CN107036813A - 一种基于行星传动的多功能轴系试验装置 - Google Patents

Abstract

一种基于行星传动的轴系多功能试验装置，包括：试验组件、隔振器、台架、基座。试验组件包括：驱动电机、输入端联轴器、动平衡测试圆盘、滑动联轴器、扭振测试齿盘、测试负载、第一转轴、第二转轴；驱动电机的电机轴与输入端联轴器连接，输入端联轴器通过转轴与测试部件连接；输入端联轴器与测试负载之间的转轴上安装有动平衡测试圆盘、扭振测试齿盘，动平衡测试圆盘和扭振测试齿盘之间通过第一转轴和第二转轴安装有滑动联轴器，滑动联轴器通过支架安装在台体上；试验组件安装在台架上，台架与基座之间安装有隔振器。本发明装置易于重组可实现对基于行星传动的轴系装置进行振动特性的多功能测试。

Description

一种基于行星传动的多功能轴系试验装置

技术领域

本发明属于一种轴系振动领域，具体是一种基于行星传动的轴系多功能试验装置。

背景技术

行星齿轮因其具有承载能力高、传动功率大以及结构紧凑等一系列突出的优点，使其在起重运输、建筑机械、航天航空等工程领域受到广泛应用。然而，行星齿轮在高速及重载情形下运转时，会产生不同程度的振动与噪声问题，不仅会降低齿轮的传动精度和使用寿命，还会影响整个轴系装置的工作精度和寿命，同时还会造成噪声污染，影响人们的身体健康。

近年来，船舶领域迅猛发展，对行星齿轮轴系装置的振动噪声问题也提出了越来越高的要求。大力推进行星轴系装置的减振降噪可对提高机械的使用精度，延长机械的使用寿命，改善人们的工作环境等方面都具有重要意义。如现有的专利(申请号:201520942328.5)搭建了一种多级行星齿轮箱综合试验台，可实现多级变速，提高传动效率，操作方便、拆装简单、测试范围广，同时可用于对多级行星齿轮箱性能的真实检验。然而，该试验台只能对齿轮箱性能进行检测，无法测扭振和动平衡，也无法进行模态、横振、波动负载等工况的试验。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种可用于工况下对轴系及附属结构进行模态、横振、动平衡、扭振、波动负载性能测试的基于行星传动的多功能轴系试验装置。

本发明是这样实现的，包括：试验组件、隔振器、台架、基座。

试验组件包括：驱动电机、输入端联轴器、动平衡测试圆盘、滑动联轴器、扭振测试齿盘、测试负载、第一转轴、第二转轴；驱动电机的电机轴与输入端联轴器连接，输入端联轴器通过转轴与测试部件连接；输入端联轴器与测试负载之间的转轴上安装有动平衡测试圆盘、扭振测试齿盘，动平衡测试圆盘和扭振测试齿盘之间通过第一转轴和第二转轴安装有滑动联轴器，滑动联轴器通过支架安装在台体上；试验组件安装在台架上，台架与基座之间安装有隔振器。

本发明还可以包括：

1.所述的测试负载包括行星齿轮减速器、输出端联轴器、负载发电机，行星齿轮减速器的输出轴与输出端联轴器的一端连接，输出端联轴器的另一端与负载发电机的电机轴连接。

2.所述的测试负载包括行星齿轮减速器。

3.所述的测试负载包括负载发电机。

4.所述的驱动电机与测试负载的轴保持在同一轴线上。

5.所述的输入端联轴器与测试负载之间的转轴上安装有滑动轴承，滑动轴承通过支架安装在台架上。

本发明具有如下有益效果：

1.本发明可实现对基于行星传动的轴系装置多种工况的构建，以分析不同工况下的行星齿轮减速器和整个轴系装置的振动特性；用于解决振动噪声、故障齿轮箱的健康检测；用于解决整个轴系装置的振动噪声故障。

2.可实现多功能测试，可实现对整个轴系装置进行扭振测试、动平衡测试、模态测试、横振测试。

3.装置易于重组，可将整个台架各个测试负载组件进行重组，分析重组后实验装置的振动特性。

附图说明

图1本发明总体结构示意图。

图2为扭振测试齿盘示意图。

图3为动平衡测试圆盘示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1-3，本发明包括：试验组件、隔振器12、台架13、基座14。

试验组件包括：驱动电机1、输入端联轴器2、动平衡测试圆盘4、滑动联轴器5、扭振测试齿盘6、测试负载、第一转轴、第二转轴；试验组件安装在台架13上，台架13与基座14之间安装有隔振器12。

所采用的技术方案中，测试负载包括行星齿轮减速器11、输出端联轴器8、负载发电机9，输出端联轴器8通过转轴安装在行星齿轮减速器11与负载发电机9之间。

试验组件包括：驱动电机1、输入端联轴器2、滑动轴承3、动平衡测试圆盘4、滑动联轴器5、扭振测试齿盘6、输出端联轴器8、负载发电机9、行星齿轮减速器11、转轴。

行星齿轮减速器11优选为两级行星齿轮减速器，包括：一级太阳轮、一级行星轮、一级内齿圈、一级行星架、二级太阳轮、二级行星轮、二级内齿圈、二级行星架。

试验组件安装在台架13上，台架13与基座14之间安装有隔振器12。隔振器12可优选为空气弹簧隔振器。

驱动电机1的电机轴与输入端联轴器2连接，输入端联轴器2通过第一转轴与滑动联轴器5连接，滑动联轴器5通过第二转轴与行星齿轮减速器11连接；

输入端联轴器2与滑动联轴器5之间的第一转轴上安装有滑动轴承3、动平衡测试圆盘4；

滑动联轴器5与行星齿轮减速器11之间的第二转轴上安装有扭振测试齿盘6；

行星齿轮减速器11的输出轴与输出端联轴器8连接；输出端联轴器8与负载发电机9的电机轴连接。

驱动电机1、负载发电机9、行星齿轮减速器11均直接安装在台架13上，驱动电机1、负载发电机9、行星齿轮减速器11的轴保持在同一轴线上。滑动轴承3和滑动联轴器5通过支架安装在台架13上。

试验组件由驱动电机驱动1，经行星齿轮减速器11降速后连接至负载发电机9。

行星齿轮减速器11上分布有行星齿轮输入油路7和行星齿轮输出油路10。

所述的滑动轴承3和滑动联轴器5上都有输入油路和输出油路。

所述的滑动轴承3、滑动联轴器5和行星齿轮减速器11上都插有温度计，可对滑动轴承3和行星齿轮减速器11的温度进行实时监测。

所述的驱动电机1和负载电机9，优选为交流变频调速三相异步电动机。驱动电机、行星齿轮箱和负载电机轴应保持在同一轴线上，通过在驱动电机、行星齿轮箱和负载电机下放置厚度适中的薄铁片，以确保整个台架的对中。

本发明装置适用的轴系试验：

(1)通过调节驱动电机1转速，同时改变负载发电机9的扭矩和频率，可实现对整个传动轴系试验装置的振动测试，研究不同驱动转速、空载和不同负载扭矩波动时；行星齿轮减速器11和整个轴系装置振动特性规律。

(2)通过在整个轴系装置上布置加速度传感器，可测出行星齿轮减速器11和整个轴系装置纵振和弯振的固有频率和振型。

(3)通过使驱动电机1正反转连续升、降转速进行试验，可得到整个轴系装置的扭振瀑布图，通过谐次分析法即可找出扭振固有频率。

(4)通过改变负载发电机9波动扭矩的大小和频率，对整个实验装置进行振动响应测试，考核驱动电机1、行星齿轮减速器11、负载发电机9以及轴系所连接部件的振动特性规律，如分析滚动轴承特征频率、电机的工频、齿轮箱的啮合频率、轴系的转频等。

(5)通过在动平衡测试圆盘上固定质量块，以达到增加不平衡质量的目的，可实现考核整个实验装置在质心不平衡时的振动变化规律。

(6)通过在输入轴上安装电涡流传感器，可测得横振时域和频响曲线。通过在扭振测试齿盘上安装磁电传感器，可测得扭振时域和频响曲线。将横振和扭转比较分析，可考核弯扭耦合作用下整个实验装置的振动特性规律。

(7)通过将测试负载进行重组，可分析在只有其中重组部件时，整个实验装置的振动特性规律。

应该说明的是以上实例仅用以说明本发明而非限制，本发明也并不仅限于上述举例。一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (7)

1.一种基于行星传动的轴系多功能试验装置，包括：试验组件、隔振器、台架、基座，其特征在于，试验组件包括：驱动电机、输入端联轴器、动平衡测试圆盘、滑动联轴器、扭振测试齿盘、测试负载、第一转轴、第二转轴；

驱动电机的电机轴与输入端联轴器连接，输入端联轴器通过转轴与测试部件连接；输入端联轴器与测试负载之间的转轴上安装有动平衡测试圆盘、扭振测试齿盘，动平衡测试圆盘和扭振测试齿盘之间通过第一转轴和第二转轴安装有滑动联轴器，滑动联轴器通过支架安装在台体上；试验组件安装在台架上，台架与基座之间安装有隔振器。

2.如权利要求1所述的一种基于行星传动的轴系多功能试验装置，其特征在于，所述的测试负载包括行星齿轮减速器、输出端联轴器、负载发电机，行星齿轮减速器的输出轴与输出端联轴器的一端连接，输出端联轴器的另一端与负载发电机的电机轴连接。

3.如权利要求1所述的一种基于行星传动的轴系多功能试验装置，其特征在于，所述的测试负载包括行星齿轮减速器。

4.如权利要求1所述的一种基于行星传动的轴系多功能试验装置，其特征在于，所述的测试负载包括负载发电机。

5.如权利要求1～4中任意一项所述的一种基于行星传动的轴系多功能试验装置，其特征在于，所述的驱动电机与测试负载的轴保持在同一轴线上。

6.如权利要求1～4中任意一项所述的一种基于行星传动的轴系多功能试验装置，其特征在于，所述的输入端联轴器与测试负载之间的转轴上安装有滑动轴承，滑动轴承通过支架安装在台架上。

7.如权利要求5所述的一种基于行星传动的轴系多功能试验装置，其特征在于，所述的输入端联轴器与测试负载之间的转轴上安装有滑动轴承，滑动轴承通过支架安装在台架上。