CN102735444A - 一种封闭力流式齿轮箱磨损油液监测试验台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种封闭力流式齿轮磨损油液监测试验台，包括驱动电机、与驱动电机连接的第一试验齿轮箱以及与第一试验齿轮箱连接的第二试验齿轮箱；第一试验齿轮箱内均为两级圆柱齿轮传动；驱动电机的输出轴与第一高速轴的一轴伸端相连，第一高速轴的另一轴伸端连接有第一弹性扭力轴，第一弹性扭力轴与第二高速轴连接；第二试验齿轮箱的第二低速轴与第二弹性扭力轴相连；第二弹性扭力轴与第一试验齿轮箱的第一低速轴相连。运用本试验台进行齿轮磨损试验，通过监测试验产生的磨损颗粒信息，实现齿轮磨损的在线监测，为齿轮点蚀，胶合，磨损等磨失效机理的研究提供实验数据。

Description

一种封闭力流式齿轮箱磨损油液监测试验台
技术领域
本发明属于齿轮箱试验台技术领域，涉及一种封闭力流式齿轮试验台，尤其是一种封闭力流式齿轮箱磨损油液监测试验台，用于齿轮点蚀，胶合，磨损等油液监测。
背景技术
齿轮传动广泛应用于各个工业领域，齿轮传动装置运行状态的好坏直接影响企业的生产效益和人身安全。研究齿轮的失效机理，运用科学合理的监测方法，监测齿轮传动装置的运行状态，对保障齿轮传动装置的安全运行具有重要意义。点蚀，胶合，磨损是齿轮主要的失效形式，形成机理和发展规律十分复杂，研究失效的形成机理和发展规律，及其不同齿轮润滑油的工作机理，必须在齿轮实验台上，运用合理的监测方法获取齿轮失效的特征信息。振动监测技术发展成熟，是齿轮状态监测的主要技术手段。但振动监测对于齿轮早期故障信息并不灵敏，提取早期故障特征信息难度较大。与振动监测相比，油液监测对齿轮的早期故障信息更为敏感。齿轮点蚀、胶合、磨损产生的磨粒携带大量的齿轮状态信息，磨粒的数量，尺寸大小，形貌等特征，直接地反映了齿轮失效的形成机理和发展规律，运用油液监测技术，监测齿轮运行中产生的磨损颗粒，可以更直接的反映齿轮的运行状态。运用油液监测技术，研究齿轮不同失效形式的形成机理和规律，对齿轮的设计改进具有重要意义。但当前齿轮磨损油液监测技术的研究还相对较少，特别是齿轮磨损在线油液监测技术。为此开发一种用于齿轮磨损油液监测试验台很有意义。
由于齿轮传动本身的重要性，科研人员对齿轮的故障监测技术，故障失效机理进行了大量的试验研究。根据不同的试验需要，研制了多种多样的齿轮试验装置。由于封闭力流式齿轮试验台能耗少，结构简单可靠，是当前运用最为广泛的齿轮试验台形式，其最具代表性的产品是德国FZG试验台和国产CL-100齿轮试验台。这两种试验台的特点是结构简单，安装方便，采用杠杆砝码加载。但这两种试验台不能反向加载；试验台所需的加载力较大；试验齿轮靠摩擦力传递动力，容易掉载，影响实验精度。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种封闭力流式齿轮箱磨损油液监测试验台，该试验台能够方便可靠的实现齿轮的磨损强化试验。运用本试验台进行齿轮磨损试验，通过监测试验产生的磨损颗粒信息，实现齿轮磨损的在线监测，为齿轮点蚀，胶合，磨损等磨失效机理的研究提供实验数据。
本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：
这种封闭力流式齿轮磨损油液监测试验台，包括驱动电机、与驱动电机连接的第一试验齿轮箱以及与第一试验齿轮箱连接的第二试验齿轮箱；所述第一试验齿轮箱内是由第一高速轴、第一中间轴和第一低速轴及各轴上的齿轮组成的两级圆柱齿轮传动；所述第二试验齿轮箱内是由第二高速轴、第二中间轴和第二低速轴及各轴上的齿轮组成的两级圆柱齿轮传动；所述驱动电机的输出轴与第一高速轴的一轴伸端相连，第一高速轴的另一轴伸端连接有第一弹性扭力轴，第一弹性扭力轴与第二高速轴连接；所述第二试验齿轮箱的第二低速轴与第二弹性扭力轴相连；第二弹性扭力轴与第一试验齿轮箱的第一低速轴相连。
上述驱动电机通过膜片联轴器与第一高速轴相连，第一试验齿轮箱的第一高速轴通过加载联轴器与第一弹性扭力轴相连，第一弹性扭力轴通过鼓形齿式联轴器与第二高速轴相连，第二低速轴通过鼓形齿式联轴器与第二弹性扭力轴相连，第二弹性扭力轴通过鼓形齿式联轴器与第一低速轴相连。
上述第一试验齿轮箱和第二试验齿轮箱的箱体内设置有将高速级齿轮和低速级齿轮的润滑油分隔开的隔板。
上述加载联轴器由第一加载半联轴器和第二加载半联轴器组成；所述第一加载半联轴器上均布14个铰制孔，第二加载半联轴器上均布16个铰制孔，第一加载半联轴器和第二加载半联轴器的外圆上均布12个凹槽。
上述加载联轴器置于高速级，加载时，将第一加载杆和第二加载杆分别装在第一加载半联轴器和第二加载半联轴器上，装上牙条，旋转手轮，当第一加载半联轴器相对于第二加载半联轴器转过所需档位时，在对齐的两对铰制孔中插入铰制孔螺栓，拧紧螺母，拆掉第一加载杆，第二加载杆，完成加载；调换第一加载杆和第二加载杆的安装位置，实现反向加载。
本发明具有以下有益效果：
本发明的封闭力流式齿轮箱磨损油液监测试验台，采用两级圆柱齿轮传动，减小加载力，通过置于高速级的加载联轴器，实现齿轮正反两个方向的加载。试验齿轮箱内置隔板，将高速级齿轮和低速级齿轮的润滑油隔开，避免低速级试验齿轮产生的颗粒对高速级齿轮产生影响。支承选用圆锥滚子轴承，本发明可进行斜齿轮的磨损试验。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为第一试验齿轮箱结构示意图；
图3为第二试验齿轮箱结构示意图；
图4为加载联轴器示意图；
图5为第一加载半联轴器示意图；
图6为第二加载半联轴器示意图；
图7为试验台加载示意图；
图8为弹性扭力轴示意图；
图9为试验小齿轮示意图；
图10为试验大齿轮示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1，本发明的封闭力流式齿轮磨损油液监测试验台，包括驱动电机1、与驱动电机1连接的第一试验齿轮箱3以及与第一试验齿轮箱3连接的第二试验齿轮箱7。第一试验齿轮箱3内是由第一高速轴27、第一中间轴16和第一低速轴18及各轴上的齿轮组成的两级圆柱齿轮传动；第二试验齿轮箱7内是由第二高速轴47、第二中间轴44和第二低速轴40及各轴上的齿轮组成的两级圆柱齿轮传动。用两根弹性扭力轴连接第一试验齿轮箱3和第二试验齿轮箱7。
驱动电机1通过膜片联轴器2与第一试验齿轮箱的第一高速轴27相连，第一试验齿轮箱3的第一高速轴27通过加载联轴器4与第一弹性扭力轴5相连，第一弹性扭力轴5通过鼓形齿式联轴器6与第二试验齿轮箱的第二高速轴47相连，第二试验齿轮箱7的第二低速轴40通过鼓形齿式联轴器8与第二弹性扭力轴9相连，第二弹性扭力轴9通过鼓形齿式联轴器10与第一试验齿轮箱3的第一低速轴18相连。所述第一弹性扭力轴5和第二弹性扭力轴9的设计制造参数相同，结构如图8所示。
参见图2和图3，本发明的第一试验齿轮箱3采用两级圆柱齿轮传动，低速级齿轮为试验齿轮，第一试验齿轮箱中的第一高速轴27，第一中间轴16，第一低速轴18都通过圆锥滚子轴承13、14、19、21、24、28和挡油盘12、15、20、22、25、29固定在第一试验齿轮箱3的箱体上。第二试验齿轮箱7采用两级圆柱齿轮传动，低速级齿轮为试验齿轮，第二试验齿轮箱中的第二高速轴47，第二中间轴44，第二低速轴40都通过圆锥滚子轴承31、34、36、39、43、48和挡油盘30、33、35、38、42、46固定在第二试验齿轮箱7的箱体上。
第二试验齿轮箱7与第一试验齿轮箱3相比，第二高速轴47没有连接驱动电机所需的轴段，除高速轴的结构存在差异外，第二试验齿轮箱7中的其他零部件的设计制造参数与第一试验齿轮箱3中相对应的零部件的设计制造参数相相同；第一试验齿轮箱3和第二试验齿轮箱7内有隔板a，将高速级齿轮11、17、41、45和低速级齿轮23、26、32、37的润滑油分隔开。第一试验齿轮箱3和第二试验齿轮箱7中的低速级齿轮均为试验齿轮，且对应的设计制造参数相同，采用大模数，大变位系数，小齿宽的设计形式，小试验齿轮26、32和大实验齿轮23、37的结构如图9和图10所示。
参见图4、5、6，所述的加载联轴器4由第一加载半联轴器49和第二加载半联轴器50组成，第一加载半联轴器49上均布14个铰制孔，第二加载半联轴器50上均布16个铰制孔，第一加载半联轴器和第二加载半联轴器的外圆上均布12个凹槽。
参见图7，所述的加载联轴器4置于高速级，加载时，将第一加载杆53和第二加载杆54分别装在第一加载半联轴器49和第二加载半联轴器50上，装上牙条55，旋转手轮56，当第一加载半联轴器相对于第二加载半联轴器50转过所需档位时，在对齐的两对铰制孔中插入铰制孔螺栓51，拧紧螺母52，拆掉第一加载杆53，第二加载杆54，完成加载。调换第一加载杆53和第二加载杆54的安装位置，可以实现反向加载。

Claims (5)

1.一种封闭力流式齿轮磨损油液监测试验台，其特征在于：包括驱动电机(1)、与驱动电机（1）连接的第一试验齿轮箱(3)以及与第一试验齿轮箱(3)连接的第二试验齿轮箱(7)；所述第一试验齿轮箱(3)内是由第一高速轴（27）、第一中间轴（16）和第一低速轴（18）及各轴上的齿轮组成的两级圆柱齿轮传动；所述第二试验齿轮箱(7)内是由第二高速轴（47）、第二中间轴（44）和第二低速轴（40）及各轴上的齿轮组成的两级圆柱齿轮传动；所述驱动电机(1)的输出轴与第一高速轴(27)的一轴伸端相连，第一高速轴(27)的另一轴伸端连接有第一弹性扭力轴(5)，第一弹性扭力轴(5)与第二高速轴(47)连接；所述第二试验齿轮箱(7)的第二低速轴(40)与第二弹性扭力轴(9)相连；第二弹性扭力轴(9)与第一试验齿轮箱(3)的第一低速轴(18)相连。
2.根据权利要求1所述的封闭力流式齿轮磨损油液监测试验台，其特征在于：所述驱动电机(1)通过膜片联轴器(2)与第一高速轴(27)相连，第一试验齿轮箱(3)的第一高速轴(27)通过加载联轴器(4)与第一弹性扭力轴(5)相连，第一弹性扭力轴(5)通过鼓形齿式联轴器(6)与第二高速轴(47)相连，第二低速轴(40)通过鼓形齿式联轴器(8)与第二弹性扭力轴(9)相连，第二弹性扭力轴(9)通过鼓形齿式联轴器(10)与第一低速轴(18)相连；所述的第一弹性扭力轴(5)和第二弹性扭力轴(9)的设计制造参数相同。
3.根据权利要求1所述的封闭力流式齿轮磨损油液监测试验台，其特征在于：所述第一试验齿轮箱(3)和第二试验齿轮箱(7)的箱体内设置有将高速级齿轮和低速级齿轮的润滑油分隔开的隔板(a)；第一试验齿轮箱(3)和第二试验齿轮箱(7)中的低速级齿轮均为试验齿轮，且对应的设计制造参数相同。
4.根据权利要求1所述的封闭力流式齿轮磨损油液监测试验台，其特征在于：所述加载联轴器(4)由第一加载半联轴器(49)和第二加载半联轴器(50)组成；所述第一加载半联轴器(49)上均布14个铰制孔，第二加载半联轴器(50)上均布16个铰制孔，第一加载半联轴器和第二加载半联轴器的外圆上均布12个凹槽。
5.根据权利要求1所述的封闭力流式齿轮磨损油液监测试验台，其特征在于：所述加载联轴器(4)置于高速级，加载时，将第一加载杆(53)和第二加载杆(54)分别装在第一加载半联轴器(49)和第二加载半联轴器(50)上，装上牙条(55)，旋转手轮(56)，当第一加载半联轴器相对于第二加载半联轴器(50)转过所需档位时，在对齐的两对铰制孔中插入铰制孔螺栓(51)，拧紧螺母(52)，拆掉第一加载杆(53)，第二加载杆(54)，完成加载；调换第一加载杆(53)和第二加载杆(54)的安装位置，实现反向加载。
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