CN107607318A - 可倾斜同侧扭矩机械加载及驱动的双齿轮箱低温试验台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可倾斜同侧扭矩机械加载及驱动的双齿轮箱低温试验台,包括可侧倾方管平台、安装在侧倾平台上的扭矩机械加载的齿轮箱试验台以及与齿轮箱试验台相连的制冷循环系统系统。本发明通过齿轮啮合传递动力。采用作动器激振加载齿轮装置来调整扭矩,同时也达到激振被测试齿轮箱的目的。模拟实际轨道车辆齿轮箱在运行过程的负载情况。通过调整齿轮传动过程中的间隙大小在闭环系统内部产生不同强度的负载情况,从而可以探究轨道车辆在行进过程中载重变化对齿轮箱的影响。同时也通过激振模拟列车运行过程中齿轮箱的振动运动状况。本发明采用低温加载试验,对提高车辆运行的安全性和舒适性,方便利用试验台对设计的减速齿轮箱进行实物测试。
Description
技术领域
本发明属于轨道车辆试验领域,涉及一种轨道车辆齿轮箱的性能试验台设备。更确切地说,本发明涉及一种闭环同侧机械加载及驱动的可倾斜双齿轮箱低温试验台。
背景技术
目前,在国家宏观调控政策的影响下,我国工业迅猛发展,特别是高速列车已呈现出空前的繁荣态势。这也带动了轨道车辆技术的迅速发展。我国高速列车技术发展迅猛,最新的动车组运营时速达到380km/h,最新研制的动车组的时速已经接近600km/h。列车的行驶速度提高和车辆轴重载荷的提升加剧了车轮和轨道之间的冲击振动。轨道车辆的乘坐舒适型以及运行的安全性能和平稳性问题逐渐突出。齿轮箱作为轨道车辆庄向佳的重要零部件,负责把列车的动力传动给车轮,其性能的优劣直接影响到转向架乃至的整个列车组的运行性能。齿轮箱的工作环境比较复杂,负载力的变化频繁,极易在列车高速行驶以及剧烈运动的情况下发生疲劳破坏。因此,必须通过试验检测手段对组装后的齿轮箱的整体性能指标是否达到可靠性要求进行判定。
齿轮箱在轨道车辆的实际运行中不仅进受到各种冲击的振动,轨道车辆的自身重量也会在齿轮箱运转过程中产生固定的阻抗。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足,提供一种闭环同侧机械加载及驱动的可倾斜双齿轮箱低温试验台。
该试验台通过齿轮啮合传递动力,电机产生的动力先传递给1号模拟齿轮箱的模拟齿轮,在通过齿轮啮合传递至中间轴的人字齿轮对,再传递给2号齿轮箱的模拟齿轮。与此同时,中间轴上加有作动器。动器的作用下产生位移而给的两个模拟齿轮上产生作用力,从而使车轴受到力矩,传递至齿轮箱从而模拟列车运动过程中齿轮箱的受力情况。1号齿轮箱和2号齿轮箱的齿轮箱主动轴通过一根振动输入轴及其两端的联轴器连接在一起,使整个试验台成为一个闭环系统。
下面结合附图对本发明的具体内容说明如下:
可倾斜同侧扭矩机械加载及驱动的双齿轮箱低温试验台,包括操作系统,冷气循环系统和闭环加载驱动试验系统,其特征在于:
所述闭环加载驱动试验系统由可倾斜平台及支撑装配体6和闭环机械扭矩加载及驱动试验系统组成,
所述闭环机械扭矩加载及驱动试验系统由机械扭矩双轴加载系统5、1号试验齿轮箱车轴及支承装配体7、2号试验齿轮箱车轴及支承装配体8、连接两个被试齿轮箱主动齿轮以形成闭环系统的振动输入轴联轴器及高度可调支承座装配体10和对齿轮箱进行固定和调整倾斜度的C形架支承总成装配体9组成,
所述机械扭矩双轴加载系统5在同侧布置,对双齿轮箱及车轴在转动过程中进行机械加载,从而测试其性能;所述振动输入轴联轴器及高度可调支承座装配体10将被试齿轮箱与车轴装配体26连接形成闭环试验系统;所述C形架支承总成装配体9用于调节齿轮箱绕车轴转动的角度和固定齿轮箱,并对测试的齿轮箱起到了减震的作用。
所述机械扭矩双轴加载系统5由75KW电机与联轴器装配体43、三晶JN388-AF系列法兰式转矩转速传感器装配体44、机械扭矩加载1号齿轮箱大齿轮轴装配体45、机械扭矩加载 2号齿轮箱大齿轮轴装配体46、机械扭矩加载中间齿轮轴装配体48、扭矩加载法兰盘缸筒装配体49、扭矩加载作动器装配体50组成,
所述75KW电机与联轴器装配体43的电机的输出端通过联轴器与机械扭矩加载1号齿轮箱大齿轮轴装配体45连接,所述机械扭矩加载1号齿轮箱大齿轮轴装配体45通过机械扭矩加载中间齿轮轴装配体48将扭矩传到机械扭矩加载2号齿轮箱大齿轮轴装配体46,再由机械扭矩加载2号齿轮箱大齿轮轴装配体46将扭矩传到2号被试齿轮箱及车轴。
所述机械扭矩加载1号齿轮箱大齿轮轴装配体45由转矩传感器转子法兰装配体51、齿轮箱相对运动模拟大齿轮52、扭矩加载齿轮箱轴承端盖53、加载齿轮箱小轴承大齿轮轴54 和LZJ6型弹性柱销齿联轴器注销齿毂轴套55组成,
所述加载齿轮箱小轴承大齿轮轴54与电机的联轴器连接,并在电机工作时带动齿轮箱相对运动模拟大齿轮52和LZJ6型弹性柱销齿联轴器注销齿毂轴套55转动,LZJ6型弹性柱销齿联轴器注销齿毂轴套55通过联轴器将扭矩传递给1号被试齿轮箱及车轴,实现齿轮箱和车轴与加载齿轮箱小轴承大齿轮轴54同步转动;
所述加载齿轮箱小轴承大齿轮轴54通过齿轮啮合将扭矩传递给机械扭矩加载中间齿轮轴装配体48,进而通过机械扭矩加载中间齿轮轴装配体48将扭矩传到机械扭矩加载2号齿轮箱大齿轮轴装配体46,再由机械扭矩加载2号齿轮箱大齿轮轴装配体46将扭矩传到2号被试齿轮箱及车轴;
所述机械扭矩加载中间齿轮轴装配体48采用人字齿轮,所述机械扭矩加载1、2号齿轮箱大齿轮轴装配体45、46中的齿轮箱相对运动模拟大齿轮52相同,使所经过的齿轮传动均为等比传动,两个被试的齿轮箱及车轴的转速均相同,整个系统处于等速运动的状态。
所述机械扭矩加载2号齿轮箱大齿轮轴装配体46由扭矩传感器转子法兰装配体51、齿轮箱相对运动模拟大齿轮52、扭矩加载齿轮箱轴承端盖53、LZJ6型弹性柱销齿联轴器23、加载齿轮箱小轴承大齿轮轴54、整体式外接账套主轴装配体34和轴承座与增高支承装配体 35组成,
所述整体式外接账套主轴装配体34的CRH3轴箱轴承位于轴承座与增高支承装配体35 中,轴承座与增高支承装配体35通过螺栓固定在方管平台,整体式外接账套主轴装配体34 的一端卡紧车轴的单轴承账套用于连接2号试验齿轮箱车轴及支承装配体8的车轴,另一端与LZJ6型弹性柱销齿联轴器23连接,使机械扭矩加载2号齿轮箱大齿轮轴装配体46和被试齿轮箱及车轴成为一个整体,实现扭矩传递,
所述机械扭矩加载1、2号齿轮箱大齿轮轴装配体45、46中的扭矩加载齿轮箱轴承端盖 53用于固定机械扭矩加载齿轮箱壳体装配体,扭矩传感器转子法兰装配体51用于安装三晶 JN388-AF系列法兰式转矩转速传感器装配体44,该装置用于测量被试齿轮箱及车轴的转矩转速,
所述三晶JN388-AF系列法兰式转矩转速传感器装配体44由三晶JN388-AF系列法兰式扭矩转速传感器定子62和三晶JN388-AF系列法兰式扭矩转速传感器支承座63组成,所述三晶JN388-AF系列法兰式扭矩转速传感器定子62通过螺栓安装于三晶JN388-AF系列法兰式扭矩转速传感器支承座63之上,再将三晶JN388-AF系列法兰式扭矩转速传感器支承座63通过螺栓固定在方管平台上。
所述的机械扭矩加载中间齿轮轴装配体48由125-70-100-16MPa14T等速双活塞杆装配体56、M48x2作动器双头螺纹接长杆57、中间轴人字齿轮对装配体58、中间轴推拉套筒47 组成,
所述的机械扭矩加载中间齿轮轴装配体48后端装有扭矩加载作动器装配体50,所述扭矩加载作动器装配体50通过125-70-100-16MPa14T等速双活塞杆装配体56、M48x2作动器双头螺纹接长杆57对机械扭矩加载中间齿轮轴装配体48的中间齿轮轴进行推拉运动,改变中间轴人字齿轮对与机械扭矩加载1、2号齿轮箱大齿轮轴装配体45、46中齿轮箱相对运动模拟大齿轮52的齿轮啮合间隙,从而对机械扭矩加载1、2号齿轮箱大齿轮轴装配体45、46产生扭矩和振动,再传递给1、2号被试齿轮箱及车轴,从而模拟列车在实际运行中齿轮箱及车轴复杂的工作状况,与此同时,可倾斜平台不断改变倾斜度,配合作动器模拟列车运行过程中在不同角度的轨道上行驶时齿轮箱及车轴复杂的工作环境。
所述振动输入轴联轴器及高度可调支承座装配体10由两个弗兰德齿轮箱齿鼓联轴器40、中间装动轴移动支座41和调整高度的吊耳螺栓及支承板42组成,所述两个弗兰德齿轮箱齿鼓联轴器40通过一根实心锥度传动轴相连,所述实心锥度传动轴被中间装动轴移动支座41 包裹,并通过调整高度的吊耳螺栓挂于支承板上,所述支承板安装在高度可调支承座顶端。
所述可倾斜平台及支撑装配体6为闭环机械扭矩加载及驱动试验系统的支承部分,由方管平台、位于方管平台四个角的可倾斜平台支承立柱装配体11、位于方管平台两侧的中间位置的两个可倾斜平台中间支撑装配体12和位于方管平台中心的可倾斜平台中心支承装配体13组成,所述可倾斜平台支承立柱装配体11、可倾斜平台支承立柱装配体12和可倾斜平台中心支承装配体13均通过方形T型槽板19上座于基础地面的坑中,对整个试验系统起到加固的作用。
所述可倾斜平台支承立柱装配体11由支承立柱14,平台提升丝杠与悬臂轴支承装配体 15,倾斜平台提升铜丝母16组成,方管平台的四个角的底部固定在倾斜平台提升铜丝母16 上;
所述可倾斜平台中间支撑装配体12由中间支承17和账套z18-180-235-146装配体18 组成,所述中间支承17固定在T型槽板19上,方管平台两侧中间轴固定在账套装配体18上,方管平台以中间轴为圆心转动;
所述可倾斜平台中心支承装配体13包括一个液压缸21,液压缸21后端通过双儿环20 固定在T型槽板19上,前端通过螺栓固定在方管平台底部的钢管上;
通过改变液压缸21行程和调整倾斜平台提升铜丝母16高度,改变方管平台倾斜度,通过改变方管平台的倾斜度模拟列车的制动和加速的行驶情况下齿轮箱及车轴的工作状况。
所述C形架支承总成装配体9由C形架支承轴悬吊螺栓37、C形架支承高立柱38、C形架支承轴及压板39和c形架总成装配体25组成,所述C形架支承轴及压板39套装在C形架支承高立柱38上,并由C形架支承轴悬吊螺栓37调整高度,
所述c形架总成装配体25由C形架27、C形架摆动连块连杆28、齿轮箱C形架橡胶垫块装配体29组成,所述C形架27通过齿轮箱C形架橡胶垫块装配体29夹紧齿轮箱,所述 C形架摆动连块连杆28与C形架支承轴及压板39中的支承轴活动连接,通过调整C形架支承轴悬吊螺栓37调整C形架27的高度,从而改变齿轮箱绕车轴的倾斜度,以此模拟轨道车辆在转弯曲线运动过程中齿轮箱的运动状况。
所述冷气循环系统由防火保温棉冷气循环室1和150千瓦压缩式制冷机3组成,被试齿轮箱和振动输入轴、联轴器及高度可调支承座装配体10位于防火保温棉冷气循环室1中,低温送风管2的进风口位于循环室的底部,高温回风管4的出风口位于循环室的顶部,制冷机3的冷气通过低温送风管2进入防火保温棉冷气循环室1,对被试齿轮箱进行冷却,通过冷气循环系统模拟不同低温下对齿轮箱的影响,模拟齿轮箱在在不同温度条件下连续运转的情况。
与现有技术相比本发明的有益效果
1、本发明的带有作动器作用的被试齿轮箱作动系统,可以准确模拟出齿轮箱及车轴在轨道车辆实际运行工况中所受到垂向负载和振动情况,检测被试齿轮箱在不同工况下的各种参数。
2、本发明的齿轮加载装置系统,可以通过作动器作用于中间齿轮轴调整齿轮啮合间隙,从而对被试齿轮箱产生扭矩,准确的模拟出轨道车辆运行过程中的负载情况。
3、本发明的可倾斜平台系统通过四个可倾斜平台支承立柱总成中丝杠和液压缸来使试验平台在轴线产生一定的倾斜角度,从而可以模拟齿轮箱在轨道车辆在不同角度的轨道上行驶情况下齿轮箱及车轴的工作状况。
4、本发明中低温试验系统可用于模拟不同低温下齿轮箱的影响,模拟齿轮箱在在不同温度条件下连续运转的情况。
5、本发明在电动功率闭环状态下进行试验,既可模拟在列车牵引电机输出非常大扭矩时保证齿轮箱检测的合理性和正确性,又使能量循环使用,只需要消耗少量的外电提供的能量就可维持试验的进行。
综上所述说:本发明结构紧凑和检修方便且动力充足,能够对高速列车齿轮箱及车轴进行综合性的可靠性试验,对提高列车的安全运行和改善高速动车组的舒适度,具有很好的促进作用。
附图说明
图1闭环同侧机械加载及驱动的可倾斜双齿轮箱低温试验台装配体
图2闭环同侧机械加载及驱动的可倾斜双齿轮箱低温试验台冷却系统
图3可倾斜平台及两套齿轮箱闭环同侧加载与驱动试验系统装配体
图4两套齿轮箱闭环同侧加载与驱动试验系统俯视图
图5可倾斜平台与支承装配体
图6可倾斜平台与支承装配体上视图
图7可倾斜平台支承立柱总成装配体
图8可倾斜平台中间支承座装配体
图9可倾斜平台中心支承座装配体
图10被试齿轮箱、车轴及支承装配体
图11 C形架总成装配体
图12被试齿轮箱、车轴及支承装配体剖视图
图13账套延长主轴、支承座与弹性柱销齿联轴器装配体
图14整体式外接账套主轴装配体
图15 C形架及支承装配体
图16振动输入轴、联轴器及高度可调支承座装配体
图17机械扭矩双轴加载系统(加外部齿轮箱
图18机械扭矩双轴加载系统
图19机械扭矩加载1号齿轮箱大齿轮轴装配体
图20机械扭矩加载中间齿轮轴装配体
图21a扭矩加载作动器装配体
图21b是图21a的B向剖面图
图22三晶JN388-AF系列法兰式扭矩转速传感器装配体
图23机械扭矩加载2号齿轮箱大齿轮轴装配体
图24加载试验部分的主要结构简图
图中:1.防火保温棉冷气循环室,2.低温送风管,3.150千瓦压缩式制冷机,4.高温回风管,5.机械扭矩双轴加载系统,6.可倾斜平台及支撑装配体,7.1号试验齿轮箱车轴及支承装配体,8.2号试验齿轮箱车轴及支承装配体,9.C形架支承总成装配体,10.振动输入轴、联轴器及高度可调支承座装配体,11.可倾斜平台支承立柱装配体,12.可倾斜平台中间支撑装配体,13.可倾斜平台中心支承装配体,14.支承立柱,15.平台提升丝杠与悬臂轴支承装配体,16.倾斜平台提升铜丝母,17.中间支承,18.账套z18-180-235-146装配体,19.T型槽板,20.DG-D125-d70油缸双儿环装配体,21.液压缸,22.轴承座及其端盖、增高支承装配体,23.LZJ6型弹性柱销齿联轴器,24.账套延长主轴与轴承座装配体,25.C形架总成装配体,26.被试齿轮箱与车轴装配体,27.C形架,28.C形架摆动连块连杆,29.齿轮箱C形架橡胶垫块装配体,30.齿轮箱主动齿轮轴,31.弗兰德齿轮箱齿鼓联轴器装配体,32.从动轴装配体,33.CRH3轴箱轴承,34.整体式外接账套主轴装配体,35.轴承座与增高支承装配体,36.卡紧1号车轴的单轴承账套,37.C形架支承轴悬吊螺栓,38.C形架支承高立柱,39.C 形架支承轴及压板40.两个弗兰德齿轮箱齿鼓联轴器及中间实心1比50锥度传动轴,41.中间装动轴移动支座,42.调整高度的吊耳螺栓及支承板,43.75KW电机与联轴器装配体,44. 三晶JN388-AF系列法兰式转矩转速传感器装配体,45.机械扭矩加载1号齿轮箱大齿轮轴装配体,46.机械扭矩加载2号齿轮箱大齿轮轴装配体47.中间轴推拉套筒,48.机械扭矩加载中间齿轮轴装配体 49.扭矩加载法兰盘缸筒装配体,50.扭矩加载作动器装配体,51.扭矩传感器转子法兰装配体,52.齿轮箱相对运动模拟大齿轮,53.扭矩加载齿轮箱轴承端盖,54.加载齿轮箱小轴承大齿轮轴,55.LZJ6型弹性柱销齿联轴器注销齿毂轴套, 56.125-70-100-16MPa14T等速双活塞杆装配体,57.M48x2作动器双头螺纹接长杆,58.中间轴人字齿轮对装配体,59.125-63-100行程14吨伺服缸体,60.125-63-100行程14吨伺服阀连接块,61.30TFF113型电液流量伺服阀装配体,62.三晶JN388-AF系列法兰式转矩转速传感器定子,63.三晶JN388-AF系列法兰式转矩转速传感器支承座,64.机械扭矩加载齿轮箱壳体装配体
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
首先介绍本发明的操作系统和冷气循环部分,操作系统如摘要附图所示,主要包括四联操作台,以及两台控制柜及其里面的计算机,通过计算机对整个试验进行控制并且得出数据。冷气循环系统如图1所示,包括150千瓦压缩式制冷机3、低温送风管2、高温回风管 4和防火保温棉冷气循环室1,被实验的被试齿轮箱与车轴装配体26中的齿轮箱和振动输入轴、联轴器及高度可调支承座装配体10位于防火保温棉冷气循环室1中,150千瓦压缩式制冷机3的冷气通过低温送风管2进入防火保温棉冷气循环室1,对试验中的齿轮箱进行冷却,防止温度过高对齿轮箱造成破坏。冷却后的热风通过高温回风管4回到制冷机3中,根据物理原理,冷气位于热气下部,固低温送风管2的进风口位于循环室1的底部,高温回风管4的出风口位于循环室1的顶部。通过冷气循环系统模拟不同低温下齿轮箱的影响,模拟齿轮箱在在不同温度条件下连续运转的情况。
整个加载试验系统位于试验间设备基础底面之上,基础地面要求有良好的平面度,便于设备的安装与测试。整个闭环加载驱动试验系统又可以分为两个部分,一个是闭环机械扭矩加载及驱动试验系统部分,即位于可倾斜方管平台之上的部分:另一部分为可倾斜平台及支撑装配体6,即包括方管平台的剩余部分。
所述的可倾斜平台及支撑装配体6作为整个加载试验系统的支承部分,其主要组成有:可倾斜方管平台、位于方管平台四个角的四个可倾斜平台支承立柱装配体11、位于方管平台两边中间的两个中间支承装配体12和位于方管平台中心的中心支承装配体13,以上的7 个支承装配体均通过螺栓固定在方形的T型槽板上,T型槽板座于基础地面的坑中,对整个试验系统起到加固的作用。位方管平台四周的可倾斜平台支承立柱装配体11由支承立柱14、平台提升丝杠与悬臂轴支承装配体15、倾斜平台提升铜丝母16三部分组成,方管平台的四个角的底部固定在可倾斜平台提升铜丝母16上,通过转动平台提升丝杠与悬臂轴装配体15 来改变可倾斜平台提升铜丝母16的高度,从而控制方管平台的倾斜度。位于方管平台的两边中间的中间支承装配体12由中间支承17、账套z18-180-235-146装配体18和T型槽板19组成,方管平台两边中间有轴固定在中间支承装配体12的账套18上,方管平台可以以轴为圆心转动。位于方管平台中心下方的中心支承装配体13主要由一个液压缸21组成,液压缸前后装有DG-D125-d70油缸双儿环装配体20,两个DG-D125-d70油缸双儿环装配体一个通过螺栓固定在T型槽板19上,另一个一个通过螺栓固定在方管平台底部的钢管上。通过改变液压缸21的行程,同时通过平台提升丝杠与悬臂轴支承装配体15调整倾斜平台提升铜丝母的高度,可以达到改变方管平台倾斜度的目的。通过改变平台的倾斜度来模拟列车的制动和加速,从而模拟轨道车辆在制动和加速的行驶情况下齿轮箱及车轴的工作状况。
所述的闭环机械扭矩加载及驱动试验系统,即位于方管平台之上的部分,是整个发明的核心部分,主要有五个部分组成,他们分别是:机械扭矩双轴加载系统5,1号试验齿轮箱车轴及支承装配体7、2号试验齿轮箱车轴及支承装配体8、连接两个被试齿轮箱主动齿轮以形成闭环系统的振动输入轴、联轴器及高度可调支承座装配体10以及对齿轮箱进行固定和调整倾斜度的C形架及支承总成装配体9。五个组成部分中最主要的机械扭矩双轴加载系统5实现了试验台同侧机械加载及驱动,在同侧布置的情况下对双齿轮箱及车轴在转动过程中进行机械加载,从而测试其性能。振动输入轴、联轴器及高度可调支承座装配10体则实现了本试验台的另一项目的,形成了通过连接两个被试齿轮箱闭环的试验系统。C形架及支承总成装配体9除了调节齿轮箱绕车轴转动的角度和固定齿轮箱,还对测试的齿轮箱起到了减震的作用。下面将对以上五个组成部分依次进行介绍。
所述的机械扭矩双轴加载系统主要由75KW电机与联轴器装配体43、三晶JN388-AF系列法兰式转矩转速传感器装配体44、机械扭矩加载1号齿轮箱大齿轮轴装配体45、机械扭矩加载2号齿轮箱大齿轮轴装配体46、机械扭矩加载中间齿轮轴装配体48、扭矩加载法兰盘缸筒装配体49、扭矩加载作动器装配体50组成。
75KW电机与联轴器装配体43位于方管平台之上,75KW电机通过螺栓固定在电机的支承坐上,再由螺栓将电机支承座固定在方管平台上。电机的输出端装有联轴器,75KW电机通过联轴器与机械扭矩加载1号齿轮箱大齿轮轴装配体45连接,并将转矩传递给机械扭矩加载1号齿轮箱大齿轮轴装配体45。机械扭矩加载1号齿轮箱大齿轮轴装配体45由转矩传感器转子法兰装配体51、齿轮箱相对运动模拟大齿轮52、扭矩加载齿轮箱轴承端盖53、加载齿轮箱小轴承大齿轮轴54、LZJ6型弹性柱销齿联轴器注销齿毂轴套55组成。加载齿轮箱小轴承大齿轮轴54与电机的联轴器连接并在电机工作时带动齿轮箱相对运动模拟大齿轮52 和LZJ6型弹性柱销齿联轴器注销齿毂轴套55转动,LZJ6型弹性柱销齿联轴器注销齿毂轴套55通过联轴器将扭矩传递给1号试验齿轮箱车轴及支承装配体7,实现1号试验齿轮箱车轴及支承装配体7中的齿轮箱与车轴装配体26与加载齿轮箱小轴承大齿轮轴54同步转动。加载齿轮箱小轴承大齿轮轴54通过齿轮啮合将扭矩传递给机械扭矩加载中间齿轮轴装配体48,进而通过机械扭矩加载中间齿轮轴装配体48将扭矩传到机械扭矩加载2号齿轮箱大齿轮轴装配体46,再由机械扭矩加载2号齿轮箱大齿轮轴装配体46将扭矩传到2号试验齿轮箱车轴及支承装配体8,由于机械扭矩加载中间齿轮轴装配体48采用人字齿轮并且机械扭矩加载1、2号齿轮箱大齿轮轴装配体45、46中的齿轮箱相对运动模拟大齿轮52完全相同,固所经过的齿轮传动均为等比传动,因此两个被试的齿轮箱及车轴的转速均相同,整个系统处于等速运动的状态。
所述的机械扭矩加载2号齿轮箱大齿轮轴装配体46由扭矩传感器转子法兰装配体51、齿轮箱相对运动模拟大齿轮52、扭矩加载齿轮箱轴承端盖53、LZJ6型弹性柱销齿联轴器23、加载齿轮箱小轴承大齿轮轴54以及整体式外接账套主轴装配体34、轴承座与增高支承装配体35组成。整体式外接账套主轴装配体34的CRH3轴箱轴承位于轴承座与增高支承装配体 35中,轴承座与增高支承装配体35通过螺栓固定在方管平台。整体式外接账套主轴装配体 34的一端卡紧车轴的单轴承账套,用于连接2号试验齿轮箱车轴及支承装配体8的车轴,另一端与LZJ6型弹性柱销齿联轴器23连接,从而实现机械扭矩加载2号齿轮箱大齿轮轴装配46体和2号试验齿轮箱车轴及支承装配体8成为一个整体,达到扭矩传递的目的,此外,机械扭矩加载1、2号齿轮箱大齿轮轴装配体45、46共同拥有的扭矩加载齿轮箱轴承端盖 53用于固定机械扭矩加载齿轮箱壳体装配体64,共同拥有的扭矩传感器转子法兰装配体51 用于安装三晶JN388-AF系列法兰式转矩转速传感器装配体44,该装置用于测量被试齿轮箱及车轴的转矩转速,三晶JN388-AF系列法兰式转矩转速传感器装配体44由三晶JN388-AF 系列法兰式扭矩转速传感器定子62和三晶JN388-AF系列法兰式扭矩转速传感器支承座63 组成,三晶JN388-AF系列法兰式扭矩转速传感器定子62通过螺栓安装于三晶JN388-AF系列法兰式扭矩转速传感器支承座63之上,再将三晶JN388-AF系列法兰式扭矩转速传感器支承座63通过螺栓固定在方管平台上。
所述的机械扭矩加载中间齿轮轴装配体48由125-70-100-16MPa14T等速双活塞杆装配体56、M48x2作动器双头螺纹接长杆57、中间轴人字齿轮对装配体58、中间轴推拉套筒47 组成。中间轴人字齿轮对装配体58作为动力传递装置将电机转递给机械扭矩加载1号齿轮箱大齿轮轴装配体45的扭矩通过齿轮传动传递给机械扭矩加载2号齿轮箱大齿轮轴装配体 46,且为等比传递,在机械扭矩加载中间齿轮轴装配体48后装有扭矩加载作动器装配体作用于其上。扭矩加载作动器装配体主要由125-63-100行程14吨伺服缸体59、125-63-100行程14吨伺服阀连接块60、30TFF113型电液流量伺服阀装配体61、扭矩加载法兰盘缸筒装配体49组成。在扭矩加载作动器装配体的作用下,对机械扭矩加载中间齿轮轴装配体48 进行推拉运动,改变中间轴人字齿轮对58与机械扭矩加载1、2号齿轮箱大齿轮轴装配体 45、46中齿轮箱相对运动模拟大齿轮的齿轮啮合间隙,从而对机械扭矩加载1、2号齿轮箱大齿轮轴装配体45、46产生扭矩和振动。作动器对机械扭矩加载中间齿轮轴装配体48进行推拉,产生的扭矩和振动通过机械扭矩加载1、2号齿轮箱大齿轮轴装配体45、46传递给1、 2号被试齿轮箱及车轴装配体26,从而模拟列车在实际运行中齿轮箱及车轴复杂的工作状况,与此同时,可倾斜平台不断改变倾斜度,也用于配合作动器模拟列车运行过程中在不同角度的轨道上行驶时齿轮箱及车轴复杂的工作环境。
上述便是整个机械扭矩双轴加载系统简单的工作原理。被试的1、2号齿轮箱与车轴装配体26的动力输入端通过整体式外接账套主轴装配体34和LZJ6型弹性柱销齿联轴器23分别与机械扭矩加载1、2号齿轮箱大齿轮轴装配体45、46连为一体。被试齿轮箱及车轴的车轴末端接入整体式外接账套主轴装配体34的卡紧车轴的单轴承账套中,整体式外接账套主轴装配体的另一端轴与LZJ6型弹性柱销齿联轴器23一端连接,LZJ6型弹性柱销齿联轴器23的另一端连接机械扭矩加载齿轮箱大齿轮轴装配体的加载齿轮箱小轴承大齿轮轴45。被试齿轮箱与车轴装配体26主要包括车轴、齿轮箱主动齿轮轴30、弗兰德齿轮箱齿鼓联轴器装配体31、从动轴装配体32、CRH3轴箱轴承33、卡紧车轴的单轴承账套36。以1号被试齿轮箱及车轴为例,齿轮箱采用弗兰德齿轮箱,车轴尾端装有CRH3轴箱轴承33,尾端的CRH3 轴箱轴承用于安装轴承座与增高支承装配体22,扭矩输入端被整体式外接账套主轴装配体 34的卡紧车轴的单轴承账套卡紧,整体式外接账套主轴装配体上装有CRH3轴箱轴承33,用于安装轴承座与增高支承装配体22,位于被试齿轮箱与车轴装配体26首尾两端的轴承座与增高支承装配体22通过螺栓固定在方管平台之上,用来固定被试齿轮箱及车轴。
两个被试的1、2号齿轮箱与车轴装配体26位于方管平台的两边,在放置的方向上首尾倒置,1号试验齿轮箱车轴及支承装配体7的首端平行对应2号试验齿轮箱车轴及支承装配体8的尾端,这样,使得两个被试齿轮箱的主动齿轮轴均位于闭环系统的中部且在一条直线上。两个被试齿轮箱的主动齿轮轴外部均连接有弗兰德齿轮箱齿鼓联轴器31,两个联轴器通过一根中间实心1比50锥度传动轴40相连,以此形成了一个闭环实验系统,中间实心1比50锥度传动轴40被中间装动轴移动支座41包裹并挂于调整高度的吊耳螺栓及支承板42之上。两个弗兰德齿轮箱齿鼓联轴器及中间实心1比50锥度传动轴40、中间装动轴移动支座41、调整高度的吊耳螺栓及支承板42共同组成了振动输入轴、联轴器及高度可调支承座装配体10。通过调整吊耳螺栓42可以对振动输入轴的高度进行调整,进而配合C形架27 改变齿轮箱绕车轴的倾斜度。上述所形成的闭环系统,可以用来保证列车牵引电机输出非常大扭矩时齿轮箱检测的合理性和正确性,又能使能量循环使用,只需要消耗少量的外电提供的能量就可维持试验的进行。
除了上述介绍的部分,在齿轮箱主动齿轮轴箱的外部还安装有C形架总成装配体25。C 形架27通过C形架摆动连块连杆28挂于C形架支承装配体9上。C形架支承装配体9由C形架支承轴悬吊螺栓37、C形架支承高立柱38、C形架支承轴及压板39组成,通过螺栓固定在方管平台上。通过调整悬吊螺栓调整C形架支承轴及压板39的高度,由于C形架摆动连块连杆28连接于C形架支承轴上,进而调整C形架27的高度,从而改变齿轮箱绕车轴的倾斜度,以此来模拟轨道车辆在转弯等曲线运动过程中齿轮箱的运动状况。C形架由C形架 27、C形架摆动连块连杆28、齿轮箱C形架橡胶垫块装配体29组成,C形架通过齿轮箱C 形架橡胶垫块装配体29夹紧齿轮箱,在齿轮箱测试工作过程中,齿轮箱C形架橡胶垫块装配体29起到减震的作用。C形架摆动连块连杆28的连接处是活的,随着齿轮箱绕车轴倾斜的改变,摆动连杆与C形架27的夹角也发生改变。在试验过程中,C形架支承装配体装配体9固定在方管平台上,C形架27则跟着齿轮箱一起振动。
参阅图1,本试验台主要分为操作系统,冷气循环系统和闭环加载驱动试验系统,操作系统主要包括四联操作台,以及两台控制柜及其里面的计算机,通过计算机对整个试验进行控制并且得出数据。
参阅图2,冷气循环系统如图2所示,包括150千瓦压缩式制冷机3、低温送风管2、高温回风管4和防火保温棉冷气循环室1,被实验的被试齿轮箱与车轴装配体26中的齿轮箱和振动输入轴、联轴器及高度可调支承座装配体10位于防火保温棉冷气循环室中1,制冷机的冷气通过低温送风管2进入循环式,对试验中的齿轮箱进行冷却,防止温度过高对齿轮箱造成破坏。冷却后的热风通过高温回风管4回到制冷机3中,根据物理原理,冷气位于热气下部,固低温送风管2的进风口位于循环室1的底部,高温回风管4的出风口位于循环室1的顶部。通过冷气循环系统模拟不同低温下齿轮箱的影响,模拟齿轮箱在在不同温度条件下连续运转的情况。
参阅图3,整个闭环加载驱动试验系统又可以分为两个部分,一个是闭环机械扭矩加载及驱动试验系统部分,即位于钢管平台之上的部分:另一部分为可倾斜平台及支撑装配体6,即包括方管平台的剩余部分。
参阅图4,所述的闭环机械扭矩加载及驱动试验系统,即位于方管平台之上的部分,是整个发明的核心部分,主要有五个部分组成,他们分别是:机械扭矩双轴加载系统5,1号被试齿轮箱、车轴及支承装配体7,2号被试齿轮箱、车轴及支承装配体8,连接两个被试齿轮箱主动齿轮以形成闭环系统的振动输入轴、联轴器及高度可调支承座装配体10以及对齿轮箱进行固定和高度调整的C形架及支承总成装配体9。五个组成部分中最主要的机械扭矩双轴加载系统5实现了试验台同侧机械加载及驱动,在同侧布置的情况下对双齿轮箱及车轴7和8在转动过程中进行机械加载,从而测试其性能。振动输入轴、联轴器及高度可调支承座装配体10则实现了本试验台的另一项目的:形成了通过连接两个被试齿轮箱闭环的试验系统。C形架及支承总成装配体9除了调节齿轮箱饶车轴转动角度和固定齿轮箱,还对测试的齿轮箱起到了减震的作用。
参阅图5和图6,所述的可倾斜平台作为整个加载试验系统的支承部分,其主要组成有:可倾斜方管平台、位于方管平台四个角的四个可倾斜平台支承立柱装配体11、位于方管平台两边中间的两个中间支承装配体12和位于方管平台中心的中心支承装配体13,以上的7 个支承均通过螺栓固定在方形的T型槽板19上,T型槽板座于基础地面的坑中,对整个试验系统起到加固的作用。整个加载试验系统位于试验间设备基础底面之上,基础地面要求有良好的平面度,便于设备的安装与测试。
参阅图7,位方管平台四周的可倾斜平台支承立柱装配体11由支承立柱14、平台提升丝杠与悬臂轴支承装配体15、倾斜平台提升铜丝母16三部分组成,方管平台的四个角的底部固定在可倾斜平台提升铜丝母16上,通过转转平台提升丝杠与悬臂轴装配体15来改变提升铜丝母16的高度,从而控制方管平台的倾斜度。
参阅图8,位于方管平台的两边中间的中间支承装配体12由中间支承17、账套z18-180-235-146装配体18和T型槽板19组成,方管平台两边中间轴固定在中间支承装配体的账套z18-180-235-146装配体18上,方管平台可以以轴为圆心转动。
参阅图9,位于方管平台中心下方的中心支承装配体13主要由一个液压缸21组成,液压缸前后装有DG-D125-d70油缸双儿环装配体20,两个DG-D125-d70油缸双儿环装配体20一个通过螺栓固定在T型槽板19上,另一个一个通过螺栓固定在方管平台底部的钢管上。通过改变液压缸21的行程,同时通过平台提升丝杠与悬臂轴支承装配体15调整倾斜平台提升铜丝母16的高度,可以达到改变方管平台倾斜度的目的,可以达到改变方管平台倾斜度的目的。通过改变平台的倾斜度来模拟列车的制动和加速,从而模拟轨道车辆在制动和加速的行驶情况下齿轮箱及车轴的工作状况。
参阅图10,为号试验齿轮箱车轴及支承装配体,一共有两套分别为1号试验齿轮箱车轴及支承装配体7和2号试验齿轮箱车轴及支承装配体8,布置与方管平台的两边。被试齿轮箱及车轴装配体26的动力输入端连连接有LZJ6型弹性柱销齿联轴器23。被试齿轮箱及车轴26的车轴动力输入端接入整体式外接账套主轴装配体的卡紧车轴的单轴承账套36中,整体式外接账套主轴装配体的另一端轴与LZJ6型弹性柱销齿联轴器26一端连接,LZJ6型弹性柱销齿联轴器的另一端连接机械扭矩加载齿轮箱大齿轮轴装配体45。齿轮箱外部有C 形架25进行夹紧,车轴动力输入端装有账套延长主轴与轴承座装配体24,车轴末端装有轴承座及其端盖、增高支承装配体22,他们均对齿轮箱及车轴起固定作用。
参阅图11,C形架由C形架27、C形架摆动连块连杆28、齿轮箱C形架橡胶垫块装配体29组成,C形架通过齿轮箱C形架橡胶垫块装配体29夹紧齿轮箱26,在齿轮箱26测试工作过程中,齿轮箱C形架橡胶垫块装配体29起到减震的作用。C形架摆动连块连杆28的连接处是活动的。
参阅图12,被试齿轮箱及车轴主要包括车轴、齿轮箱主动齿轮轴30、弗兰德齿轮箱齿鼓联轴器装配体31、从动轴装配体32、CRH3轴箱轴承33、卡紧车轴的单轴承账套36。以1号被试齿轮箱及车轴为例,齿轮箱采用弗兰德齿轮箱,车轴尾端装有CRH3轴箱轴承33,尾端的CRH3轴箱轴承用于安装轴承座与增高支承装配体22,扭矩输入端被卡紧车轴的单轴承账套36卡紧。
参阅图13,账套延长主轴与轴承座装配体主要由LZJ6型弹性柱销齿联轴器23、整体式外接账套主轴装配体34、轴承座与增高支承装配体35组成。整体式外接账套主轴装配体 34一端连接车轴26,另一端轴与LZJ6型弹性柱销齿联轴器23一端连接,LZJ6型弹性柱销齿联轴器的另一端连接机械扭矩加载齿轮箱大齿轮轴装配体45。
参阅图14,整体式外接账套主轴装配体34由CRH3轴箱轴承33和卡紧1号车轴的单轴承账套36组成,卡紧1号车轴的单轴承账套36与车轴26连接,CRH3轴箱轴承33则用于安装账套延长主轴与轴承座装配体24中的轴承座。
参阅图15,C形架支承装配体装配体由C形架支承轴悬吊螺栓37、C形架支承高立柱38、C形架支承轴及压板39组成,通过螺栓固定在方管平台上。通过调整悬吊螺栓37调整 C形架支承轴及压板39的高度,由于C形架摆动连块连杆28连接于C形架支承轴上,进而调整整C形架25的高度,从而使得齿轮箱26绕着车轴转动,从而模拟轨道车辆在转弯等曲线运动中齿轮箱的工作状况。
参阅图16,两个弗兰德齿轮箱齿鼓联轴器及中间实心1比50锥度传动轴40、中间装动轴移动支座41、调整高度的吊耳螺栓及支承板42共同组成了振动输入轴、联轴器及高度可调支承座装配体10。
参阅图17,在整个机械加载系统外部装有机械扭矩加载齿轮箱壳体装配体64。
参阅图18,机械扭矩双轴加载系统主要由75KW电机与联轴器装配体43、三晶JN388-AF 系列法兰式转矩转速传感器装配体44、机械扭矩加载1号齿轮箱大齿轮轴装配体45、机械扭矩加载2号齿轮箱大齿轮轴装配体46、机械扭矩加载中间齿轮轴装配体48、扭矩加载法兰盘缸筒装配体49、扭矩加载作动器装配体50组成。矩加载作动器装配体50激振机械扭矩加载中间齿轮轴装配体48来完成对整个机械加载装置5的激振。通过机械加载装置5将激振传递给被测试的车轴及齿轮箱7、8,从而模拟车辆运动过程中车轴及齿轮箱7、8的振动环境。
参阅图19,机械扭矩加载1号齿轮箱大齿轮轴装配体由转矩传感器转子法兰装配体51、齿轮箱相对运动模拟大齿轮52、扭矩加载齿轮箱轴承端盖53、加载齿轮箱小轴承大齿轮轴 54、LZJ6型弹性柱销齿联轴器注销齿毂轴套55组成。
参阅图20,机械扭矩加载中间齿轮轴装配体由等速双活塞杆装配体56、M48x2作动器双头螺纹接长杆57、中间轴人字齿轮对装配体47、中间轴推拉套筒58组成。
参阅图20和图21,扭矩加载作动器装配体主要由125-63-100行程14吨伺服缸体59、 125-63-100行程14吨伺服阀连接块60、30TFF113型电液流量伺服阀装配体61、扭矩加载法兰盘缸筒装配体49组成。
参阅图22,三晶JN388-AF系列法兰式转矩转速传感器装配体由三晶JN388-AF系列法兰式扭矩转速传感器定子62和三晶JN388-AF系列法兰式扭矩转速传感器支承座63组成。
参阅图23,机械扭矩加载2号齿轮箱大齿轮轴装配体由扭矩传感器转子法兰装配体51、齿轮箱相对运动模拟大齿轮52、扭矩加载齿轮箱轴承端盖53、LZJ6型弹性柱销齿联轴器23、加载齿轮箱小轴承大齿轮轴54以及整体式外接账套主轴装配体34、轴承座与增高支承装配体35组成。
参阅图24,为整个试验台加载试验部分的主要结构简图。
以上是对本试验台的整体及组成部分的介绍,下面将对本试验台的运行原理和各部件的连接关系做出介绍:
本试验台闭环机械扭矩加载及驱动试验系统,即位于方管平台之上的部分,是整个发明的核心部分,主要有五个部分组成,他们分别是:机械扭矩双轴加载系统5,1号被试齿轮箱、车轴及支承装配体7,2号被试齿轮箱、车轴及支承装配体8,连接两个被试齿轮箱主动齿轮以形成闭环系统的振动输入轴、联轴器及高度可调支承座装配体10以及对齿轮箱进行固定和高度调整的C形架及支承总成装配体9。五个组成部分中最主要的机械扭矩双轴加载系统5实现了试验台同侧机械加载及驱动,在同侧布置的情况下对双齿轮箱及车轴在转动过程中进行机械加载,从而测试其性能。振动输入轴、联轴器及高度可调支承座装配体10则实现了本试验台的另一项目的,形成了通过连接两个被试齿轮箱7和8闭环的试验系统。C形架及支承总成装配体9除了调节齿轮箱绕车轴转动的角度和固定齿轮箱,还对测试的齿轮箱起到了减震的作用。下面将对以上五个组成部分依次进行介绍。
作为动力源的75KW电机与联轴器装配体49位于方管平台之上,75KW电机通过螺栓固定在电机的支承坐上,再由螺栓将电机支承座固定在方管平台上。电机的输出端装有联轴器,通过联轴器与机械扭矩加载1号齿轮箱大齿轮轴装配体45连接并将转矩传递给机械扭矩加载1号齿轮箱大齿轮轴装配体45。加载齿轮箱小轴承大齿轮轴54与电机的联轴器连接并在电机工作时带动齿轮箱相对运动模拟大齿轮52和LZJ6型弹性柱销齿联轴器注销齿毂轴套 55转动,LZJ6型弹性柱销齿联轴器注销齿毂轴套55通过联轴器23将扭矩传递给1号试验齿轮箱车轴及支承装配体7,实现齿轮箱与车轴装配体26与加载齿轮箱小轴承大齿轮轴54 同步转动。加载齿轮箱小轴承大齿轮轴54通过齿轮啮合将扭矩传递给机械扭矩加载中间齿轮轴装配体48,进而通过机械扭矩加载中间齿轮轴装配体48将扭矩传到机械扭矩加载2号齿轮箱大齿轮轴装配体46,再由机械扭矩加载2号齿轮箱大齿轮轴装配体46将扭矩传到2 号试验齿轮箱车轴及支承装配体8,由于机械扭矩加载中间齿轮轴装配体采用人字齿轮58 并且机械扭矩加载1、2号齿轮箱大齿轮轴装配体45、46中的齿轮箱相对运动模拟大齿轮 52完全相同,固所经过的齿轮传动均为等比传动,因此两个被试的齿轮箱及车轴26的转速均相同,整个系统处于等速运动的状态。
整体式外接账套主轴装配体34的CRH3轴箱轴承33位于轴承座与增高支承装配体35 中,轴承座与增高支承装配体35通过螺栓固定在方管平台。整体式外接账套主轴装配体34 的一端卡紧车轴的单轴承账套36用于连接被试齿轮箱与车轴装配体26的车轴,另一端与 LZJ6型弹性柱销齿联轴器23连接,从而实现机械扭矩加载号齿轮箱大齿轮轴装配体45和 46和对应的被试1、2号齿轮箱车轴及支承装配体7、8成为一个整体,达到扭矩传递的目的,此外,机械扭矩加载1、2号齿轮箱大齿轮轴装配体45、46共同拥有的扭矩加载齿轮箱轴承端盖53用于固定机械扭矩加载齿轮箱壳体装配体64;扭矩传感器转子法兰装配体51 用于安装三晶JN388-AF系列法兰式转矩转速传感器装配体44,该装置用于测量被试齿轮箱及车轴的转矩转速。三晶JN388-AF系列法兰式扭矩转速传感器定子62通过螺栓安装于三晶JN388-AF系列法兰式扭矩转速传感器支承座63之上,再将三晶JN388-AF系列法兰式扭矩转速传感器支承座63通过螺栓固定在方管平台上。
中间轴人字齿轮对58作为动力传递装置将电机转递给机械扭矩加载1号齿轮箱大齿轮轴装配体45的扭矩通过齿轮传动传递给机械扭矩加载2号齿轮箱大齿轮轴装配体46,且为等比传递,在机械扭矩加载中间齿轮轴装配体48后装有扭矩加载作动器装配体50作用于其上。在扭矩加载作动器装配体50的作用下,对中间轴48进行推拉运动,改变中间轴人字齿轮对58与机械扭矩加载1、2号齿轮箱大齿轮轴装配体45和46中齿轮箱相对运动模拟大齿轮的齿轮52啮合间隙,从而对机械扭矩加载1、2号齿轮箱大齿轮轴装配体45、46产生扭矩和振动。扭矩加载作动器装配体50激振机械扭矩加载中间齿轮轴装配体48来完成对整个机械加载装置5的激振。通过机械加载装置5将激振传递给被测试的1、2号试验齿轮箱车轴及支承装配体7、8,从而模拟车辆运动过程中1、2号试验齿轮箱车轴及支承装配体7、8 的振动环境,模拟列车在实际运行中齿轮箱及车轴复杂的工作状况,与此同时,可倾斜平台不断改变倾斜度,也用于配合作动器模拟列车运行过程中在不同角度的轨道上行驶时齿轮箱及车轴复杂的工作环境。
上述便是整个机械扭矩双轴加载系统5简单的工作原理。被试的1、2号试验齿轮箱车轴及支承装配体7和8的动力输入端通过整体式外接账套主轴装配体34和LZJ6型弹性柱销齿联轴器23分别与机械扭矩加载1、2号齿轮箱大齿轮轴装配体45、46连为一体。被试齿轮箱与车轴装配体26的车轴动力输入端接入整体式外接账套主轴装配体34的卡紧车轴的单轴承账套36中,整体式外接账套主轴装配体34的另一端轴与LZJ6型弹性柱销齿联轴器23一端连接,LZJ6型弹性柱销齿联轴器23的另一端连接机械扭矩加载齿轮箱大齿轮轴装配体的加载齿轮箱小轴承大齿轮轴54。以1号试验齿轮箱车轴及支承装配体7为例,齿轮箱采用弗兰德齿轮箱,车轴尾端装有CRH3轴箱轴承33,尾端的CRH3轴箱轴承用于安装轴承座与增高支承装配体22,扭矩输入端被整体式外接账套主轴装配体34的卡紧车轴的单轴承账套36卡紧,整体式外接账套主轴装配体34上装有CRH3轴箱轴承33,用于安装轴承座与增高支承装配体24,位于被试齿轮箱及车轴26首尾两端的轴承座与增高支承装配体22和我 24通过螺栓固定在方管平台之上,用来固定被试齿轮箱与车轴装配体26。
两个被试的1、2号齿轮箱与车轴装配体26位于方管平台的两边,在放置的方向上首尾倒置,1号试验齿轮箱车轴及支承装配体7的首端平行对应2号试验齿轮箱车轴及支承装配体8的尾端,这样,使得两个被试齿轮箱的主动齿轮轴30均位于闭环系统的中部且在一条直线上。两个被试齿轮箱的主动齿轮轴30外部均连接有弗兰德齿轮箱齿鼓联轴器31,两个联轴器通过一根中间实心1比50锥度传动轴40相连,以此形成了一个闭环实验系统,中间实心1比50锥度传动轴40被中间装动轴移动支座包裹并挂于调整高度的吊耳螺栓及支承板之上。两个弗兰德齿轮箱齿鼓联轴器及中间实心1比50锥度传动轴40、中间装动轴移动支座41、调整高度的吊耳螺栓42及支承板共同组成了振动输入轴、联轴器及高度可调支承座装配体10。通过调整吊耳螺栓42可以对振动输入轴的高度进行调整,进而配合C形架改变齿轮箱与车轴装配体26中齿轮箱绕车轴转动的角度。上述所形成的闭环系统,可以用来保证列车牵引电机输出非常大扭矩时齿轮箱检测的合理性和正确性,又能使能量循环使用,只需要消耗少量的外电提供的能量就可维持试验的进行。
除了上述介绍的部分,在齿轮箱主动齿轮轴箱的外部还安装有C形架总成装配体25,C 形架总成装配体25通过C形架摆动连块连杆28挂于C形架支承装配体9上。C形架支承装配体装配体9通过螺栓固定在方管平台上。通过调整悬吊螺栓37调整C形架支承轴及压板39的高度,由于C形架摆动连块连杆28连接于C形架支承轴上,进而调整整C形架25的高度,从而改变齿轮箱绕车轴的倾斜度,以此来模拟轨道车辆在转弯等曲线运动过程中齿轮箱的运动状况。C形架25通过齿轮箱C形架橡胶垫块装配体29夹紧齿轮箱,在齿轮箱测试工作过程中,齿轮箱C形架橡胶垫块装配体29起到减震的作用。C形架27摆动连块连杆的连接处是可以活动的,在试验过程中,C形架支承装配体装配体9固定在方管平台上,C形架27则跟着齿轮箱一起振动。
Claims (12)
1.可倾斜同侧扭矩机械加载及驱动的双齿轮箱低温试验台,包括操作系统,冷气循环系统和闭环加载驱动试验系统,其特征在于:
所述闭环加载驱动试验系统由可倾斜平台及支撑装配体(6)和闭环机械扭矩加载及驱动试验系统组成,
所述闭环机械扭矩加载及驱动试验系统由机械扭矩双轴加载系统(5)、1号试验齿轮箱车轴及支承装配体(7)、2号试验齿轮箱车轴及支承装配体(8)、连接两个被试齿轮箱主动齿轮以形成闭环系统的振动输入轴联轴器及高度可调支承座装配体(10)和对齿轮箱进行固定和调整倾斜度的C形架支承总成装配体(9)组成,
所述机械扭矩双轴加载系统(5)在同侧布置,对双齿轮箱及车轴在转动过程中进行机械加载,从而测试其性能;所述振动输入轴联轴器及高度可调支承座装配体(10)将被试齿轮箱与车轴装配体(26)连接形成闭环试验系统;所述C形架支承总成装配体(9)用于调节齿轮箱绕车轴转动的角度和固定齿轮箱,并对测试的齿轮箱起到了减震的作用。
2.根据权利要求1所述的可倾斜同侧扭矩机械加载及驱动的双齿轮箱低温试验台,其特征在于:
所述机械扭矩双轴加载系统(5)由75KW电机与联轴器装配体(43)、三晶JN388-AF系列法兰式转矩转速传感器装配体(44)、机械扭矩加载1号齿轮箱大齿轮轴装配体(45)、机械扭矩加载2号齿轮箱大齿轮轴装配体(46)、机械扭矩加载中间齿轮轴装配体(48)、扭矩加载法兰盘缸筒装配体(49)、扭矩加载作动器装配体(50)组成,
所述75KW电机与联轴器装配体(43)的电机的输出端通过联轴器与机械扭矩加载1号齿轮箱大齿轮轴装配体(45)连接,所述机械扭矩加载1号齿轮箱大齿轮轴装配体(45)通过机械扭矩加载中间齿轮轴装配体(48)将扭矩传到机械扭矩加载2号齿轮箱大齿轮轴装配体(46),再由机械扭矩加载2号齿轮箱大齿轮轴装配体(46)将扭矩传到2号被试齿轮箱及车轴。
3.根据权利要求2所述的可倾斜同侧扭矩机械加载及驱动的双齿轮箱低温试验台,其特征在于:
所述机械扭矩加载1号齿轮箱大齿轮轴装配体(45)由转矩传感器转子法兰装配体(51)、齿轮箱相对运动模拟大齿轮(52)、扭矩加载齿轮箱轴承端盖(53)、加载齿轮箱小轴承大齿轮轴(54)和LZJ6型弹性柱销齿联轴器注销齿毂轴套(55)组成,
所述加载齿轮箱小轴承大齿轮轴(54)与电机的联轴器连接,并在电机工作时带动齿轮箱相对运动模拟大齿轮(52)和LZJ6型弹性柱销齿联轴器注销齿毂轴套(55)转动,LZJ6型弹性柱销齿联轴器注销齿毂轴套(55)通过联轴器将扭矩传递给1号被试齿轮箱及车轴,实现齿轮箱和车轴与加载齿轮箱小轴承大齿轮轴(54)同步转动。
4.根据权利要求3所述的可倾斜同侧扭矩机械加载及驱动的双齿轮箱低温试验台,其特征在于:
所述加载齿轮箱小轴承大齿轮轴(54)通过齿轮啮合将扭矩传递给机械扭矩加载中间齿轮轴装配体(48),进而通过机械扭矩加载中间齿轮轴装配体(48)将扭矩传到机械扭矩加载2号齿轮箱大齿轮轴装配体(46),再由机械扭矩加载2号齿轮箱大齿轮轴装配体(46)将扭矩传到2号被试齿轮箱及车轴;
所述机械扭矩加载中间齿轮轴装配体(48)采用人字齿轮,所述机械扭矩加载1、2号齿轮箱大齿轮轴装配体(45、46)中的齿轮箱相对运动模拟大齿轮(52)相同,使所经过的齿轮传动均为等比传动,两个被试的齿轮箱及车轴的转速均相同,整个系统处于等速运动的状态。
5.根据权利要求4所述的可倾斜同侧扭矩机械加载及驱动的双齿轮箱低温试验台,其特征在于:
所述机械扭矩加载2号齿轮箱大齿轮轴装配体(46)由扭矩传感器转子法兰装配体(51)、齿轮箱相对运动模拟大齿轮(52)、扭矩加载齿轮箱轴承端盖(53)、LZJ6型弹性柱销齿联轴器(23)、加载齿轮箱小轴承大齿轮轴(54)、整体式外接账套主轴装配体(34)和轴承座与增高支承装配体(35)组成,
所述整体式外接账套主轴装配体(34)的CRH3轴箱轴承位于轴承座与增高支承装配体(35)中,轴承座与增高支承装配体(35)通过螺栓固定在方管平台,整体式外接账套主轴装配体(34)的一端卡紧车轴的单轴承账套用于连接2号试验齿轮箱车轴及支承装配体(8)的车轴,另一端与LZJ6型弹性柱销齿联轴器(23)连接,使机械扭矩加载2号齿轮箱大齿轮轴装配体(46)和被试齿轮箱及车轴成为一个整体,实现扭矩传递。
6.根据权利要求2至5任一项所述的可倾斜同侧扭矩机械加载及驱动的双齿轮箱低温试验台,其特征在于:
所述机械扭矩加载1、2号齿轮箱大齿轮轴装配体(45、46)中的扭矩加载齿轮箱轴承端盖(53)用于固定机械扭矩加载齿轮箱壳体装配体,扭矩传感器转子法兰装配体(51)用于安装三晶JN388-AF系列法兰式转矩转速传感器装配体(44),该装置用于测量被试齿轮箱及车轴的转矩转速,
所述三晶JN388-AF系列法兰式转矩转速传感器装配体(44)由三晶JN388-AF系列法兰式扭矩转速传感器定子(62)和三晶JN388-AF系列法兰式扭矩转速传感器支承座(63)组成,所述三晶JN388-AF系列法兰式扭矩转速传感器定子(62)通过螺栓安装于三晶JN388-AF系列法兰式扭矩转速传感器支承座(63)之上,再将三晶JN388-AF系列法兰式扭矩转速传感器支承座(63)通过螺栓固定在方管平台上。
7.根据权利要求2至5任一项所述的可倾斜同侧扭矩机械加载及驱动的双齿轮箱低温试验台,其特征在于:
所述的机械扭矩加载中间齿轮轴装配体(48)由125-70-100-16MPa14T等速双活塞杆装配体(56)、M48x2作动器双头螺纹接长杆(57)、中间轴人字齿轮对装配体(58)、中间轴推拉套筒(47)组成,
所述的机械扭矩加载中间齿轮轴装配体(48)后端装有扭矩加载作动器装配体(50),所述扭矩加载作动器装配体(50)通过125-70-100-16MPa14T等速双活塞杆装配体(56)、M48x2作动器双头螺纹接长杆(57)对机械扭矩加载中间齿轮轴装配体(48)的中间齿轮轴进行推拉运动,改变中间轴人字齿轮对与机械扭矩加载1、2号齿轮箱大齿轮轴装配体(45、46)中齿轮箱相对运动模拟大齿轮(52)的齿轮啮合间隙,从而对机械扭矩加载1、2号齿轮箱大齿轮轴装配体(45、46)产生扭矩和振动,再传递给1、2号被试齿轮箱及车轴,从而模拟列车在实际运行中齿轮箱及车轴复杂的工作状况,与此同时,可倾斜平台不断改变倾斜度,配合作动器模拟列车运行过程中在不同角度的轨道上行驶时齿轮箱及车轴复杂的工作环境。
8.根据权利要求1所述的可倾斜同侧扭矩机械加载及驱动的双齿轮箱低温试验台,其特征在于:
所述振动输入轴联轴器及高度可调支承座装配体(10)由两个弗兰德齿轮箱齿鼓联轴器(40)、中间装动轴移动支座(41)和调整高度的吊耳螺栓及支承板(42)组成,所述两个弗兰德齿轮箱齿鼓联轴器(40)通过一根实心锥度传动轴相连,所述实心锥度传动轴被中间装动轴移动支座(41)包裹,并通过调整高度的吊耳螺栓挂于支承板上,所述支承板安装在高度可调支承座顶端。
9.根据权利要求1所述的可倾斜同侧扭矩机械加载及驱动的双齿轮箱低温试验台,其特征在于:
所述可倾斜平台及支撑装配体(6)为闭环机械扭矩加载及驱动试验系统的支承部分,由方管平台、位于方管平台四个角的可倾斜平台支承立柱装配体(11)、位于方管平台两侧的中间位置的两个可倾斜平台中间支撑装配体(12)和位于方管平台中心的可倾斜平台中心支承装配体(13)组成,所述可倾斜平台支承立柱装配体(11)、可倾斜平台支承立柱装配体(12)和可倾斜平台中心支承装配体(13)均通过方形T型槽板(19)上座于基础地面的坑中,对整个试验系统起到加固的作用。
10.根据权利要求9所述的可倾斜同侧扭矩机械加载及驱动的双齿轮箱低温试验台,其特征在于:
所述可倾斜平台支承立柱装配体(11)由支承立柱(14),平台提升丝杠与悬臂轴支承装配体(15),倾斜平台提升铜丝母(16)组成,方管平台的四个角的底部固定在倾斜平台提升铜丝母(16)上;
所述可倾斜平台中间支撑装配体(12)由中间支承(17)和账套z18-180-235-146装配体(18)组成,所述中间支承(17)固定在T型槽板(19)上,方管平台两侧中间轴固定在账套z18-180-235-146装配体(18)上,方管平台以中间轴为圆心转动;
所述可倾斜平台中心支承装配体(13)包括一个液压缸(21),液压缸(21)后端通过双儿环(20)固定在T型槽板(19)上,前端通过螺栓固定在方管平台底部的钢管上;
通过改变液压缸(21)行程和调整倾斜平台提升铜丝母(16)高度,改变方管平台倾斜度,通过改变方管平台的倾斜度模拟列车的制动和加速的行驶情况下齿轮箱及车轴的工作状况。
11.根据权利要求1所述的可倾斜同侧扭矩机械加载及驱动的双齿轮箱低温试验台,其特征在于:
所述C形架支承总成装配体(9)由C形架支承轴悬吊螺栓(37)、C形架支承高立柱(38)、C形架支承轴及压板(39)和c形架总成装配体(25)组成,所述C形架支承轴及压板(39)套装在C形架支承高立柱(38)上,并由C形架支承轴悬吊螺栓(37)调整高度,
所述c形架总成装配体(25)由C形架(27)、C形架摆动连块连杆(28)、齿轮箱C形架橡胶垫块装配体(29)组成,所述C形架(27)通过齿轮箱C形架橡胶垫块装配体(29)夹紧齿轮箱,所述C形架摆动连块连杆(28)与C形架支承轴及压板(39)中的支承轴活动连接,通过调整C形架支承轴悬吊螺栓(37)调整C形架(27)的高度,从而改变齿轮箱绕车轴的倾斜度,以此模拟轨道车辆在转弯曲线运动过程中齿轮箱的运动状况。
12.根据权利要求1所述的一种可倾斜同侧扭矩机械加载及驱动的双齿轮箱低温试验台,其特征在于:
所述冷气循环系统由防火保温棉冷气循环室(1)和150千瓦压缩式制冷机(3)组成,被试齿轮箱和振动输入轴、联轴器及高度可调支承座装配体(10)位于防火保温棉冷气循环室(1)中,低温送风管(2)的进风口位于循环室的底部,高温回风管(4)的出风口位于循环室的顶部,制冷机(3)的冷气通过低温送风管(2)进入防火保温棉冷气循环室(1),对被试齿轮箱进行冷却,通过冷气循环系统模拟不同低温下对齿轮箱的影响,模拟齿轮箱在在不同温度条件下连续运转的情况。
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