本發(fā)明涉及一種tbm(硬巖掘進(jìn)機(jī))部件測試裝置和方法，尤其涉及了一種tbm液粘驅(qū)動單元測試動態(tài)性能裝置及其測試方法。

背景技術(shù)：

tbm刀盤驅(qū)動系統(tǒng)是硬巖掘進(jìn)裝備的關(guān)鍵子系統(tǒng)，其驅(qū)動單元的驅(qū)動特性對硬巖掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)有著至關(guān)重要的影響。tbm驅(qū)動單元分為兩種，一種為液壓驅(qū)動單元，是將液壓馬達(dá)作為驅(qū)動源，其特點是負(fù)載順應(yīng)性好，功率密度高，低速特性好；另外一種為電氣驅(qū)動單元，是將變頻電機(jī)作為驅(qū)動源，其特點是效率高，控制特性好。為了將液壓和電氣驅(qū)動各自的特點最大化，在tbm驅(qū)動單元當(dāng)中引入液粘調(diào)速離合器以調(diào)節(jié)兩種驅(qū)動方式輸出功率的大小以適應(yīng)不同的掘進(jìn)工況，達(dá)到負(fù)載順應(yīng)性設(shè)計的目標(biāo)，改善tbm刀盤驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動品質(zhì)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了測試兩種tbm液粘驅(qū)動單元的驅(qū)動特性，同時兼顧集成化設(shè)計、輕量化設(shè)計的要求，本發(fā)明的目的在于提供了一種tbm液粘驅(qū)動單元測試動態(tài)性能裝置及其測試方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：

一、一種tbm液粘驅(qū)動單元測試動態(tài)性能裝置：

裝置包括t型工作臺以及安裝在t型工作臺上的電機(jī)馬達(dá)同軸連接機(jī)構(gòu)，電機(jī)馬達(dá)同軸連接機(jī)構(gòu)包括變頻電機(jī)、第一聯(lián)軸器、液粘調(diào)速離合器、第二聯(lián)軸器、轉(zhuǎn)速力矩傳感器、扭矩限制器、第一軸承、機(jī)械飛輪、第二軸承、機(jī)械剎車器和液壓馬達(dá)，變頻電機(jī)輸出軸通過花鍵軸與第一聯(lián)軸器的輸入端連接，第一聯(lián)軸器輸出端通過平鍵軸與液粘調(diào)速離合器的輸入軸連接，液粘調(diào)速離合器的輸出軸通過平鍵軸與第二聯(lián)軸器的一端連接，第二聯(lián)軸器另一端通過平鍵軸與轉(zhuǎn)速扭矩傳感器的輸入軸相連，轉(zhuǎn)速扭矩傳感器的輸出軸通過平鍵軸與扭矩限制器的輸入端相連，扭矩限制器的輸出端經(jīng)第一軸承后通過花鍵軸與機(jī)械飛輪的輸入端相連，機(jī)械飛輪的輸出端經(jīng)第二軸承后通過花鍵軸與機(jī)械剎車器的一端花鍵孔相連，液壓馬達(dá)的花鍵軸直接連接至機(jī)械剎車器另一端的花鍵孔內(nèi)；上述所有元件均通過支架及梯形螺栓連接在t型工作臺上。

所述的電機(jī)馬達(dá)同軸連接機(jī)構(gòu)連接有動態(tài)性能測試油路，動態(tài)性能測試油路包括電機(jī)、液壓泵、吸油過濾器、單向閥、高壓過濾器、流量閥、第一比例溢流閥、兩位三通換向閥、第二比例溢流閥、油箱和三位四通換向閥；油箱經(jīng)吸油過濾器連接到液壓泵的進(jìn)油口，液壓泵由電機(jī)驅(qū)動工作，液壓泵的出油口經(jīng)單向閥分別連接到高壓過濾器的進(jìn)油口和第一比例溢流閥的一端口，第一比例溢流閥另一端口連接到油箱，高壓過濾器的出油口經(jīng)流量閥與三位四通換向閥的p口相連，三維四通換向閥的a口和b口分別和液壓馬達(dá)的兩個端口相連，三位四通換向閥的t口與兩位三通換向閥的a口相連，兩位換向閥的b口連接油箱，兩位換向閥的c口經(jīng)第二比例溢流閥連接油箱。

連接于轉(zhuǎn)速力矩傳感器與第一軸承之間的所述扭矩限制器設(shè)置有系統(tǒng)最大扭矩閾值，在超過系統(tǒng)最大扭矩閾值后控制扭矩限制器使得轉(zhuǎn)速力矩傳感器與第一軸承之間脫開，以避免實驗過程當(dāng)中飛輪能量控制不當(dāng)產(chǎn)生的扭矩過大的危險情況。

連接于第二軸承與液壓馬達(dá)之間的所述機(jī)械剎車器在設(shè)置有系統(tǒng)最大轉(zhuǎn)速閾值，在超過系統(tǒng)最大扭矩閾值后或者需要減速急停時控制機(jī)械剎車器使得第二軸承與液壓馬達(dá)之間停止同步轉(zhuǎn)動，實施機(jī)械剎車，避免由于飛輪超速運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的危險情況。

轉(zhuǎn)速扭矩傳感器實現(xiàn)對液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩的精確測量，變頻電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩由與之配套的電機(jī)變頻器測量。

為了減少機(jī)械飛輪本身質(zhì)量對傳動軸產(chǎn)生的彎矩大小，在機(jī)械飛輪兩側(cè)加裝第一軸承和第二軸承予以支撐機(jī)械飛輪可拆卸，可更換不同轉(zhuǎn)動慣量的飛輪來進(jìn)行不同要求的測試。

本發(fā)明系統(tǒng)采用驅(qū)動/加載端切換的方式，在同一實驗平臺上可完成兩種驅(qū)動單元的測試要求。選用機(jī)械蓄能器(機(jī)械飛輪)能量釋放的方式來獲得短時大扭矩，使得電機(jī)和液壓馬達(dá)功率等級降低，提高能量使用效率的同時，也能使液壓馬達(dá)的功率等級更接近于實際tbm液壓驅(qū)動單元的液壓馬達(dá)的功率等級，方便兩個測試裝置的集成設(shè)計?？紤]到原理測試過程當(dāng)中的不安全因素，加裝限矩器和機(jī)械剎車。

二、一種tbm硬巖掘進(jìn)機(jī)液粘動力單元動態(tài)性能的測試方法：

采用權(quán)利要求2所述裝置，通過三位四通換向閥對液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)動方向進(jìn)行控制，通過兩位三通換向閥對液壓馬達(dá)的工作模式進(jìn)行切換，使得液壓馬達(dá)既能夠作為驅(qū)動源又能夠工作在泵工況。

所述測試方法具有兩種測試模式：

第一種測試模式，測試電氣驅(qū)動單元驅(qū)動特性：以變頻電機(jī)作為驅(qū)動側(cè)，液壓馬達(dá)作為負(fù)載側(cè)，變頻電機(jī)與液粘調(diào)速離合器共同構(gòu)成tbm液粘動力單元，機(jī)械飛輪連接在模擬負(fù)載側(cè)；

第二種測試模式，測試液壓驅(qū)動單元驅(qū)動特性：以變頻電機(jī)作為負(fù)載側(cè)，液壓馬達(dá)作為驅(qū)動側(cè)，液壓馬達(dá)和液粘調(diào)速離合器共同構(gòu)成tbm液粘動力單元，機(jī)械飛輪連接在驅(qū)動側(cè)。

所述的第一比例溢流閥和流量閥組成流量壓力復(fù)合控制系統(tǒng)對工作在驅(qū)動側(cè)的液壓馬達(dá)進(jìn)行控制。

所述的第一種測試模式再分為電氣-液粘驅(qū)動單元測試模式和極限電氣-液粘驅(qū)動單元測試模式的兩種子模式。

所述的電氣-液粘驅(qū)動單元測試模式具體是：從變頻電機(jī)傳遞到液壓馬達(dá)的負(fù)載力矩不超過液壓馬達(dá)的額定力矩，通過機(jī)械飛輪模擬轉(zhuǎn)動慣量，流量閥的節(jié)流口全部打開，第一比例溢流閥的壓力調(diào)定為1bar，兩位三通閥的a口和c口相通，三位四通換向閥的p口和b口相通，a口和t口相通，液壓泵在電機(jī)的驅(qū)動下運行，液壓馬達(dá)反向旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)第二比例溢流閥開度大小得到液壓馬達(dá)的輸出力矩作為負(fù)載力矩大小，作為動態(tài)性能之一。

所述的極限電氣-液粘驅(qū)動單元測試模式具體是：從變頻電機(jī)傳遞到液壓馬達(dá)的負(fù)載力矩在要求極限負(fù)載力矩的時間內(nèi)超過液壓馬達(dá)的額定力矩，根據(jù)負(fù)載力矩的峰值大小計算轉(zhuǎn)動慣量并設(shè)置為機(jī)械飛輪的轉(zhuǎn)動慣量，流量閥的節(jié)流口全部打開，兩位三通閥的a口和c口相通，三位四通換向閥的p口和b口相通，a口和t口相通，液壓泵在電機(jī)的驅(qū)動下運行，液壓馬達(dá)反向旋轉(zhuǎn)，機(jī)械飛輪在變頻電機(jī)的驅(qū)動下充能，充能完成后調(diào)節(jié)第二比例溢流閥重新設(shè)置負(fù)載力矩峰值的大小但保持機(jī)械飛輪的轉(zhuǎn)動慣量不變，調(diào)節(jié)第二比例溢流閥開度大小得到液壓馬達(dá)11超過其自身額定力矩的輸出力矩，作為最大負(fù)載力矩，作為動態(tài)性能之一。

所述的第二種測試模式具體是：通過機(jī)械飛輪模擬轉(zhuǎn)動慣量，三位四通換向閥的p口和a口相通，b口和t口相通，液壓泵在電機(jī)的帶動下以驅(qū)動泵的形式運轉(zhuǎn)，調(diào)定第一比例溢流閥的壓力和液壓泵的額定壓力相同，兩位三通換向閥的a口和b口連通；在變頻電機(jī)中設(shè)定電機(jī)轉(zhuǎn)速為0，通過調(diào)節(jié)變頻電機(jī)極限力矩得到可變負(fù)載大小，作為動態(tài)性能之一。

本發(fā)明具有的有益效果是：

本發(fā)明通過加裝了機(jī)械飛輪，使得液壓系統(tǒng)功率等級下降，與實際tbm液壓驅(qū)動單元的液壓馬達(dá)功率等級一致。

本發(fā)明利用液壓系統(tǒng)的兩位三通閥和變頻電機(jī)變頻器進(jìn)行測試模式的切

換，實現(xiàn)了集成化設(shè)計的目標(biāo)，將原有的兩個測試裝置合二為一，降低了測試裝置的制造成本。

本發(fā)明安全性得到極大提高，原理測試過程當(dāng)中更加安全。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的機(jī)械原理圖。

圖中：1、變頻電機(jī)，2、第一聯(lián)軸器，3、液粘調(diào)速離合器，4、第二聯(lián)軸器，5、轉(zhuǎn)速力矩傳感器，6、扭矩限制器，7、第一軸承，8、機(jī)械飛輪，9、第二軸承，10、機(jī)械剎車器，11、液壓馬達(dá)，12、t型工作臺。

圖2是本發(fā)明的液壓原理圖。

圖中：13、電機(jī)，14、液壓泵，15、吸油過濾器，16、單向閥/17、高壓過濾器，18、流量閥，29、第一比例溢流閥，20、兩位三通換向閥，21、第二比例溢流閥，22、油箱，23、三位四通換向閥。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明

如圖1所示，本發(fā)明包括t型工作臺12以及安裝在t型工作臺12上的電機(jī)馬達(dá)同軸連接機(jī)構(gòu)，電機(jī)馬達(dá)同軸連接機(jī)構(gòu)包括變頻電機(jī)1、第一聯(lián)軸器2、液粘調(diào)速離合器3、第二聯(lián)軸器4、轉(zhuǎn)速力矩傳感器5、扭矩限制器6、第一軸承7、機(jī)械飛輪8、第二軸承9、機(jī)械剎車器10和液壓馬達(dá)11，變頻電機(jī)1輸出軸通過花鍵軸與第一聯(lián)軸器2的輸入端連接，第一聯(lián)軸器2輸出端通過平鍵軸與液粘調(diào)速離合器3的輸入軸連接，液粘調(diào)速離合器3的輸出軸通過平鍵軸與第二聯(lián)軸器4的一端連接，第二聯(lián)軸器4另一端通過平鍵軸與轉(zhuǎn)速扭矩傳感器5的輸入軸相連，轉(zhuǎn)速扭矩傳感器5的輸出軸通過平鍵軸與扭矩限制器6的輸入端相連，扭矩限制器6的輸出端經(jīng)第一軸承7后通過花鍵軸與機(jī)械飛輪8的輸入端相連，機(jī)械飛輪8的輸出端經(jīng)第二軸承9后通過花鍵軸與機(jī)械剎車器10的一端花鍵孔相連，液壓馬達(dá)11的花鍵軸直接連接至機(jī)械剎車器10另一端的花鍵孔內(nèi)；上述所有元件均通過支架及梯形螺栓連接在t型工作臺12上。

如圖2所示，電機(jī)馬達(dá)同軸連接機(jī)構(gòu)連接有動態(tài)性能測試油路，動態(tài)性能測試油路包括電機(jī)13、液壓泵14、吸油過濾器15、單向閥16、高壓過濾器17、流量閥18、第一比例溢流閥19、兩位三通換向閥20、第二比例溢流閥21、油箱22和三位四通換向閥23；油箱22經(jīng)吸油過濾器15連接到液壓泵14的進(jìn)油口，液壓泵14由電機(jī)13驅(qū)動工作，液壓泵14的出油口經(jīng)單向閥16分別連接到高壓過濾器17的進(jìn)油口和第一比例溢流閥19的一端口，第一比例溢流閥19另一端口連接到油箱22，高壓過濾器17的出油口經(jīng)流量閥18與三位四通換向閥23的p口相連，三維四通換向閥23的a口和b口分別和液壓馬達(dá)11的兩個端口相連，三位四通換向閥23的t口與兩位三通換向閥20的a口相連，兩位換向閥20的b口連接油箱22，兩位換向閥20的c口經(jīng)第二比例溢流閥21連接油箱22。

扭矩限制器6設(shè)置有系統(tǒng)最大扭矩閾值，在超過系統(tǒng)最大扭矩閾值后控制扭矩限制器6使得轉(zhuǎn)速力矩傳感器5與第一軸承7之間脫開。

機(jī)械剎車器10在設(shè)置有系統(tǒng)最大轉(zhuǎn)速閾值，在超過系統(tǒng)最大扭矩閾值后或者需要減速急停時控制機(jī)械剎車器10使得第二軸承9與液壓馬達(dá)11之間停止同步轉(zhuǎn)動。

具體實施中，本發(fā)明的機(jī)械飛輪8采用的申請日為201710330253.9，申請?zhí)枮?017.5.11，發(fā)明名稱為一種低摩擦多變量可調(diào)負(fù)載飛輪裝置的申請案中涉及到的技術(shù)方案。具體是包括主軸、下箱體、上箱體、阻尼力模擬扇葉、第一端蓋、第二端蓋、定位套筒、第一飛輪端蓋和第二飛輪端蓋；上箱體和下箱體上下相連接形成完整箱體，完整箱體內(nèi)灌有油液，完整箱體的水平兩端開設(shè)軸承孔，并且兩端分別通過第一端蓋和第二端蓋將上箱體和下箱體進(jìn)行連接固定，主軸水平穿設(shè)地安裝在完整箱體中且兩端伸出軸承孔；主軸為階梯軸結(jié)構(gòu)，主軸大端到小端依次套裝有阻尼力模擬扇葉、定位套筒、第一飛輪端蓋、六個飛輪和第二飛輪端蓋；阻尼力模擬扇葉通過平鍵與主軸相連，第一飛輪端蓋和第二飛輪端蓋均通過平鍵與主軸相連，六個飛輪作為可調(diào)負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量的主要部分，六個飛輪同軸套裝在主軸后兩端通過第一飛輪端蓋和第二飛輪端蓋軸向固定，第一飛輪端蓋和第二飛輪端蓋上均設(shè)有第一、第二飛輪同軸組件，每個飛輪下方設(shè)有剎車機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的六個機(jī)械飛輪浸沒于油液當(dāng)中相比傳統(tǒng)飛輪置于空氣中實現(xiàn)了低摩擦，并且通過箱體內(nèi)的油液、阻尼力模擬扇葉、第一、第二飛輪同軸組件和剎車機(jī)構(gòu)實現(xiàn)多變量可調(diào)負(fù)載。

所述的主軸兩端分別和完整箱體兩端的軸承孔之間設(shè)有第一調(diào)心滾子軸承和第二調(diào)心滾子軸承，第一調(diào)心滾子軸承外通過第一端蓋進(jìn)行軸向固定，第二調(diào)心滾子軸承外通過第二端蓋進(jìn)行軸向固定。

所述的第一飛輪同軸組件包括第一連接銷緊定端蓋和多個第一飛輪連接銷，飛輪上沿圓周間隔均布設(shè)有多個通孔，第一飛輪端蓋設(shè)有外凸緣，第一飛輪端蓋的外凸緣上沿圓周間隔均布穿設(shè)地安裝有多個用于伸入到飛輪通孔中的第一飛輪連接銷，第一飛輪端蓋外通過螺紋套裝有環(huán)形的第一連接銷緊定端蓋，第一連接銷緊定端蓋上沿圓周間隔均布穿設(shè)地安裝有多個用于連接第一飛輪連接銷的連接銷緊定螺釘；飛輪的通孔、連接銷緊定螺釘和第一飛輪連接銷數(shù)量相同且均平行于主軸，每個連接銷緊定螺釘?shù)穆葆敹寺菁y連接到各自對應(yīng)的第一飛輪連接銷一端開設(shè)的螺紋孔中，第一飛輪連接銷另一端穿設(shè)伸入到飛輪的通孔中。

所述的第二飛輪同軸組件包括第二連接銷緊定端蓋和多個第二飛輪連接銷，飛輪上沿圓周間隔均布設(shè)有多個通孔，第二飛輪端蓋設(shè)有外凸緣，第一飛輪端蓋的外凸緣上沿圓周間隔均布穿設(shè)地安裝有多個用于伸入到飛輪通孔中的第二飛輪連接銷，第二飛輪端蓋外通過螺紋套裝有環(huán)形的第二連接銷緊定端蓋，第二連接銷緊定端蓋上沿圓周間隔均布穿設(shè)地安裝有多個用于連接第二飛輪連接銷的連接銷緊定螺釘；飛輪的通孔、連接銷緊定螺釘和第二飛輪連接銷數(shù)量相同且均平行于主軸，每個連接銷緊定螺釘?shù)穆葆敹寺菁y連接到各自對應(yīng)的第二飛輪連接銷一端開設(shè)的螺紋孔中，第二飛輪連接銷另一端穿設(shè)伸入到飛輪的通孔中。

所述的剎車機(jī)構(gòu)包括滑塊導(dǎo)軌、滑塊導(dǎo)軌連接螺栓、支撐架、滑塊和滑塊位置調(diào)節(jié)螺釘，支撐架固定置于下箱體底部并位于飛輪下方，滑塊導(dǎo)軌通過滑塊導(dǎo)軌連接螺栓固定安裝在支撐架頂面，兩個滑塊底部嵌裝在滑塊導(dǎo)軌內(nèi)并沿滑塊導(dǎo)軌移動；滑塊為楔形，兩個滑塊相正對的側(cè)面為楔形面，兩個滑塊相背對的側(cè)面為豎直端面，滑塊導(dǎo)軌的兩端均設(shè)置有凸塊，兩個凸塊均開設(shè)螺紋孔，螺紋孔內(nèi)安裝滑塊位置調(diào)節(jié)螺釘，滑塊位置調(diào)節(jié)螺釘?shù)膬?nèi)端頂接到滑塊外側(cè)的豎直端面上；通過調(diào)節(jié)滑塊位置調(diào)節(jié)螺釘旋進(jìn)螺紋孔的深度使得兩個滑塊楔形面對飛輪周面進(jìn)行擠壓形成剎車控制。

所述的第一飛輪連接銷和第二飛輪連接銷各自的另一端均穿設(shè)伸入到若干個飛輪的通孔中，使得若干個飛輪同步運動，具體是各自使得六個飛輪中兩端的若干個連續(xù)套裝的飛輪同步運動，若干個飛輪的數(shù)量根據(jù)可調(diào)負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量而設(shè)定。

所述的下箱體底部的兩端設(shè)有進(jìn)油口和出油口，進(jìn)油口經(jīng)外部的油液循環(huán)與溫度控制系統(tǒng)與出油口連接，通過油液循環(huán)與溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行油液循環(huán)與溫度控制。

所述的第一端蓋和第二端蓋分別與主軸之間均通過擋塵環(huán)和雙層格萊圈密封連接，保證密封的可靠，第一端蓋、第二端蓋分別與上箱體、下箱體之間均使用雙層斯特封密封連接。

所述的上箱體頂面設(shè)置有通氣孔，通氣孔處安裝空氣過濾器，空氣過濾器通過螺紋孔連接在通氣孔。

當(dāng)需要測試電氣驅(qū)動單元驅(qū)動特性時，根據(jù)需要的極限負(fù)載力矩的大小和需要保持的時間來計算機(jī)械飛輪的轉(zhuǎn)動慣量，變頻電機(jī)1在變頻器的驅(qū)動下作為電動機(jī)通過液粘調(diào)速離合器3將扭矩傳遞至作為模擬負(fù)載的液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)工作在泵工況，第一比例溢流閥19調(diào)節(jié)至較低的系統(tǒng)壓力，流量閥18完全打開，液壓泵14起到補(bǔ)油的作用，兩位三通換向閥20的電磁鐵通電，將20a口與20c口接通，三位四通換向閥的右側(cè)電磁鐵通電，將23a和23t，23b和23p接通，液壓馬達(dá)反轉(zhuǎn)，第二比例溢流閥21用以控制液壓馬達(dá)的工作壓力，從而液壓馬達(dá)按照負(fù)載力矩的大小要求產(chǎn)生可變的負(fù)載扭矩。

當(dāng)需要測試液壓驅(qū)動單元驅(qū)動特性時，機(jī)械飛輪11的轉(zhuǎn)動慣量以與液壓驅(qū)動單元相連接的減速器的轉(zhuǎn)動慣量近似相等為原則進(jìn)行選擇，變頻電機(jī)1工作在發(fā)電機(jī)的狀態(tài)下，在變頻器參數(shù)設(shè)置中設(shè)定電機(jī)轉(zhuǎn)速為0，可變負(fù)載的大小通過調(diào)節(jié)變頻器的變頻電機(jī)極限力矩得到。液壓馬達(dá)11工作在驅(qū)動狀態(tài)，第一比例溢流閥19調(diào)定系統(tǒng)壓力為液壓系統(tǒng)許用上限壓力，調(diào)節(jié)流量閥18控制液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。三位四通換向閥的左側(cè)電磁鐵通電，將23a和23p，23b和23t接通，兩位三通換向閥20電磁鐵不通電，20a口與20b口相連，液壓馬達(dá)b口直接通至油箱22。

本發(fā)明的工作原理過程如下：

具體實施分為3個工作狀態(tài)：電氣-液粘驅(qū)動單元測試模式、液壓-液粘驅(qū)動單元性能測試模式和極限電氣-液粘驅(qū)動單元測試模式。

電氣-液粘驅(qū)動單元測試模式工作原理：

為了測試變頻電機(jī)1在依靠液粘調(diào)速離合器3進(jìn)行傳動的條件下的驅(qū)動特性，變頻電機(jī)1依靠變頻器按照電動機(jī)模式進(jìn)行正常驅(qū)動，模擬負(fù)載力矩的大小不超過液壓馬達(dá)的額定力矩，機(jī)械飛輪11根據(jù)實際需要選擇合適的轉(zhuǎn)動慣量用以模擬減速器的轉(zhuǎn)動慣量。流量閥18的節(jié)流口全部打開，第一比例溢流閥19的壓力調(diào)定為1bar，液壓泵14在電機(jī)13的驅(qū)動下按照補(bǔ)油泵的工況進(jìn)行運行，兩位三通閥20的電磁鐵得電，閥芯左移，使得20a口和20c口連接，三位四通換向閥23右側(cè)電磁鐵通電，使圖中的23p和23b、23a、23t油口相連，液壓馬達(dá)11反轉(zhuǎn)，通過控制第二比例溢流閥21電磁鐵電壓的大小對液壓馬達(dá)11的輸出力矩即模擬負(fù)載的力矩大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。液壓馬達(dá)模擬tbm在正常掘進(jìn)工況下的負(fù)載特性，不考慮極端工況

極限電氣-液粘驅(qū)動單元測試模式工作原理：

為了測試變頻電機(jī)1在依靠液粘調(diào)速離合器3進(jìn)行傳動的條件下的驅(qū)動特性，變頻電機(jī)1依靠變頻器按照電動機(jī)模式進(jìn)行正常驅(qū)動，要求短時間負(fù)載力矩大小大于液壓馬達(dá)11的額定力矩，根據(jù)負(fù)載力矩的峰值大小計算機(jī)械飛輪8的轉(zhuǎn)動慣量并安裝于試驗臺機(jī)械飛輪8的安裝位置。三位四通換向閥23右側(cè)電磁鐵通電，使圖中的23p和23b、23a和23t油口相連，兩位三通換向閥20電磁鐵通電，使得20a和20c連通，機(jī)械飛輪在變頻電機(jī)1的驅(qū)動下進(jìn)行充能，充能完成同樣調(diào)節(jié)第二比例溢流閥21以調(diào)節(jié)負(fù)載力矩峰值的大小，此時第二比例溢流閥21作為可調(diào)節(jié)流口使用，負(fù)載峰值的大小受到第二比例溢流閥閥口開度控制。與電氣-液粘驅(qū)動單元測試模式相比，增加機(jī)械飛輪11使得負(fù)載峰值可以達(dá)到更高的值，同時機(jī)械飛輪11的慣性可以保持轉(zhuǎn)速在短時間內(nèi)不發(fā)生變化，通過控制第二比例溢流閥的閥口開度，從而獲得穩(wěn)定的超過液壓馬達(dá)11額定力矩的大負(fù)載力矩并保持一定的時間。

液壓-液粘驅(qū)動單元測試模式工作原理：

為了測試液壓液壓馬達(dá)11在依靠液粘調(diào)速離合器3進(jìn)行傳動條件下的驅(qū)動特性，變頻電機(jī)1工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)，多余的能量通過電阻以熱量的形式進(jìn)行耗散。機(jī)械飛輪11根據(jù)實際需要選擇合適的轉(zhuǎn)動慣量用以模擬減速器的轉(zhuǎn)動慣量。三位四通換向閥23左側(cè)電磁鐵通電，使圖中的23p和23a、23b和23t油口相連，液壓泵14在電機(jī)13的帶動下以驅(qū)動泵的形式運轉(zhuǎn)，調(diào)定第一比例溢流閥的壓力為液壓泵14的額定壓力，兩位三通換向閥電磁鐵不通電，20a和20b口接通。

由此可見，本發(fā)明在保證裝置安全性的前提下，通過加載側(cè)和驅(qū)動側(cè)的切換以及變頻電機(jī)、液壓馬達(dá)與機(jī)械飛輪的協(xié)調(diào)控制，不但能夠滿足tbm電氣-液粘驅(qū)動單元和tbm液壓-液粘驅(qū)動單元性能的測試需要，而且通過控制機(jī)械飛輪能量的儲能的多少，可以實現(xiàn)超額定功率輸出，從而滿足短時大負(fù)載力矩的測試要求，降低液壓馬達(dá)及相應(yīng)泵站的功率等級，使其與tbm液壓驅(qū)動單元的馬達(dá)功率大小相接近，同時避免裝機(jī)功率的浪費，提高測試裝置液壓馬達(dá)的工作效率。