一种空气动力试验动能输出水制动系统的制作方法

日期:2019-04-23 16:45:23


本发明涉及一种制动系统,尤其涉及一种空气动力试验动能输出水制动系统。

背景技术:
空气动力试验动能输出试验台利用空气动力系统,实现各类产品的冲击试验,以较小的成本达到试验的瞬态力学环境。可以使用高速的撞击来分析地质工程中不同石块的材质特点;可以利用动能输出试验检测重要的医学研究中医疗器械的机构是否合理、可靠;可以利用动能输出试验检查楼房是否满足抗震、抗撞击的能力等等。用高压空气进行动能输出能将质量很大的物体在较短的时间内以获得很高的速度,整个试验台具有很大的惯性,需要一种可靠制动系统能在较短的距离内将整个实验台进行制动。传统的制动方式,制动力小,满足不了该类型的动能输出试验台的要求,或者有制动力大的制动系统,但是所需距离大,对试验台场地的要求较高,成本大量增加。

技术实现要素:
本发明的目的是为了制动力大、所需制动距离短、安全可靠而提供一种空气动力试验动能输出水制动系统。本发明的目的是这样实现的:包括制动机构、连接机构、回程机构和水循环系统,所述制动机构包括制动缸、制动活塞杆、活塞组件和端盖,制动活塞杆的端部与连接箱体接触,活塞组件与制动缸的内壁接触,制动缸的内壁上端设置有不同孔径的阻尼孔,所述连接机构包括设置在机架上的小车导轨、安装在小车导轨中的小车、安装在小车上的连接箱体和设置在连接箱体侧面的橡胶垫,所述回程机构包括安装在机架上的电机、与电机输出端连接的减速器、安装在减速器输出端上的齿轮、安装在机架上的滑块导轨、安装在滑块导轨中的滚珠滑块、与滚珠滑块固连的角铁、与角铁另一端固连的齿条,齿条与齿轮啮合,且齿条与小车接触,所述水循环系统包括安装在机架上的吸水池、与吸水池相连的水泵、设置在制动缸外部的挡水箱,所述水泵的输出端连接有进水管道,进水管道的端部依次穿过挡水箱的进水口和制动缸的进水口并与制动缸内的腔体相通,所述制动缸的第一排水口连接有排水管道,排水管道的端部与吸水池连接,排水管道上还旁接有第一旁接管道和第二旁接管道,第一旁接管道的端部依次穿过挡水箱的第一排水口和制动缸的第二排水口,第二旁接管路与挡水箱的第二排水口连接,且在第一排水管道上设置有高压截止阀,所述进水管道上设置有高压单向阀。本发明还包括这样一些结构特征:1.在所述机架上还设置有限制连接箱体位置极限的左接近开关和右接近开关,所述第二旁接管道中设置有水流开关传感器。与现有技术相比,本发明的有益效果是:经过仿真计算的阻尼孔按照一定规律分布在制动缸上,能实现制动机构以恒定的减速度进行减速,将高速、大质量的试验台在较短的距离内安全可靠地制动下来,减速度恒定使得系统的冲击明显降低,系统运行安全可靠。该系统能够重复使用多次,制动介质使用的是水,使用成本低,对外部环境污染小。同时该系统对场地要求低,不需要太长的距离就能实现制动,还能够自动实现系统的供水与回程,对人的依赖程度低。附图说明图1是本发明的整体结构图;图2是回程机构的具体结构示意图。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。结合图1、图2,本发明主要由制动机构、连接机构、回程机构、水循环系统和控制系统组成。制动机构的活塞杆与连接机构的箱体接触,连接机构的支撑小车与回程机构的齿条接触,水循环系统与控制系统辅助整个系统的正常工作。水泵2从吸水池1抽水,进水管道4一端连接着水泵2的出水口,另一端穿过挡水箱6的进水孔与制动缸7的进水孔a,水经过进水管道4与高压单向阀8将水送入制动缸7内。制动缸7下端的第二排水孔连接的第一旁接管道27上有一高压截止阀20,正常工作时阀门处于关闭状态,当制动缸7内的水充满时,水会从制动缸上面的阻尼孔16流到挡水箱6的第二排水孔c2,然后经过第二旁接管道28和排水管道3流入吸水池1中,第二旁接管道上面有一水流开关传感器5,当有水流过时会给控制器发送信号,控制器就会控制水泵2停止工作,此时制动缸7内充满了水,供水工作完成,等待制动开始。当连接箱11受到试验台撞击时,制动过程开始。连接箱11上的橡胶垫12起到了缓冲作用,并将力传递给活塞杆10与支撑小车14,支撑小车14支撑着连接箱体11与活塞杆10的一端,连接箱体11带动支撑小车14在导轨15上做直线运动,活塞杆10在端盖9开孔中做直线运动。活塞组件21固定在活塞杆10上,当活塞杆10向右运动时会将制动缸7内的水通过阻尼孔16挤压出缸外,被挡水箱收集起来的水会流入吸水池1中。由于阻尼作用制动缸7内将产生高压,并形成很大的制动力将活塞杆10在很短的距离下停下来,通过计算与仿真设计的阻尼孔可以让整个过程基本保持匀减速状态,不会有较大的冲击,此时制动过程完成。当支撑小车14制动结束后靠近右侧接近开关13-2,接近开关将信号传递给控制器,控制器控制电机19转动,经过减速器18将力矩传递给齿轮17,齿轮17带动与之啮合的齿条23做直线运动,同时让与齿条23连接的推动角铁25推动支撑小车14回程,滚珠滑块24在直线导轨26上做直线运动支撑着推动角铁25。所述制动机构包括制动缸、制动活塞杆、活塞组件和端盖,活塞组件与制动缸的内壁接触,活塞组件与活塞杆通过螺纹连接,端盖则焊接在制动缸的一端,制动缸的内壁上端按一定规律开有不同大小的阻尼孔16,制动缸的内壁下端左右端各开有一个排水孔b1和b2,活塞杆左端与连接箱体固连;所述连接机构包括橡胶垫、连接箱体、支撑小车与导轨,连接箱体右端与活塞杆固连,左端与橡胶垫固连,连接箱体的下端焊接有支撑小车,小车的钢轮放在导轨上面,支撑和引导制动活塞杆的水平直线运动,钢轨采用地脚螺栓连接在机架上面;所述回程机构包括齿轮、齿条、推动角铁、电机与减速器,电机通过减速器将转矩传递给减速器的输出轴,减速器输出轴通过键将转矩传递给齿轮,齿轮与减速器的输出轴通过螺钉连接实现齿轮的轴向定位,齿轮与齿条啮合传递动力并改变运动的方式,齿条与推动角铁右侧通过螺钉固定,推动角铁的下侧通过螺钉与导轨滑块连接,导轨通过螺钉固定在机架上;所述水循环系统包括挡水箱6、水泵2、吸水池1、管道、单向阀8与截止阀20,挡水箱上下两个箱体通过螺纹固定,制动缸在挡水箱内部,挡水箱上开有一个进水孔,制动缸上设置有进水口a,进水管道4上设置有一个单向阀8,制动缸上设置有第一排水口b1和第二排水口b2,挡水箱上设置有第一排水口c1和第二排水口c2,制动缸的第一排水口b1通过排水管道3与吸水池连接,制动缸的第二排水口b2、挡水箱的第一排水口c1通过第一旁接管道27与排水管道连接后通向吸水池,挡水箱的第二排水口c2通过第二旁接管道28与排水管道连接后通向吸水池;所述控制系统包括水流开关传感器5、接近开关13-1和13-2、可编程逻辑控制器,水流开关传感器5安装在挡水箱的第二旁接管道28中,两个接近开关13-1和13-2分别设置在支撑小车左右运动的极限位置处。所述的阻尼孔16,是经过计算与仿真后分布在制动缸上端的不同大小、彼此之间距离不等的一定数量的小孔。本发明的目的在于提供一种空气动力试验动能输出水制动系统。包括制动机构、连接机构、回程机构、水循环系统和控制系统。制动机构包括制动缸、制动活塞杆、活塞组件和端盖,活塞组件与制动缸的内壁接触,制动缸的内壁上端按一定规律开有不同大小的阻尼孔。连接机构包括橡胶垫、连接箱体、支撑小车与导轨,支撑小车支撑着连接箱体与活塞杆,连接箱体的橡胶垫用于防止碰撞时箱体产生变形。回程机构包括齿轮、齿条、滚珠导轨、推动角铁、电机与减速器。水循环系统包括挡水箱、水泵、吸水池、管道、单向阀与截止阀。控制系统包括水流开关传感器、接近开关、可编程逻辑控制器。本发明能将用于动能输出的推动活塞杆进行有效制动及回程,提供的制动力大,所需制动距离短,用于高速、大质量物体的动能输出试验台。

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