包括：

打开第一阀门230，油箱210内的油通过液压泵220加压后进入所述液压缸110，推动液压缸110的活塞111运动；

通过所述活塞111推动所述摩擦片120，使得两个所述摩擦片120从两端夹在加载物体表面，实现摩擦力矩加载；

通过所述调压阀240改变液压模块200的供油压力，从而改变所述摩擦片120与所述加载物体之间的压力，调节摩擦力矩；

经过油液冷却机320抽吸油箱210内的油进行冷却，冷却后的油通过冷却管310对摩擦片120进行循环冷却，也就是说，吸收了摩擦片120热量的油通过冷却管310排泄回油箱210，然后再通过油液冷却机320抽吸油箱210内的油进行再次冷却，从而形成循环冷却。

优选地，上述方法还包括：

液压模块200对液压缸110供油时，活塞111推动所述摩擦片120运动的同时带动压簧螺钉140和复位弹簧150朝向加载物体运动，复位弹簧150被压缩；

液压模块200停止供油时，在复位弹簧150作用下，将摩擦片120复位，例如，初始时，通过调整压簧螺钉140，使得摩擦片120与液压缸110贴合，供油时，摩擦片120离开液压缸，停止供油后，摩擦片120复位到与液压缸110贴合。

另外，优选地，上述方法还包括：

通过溢流阀260对超过调压阀240设定压力的油进行泄流，将所述油泄流到油箱210中。

本发明摩擦力矩加载方法，通过液压模块200的调压阀240调节加载模块100的摩擦力矩，实现了摩擦力矩的连续调节，加载精度高，可实现大摩擦力矩的精确加载。

另外，通过冷却模块300对加载模块100进行冷却，实现大摩擦力矩加载情况下的摩擦加载机构的长时间连续工作。

尽管前面公开的内容示出了本发明的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的发明实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明的元素可以以个体形式描述或要求，但是也可以设想具有多个元素，除非明确限制为单个元素。