CN109975018A - 一种大扭矩快换自调心的减速器综合试验台 - Google Patents

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缑瑞宾
王娟
李会芳
李同杰
于敏
郑天乐
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Abstract

一种大扭矩快换自调心的减速器综合试验台，它包括由左至右分别通过相应的支座安装在平板的驱动电机、1#高速转矩传感器、被试件、自调心转矩测试单元、加载增速齿轮箱、负载电机；所述驱动电机通过1#电机支座安装在平板上，驱动电机的输出轴与用于精确测得电机输出轴的转速和转矩的1#高速转矩传感器相连接；所述1#高速转矩传感器的右端通过被试减速器输入轴与被试减速器连接，被试减速器通过换向转接法兰与1#减速器支座连接并支撑；所述被试减速器的输出低速端通过自调心转矩测试单元与加载增速齿轮箱的输入端连接；加载增速齿轮箱的输出端与负载电机之间通过2#高速转矩传感器连接；所述负载电机的工作模式为发电机，从而为被试减速器提供负载转矩。

Description

一种大扭矩快换自调心的减速器综合试验台
技术领域
本发明涉及机械行业的大扭矩减速器性能检测的专用试验设备，具体说是涉及一种大扭矩快换自调心的减速器综合试验台。该试验台是对一类大扭矩行星减速器进行综合性能试验，可以测试减速器的转速、扭矩、效率、振动等信号，并可进行疲劳寿命的综合台架试验。试验结果用于评价减速器的性能并指导产品设计，决定了减速器能否出厂装机。
背景技术
为了验证新开发减速器产品的性能和可靠性，通常需要在综合性能试验台上进行综合性能试验。部分工程机械用减速器可靠性要求高，且为系列化产品。一种型号的减速器综合性能试验台很难覆盖整个系列的产品。
另外，在进行批量测试任务时，需要更换被测试减速器。目前所用的减速器综合性能试验台通常需要将电机等大部分试验台组成部件完全拆卸后重新装配调整，消耗大量时间，效率低。
此外，被试减速器的低速端扭矩很大，安装调整时的轴不对中就会带来附加载荷，影响测试精度的同时，降低了试验台的试验寿命。
发明内容
本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种大扭矩快换自调心的减速器综合试验台，本发明的试验台具有可在一定范围内调整安装不对中、方便被试减速器更换、不需要每次调整所有部件的条件下提高减速器测试效率的优点。
本发明的目的可通过下述技术措施来实现：
本发明的大扭矩快换自调心的减速器综合试验台包括机械系统，以及由控制系统和数据采集系统组成的测控系统；所述机械系统包括由左至右分别通过相应的支座安装在平板上的驱动电机、1#高速转矩传感器、被试减速器、自调心转矩测试单元、加载增速齿轮箱、负载电机；所述驱动电机通过1#电机支座安装在平板上，驱动电机的输出轴与用于精确测得电机输出轴的转速和转矩的1#高速转矩传感器相连接；所述1#高速转矩传感器的右端通过被试减速器输入轴与被试减速器连接，被试减速器通过换向转接法兰与1#减速器支座连接并支撑；所述被试减速器的输出低速端通过自调心转矩测试单元与加载增速齿轮箱的输入端连接；加载增速齿轮箱的输出端与负载电机之间通过2#高速转矩传感器连接；所述负载电机的工作模式为发电机，从而为被试减速器提供负载转矩。
本发明中所述自调心转矩测试单元的两端分别通过鼓形齿结构与被试减速器的输出端、加载增速齿轮箱的输入端连接；这一连接方式可根据鼓形齿连接的可调心范围，通过自调心转矩测试单元整体的浮动来适应被试减速器和加载增速齿轮箱直接安装的不同心度，保证设备正常工作。
本发明中所述自调心转矩测试单元包括通过左右端设置的法兰分别与1#内齿套、2#内齿套连接的扭矩传感器，1#内齿套、2#内齿套分别与相应侧的1#、2#鼓形外齿花键轴相啮合，内齿套与鼓形外齿花键轴两者齿数相同；所述鼓形外齿花键轴的齿面和齿顶在轴向均具有鼓形结构，内齿套的内齿与鼓形外齿花键轴的外齿间设计有侧隙和顶隙；当被测减速器和加载增速齿轮箱存在轴不对中时，可以通过相对的运动进行纠正。
本发明中在被试减速器与1#减速器支座之间设置换向转接法兰作用如下：
1、在不用拆卸、更换整个1#减速器支座前提下只需更换一个换向转接法兰即可实现不同规格的被试减速器的更换；
2、改变了被试减速器的拆卸方向，使得被试减速器可以从自调心转矩测试单元的一侧拆装，这样在更换不同被试减速器时只需要拆装和调整自调心转矩测试单元（中间扭矩测试单元）就能实现，避免了减速器支座及电机的调整，提高了工作效率。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
a.由于采用了自调心转矩测试单元的两端分别通过鼓形齿结构与被测试减速箱的输出端、加载增速齿轮箱的输入端连接的方式，实现了自调心转矩测试单元的浮动以及齿间载荷的均匀分布，从而实现被试减速器与加载增速齿轮箱连接不对中的调整适应，同时缩短了试验台的轴向尺寸。
b.由于被试减速器的安装采用了换向转接法兰，使得被试减速器的拆卸方向改变，方便不同减速器的更换，减少试验台的装配调整工作量，提高了试验台的工作可靠性和试验效率。
总之，本发明所述的减速器试验台，与传统减速器试验台相比，能够更好的纠正安装调整不对中，实现均载，提高可靠性和测试精度。为更换不同被试减速器提供方便，缩短更换过程试验台的安装调整工作量。更紧凑的大扭矩测试单元结构使得试验台的轴向尺寸缩短，减小场地占用面积。
附图说明
图1是本发明的整体结构图。
图2是本发明的被试减速器快速更换支撑结构及原理图。
图3是自调心转矩测试单元的具体结构原理图。
图中序号：1-平板，2-驱动电机，3-1#电机支座，4-1#高速转矩传感器，5-被试减速器，6-1#减速器支座，7-换向转接法兰，8-自调心转矩测试单元，9-2#减速器支座， 10-加载增速齿轮箱，11-2#高速转矩传感器，12-2#电机支座，13-负载电机，14-1#鼓形外齿花键轴，15-1#内齿套，16-扭矩传感器，17-2#内齿套，18-2#鼓形外齿花键轴。
具体实施方式
本发明以下将结合实施（附图）作进一步描述：
如图1所示，本发明的大扭矩快换自调心的减速器综合试验台包括机械系统，以及由控制系统和数据采集系统组成的测控系统；所述机械系统包括由左至右分别通过相应的支座安装在平板1上的驱动电机2、1#高速转矩传感器4、被试减速器5、自调心转矩测试单元8、加载增速齿轮箱10、负载电机13；所述驱动电机2通过1#电机支座3安装在平板1上，驱动电机的输出轴与用于精确测得电机输出轴的转速和转矩的1#高速转矩传感器4相连接；所述1#高速转矩传感器4的右端通过被试减速器5输入轴与被试减速器5连接，被试减速器5通过换向转接法兰7与1#减速器支座6连接并支撑；所述被试减速器5的输出低速端通过自调心转矩测试单元8与通过2#减速器支座9安装在平板1上的加载增速齿轮箱10的输入端连接；加载增速齿轮箱10的输出端与负载电机13之间通过2#高速转矩传感器11连接；所述负载电机13通过2#电机支座12安装在平板1上，其工作模式为发电机，从而为被试减速器5提供负载转矩。
本发明中所述自调心转矩测试单元8的两端分别通过鼓形齿结构与被试减速器5的输出端、加载增速齿轮箱10的输入端连接；这一连接方式可根据鼓形齿连接的可调心范围，通过自调心转矩测试单元8整体的浮动来适应被试减速器5和加载增速齿轮箱10直接安装的不同心度，保证设备正常工作。
本发明中所述自调心转矩测试单元8包括通过左右端设置的法兰分别与1#内齿套15、2#内齿套17连接的扭矩传感器16，1#内齿套15、2#内齿套17分别与相应侧的1#、2#鼓形外齿花键轴14、18相啮合（即1#内齿套15、2#内齿套17通过一端为鼓形外齿、另一端为花键轴的1#鼓形外齿花键轴14、2#鼓形外齿花键轴18与被试减速器5输出端及加载增速齿轮箱10的输入端相连接），内齿套与鼓形外齿花键轴两者齿数相同；所述鼓形外齿花键轴的齿面和齿顶在轴向均具有鼓形结构，内齿套的内齿与鼓形外齿花键轴的外齿间设计有侧隙和顶隙；当被测减速器5和加载增速齿轮箱10存在轴不对中时，可以通过相对的运动进行纠正。
进一步说，所述驱动电机2工作时为电动机，负载电机12工作时为发电机，其转速范围为79～3100r/min，经加载增速齿轮箱10放大后能为被试减速器5提供300kN.m的负载转矩。
本发明的工作原理如下:
以下参照图1、2、3进行描述。当该试验台工作时，驱动电机2作为电动机工作，将转速和扭矩传递给被试减速器5，两者之间有扭矩传感器可测量得到被试减速器5输入端的扭矩和转速；另一侧负载电机12作为发电机工作，负载电机连接加载增速齿轮箱的高速端，被试减速器5和加载增速齿轮箱10的低速端中间通过自调心转矩测试单元8连接，自调心转矩测试单元8可以检测得到被试减速器5低速端的扭矩和转速。根据被试减速器输入和输出端的数据可以计算得到减速器的功率、效率等指标。
自调心转矩测试单元8可以在两端的鼓形齿与内齿套啮合的位置通过自适应的浮动实现不对中的调整以及齿间载荷的均匀分布，提高扭矩测试的准确性和设备寿命。
本发明中换向转接法兰7的设置，一方面不同规格的减速器只需更换换向转接法兰7，而不用更换整个支座。另一方面，改变了减速器的拆卸方向，使得减速器可以从自调心转矩测试单元8一侧拆装。在更换被试减速器5的过程中，首先拆除扭矩传感器16，然后可以拆除1#内齿套15、2#内齿套17，之后拆除1#、2#鼓形外齿花键轴14、18，即可以拆卸和更换被试减速器5；这样在更换不同被试减速器时只需要拆装和调整自调心转矩测试单元8就能实现，避免了减速器支座及电机支座的拆卸和重新安装调整，提高了工作效率。

Claims (3)

1.一种大扭矩快换自调心的减速器综合试验台，其特征在于：它包括由左至右分别通过相应的支座安装在平板（1）上的驱动电机（2）、1#高速转矩传感器（4）、被试减速器（5）、自调心转矩测试单元（8）、加载增速齿轮箱（10）、负载电机（13）；所述驱动电机（2）通过1#电机支座（3）安装在平板（1）上，驱动电机的输出轴与用于精确测得电机输出轴的转速和转矩的1#高速转矩传感器（4）相连接；所述1#高速转矩传感器（4）的右端通过被试减速器（5）输入轴与被试减速器（5）连接，被试减速器（5）通过换向转接法兰（7）与1#减速器支座（6）连接并支撑；所述被试减速器（5）的输出低速端通过自调心转矩测试单元（8）与加载增速齿轮箱（10）的输入端连接；加载增速齿轮箱（10）的输出端与负载电机（13）之间通过2#高速转矩传感器（11）连接；所述负载电机（13） 的工作模式为发电机，从而为被试减速器（5）提供负载转矩。
2.根据权利要求1所述的大转矩快换自调心减速器综合试验台，其特征在于：所述自调心转矩测试单元（8）的两端分别通过鼓形齿结构与被测试减速箱（5）的输出端、加载增速齿轮箱（10）的输入端连接。
3.根据权利要求1所述的大转矩快换自调心减速器综合试验台，其特征在于：所述自调心转矩测试单元（8）包括通过左右端设置的法兰分别与1#内齿套（15）、2#内齿套（17）连接的扭矩传感器（16），1#内齿套（15）、2#内齿套（17）分别与相应侧的1#、2#鼓形外齿花键轴（14、18）相啮合，内齿套与鼓形外齿花键轴两者齿数相同；所述鼓形外齿花键轴的齿面和齿顶在轴向均具有鼓形结构，内齿套的内齿与鼓形外齿花键轴的外齿间设计有侧隙和顶隙。
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