CN113358350A - 一种rv减速器耐粉尘可靠性测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种RV减速器耐粉尘可靠性测试装置。该技术方案利用管道将密封箱和两个粉尘箱连接成为回路，管道上设置电机及吸气阀，使回路中形成循环气流；同时管道上设置粉尘发生器，粉尘经两次加速后从管道端部的喇叭口均匀吹入密封箱中，密封箱中设置沿减速器轴线吹风的风扇，与粉尘气流形成交叉，使粉尘在密封箱中分布更加均匀。此外，本发明采用具有中空结构的法兰安装RV减速器，使待测部件充分暴露在粉尘环境中。本发明为RV减速器提供了一种均一、可控的粉尘工作环境，其粉尘浓度均匀，而且粉尘能够得到循环利用。在有效构建粉尘工作环境的基础上，本发明还能实现传动精度、传动效率、刚度等性能的测试，从而充分检测RV减速器的可靠性。

Description

一种RV减速器耐粉尘可靠性测试装置

技术领域

本发明涉及RV减速器技术领域，同时涉及减速器耐粉尘测试技术，具体涉及一种RV减速器耐粉尘可靠性测试装置。

背景技术

工业机器人是最典型的机电一体化数字化装备，技术附加值很高，在航空航天高精领域、汽车及零部件领域、电子及3C制造领域、食品饮料及医药领域、仓储物流领域等都有广泛的应用。作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业，将对未来生产和社会发展起着越来越重要的作用。

RV减速器是机器人转臂最重要的组成部分，减速器的性能直接决定机器人性能，在一些特殊工作场合，机器人工作环境恶劣，相应的RV减速器工作环境也会受到影响，因此，对RV减速器进行耐粉尘可靠性测试具有重要的技术意义。

目前，RV减速器测试装置大都是性能测试装置，对RV减速器的传动精度、传动效率、刚度等性能进行测试，无法提供RV减速器粉尘工作环境。在这种情况下，如果能构建一种粉尘工作环境，在此环境下对减速器的传动精度、传动效率、刚度等性能进行测试，则有望考察RV减速器在粉尘环境中运行的可靠性及耐受性，然而现有技术中，此类测试尚处于技术空白。

发明内容

本发明旨在针对现有技术的技术缺陷，提供一种RV减速器耐粉尘可靠性测试装置，以解决目前，难以在可控的粉尘环境中对RV减速器性能及可靠性进行测试的技术问题。

为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种RV减速器耐粉尘可靠性测试装置，包括输入电机，密封箱，RV减速器，输出轴，输出电机，管道一，粉尘箱，管道二，风扇一，风扇二，风扇三，风扇四，通道，电机一，粉尘发生器，电机二，吸气阀，输入法兰盘，输出法兰盘，输入轴，第二粉尘箱，电机三，管道三，其中，输入电机通过输入轴与RV减速器相连，RV减速器通过输出轴与输出电机相连，RV减速器位于密封箱内部，输入电机、输出电机上装有转速、转矩传感器，输入轴、输出轴上装有角度传感器；密封箱通过管道二与粉尘箱相连，密封箱通过管道三与第二粉尘箱相连，第二粉尘箱通过管道一与粉尘箱相连，管道一的端部伸入至粉尘箱中且设有电机一和粉尘发生器，管道二的端部至粉尘箱中且设有电机二和吸气阀，在粉尘箱中具有供管道一和管道二相连通的通道，管道三的一端伸入至第二粉尘箱中且设有电机三，管道三的另一端伸入至密封箱中且设有喇叭口，在所述喇叭口上设有碰撞网，在密封箱中分别设有风扇一、风扇二、风扇三、风扇四，风扇一、风扇二、风扇三、风扇四四者的吹风方向与输出轴、输入轴相平行，所述四者的吹风方向与管道一、管道二的气流方向形成交叉；RV减速器通过输入法兰盘和输出法兰盘固定连接在所述测试装置上，输入法兰盘为中空结构，暴露出RV减速器的曲柄轴轴承，输出法兰盘内部设有三个圆孔。

作为优选，还包括转向装置，所述转向装置设置于管道三上。

作为优选，在密封箱内设有粉尘浓度检测器，所述粉尘浓度检测器与控制系统通信连接，所述控制系统分别与电机二和吸气阀通信连接。

在以上技术方案中，输入电机通过输入轴与RV减速器相连，RV减速器通过输入轴与输出电机相连，RV减速器整体在密封箱内。输入电机、输出电机上装有转速、转矩传感器，输入轴、输出轴上装有角度传感器，可对RV减速器的转速、转矩以及转角进行监测。通过控制计算机，启动输入、输出伺服电机，设定RV减速器转速、转矩值，对RV减速器传动效率进行测试。锁死输入轴，打开输出电机，通过控制计算机使转矩达到额定值，测试减速器刚度。断开输出轴，使RV减速器空载运行，对减速器传动精度进行测试。

密封箱通过管道一和管道二与粉尘箱相连，管道一在粉尘箱内，通过粉尘发生器、电机一、管道一向第二粉尘箱吹入粉尘，第二粉尘箱内装有电机三，电机三与管道三相连，管道三的尾部呈喇叭状，并装有碰撞网，粉尘与碰撞网碰撞，使粉尘变均匀，粉尘经过两次加速，在密封箱内能够达到喷洒效果，粉尘通过管道一到达尾部时，通道孔径变大，进入密封箱内的粉尘更均匀，并且，在管道三上，装有转向装置，能够使粉尘均匀的喷洒在密封箱内，使密封箱内的粉尘浓度更快达到要求。管道二在粉尘箱内与电机二以及吸气阀相连，吸出密封箱内的粉尘。粉尘箱内有通道，管道二吸出的粉尘经过通道进入粉尘箱，粉尘发生器吸入粉尘箱内部的粉尘，再经管道一进入密封箱，管道一向密封箱内吹入粉尘，管道二从密封箱内吸出粉尘，形成循环，既能保证密封箱内粉尘浓度，又能实现循环利用。密封箱内部装有四个风扇，四个风扇沿输入、输出轴吹风，与管道一以及管道二吹入以及吸出的粉尘形成交叉，使密封箱内的粉尘浓度更加均匀，RV减速器通过输入法兰、输出法兰固定在测试台上，输入法兰盘采用中空结构，暴露出RV减速器曲柄轴轴承，输出法兰内部设有三个圆孔，在四个风扇的作用下，能够保证粉尘进入减速器内部，为RV减速器耐粉尘测试提供可靠的环境条件。密封箱内装有粉尘浓度检测器，能够实时监测密封箱内的粉尘浓度，当密封箱内粉尘浓度过低时，控制系统会调节电机二、吸气阀，减少吸出量，当密封箱内粉尘浓度过高时，会增大吸出量，保证RV减速器所处的环境的粉尘浓度。

本发明提供了一种RV减速器耐粉尘可靠性测试装置。该技术方案在密封箱中构建了均一、可控的粉尘环境，将RV减速器内置于该粉尘环境中运行，进而测试其性能表现。具体来看，本发明利用管道将密封箱和两个粉尘箱连接成为回路，管道上设置电机及吸气阀，使回路中形成循环气流；同时管道上设置粉尘发生器，粉尘经两次加速后从管道端部的喇叭口均匀吹入密封箱中，密封箱中设置沿减速器轴线吹风的风扇，与粉尘气流形成交叉，使粉尘在密封箱中分布更加均匀。在此基础上，本发明采用具有中空结构的法兰安装RV减速器，使待测部件充分暴露在粉尘环境中。

本发明为RV减速器提供了一种均一、可控的粉尘工作环境，其粉尘浓度均匀，而且粉尘能够得到循环利用。通过对RV减速器夹具的改进，使RV减速器能够更好的接触粉尘。在有效构建粉尘工作环境的基础上，本发明还能实现传动精度、传动效率、刚度等性能的测试，从而充分检测RV减速器的可靠性。

附图说明

图1是本发明整体的结构示意图；

图2是本发明中，密封箱的外部结构图；

图3是本发明中，密封箱的内部结构图；

图4是本发明中，粉尘箱的结构示意图；

图5是本发明中，第二粉尘箱的结构示意图；

图6是本发明中，试验台控制系统的原理图；

图7是本发明中，减速器夹具的俯视图；

图8是本发明中，减速器夹具的仰视图；

图9是本发明中，减速器夹具的立体图；

图中：

1、输入电机 2、密封箱 3、RV减速器 4、输出轴

5、输出电机 6、管道一 7、粉尘箱 8、管道二

9、风扇一 10、风扇二 11、风扇三 12、风扇四

13、通道 14、电机一 15、粉尘发生器 16、电机二

17、吸气阀 18、输入法兰盘 19、输出法兰盘 20、输入轴

21、第二粉尘箱 22、电机三 23、转向装置 24、管道三。

具体实施方式

以下将对本发明的具体实施方式进行详细描述。为了避免过多不必要的细节，在以下实施例中对属于公知的结构或功能将不进行详细描述。以下实施例中所使用的近似性语言可用于定量表述，表明在不改变基本功能的情况下可允许数量有一定的变动。除有定义外，以下实施例中所用的技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。

一种RV减速器耐粉尘可靠性测试装置，如图1～9所示，包括输入电机1，密封箱2，RV减速器3，输出轴4，输出电机5，管道一6，粉尘箱7，管道二8，风扇一9，风扇二10，风扇三11，风扇四12，通道13，电机一14，粉尘发生器15，电机二16，吸气阀17，输入法兰盘18，输出法兰盘19，输入轴20，第二粉尘箱21，电机三22，管道三24，其中，输入电机1通过输入轴20与RV减速器3相连，RV减速器3通过输出轴4与输出电机5相连，RV减速器3位于密封箱2内部，输入电机1、输出电机5上装有转速、转矩传感器，输入轴20、输出轴4上装有角度传感器；密封箱2通过管道二8与粉尘箱7相连，密封箱2通过管道三24与第二粉尘箱21相连，第二粉尘箱21通过管道一6与粉尘箱7相连，管道一6的端部伸入至粉尘箱7中且设有电机一14和粉尘发生器15，管道二8的端部至粉尘箱7中且设有电机二16和吸气阀17，在粉尘箱7中具有供管道一6和管道二8相连通的通道13，管道三24的一端伸入至第二粉尘箱21中且设有电机三22，管道三24的另一端伸入至密封箱2中且设有喇叭口，在所述喇叭口上设有碰撞网，在密封箱2中分别设有风扇一9、风扇二10、风扇三11、风扇四12，风扇一9、风扇二10、风扇三11、风扇四12四者的吹风方向与输出轴4、输入轴20相平行，所述四者的吹风方向与管道一6、管道二8的气流方向形成交叉；RV减速器3通过输入法兰盘18和输出法兰盘19固定连接在所述测试装置上，输入法兰盘18为中空结构，暴露出RV减速器3的曲柄轴轴承，输出法兰盘19内部设有三个圆孔。同时，还包括转向装置23，所述转向装置23设置于管道三24上。在密封箱2内设有粉尘浓度检测器，所述粉尘浓度检测器与控制系统通信连接，所述控制系统分别与电机二16和吸气阀17通信连接。

在以上技术方案中，输入电机1通过输入轴20与RV减速器3相连，RV减速器3通过输入轴4与输出电机5相连，RV减速器3整体在密封箱2内。输入电机1、输出电机5上装有转速、转矩传感器，输入轴20、输出轴4上装有角度传感器，可对RV减速器的转速、转矩以及转角进行监测。通过控制计算机，启动输入、输出伺服电机，设定RV减速器转速、转矩值，对RV减速器传动效率进行测试。锁死输入轴20，打开输出电机5，通过控制计算机使转矩达到额定值，测试减速器刚度。断开输出轴4，使RV减速器空载运行，对减速器传动精度进行测试。

密封箱2通过管道一6和管道二8与粉尘箱7相连，管道一6在粉尘箱7内，通过粉尘发生器15、电机一14、管道一6向第二粉尘箱21吹入粉尘，第二粉尘箱21内装有电机三22，电机三22与管道三24相连，管道三24的尾部呈喇叭状，并装有碰撞网，粉尘与碰撞网碰撞，使粉尘变均匀，粉尘经过两次加速，在密封箱2内能够达到喷洒效果，粉尘通过管道一6到达尾部时，通道孔径变大，进入密封箱2内的粉尘更均匀，并且，在管道三24上，装有转向装置23，能够使粉尘均匀的喷洒在密封箱2内，使密封箱2内的粉尘浓度更快达到要求。管道二8在粉尘箱7内与电机二16以及吸气阀17相连，吸出密封箱2内的粉尘。粉尘箱7内有通道13，管道二8吸出的粉尘经过通道13进入粉尘箱7，粉尘发生器15吸入粉尘箱7内部的粉尘，再经管道一6进入密封箱2，管道一6向密封箱2内吹入粉尘，管道二8从密封箱2内吸出粉尘，形成循环，既能保证密封箱2内粉尘浓度，又能实现循环利用。密封箱2内部装有四个风扇(即风扇一9、风扇二10、风扇三11、风扇四12)，四个风扇沿输入、输出轴吹风，与管道一6以及管道二8吹入以及吸出的粉尘形成交叉，使密封箱2内的粉尘浓度更加均匀，RV减速器3通过输入法兰18、输出法兰19固定在测试台上，输入法兰盘18采用中空结构，暴露出RV减速器3的曲柄轴轴承，输出法兰盘19内部设有三个圆孔，在四个风扇的作用下，能够保证粉尘进入减速器内部，为RV减速器3耐粉尘测试提供可靠的环境条件。密封箱2内装有粉尘浓度检测器，能够实时监测密封箱2内的粉尘浓度，当密封箱2内粉尘浓度过低时，控制系统会调节电机二16、吸气阀17，减少吸出量，当密封箱2内粉尘浓度过高时，会增大吸出量，保证RV减速器3所处的环境的粉尘浓度。

可靠性判定方法：

减速器性能指标(传动效率、传动精度、刚度)低于国标规定值时，即为减速器失效，记录不同粉尘浓度下对应的减速器失效时间，如表1所示。

表1试验数据

对减速器正常工作下的寿命进行拟合，常用威布尔分布

其中，t代表减速器失效时的时间，m,η分别是威布尔分布的形状参数和尺度参数。运用最好线性无偏估计法，求得威布尔分布的形状参数和尺度参数，对RV减速器可靠性以及寿命进行评估，可靠度函数为

该装置的操作过程如下：启动RV减速器耐粉尘可靠性测试装置，使RV减速器正常运转，待减速器稳定后，启动电机一，向密封箱内吹入粉尘，带粉尘浓度达到规定值后，启动电机二的同时，启动密封箱内的四个风扇，使密封箱内的粉尘均匀分布在密封箱内，并且能够顺利通过输入、输出法兰进入减速器。密封箱内设有粉尘浓度传感器，实时监测粉尘浓度，通过plc控制系统，调节电机一、二以及吸气阀，保持密封箱内粉尘浓度，并且能对粉尘进行循环使用。工作一段时间后，可直接对RV减速器的传动精度、传动效率、刚度等性能进行测试，观察在粉尘环境中减速器性能规律，对RV减速器可靠性进行评判。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明。凡在本发明的申请范围内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种RV减速器耐粉尘可靠性测试装置，其特征在于包括输入电机(1)，密封箱(2)，RV减速器(3)，输出轴(4)，输出电机(5)，管道一(6)，粉尘箱(7)，管道二(8)，风扇一(9)，风扇二(10)，风扇三(11)，风扇四(12)，通道(13)，电机一(14)，粉尘发生器(15)，电机二(16)，吸气阀(17)，输入法兰盘(18)，输出法兰盘(19)，输入轴(20)，第二粉尘箱(21)，电机三(22)，管道三(24)，其中，输入电机(1)通过输入轴(20)与RV减速器(3)相连，RV减速器(3)通过输出轴(4)与输出电机(5)相连，RV减速器(3)位于密封箱(2)内部，输入电机(1)、输出电机(5)上装有转速、转矩传感器，输入轴(20)、输出轴(4)上装有角度传感器；密封箱(2)通过管道二(8)与粉尘箱(7)相连，密封箱(2)通过管道三(24)与第二粉尘箱(21)相连，第二粉尘箱(21)通过管道一(6)与粉尘箱(7)相连，管道一(6)的端部伸入至粉尘箱(7)中且设有电机一(14)和粉尘发生器(15)，管道二(8)的端部至粉尘箱(7)中且设有电机二(16)和吸气阀(17)，在粉尘箱(7)中具有供管道一(6)和管道二(8)相连通的通道(13)，管道三(24)的一端伸入至第二粉尘箱(21)中且设有电机三(22)，管道三(24)的另一端伸入至密封箱(2)中且设有喇叭口，在所述喇叭口上设有碰撞网，在密封箱(2)中分别设有风扇一(9)、风扇二(10)、风扇三(11)、风扇四(12)，风扇一(9)、风扇二(10)、风扇三(11)、风扇四(12)四者的吹风方向与输出轴(4)、输入轴(20)相平行，所述四者的吹风方向与管道一(6)、管道二(8)的气流方向形成交叉；RV减速器(3)通过输入法兰盘(18)和输出法兰盘(19)固定连接在所述测试装置上，输入法兰盘(18)为中空结构，暴露出RV减速器(3)的曲柄轴轴承，输出法兰盘(19)内部设有三个圆孔。

2.根据权利要求1所述的一种RV减速器耐粉尘可靠性测试装置，其特征在于，还包括转向装置(23)，所述转向装置(23)设置于管道三(24)上。

3.根据权利要求1所述的一种RV减速器耐粉尘可靠性测试装置，其特征在于，在密封箱(2)内设有粉尘浓度检测器，所述粉尘浓度检测器与控制系统通信连接，所述控制系统分别与电机二(16)和吸气阀(17)通信连接。

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