CN108896302A - 一种舰用面齿轮减速器封闭噪声检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种舰用面齿轮减速器封闭噪声检测装置。本发明为解决背景技术中提出的减速器的加载和噪声监测的问题，提供的技术方案包括永磁直流电机，永磁直流电机通过联轴器一与面齿轮两路分流主动测试箱连接，联轴器上设置有加速度传感器；面齿轮两路分流主动测试箱与圆柱齿轮四路功率分流被动测试箱通过两个扭力轴连接，扭力轴上设置有转速转矩测量仪；圆柱齿轮四路功率分流被动测试箱与电力测功机连接；面齿轮两路分流主动测试箱和圆柱齿轮四路功率分流被动测试箱的底部均设置有防震隔层，外部均设置有隔音罩；加速度传感器、面齿轮两路分流主动测试箱、高精度转速转矩测量仪、圆柱齿轮四路功率分流被动测试箱分别与噪声监测装置连接。

Description

一种舰用面齿轮减速器封闭噪声检测装置
技术领域
本发明属于舰船减速器检测技术领域，具体涉及一种舰用面齿轮减速器封闭噪声检测装置。
背景技术
本发明提及的大功率面齿轮功率分流减速器是面齿轮和圆柱齿轮两次分流结构形式，在输出端实现四路功率的分流和汇流，可以满足舰船的大功率、大扭矩、大速比和大功率密度比的要求，承载能力大，工作平稳，传动效率高，但是由于这种结构及其的复杂，加工精度要求很高，因此，对大功率面齿轮功率分流减速器传动效率、噪声和振动、油路温升以及齿轮副的接触特性、承载能力、轴承的疲劳寿命等的检测额是必不可少的，然而现有的试验装置不能充分满足该减速器的加载和噪声监测等需求，存在的问题是：1、现有大功率减速器试验加载装置大多采用开式试验台，对原动机和测试机的指标要求很高，动力消耗大，效率低；2、已有的电反馈封闭功率分流试验台，虽然可以节约50%~60%的电能，但是需要相当容量的原动机、发电机以及电能回收控制系统，投资成本高昂，回收电能仅仅只有40%左右，且操作复杂。3、检测装置外界隔音效果较差，检测时易受到外部因素的干扰，不能精确识别分析和反映减速器的噪声和振动问题。
例如2011年时，中国第一汽车集团公司公开了一种“变速器及主减速器齿轮台架试验的应变测试方法”，公开号CN102128607A，该专利提及一种应变测试方法，在同一齿或多齿的齿根处分别粘贴三个应变片，在齿轮轴轴心处沿轴线打孔，同时在齿轮轴上沿齿轮轴径向打一个孔与轴向孔交叉，再在箱体上对应齿轮轴轴心处打一个孔，将数据传输线穿过这些孔延伸至箱体外，进行同一齿或多齿齿根弯曲应力分布多点测试，分析齿根弯曲应力和载荷分布情况。该应变测试法理论测试精度较高，但是，在高速旋转构件上测试所受干扰因素较多，信号输出较为复杂，影响干扰因素多、贴片空间小、贴片困难，且需要专门的微型引电器或发射器，成本昂贵，且需要加装附加装置，不利于本发明提出的大功率面齿轮功率分流减速器的测试。
发明内容
本发明为解决背景技术中提出的减速器的加载和噪声监测的问题，提出一种舰用面齿轮减速器封闭噪声检测装置，其可以实现高速大功率条件下的舰用面齿轮功率分流减速器的动态力矩测试，通过增加一个外部隔音罩，有效避免了外界噪音和动力传输结构工作时的噪声干扰，达到精确测量噪声振动的目的。
为解决现有技术存在的问题，本发明的技术方案是：一种舰用面齿轮减速器封闭噪声检测装置，其特征在于：包括永磁直流电机、联轴器一、面齿轮两路分流主动测试箱、扭力轴、高精度转速转矩测量仪、圆柱齿轮四路功率分流被动测试箱、联轴器二、电力测功机和噪声监测装置；
所述永磁直流电机通过联轴器一与面齿轮两路分流主动测试箱连接，所述的联轴器一上设置有加速度传感器；
所述面齿轮两路分流主动测试箱与圆柱齿轮四路功率分流被动测试箱通过两个扭力轴连接，在扭力轴上设置有转速转矩测量仪；
所述圆柱齿轮四路功率分流被动测试箱通过联轴器二与电力测功机连接；
面齿轮两路分流主动测试箱和圆柱齿轮四路功率分流被动测试箱的底部均设置有防震隔层，外部均设置有隔音罩；永磁直流电机通过防震隔层设置于固定支架上；
加速度传感器、面齿轮两路分流主动测试箱、高精度转速转矩测量仪、圆柱齿轮四路功率分流被动测试箱分别与噪声监测装置连接。
所述的联轴器是弹性薄片联轴器。
所述的噪声监测装置包括信号采集处理分析仪、噪声综合分析器、噪声分贝仪和PC终端处理装置。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
1. 本发明涉及的一种舰用面齿轮减速器封闭噪声检测装置采用轴向力测试法，在被测主试面齿轮两路分流主动测试箱和陪试圆柱齿轮四路功率分流被动测试箱中间扭力轴上加装高精度转速转矩测量仪，测试扭力轴上轴向力大小，并实现动态加载测试；
2. 本发明涉及的一种舰用面齿轮减速器封闭噪声检测装置通过采用隔音罩和隔振层，降低了外部振动的干扰，减少了外部因素的噪音影响，稳定性高，振动小，使本发明无需在外界的工作环境监测，可以直接对大功率面齿轮功率分流减速器进行室内测试，有效避免了外界噪音和结构振动工作噪音对检测结果的影响，通过信号采集处理分析仪和噪声分贝仪可以提高齿轮传动噪音的检测精度；
3. 本发明涉及的一种舰用面齿轮减速器封闭噪声检测装置适用范围广，可分别测量在某一转速时，不同的输入功率情况下，以及某一功率时，不同的输入转速情况下的各面齿轮四分支齿轮传递的相对载荷，可以进行减速器的传动效率测试、均载性能测试、磨合实验、耐久性实验、静态加载试验和动态加载试验；
4、本发明结构简单，操作方便，检测结果更加精确，具有简单、经济、准确、可行的效果；
5、本发明驱动电机小，经济适用，易于推广，在封闭功率分流试验测试台中适用此种加载方式具有十分重要的意义。
附图说明
图1为本发明总体结构示意图；
图2为图1装置的正视图A；
图中：1. 永磁直流电机；2.联轴器一；3. 加速度传感器；4. 面齿轮两路分流主动测试箱；5. 扭力轴；6. 高精度转速转矩测量仪；7. 圆柱齿轮四路功率分流被动测试箱；8. 联轴器二； 9. 电力测功机； 10. 信号采集处理分析仪；11. 噪声综合分析器；12. 噪声分贝仪； 13. PC终端处理装置；14. 面齿轮两路分流主动测试箱防震隔层；15. 圆柱齿轮四路功率分流被动测试箱防震隔层；16. 面齿轮两路分流主动测试箱隔音罩； 17. 圆柱齿轮四路功率分流被动测试箱隔音罩；18. 传感器支架；19. 固定支架；20. 调平螺钉；21. 防震隔层。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和图2所示，本发明提出的一种舰用面齿轮减速器封闭噪声检测装置包括永磁直流电机1、弹性薄片联轴器一2、面齿轮两路分流主动测试箱4、扭力轴5、高精度转速转矩测量仪6、圆柱齿轮四路功率分流被动测试箱7、联轴器二8、电力测功机9和噪声监测装置；
所述永磁直流电机1通过弹性薄片联轴器一2与面齿轮两路分流主动测试箱4连接，所述的联轴器一2上设置有加速度传感器3，所述的加速度传感器3设置于传感器支架18上；
所述面齿轮两路分流主动测试箱4与圆柱齿轮四路功率分流被动测试箱7通过两个扭力轴5连接，在扭力轴5上设置有转速转矩测量仪6；
所述圆柱齿轮四路功率分流被动测试箱7通过联轴器二8与电力测功机9连接；
面齿轮两路分流主动测试箱4和圆柱齿轮四路功率分流被动测试箱7的底部分别设置有面齿轮两路分流主动测试箱防震隔层14和圆柱齿轮四路功率分流被动测试箱防震隔层15，外部分别设置有面齿轮两路分流主动测试箱隔音罩16和圆柱齿轮四路功率分流被动测试箱隔音罩17；永磁直流电机1设置于固定支架19上，并通过调平螺钉20调节对中性和平面度，固定支架19底部设置有防震隔层21，减少振动的影响，提高测量精度。
加速度传感器3、面齿轮两路分流主动测试箱4、高精度转速转矩测量仪6、圆柱齿轮四路功率分流被动测试箱7分别与噪声监测装置连接。
面齿轮两路分流主动测试箱4通过精密弹性薄片联轴器9与高精度转速转矩测量仪11联接，再通过弹性扭力轴5与圆柱齿轮四路功率分流被动测试箱15的小齿轮相互联接，直流调速电机输出轴通过弹性薄片联轴器2与加速度传感器3相互连接，并通过弹性联轴器2与面齿轮箱输入轴相联。
所述的噪声监测装置包括信号采集处理分析仪10、噪声综合分析器11、噪声分贝仪12和PC终端处理装置13。
本发明的具体使用方法及工作过程：
1、底座调平后，安装面齿轮两路分流主动测试箱4和圆柱齿轮四路功率分流被动测试箱7，以及永磁直流电机1；调整面齿轮两路分流主动测试箱4和圆柱齿轮四路功率分流被动测试箱7惰轮输入轴之间的同轴度，调整加速度传感器3、永磁直流电机1和面齿轮两路分流主动测试箱4输入轴之间的同轴度；
2、对高精度转速转矩测量仪进行现场校准和标定，设定变频器的频率，设定电力测功机9的输入电流值，测试控制系统通电预热30分钟，完成系统调试。对面齿轮两路分流主动测试箱4和圆柱齿轮四路功率分流被动测试箱7进行磨合试验、静态加载试验，分别测量在某一转速下，不同的输入功率值时的各分支上的相对载荷，以及某一功率下，不同的输入转速值时的各分支上的相对载荷；
3、通过高精度转速转矩测量仪测试扭力轴上轴向力的大小，测试前校准高精度转速转矩测量仪，校准数据进行线性拟合，得出校准误差，测试系统的综合误差采用平方和法计算求得，以满足测试精度要求，系统的综合误差在±0.1%可满足测试精度要求。
4、对面齿轮两路分流主动测试箱4和圆柱齿轮四路功率分流被动测试箱7进行噪音信号采集，输入到噪声分贝仪12和噪声综合分析器11，并进一步通过PC终端处理装置13进行处理。通过计算机处理工作站的数据采集程序对数据进行记录和处理，逐次改变电力测功机9的信号发生器所产生信号的频率值，记录并保存不同的频率值时的轴向力大小和噪音大小。逐次改变直流调速电机的转速，调整范围在0-12000r/min，记录并保存不同的转速时的轴向力大小。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (3)

1.一种舰用面齿轮减速器封闭噪声检测装置，其特征在于：包括永磁直流电机（1）、联轴器一（2）、面齿轮两路分流主动测试箱（4）、扭力轴（5）、高精度转速转矩测量仪（6）、圆柱齿轮四路功率分流被动测试箱（7）、联轴器二（8）、电力测功机（9）和噪声监测装置；
所述永磁直流电机（1）通过联轴器一（2）与面齿轮两路分流主动测试箱（4）连接，所述的联轴器一（2）上设置有加速度传感器（3）；
所述面齿轮两路分流主动测试箱（4）与圆柱齿轮四路功率分流被动测试箱（7）通过两个扭力轴（5）连接，在扭力轴（5）上设置有转速转矩测量仪（6）；
所述圆柱齿轮四路功率分流被动测试箱（7）通过联轴器二（8）与电力测功机（9）连接；
面齿轮两路分流主动测试箱（4）和圆柱齿轮四路功率分流被动测试箱（7）的底部均设置有防震隔层，外部均设置有隔音罩；永磁直流电机（1）通过防震隔层设置于固定支架（19）上；
加速度传感器（3）、面齿轮两路分流主动测试箱（4）、高精度转速转矩测量仪（6）、圆柱齿轮四路功率分流被动测试箱（7）分别与噪声监测装置连接。
2.根据权利要求1所述的一种舰用面齿轮减速器封闭噪声检测装置，其特征在于：所述的联轴器（2）是弹性薄片联轴器。
3.根据权利要求1或2所述的一种舰用面齿轮减速器封闭噪声检测装置，其特征在于：所述的噪声监测装置包括信号采集处理分析仪（10）、噪声综合分析器（11）、噪声分贝仪（12）和PC终端处理装置（13）。
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