CN109269817A - 一种电驱动桥的疲劳试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电驱动桥的疲劳试验装置，包括分离并成排设置的安装底板与工装底板，所述工装底板上装有用以装夹被测电桥的固定工装、以及与被测电桥一输出端相连的第一负载单元，所述安装底板上装有与被测电桥另一输出端相连的第二负载单元；所述第一负载单元与所述第二负载单元对称设置于被测电桥的两端，第一负载单元与第二负载单元均包括变频电机、增速箱、以及与被测电桥输出端相连的连接轴。本发明被测电桥通过固定工装安装在工装底板上，且被测电桥的两输出端分别与装在工装底板上的第一负载单元、装在安装底板上的第二负载单元传动连接，实现被测电桥的整车状态模拟，便于对被测电桥进行疲劳试验。

Description

一种电驱动桥的疲劳试验装置

技术领域

本发明涉及电驱动桥的疲劳试验技术领域，具体是一种电驱动桥的疲劳试验装置。

背景技术

电动驱动桥是一种新型的驱动桥，其结构特点是将驱动电机与驱动桥进行了集成，省去了变速箱。为了验证此新型驱动桥的可靠性，需要一台专用的可靠性试验台对其进行疲劳试验，但由于此驱动桥为新型结构，行业内无可借鉴的试验装置，市场上更无相关设备。

电驱动桥进行疲劳试验所需要解决的关键问题是要保持桥的输出两端转速一致，避免因驱动桥内差速器的存在导致桥的一端输出转速失控而出现“飞车”现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电驱动桥的疲劳试验装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电驱动桥的疲劳试验装置，包括分离并成排设置的安装底板与工装底板，

所述工装底板上装有用以装夹被测电桥的固定工装、以及与被测电桥一输出端相连的第一负载单元，所述安装底板上装有与被测电桥另一输出端相连的第二负载单元；

所述第一负载单元与所述第二负载单元对称设置于被测电桥的两端，第一负载单元与第二负载单元均包括变频电机、增速箱、以及与被测电桥输出端相连的连接轴；

所述增速箱的输入端通过联轴器与连接轴的一端相连、输出端通过联轴器与变频电机的输入端相连。

具体安装时，被测电桥装夹在固定工装上、固定工装通过螺栓等连接件固定安装在工装底板上，再将通过螺栓等连接件固定安装在安装底板上的第二负载单元与被测电桥的一输出端相连、通过螺栓等连接件固定安装在工装底板上的第一负载单元与被测电桥的另一输出端相连，第一负载单元、被测电桥、第二负载单元成排设置于安装底板与工装底板上。具体使用时，被测电桥的两输出端分别与连接轴的一端相连，连接轴的另一端通过梅花联轴器与增速箱的动力输入端相连，同时，增速箱的动力输出端通过梅花联轴器与变频电机的输入端相连，其中，增速箱的作用是将被测电桥输出的动力进行降扭增速处理，变频电机起到了对被测电桥施加负载的作用，使得整个被测电桥在通电情况下可实现模拟整车状态下的各种工况，组装快速、操作简便。

作为本发明进一步的方案：所述固定工装包括固定底板、对称设置于固定底板上部的两支架底板、以及固设于支架底板上的安装支架；所述固定底板的下表面与工装底板的上表面贴合、所述支架底板的下表面与固定底板的上表面贴合。

作为本发明进一步的方案：所述固定底板通过两个以上的连接件固定安装在工装底板上、每个所述支架底板通过两个以上的连接件固定安装在固定底板上。

作为本发明进一步的方案：所述安装支架的一侧开设有弧形卡口、且两所述安装支架的弧形卡口朝向同一侧；所述弧形卡口的弧度与被测电桥的外轮廓弧度一致。

具体安装时，采用两个以上的螺栓等连接件贯穿固定底板上开设的连接通孔内、并使得螺栓等连接件的下部与工装底板上的螺纹孔旋合，采用两个以上的螺栓等连接件贯穿支架底板上开设的连接通孔内，并使得螺栓等连接件的下部与固定底板上的螺纹孔旋合，实现固定工装在工装底板上的安装与固定、以及固定底板与支架底板之间的固定连接，安装好的固定底板下表面与工装底板的上表面贴合、支架底板的下表面与固定底板的上表面贴合，提高了整个固定工装的牢固性与使用时的可靠性。

固定工装在装夹被测电桥时，安装支架的一侧开设的弧形卡口将被测电桥的外轮廓卡紧，同时，采用一个以上的螺栓等连接件将被测电桥固定安装在安装支架的弧形卡口内，弧形卡口的弧度与被测电桥的外轮廓弧度一致，提高了被测电桥装夹的稳定性，便于模拟被测电桥整车状态下的各种工况。

作为本发明进一步的方案：所述增速箱与所述连接轴之间还设有轴承组件、以及测量组件、且所述连接轴依次横向贯穿于轴承组件与测量组件内。

作为本发明进一步的方案：所述测量组件包括通过联轴器与增速箱的输入端相连的转速转矩传感器、以及固定安装在安装底板或工装底板上的传感器支架；所述转速转矩传感器通过固定件固定安装在传感器支架的上部。

作为本发明进一步的方案：所述轴承组件包括固定安装在安装底板或工装底板上的轴承支架、以及固设于轴承支架上的轴承座组；所述连接轴伸出轴承座组的一端通过联轴器与转速转矩传感器的输入端相连。

作为本发明进一步的方案：所述传感器支架的高度与轴承支架的高度一致。

轴承组件的轴承支架高度与测量组件的传感器支架高度一致，可使得连接轴能顺利的同时贯穿于轴承组件与测量组件内，提高了连接轴安装的便利性；具体使用时，测量组件的转速转矩传感器可实时采集、测量被测电桥输出的转速和转矩，轴承组件起到了对连接轴的固定与支撑作用，避免连接轴长期处于悬空状态会发生弯曲变形，提高了连接轴的使用寿命、保证了连接轴的旋转稳定性。

作为本发明进一步的方案：所述增速箱的下部设有用以支撑增速箱的箱体底板；所述箱体底板通过固定件固定安装在安装底板或工装底板上。

作为本发明进一步的方案：所述变频电机的下部设有用以支撑变频电机的电机支架；所述电机支架通过固定件固定安装在安装底板或工装底板上。

增速箱通过螺栓等连接件固定安装在箱体底板上、箱体底板通过螺栓等连接件固定安装在安装底板或工装底板上，进而实现增速箱在安装底板或工装底板上的固定；变频电机通过螺栓等连接件固定安装在电机支架上、变频电机通过螺栓等连接件固定安装在安装底板或工装底板上，进而实现变频电机在安装底板或工装底板上的固定。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、被测电桥通过固定工装安装在工装底板上，且被测电桥的两输出端分别与装在工装底板上的第一负载单元、装在安装底板上的第二负载单元传动连接，实现被测电桥的整车状态模拟，便于对被测电桥进行疲劳试验；

2、被测电桥装夹在固定工装安装支架的一侧弧形卡口内、且弧形卡口的弧度与被测电桥的外轮廓弧度一致，提高了被测电桥装夹的稳定性，便于模拟被测电桥整车状态下的各种工况；

3、第一负载单元与第二负载单元对称设置于被测电桥的两端，且第一负载单元与第二负载单元的增速箱可将被测电桥输出的动力进行降扭增速处理，变频电机可对被测电桥施加负载，使得整个被测电桥在通电情况下可实现模拟整车状态下的各种工况，组装快速、操作简便；

4、在增速箱与连接轴之间设置轴承组件与测量组件，并使得轴承支架高度与传感器支架的高度一致，提高了连接轴安装的便利性；同时，测量组件的转速转矩传感器可实时采集、测量被测电桥输出的转速和转矩，轴承组件可对连接轴的进行固定与支撑，避免连接轴长期处于悬空状态发生弯曲变形，提高了连接轴的使用寿命、保证了连接轴的旋转稳定性；

5、试验过程中，通过变频电机、增速箱、以及转速转矩传感器等配合使用，可根据被测电桥两端连接轴转速的差别进行微调，确保被测电桥的两端输出转速尽量保持一致，避免因被测电桥内差速器的存在而导致被测电桥的一端输出转速失控而出现“飞车”现象的产生。

附图说明

图1为本发明电驱动桥的疲劳试验装置结构图；

图2为本发明装夹有被测电桥的固定工装结构图；

图3为本发明第二负载单元的结构图；

图4为本发明被测电桥进行疲劳试验的原理示意图。

图中：

1-安装底板、2-工装底板、3-箱体底板、4-电机支架；

5-固定工装、51-固定底板、52-支架底板、53-安装支架；

6-第一负载单元、7-第二负载单元、61-变频电机、62-增速箱、63-连接轴；

8-轴承组件、81-轴承支架、82-轴承座组；

9-测量组件、91-转速转矩传感器、92-传感器支架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，一种电驱动桥的疲劳试验装置，包括分离并成排设置的安装底板1与工装底板2，所述工装底板2上装有用以装夹被测电桥的固定工装5、以及与被测电桥一输出端相连的第一负载单元6，所述安装底板1上装有与被测电桥另一输出端相连的第二负载单元7；所述第一负载单元6与所述第二负载单元7对称设置于被测电桥的两端，第一负载单元6与第二负载单元7均包括变频电机61、增速箱62、以及与被测电桥输出端相连的连接轴63；所述增速箱62的输入端通过联轴器与连接轴63的一端相连、输出端通过联轴器与变频电机61的输入端相连。

具体安装时，被测电桥装夹在固定工装5上、固定工装5通过螺栓等连接件固定安装在工装底板2上，再将通过螺栓等连接件固定安装在安装底板1上的第二负载单元7与被测电桥的一输出端相连、通过螺栓等连接件固定安装在工装底板2上的第一负载单元6与被测电桥的另一输出端相连，第一负载单元6、被测电桥、第二负载单元7成排设置于安装底板1与工装底板2上。具体使用时，被测电桥的两输出端分别与连接轴63的一端相连，连接轴63的另一端通过梅花联轴器与增速箱62的动力输入端相连，同时，增速箱62的动力输出端通过梅花联轴器与变频电机61的输入端相连，其中，增速箱62的作用是将被测电桥输出的动力进行降扭增速处理，变频电机61起到了对被测电桥施加负载的作用，使得整个被测电桥在通电情况下可实现模拟整车状态下的各种工况，组装快速、操作简便。

请参阅图2，所述固定工装5包括固定底板51、对称设置于固定底板上部的两支架底板52、以及固设于支架底板上的安装支架53；所述固定底板51的下表面与工装底板2的上表面贴合、所述支架底板52的下表面与固定底板51的上表面贴合。

所述固定底板51通过两个以上的连接件固定安装在工装底板2上、每个所述支架底板52通过两个以上的连接件固定安装在固定底板51上。

所述安装支架53的一侧开设有弧形卡口、且两所述安装支架53的弧形卡口朝向同一侧；所述弧形卡口的弧度与被测电桥的外轮廓弧度一致。

具体安装时，采用两个以上的螺栓等连接件贯穿固定底板51上开设的连接通孔内、并使得螺栓等连接件的下部与工装底板2上的螺纹孔旋合，采用两个以上的螺栓等连接件贯穿支架底板52上开设的连接通孔内，并使得螺栓等连接件的下部与固定底板51上的螺纹孔旋合，实现固定工装5在工装底板2上的安装与固定、以及固定底板51与支架底板52之间的固定连接，安装好的固定底板51下表面与工装底板2的上表面贴合、支架底板52的下表面与固定底板51的上表面贴合，提高了整个固定工装5的牢固性与使用时的可靠性。

固定工装5在装夹被测电桥时，安装支架53的一侧开设的弧形卡口将被测电桥的外轮廓卡紧，同时，采用一个以上的螺栓等连接件将被测电桥固定安装在安装支架53的弧形卡口内，弧形卡口的弧度与被测电桥的外轮廓弧度一致，提高了被测电桥装夹的稳定性，便于模拟被测电桥整车状态下的各种工况。

请参阅图3，所述增速箱62与所述连接轴63之间还设有轴承组件8、以及测量组件9、且所述连接轴63依次横向贯穿于轴承组件8与测量组件9内。

所述测量组件9包括通过联轴器与增速箱的输入端相连的转速转矩传感器91、以及固定安装在安装底板或工装底板上的传感器支架92；所述转速转矩传感器91通过固定件固定安装在传感器支架92的上部。

所述轴承组件8包括固定安装在安装底板或工装底板上的轴承支架81、以及固设于轴承支架上的轴承座组82；所述连接轴63伸出轴承座组82的一端通过联轴器与转速转矩传感器91的输入端相连。

所述传感器支架92的高度与轴承支架81的高度一致。

轴承组件8的轴承支架81高度与测量组件9的传感器支架92高度一致，可使得连接轴63能顺利的同时贯穿于轴承组件8与测量组件9内，提高了连接轴63安装的便利性；具体使用时，测量组件9的转速转矩传感器91可实时采集、测量被测电桥输出的转速和转矩，轴承组件8起到了对连接轴63的固定与支撑作用，避免连接轴63长期处于悬空状态会发生弯曲变形，提高了连接轴63的使用寿命、保证了连接轴63的旋转稳定性。

所述增速箱62的下部设有用以支撑增速箱的箱体底板3；所述箱体底板3通过固定件固定安装在安装底板1或工装底板2上。

所述变频电机61的下部设有用以支撑变频电机的电机支架4；所述电机支架4通过固定件固定安装在安装底板1或工装底板2上。

增速箱62通过螺栓等连接件固定安装在箱体底板3上、箱体底板3通过螺栓等连接件固定安装在安装底板1或工装底板2上，进而实现增速箱62在安装底板或工装底板上的固定；变频电机61通过螺栓等连接件固定安装在电机支架4上、变频电机61通过螺栓等连接件固定安装在安装底板1或工装底板2上，进而实现变频电机61在安装底板或工装底板上的固定。

请参阅图4，第一负载单元6的增速箱62、变频电机61分别固定安装在工装底板2，第二负载单元7的增速箱62、变频电机61分别固定安装在安装底板1上。

将380V的交流电通过直流电源转换器与整车用电控系统相连，整车用电控系统对被测电桥进行不同转速和扭矩的控制，进而模拟被测电桥在整车状态下的各种工况；直流电源转换器可将380V的交流电转换成被测电桥可用的直流电。

具体使用时，经直流电源转换器转换后的直流电通过整车用电控系统与被测电桥相连接，整车用电控系统与PLC控制柜电连，且PLC控制柜可对被测电桥的转速和扭矩的进行控制，负责为整车用电控系统发出控制指令，进而模拟被测电桥整车状态下的各种工况；同时，与整车用电控系统串联的PLC控制柜的连接端D2与第一负单元的变频电机61相连、连接端D1与第二负单元的变频电机61相连，且两变频电机61分别通过连接端D1与D2给被测电桥提供负载动力；PLC控制柜的负载端Z2与第一负单元的转速转矩传感器91相连、负载端Z1与第二负单元的转速转矩传感器91相连，且两转速转矩传感器91实时采集被测电桥两端输出的转速和转矩信号，并分别通过负载端Z1与Z2反馈至PLC控制柜；整个试验过程中采用的直流电源转换器、PLC控制柜均为市售产品，整车用电控系统采用市售的ZAPIAC-3控制器。

在试验开始时，PLC控制柜先向整车用电控系统发出控制指令，使被测电桥按允许的最大转速旋转，此时第一负载单元6和第二负载单元7的负载变频电机61均为空载状态；被测电桥旋转后，被测电桥两端的连接轴63在被测电桥带动下旋转，且装在连接轴63上的转速转矩传感器91测量并显示出被测电桥旋转时产生的一定量的转速和转矩值，并将转速值、转矩值通过负载端Z1与Z2反馈给PLC控制柜；PLC控制柜将接收到的转速值、转矩值与根据事先设定好的不同工况的转速值、转矩值进行对比判断，并通过连接端D1与D2控制两变频电机61对被测电桥施加负载，通过对被测电桥施加的负载会使得被测电桥的转速相应的降低，并最终实现模拟整车状态下的各种工况，从而达到完成被测电桥疲劳试验的目的。在试验过程中，PLC控制柜根据被测电桥两端连接轴63转速的差别进行微调，确保被测电桥的两端输出转速尽量保持一致，避免因被测电桥内差速器的存在而导致被测电桥的一端输出转速失控而出现“飞车”现象的产生。

采用第一负载单元6与第二负载单元7对称的设置在被测电桥的两端，并且第一负载单元6与第二负载单元7采用转速转矩传感器91、变频电机61、增速箱62、以及与被测电桥相连的连接轴63等，使得整个被测电桥的组装快速方便、进行疲劳试验时的操作简单、控制精度高，提高了被测电桥疲劳试验测量数据的准确性，有利于推广使用。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种电驱动桥的疲劳试验装置，其特征在于：包括分离并成排设置的安装底板（1）与工装底板（2），

所述工装底板（2）上装有用以装夹被测电桥的固定工装（5）、以及与被测电桥一输出端相连的第一负载单元（6），所述安装底板（1）上装有与被测电桥另一输出端相连的第二负载单元（7）；

所述第一负载单元（6）与所述第二负载单元（7）对称设置于被测电桥的两端，第一负载单元（6）与第二负载单元（7）均包括变频电机（61）、增速箱（62）、以及与被测电桥输出端相连的连接轴（63）；

所述增速箱（62）的输入端通过联轴器与连接轴（63）的一端相连、输出端通过联轴器与变频电机（61）的输入端相连。

2.根据权利要求1所述的电驱动桥的疲劳试验装置，其特征在于：所述固定工装（5）包括固定底板（51）、对称设置于固定底板上部的两支架底板（52）、以及固设于支架底板上的安装支架（53）；所述固定底板（51）的下表面与工装底板（2）的上表面贴合、所述支架底板（52）的下表面与固定底板（51）的上表面贴合。

3.根据权利要求2所述的电驱动桥的疲劳试验装置，其特征在于：所述固定底板（51）通过两个以上的连接件固定安装在工装底板（2）上、每个所述支架底板（52）通过两个以上的连接件固定安装在固定底板（51）上。

4.根据权利要求2所述的电驱动桥的疲劳试验装置，其特征在于：所述安装支架（53）的一侧开设有弧形卡口、且两所述安装支架（53）的弧形卡口朝向同一侧；所述弧形卡口的弧度与被测电桥的外轮廓弧度一致。

5.根据权利要求1所述的电驱动桥的疲劳试验装置，其特征在于：所述增速箱（62）与所述连接轴（63）之间还设有轴承组件（8）、以及测量组件（9）、且所述连接轴（63）依次横向贯穿于轴承组件（8）与测量组件（9）内。

6.根据权利要求5所述的电驱动桥的疲劳试验装置，其特征在于：所述测量组件（9）包括通过联轴器与增速箱的输入端相连的转速转矩传感器（91）、以及固定安装在安装底板或工装底板上的传感器支架（92）；所述转速转矩传感器（91）通过固定件固定安装在传感器支架（92）的上部。

7.根据权利要求5所述的电驱动桥的疲劳试验装置，其特征在于：所述轴承组件（8）包括固定安装在安装底板或工装底板上的轴承支架（81）、以及固设于轴承支架上的轴承座组（82）；所述连接轴（63）伸出轴承座组（82）的一端通过联轴器与转速转矩传感器（91）的输入端相连。

8.根据权利要求6所述的电驱动桥的疲劳试验装置，其特征在于：所述传感器支架（92）的高度与轴承支架（81）的高度一致。

9.根据权利要求1所述的电驱动桥的疲劳试验装置，其特征在于：所述增速箱（62）的下部设有用以支撑增速箱的箱体底板（3）；所述箱体底板（3）通过固定件固定安装在安装底板（1）或工装底板（2）上。

10.根据权利要求1所述的电驱动桥的疲劳试验装置，其特征在于：所述变频电机（61）的下部设有用以支撑变频电机的电机支架（4）；所述电机支架（4）通过固定件固定安装在安装底板（1）或工装底板（2）上。