CN107515113A - 中空固定角度超高速球笼联轴器寿命试验机 - Google Patents

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秦志洪
李文喜
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    • G01M13/02—Gearings; Transmission mechanisms
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Abstract

一种中空固定角度超高速球笼联轴器寿命试验机，用于机械传动部件试验领域。包括加载部分、润滑系统和控制系统；加载部分的底座一上安装有变频高速空心轴电机，变频高速空心轴电机的输出轴通过联轴器一与轴承座一的输入轴连接，超高速球笼联轴器的左端法兰与轴承座一的输出轴法兰连接；底座二上安装有扭矩传感器、轴承座二和测工机，超高速球笼联轴器的右端法兰与扭矩传感器连接，扭矩传感器与轴承座二的输入轴连接，轴承座二的输出轴与测工机的输入轴通过联轴器二连接。本发明可最大限度模拟超高速球笼联轴器实际工况，对中空超高速球笼联轴器做使用寿命试验，能把加载负荷大部分转变为电能。

Description

中空固定角度超高速球笼联轴器寿命试验机
技术领域
本发明涉及机械传动部件试验设备技术领域，具体是一种用于试验超高速球笼联轴器寿命的设备。
背景技术
超高速球笼联轴器种类很多，大多应用在航空、航天领域，其工作转速可达到数万转/每分钟，但国内几乎没有试验超高速球笼联轴器的试验设备，直接制约了超高速球笼联轴器的研究和发展。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的发明目的在于提供一种中空固定角度超高速球笼联轴器寿命试验机，可适时对超高速球笼联轴器做使用寿命试验。
为实现上述发明目的，本发明包括加载部分、润滑系统和控制系统；
所述加载部分的底座一上安装有变频高速空心轴电机，变频高速空心轴电机的输出轴通过联轴器一与轴承座一的输入轴连接，超高速球笼联轴器的左端法兰与轴承座一的输出轴法兰连接；底座二上安装有扭矩传感器、轴承座二和测工机；超高速球笼联轴器的右端法兰与扭矩传感器连接，扭矩传感器与轴承座二的输入轴连接， 轴承座二的输出轴与测工机的输入轴通过联轴器二连接；
所述润滑系统由润滑油站、油管三和油管四、管接头一和管接头二、旋转接头一和旋转接头二组成； 旋转接头一和旋转接头二分别与变频高速空心轴电机、测工机连接，润滑系统内的润滑油通过压力在变频高速空心轴电机、轴承座一、超高速球笼联轴器、轴承座二和测工机间循环；
所述控制系统分别与变频高速空心轴电机、扭矩传感器、测工机、润滑油站连接，内部电网为控制系统提供动力。
所述测工机发出的三相电通过升压整流器并入内部电网，抵消部分变频高速空心轴电机的输入功率。
所述扭矩传感器为无线传输型扭矩传感器。
所述变频高速空心轴电机、联轴器一、轴承座一、超高速球笼联轴器、轴承座二、联轴器二、测工机为保证润滑油能够循环进入超高速球笼联轴器内部的中空轴结构。
所述控制系统带有扭矩超限报警、油温报警系统。
所述轴承座一的输出轴中心线与轴承座二的输入轴中心线在水平面方向上的距离为H，底座一为可水平轴向移动结构，在水平面方向上，超高速球笼联轴器与轴承座一的输出轴中心线的角度为α。
本发明与现有技术相比，可以最大限度模拟超高速球笼联轴器的实际工作工况，比如转速、加载、角度的变化等，对中空超高速球笼联轴器做可靠性和寿命试验；能把加载的负荷大部分转变为电能，并入内部电网，节能环保，节约了试验成本，降低了试验费用；能够大幅缩短超高速球笼联轴器的试验验证和装机验证时间，加快超高速球笼联轴器的研究和发展进程。
附图说明
图1为本发明的结构简图。
图2为图1的俯视图。
图3为本发明控制系统逻辑框图。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，本发明包括加载部分、润滑系统和控制系统。
所述加载部分的底座一2上安装有变频高速空心轴电机5，联轴器一8通过键一7与变频高速空心轴电机5的输出轴连接，联轴器一8通过键二9与轴承座一11的输入轴连接，联轴器一8与变频高速空心轴电机5的输出轴间安装有密封圈一6，联轴器一8与轴承座一11的输入轴间安装有密封圈二10，超高速球笼联轴器13的左端法兰12与轴承座一11的输出轴法兰连接。底座二24上安装有扭矩传感器14、轴承座二15和测工机21；超高速球笼联轴器13的右端法兰与扭矩传感器14连接，扭矩传感器14与轴承座二15的输入轴连接，联轴器二16通过键三18与轴承座二15的输出轴连接，联轴器二16通过键四19与测工机21的输入轴连接，联轴器二16与轴承座二15的输出轴间安装有密封圈三17， 联轴器二16与测工机21的输入轴间安装有密封圈四20。如图2所示，所述轴承座一11的输出轴中心线与轴承座二15的输入轴中心线在水平面方向上的距离为H，底座一2为可水平轴向移动结构，在水平面方向上，超高速球笼联轴器13与轴承座一11的输出轴之间的角度为α，可对底座一2进行水平移动，以适应不同的超高速球笼联轴器13的长度，通过调整超高速球笼联轴器13的距离差H值，来保证超高速球笼联轴器13的工作角度α。
所述润滑系统由润滑油站33、油管三34和油管四30、管接头一3和管接头二23、旋转接头一4和旋转接头二22组成； 旋转接头一4和旋转接头二22分别与变频高速空心轴电机5、测工机21连接，润滑系统内的润滑油通过压力在变频高速空心轴电机5、轴承座一11、超高速球笼联轴器13、轴承座二15和测工机21间循环，除了润滑试样超高速球笼联轴器13外，还带走了超高速球笼联轴器13的热量，同样循环的润滑油也带走了变频高速空心轴电机5、轴承座一11、轴承座二15和测工机21产生的热量，润滑油站33可对润滑油进行热交换，降低润滑油的温度，以降低整个试验设备加载系统工作的温度。
所述控制系统分别与变频高速空心轴电机5、扭矩传感器14、测工机21、润滑油站33连接，内部电网为控制系统提供动力。控制系统还具有扭矩超限报警、油温报警等自动化设备应有的各种保护装置。
所述测工机21发出的三相电通过升压整流器1并入内部电网，可以抵消部分变频高速空心轴电机5的输入功率，能够把加载负荷的动能转变为电能。
所述变频高速空心轴电机5、联轴器一8、轴承座一11、超高速球笼联轴器13、轴承座二15、联轴器二16、测工机21为中空轴结构，以保证润滑油能够循环进入超高速球笼联轴器13的内部。
本发明的工作顺序如下：
1、控制系统按程序控制润滑系统的润滑油站33，扭矩传感器14和各部件自检无误后，启动变频高速空心轴电机5，带动试样超高速球笼联轴器13和测工机21旋转，扭矩传感器14将检测的数据反馈到控制系统；
2、控制系统按预先设定的参数(参数由模拟试样的实际工况来定)，通过测工机21对超高速球笼联轴器13加载扭矩，测工机21可把输入的动能转变为电能，扭矩的大小由扭矩传感器14检测，并且闭环控制测工机21的加载扭矩，加载的扭矩可以是动态变化的曲线；
3、控制系统按预先设定的参数对超高速球笼联轴器13的转速进行控制，由控制系统的变频器控制变频高速空心轴电机5的转速，变频高速空心轴电机5的内部传感器检测变频高速空心轴电机5的转速，并将数据反馈至控制系统，以闭环控制变频高速空心轴电机5的转速；
4、按预先的参数设定， 可通过调整H值，来保证高速球笼联轴器13的工作角度α；
5、控制系统可将矩传感器14监测的数据实时显示在控制系统的屏幕上，可以绘制扭矩、转速和角度等所需要的各种实时曲线。

Claims (6)

1.一种中空固定角度超高速球笼联轴器寿命试验机，其特征在于：包括加载部分、润滑系统和控制系统；
所述加载部分的底座一（2）上安装有变频高速空心轴电机（5），变频高速空心轴电机（5）的输出轴通过联轴器一（8）与轴承座一（11）的输入轴连接，超高速球笼联轴器（13）的左端法兰（12）与轴承座一（11）的输出轴法兰连接；底座二（24）上安装有扭矩传感器（14）、轴承座二（15）和测工机（21）；超高速球笼联轴器（13）的右端法兰与扭矩传感器（14）连接，扭矩传感器（14）与轴承座二（15）的输入轴连接， 轴承座二（15）的输出轴与测工机（21）的输入轴通过联轴器二（16）连接；
所述润滑系统由润滑油站（33）、油管三（34）和油管四（30）、管接头一（3）和管接头二（23）、旋转接头一（4）和旋转接头二（22）组成； 旋转接头一（4）和旋转接头二（22）分别与变频高速空心轴电机（5）、测工机（21）连接，润滑系统内的润滑油通过压力在变频高速空心轴电机（5）、轴承座一（11）、超高速球笼联轴器（13）、轴承座二（15）和测工机（21）间循环；
所述控制系统分别与变频高速空心轴电机（5）、扭矩传感器（14）、测工机（21）、润滑油站（33）连接，内部电网为控制系统提供动力。
2.根据权利要求1所述的中空固定角度超高速球笼联轴器寿命试验机，其特征在于：所述测工机（21）发出的三相电通过升压整流器（1）并入内部电网，抵消部分变频高速空心轴电机（5）的输入功率。
3.根据权利要求1所述的中空可变角度超高速球笼联轴器可靠性和寿命试验机，其特征在于：所述扭矩传感器（14）为无线传输型扭矩传感器。
4.根据权利要求1所述的中空固定角度超高速球笼联轴器寿命试验机，其特征在于：所述变频高速空心轴电机（5）、联轴器一（8）、轴承座一（11）、超高速球笼联轴器（13）、轴承座二（15）、联轴器二（16）、测工机（21）为保证润滑油能够循环进入超高速球笼联轴器（13）内部的中空轴结构。
5.根据权利要求1所述的中空固定角度超高速球笼联轴器寿命试验机，其特征在于：所述控制系统带有扭矩超限报警、油温报警系统。
6.根据权利要求1所述的固定角度电机直驱联轴器疲劳循环寿命试验机，其特征在于：所述轴承座一（11）的输出轴中心线与轴承座二（15）的输入轴中心线在水平面方向上的距离为H，底座一（2）为可水平轴向移动结构，在水平面方向上，超高速球笼联轴器（13）与轴承座一（11）的输出轴中心线的角度为α。
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