一种水平式压力扭转测试装置和系统

技术领域

本发明涉及一种施力测试装置，尤其涉及一种水平式压力扭转测试装置和系统。

背景技术

目前风电行业已经进入风机维护的关键期，摩擦材料在稳定风机整体载荷，尤其在风机启停、风机偏航过程中起到了关键作用。早期的风机采用的大多是国外进口的摩擦材料，由于关键技术保护，国产替代产品在材料强度、自润滑等性能方面很难接近或达到进口摩擦材料。作为风机维护部件中消耗最大的产品之一，摩擦材料进口价格高昂，虽然国产替代产品价格低，但是产品性能及质量无法满足要求。

在研发新的摩擦材料产品的过程中，其性能必须经过验证。而摩擦材料的标称性能参数一般无法直接反应风机摩擦材料实际所需的性能。

若将含的摩擦材料新产品直接用于风机机组进行测试，一方面摩擦材料的性能并不确定，对机组安全运行带来隐患，风机业主对于未能取得相关数据的摩擦材料也较难认可；另一方面人力、财力及实验周期也无法满足要求：由于实验的进程是一个持续的过程，需要频繁地更换、测试数据，人为因素、风机异常运行等都会引发风机机组的其他隐患，不仅使得测试的效果无法达到预期，还会给业主带来不小的经济损失。

发明内容

本发明旨在提供一种水平式压力扭转测试设备和水平式压力扭转测试平台，用以模拟风机重载低速的测试环境，能够直接给与待测工件不同受力及扭转条件，配合软件计算进而能检测摩擦材料的基本性能数据，以解决上述的技术问题。

本发明采取以下技术方案：

一种水平式压力扭转测试装置，包括位于同一轴向上的施压机构3、承压机构2；所述施压机构3与所述承压机构2之间为待测试工件的受承载区域；所述承压机构2上设有一可带动所述承压机构2绕所述轴向转动的旋转机构21；所述施压机构3的轴向某一部位设有压力传感器33，轴向端部与所述工件接触的部位设有一扭力传感器36。

本技术方案中，通过施压平台承托待测工件，并通过液压总成向左驱动施压平台朝向其左侧的承压平台移动，以挤压置于施压平台和承压平台之间的待测工件，以此向待测工件提供测试压力；旋转机构通过主轴传递扭力至承压平台，实现承压平台扭转。此时测试人员能够获取待测工件在不同的受力及扭转条件下的性能，而无需将待测工件置于实际运作的产品中测试，提高测试效率，避免实际运作的产品受到测试的影响。

优选的，所述施压机构3包括液压总成32，所述液压总成32的输出轴上设有所述压力传感器33，所述输出轴的末端与连接板31垂直连接，所述连接板31通过平面推力轴承35连接施压平台34。

进一步的，所述扭力传感器36设置于施压平台34外凸台侧与连接板31凸台之间。

进一步的，所述承压机构2包括一与所述施压平台34正对的承压平台22，所述承压平台22的法向与所述旋转机构21通过主轴24连接。

更进一步的，还包括螺接于所述施压机构3和承压机构2下端的支撑架1。

进一步的，还包括与所述轴向平行的滑杆4，所述滑杆4的两端与所述承压机构2、施压机构3连接，起导向作用。

更进一步的，还包括固接块41，所述固接块41与所述滑杆4的两端固定连接。

更进一步的，所述压力传感器33设于所述连接板31与所述液压总成32之间的间隙中，所述压力传感器33的两端分别与所述连接板31和所述液压总成32螺接，所述连接板31与所述液压总成32通过所述压力传感器33连接。

进一步的，所述主轴24固连于承压平台22内侧。

进一步的，所述液压总成32包括：液压壳体327，与所述施压机构3的机构件固定连接，所述液压壳体327上设有相互连通的液体通路325、液体通路326和滑动腔体；液压顶杆323，滑动设置于所述滑动腔体中，与所述压力传感器33固定连接，所述液压顶杆323的一端伸出所述液压壳体327；第一密封圈322和第二密封圈324，均绕设于所述滑动腔体的周壁上，用于密封所述滑动腔体与所述液压顶杆323之间的间隙；密封圈挡环321，设置于第一密封圈322外侧，与液压壳体327内侧螺接。

一种水平式压力扭转测系统，还包括分别与所述扭力传感器36、压力传感器33、旋转机构21、液压总成32信号连接的控制系统。

本发明的有益效果在于：模拟风机重载低速的测试环境，能够直接给与待测工件不同受力及扭转条件，配合软件计算进而能检测摩擦材料各种工况下的材料性能，而无需将待测工件置于实际运作的产品中测试，提高测试效率，避免实际运作的产品受到测试的影响。

附图说明

图1是本发明水平式压力扭转测试装置的结构示意图；

图2是旋转机构的局部结构示意图；

图3是液压总成的结构示意图。

图中：

32、液压总成；327、液压壳体；325、液体通路；326、液体通路；323、液压顶杆；322、第一密封圈；324、第二密封圈；321、密封圈挡环；

1、支撑架；2、承压机构；3、施压机构；4、滑杆；21、旋转机构；22、承压平台；23、平面推力轴承；24、主轴；31、连接板；33、压力传感器；34、承压平台；35、平面推力轴承；36.扭力传感器，41、固定块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

如图1-图3所示，本实施例提供一种水平式压力扭转测试装置，用于对待测工件提供测试压力，以使测试人员能够获取待测工件在不同的受力及扭转条件下的性能，在本实施例中，待测工件为风力发电机中的摩擦材料产品。

水平式压力扭转测试装置包括支撑架1、承压机构2、施压机构3、液压总成32。其中，液压总成32设置于施压机构3上，液压总成32的输出端水平向左设置，连接板31与液压总成32的输出端传动连接，承压平台22间隔设置于施压平台34的左侧，待测工件能够置于施压平台34与承压平台22之间，液压总成32能够驱动施压平台34向左挤压待测工件，以向待测工件提供测试压力；其中，旋转机构21设置于承压机构2左侧，固定于承压机构上，旋转机构21驱动主轴24将承压平台22实现扭转，以向待测工件提供测试扭转力。待测工件在不同压力及扭矩情况下，实现检测摩擦材料的性能。

具体而言，本实施例提供的水平式压力扭转测试装置通过施压平台34承托待测工件，并通过液压总成32向左侧驱动施压平台34朝向其左侧的承压平台22移动，以挤压置于施压平台34和承压平台22之间的待测工件，以此向待测工件提供测试压力，压力达到设置要求后，旋转机构21通过主轴24传递承压平台22扭转力，此时测试人员能够获取待测工件在不同的受力及扭转条件下的性能，而无需将待测工件置于实际运作的产品中测试，提高测试效率，避免实际运作的产品受到测试的影响。

在此实施例中，参见图1，水平式压力扭转测试装置还包括：滑杆4、固定块41和连接板31，滑杆4沿水平方向设置，滑杆4的两端通过固定块41与承压机构2、施压机构3固定连接；连接板31与滑杆4滑动连接，平面推力轴承35设置于施压平台34和连接板31之间，液压总成32的输出端通过连接板31与施压平台34传动连接。

继续参见图1，滑杆4平行设置有四根，分别置于连接板31的四角处。

参见图2，承压平台22分成两半，固定面和磨损面，两者通过螺栓可拆卸连接，当承压平台22需要更换或维护时，可拆卸承压平台22上的固定螺栓，将承压平台22磨损面拆下并直接取出。通过该可拆卸的设计，使得承压平台22的取放维护更加便捷，相较于现有技术有效提高了更换维护效率，延长了水平式压力扭转测试装置的使用寿命，保证了水平式压力扭转测试装置的正常使用。

参见图1，水平式压力扭转测试装置还包括连接板31、施压平台34、压力传感器33和扭转传感器36，连接板31与滑杆4滑动连接，压力传感器33间隔设置于施压平台34的右侧，压力传感器33与液压总成32的输出端连接；扭转传感器36设于施压平台34外凸台侧与连接板31凸台之间的间隙中，扭转传感器36的两端分别与施压平台34和连接板31凸台竖直连接。具体地，扭转传感器36的上下两端分别通过螺栓与施压平台34和连接板31凸台连接，扭转传感器36用于测量旋转机构21向待测工件施加的实时扭转力。

作为可选的方案，水平式压力扭转测试装置还包括导向板和位置传感器，导向板与滑杆4同向延伸，导向板设于滑杆4的一侧；位置传感器设置于导向板上，位置传感器能够沿导向板滑动并固定于导向板上，位置传感器用于检测液压总成32的输出端的伸长量。具体而言，位置传感器的测量对象为施压平台34，通过测量施压平台34的位置，可以准确判断液压总成32是否已通过施压平台34实际压抵于待测工件，实现液压总成32的输出端缓慢而稳定施压。

作为可选的方案，参见图3，液压总成32包括液压壳体327、液压顶杆323、密封圈挡环321、第一密封圈322和第二密封圈324，液压顶杆323通过螺栓与压力传感器33固定连接，液压壳体327上设有相互连通的液体通路325、326及滑动腔体；液压顶杆323滑动设置于滑动腔体中，液压顶杆323的一端伸出液压壳体327；第一密封圈322和第二密封圈324均绕设于滑动腔体的周壁上，用于密封滑动腔体与液压顶杆323之间的间隙；密封圈挡环321设置于第一密封圈322外侧，与液压壳体327螺纹连接，用于加强第一密封圈322固定。

在此实施例中，参见图1，液压总成32采用油压缸。

在此实施例中，参见图1，水平式压力扭转测试装置还包括支撑架1，支撑座1设于承压机构2和施压机构3的下端，用于支撑承压机构2和施压机构3，支撑架1与地面通过螺栓固定连接，提高水平式压力扭转测试装置的平稳度。

以上仅是本发明的可选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。