CN114235391A - 一种电功率封闭式双输入附件传动系统试车台 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种电功率封闭式双输入附件传动系统试车台，所述试车台包括主驱动电机1、副驱动电机10、主增速齿轮箱2、副增速齿轮箱11、轴向力加载装置3、负载端加载电机Ⅱ5、负载端加载电机Ⅰ6、负载端加载电机Ⅲ7、减速齿轮箱Ⅰ8、减速齿轮箱Ⅱ9、中央传动安装箱12、传动杆13、中央传动齿轮箱14、主电机联轴器15、副电机联轴器26、主输入联轴器16、副输入联轴器27、负载联轴器Ⅰ17、负载联轴器Ⅱ21、负载联轴器Ⅲ22、负载转接套Ⅰ19、负载转接套Ⅱ24、负载转接套Ⅲ25、负载端扭矩计Ⅰ18、负载端扭矩计Ⅱ20、负载端扭矩计Ⅲ23、输入端扭矩计28。
Description
技术领域
本申请涉及机械领域，具体涉及一种电功率封闭式双输入附件传动系统试车台。
背景技术
在现有的飞、发附传动系统试验台建设中，目前多采用液压加载方式实现对附件传动系统负载端的加载，通常该加载方式为开环控制，经过多年的试验发现，该种加载系统的控制精度较低，在加载过程中存在较大的扭矩脉动，同时加载系统体积庞大，在加温过程中会产生较大的油雾，且在使用过程中存在系统漏油的风险，在造成了能源大量损耗的同时，也大大增加了系统日常维护的工作量。
发明内容
本发明提供一种电功率封闭式双输入附件传动系统试车台，实现了所有负载端的电功率封闭式加载及载荷控制，具备了中央传动轴向力的动态加载功能，满足了附件传动系统及各传动单元体的联合或单独状态下的地面试验要求。
技术方案：一种电功率封闭式双输入附件传动系统试车台，所述试车台包括主驱动电机1、副驱动电机10、主增速齿轮箱2、副增速齿轮箱11、轴向力加载装置3、负载端加载电机Ⅱ5、负载端加载电机Ⅰ6、负载端加载电机Ⅲ7、减速齿轮箱Ⅰ8、减速齿轮箱Ⅱ9、中央传动安装箱12、传动杆13、中央传动齿轮箱14、主电机联轴器15、副电机联轴器26、主输入联轴器16、副输入联轴器27、负载联轴器Ⅰ17、负载联轴器Ⅱ21、负载联轴器Ⅲ22、负载转接套Ⅰ19、负载转接套Ⅱ24、负载转接套Ⅲ25、负载端扭矩计Ⅰ18、负载端扭矩计Ⅱ20、负载端扭矩计Ⅲ23、输入端扭矩计28，其中：
主驱动电机1、通过主电机联轴器15与所述主增速齿轮箱2连接，实现试车台转速及功率的传递；副驱动电机10通过副电机联轴器26与所述副增速齿轮箱11连接，实现试车台转速及功率的传递；
所述附件传动系统4的中央传动IGB安装于所述轴向力加载装置3上，附件传动系统4的中央传动机匣IGB与轴向力加载装置3通过输入轴连接为一个整体，附件传动系统4的中央传动机匣IGB安装于所述中央传动安装箱12内，轴向力加载装置3固定安装于中央传动安装箱12上，实现发动机运行时高压转子轴所承受的轴向力的模拟；
所述主输入联轴器16的一侧与主增速齿轮箱2连接，主输入联轴器16的另一侧与所述轴向力加载装置3的输入轴连接，在所述驱动电机的带动下，实现附件传动系统中央传动系统运转；所述副输入联轴器27一侧与副增速齿轮箱11连接，副输入联轴器27的另一侧与与安装于中央传动安装箱12内的中央传动齿轮箱14连接，在所述驱动电机的带动下，实现附件传动系统中央传动系统运转；
所述负载转接套Ⅰ19、负载转接套Ⅱ24、负载转接套Ⅲ25分别与对应的所述附件传动系统4的负载输出端连接；所述负载转接套Ⅰ19与所述负载联轴器Ⅰ17的一端连接；负载转接套Ⅱ24与负载联轴器Ⅲ22的一端连接；负载转接套Ⅲ25与负载联轴器Ⅱ21的一端连接；所述负载联轴器Ⅰ17的另一端与负载端扭矩计Ⅰ18连接后，负载端扭矩计Ⅰ18安装于减速齿轮箱Ⅱ9的输入端上；减速齿轮箱Ⅱ9的输出端与负载端加载电机Ⅰ6连接；所述负载联轴器Ⅱ21的另一端与负载端扭矩计Ⅱ20，负载端扭矩计Ⅱ20安装于减速齿轮箱Ⅰ8的输入端上；减速齿轮箱Ⅰ8的输出端与负载端加载电机Ⅱ5连接；
负载联轴器Ⅲ22与负载端扭矩计Ⅲ23连接，负载端扭矩计Ⅲ23安装于负载端加载电机Ⅲ7的输入轴上，实现机械能与电能的转换，完成负载的电功率模拟加载；
所述输入端扭矩计28安装于所述主增速齿轮箱2的输出端，或所述附增速齿轮箱11输出端连接。
具体的，所述主驱动电机1、副驱动电机10均为三相交流发电机，功率为500kW-1000kW之间。
具体的，所述主增速齿轮箱2、副增速齿轮箱11实现将所述主驱动电机1、副驱动电机10的转速提升至试验所需要的转速，转速范围在15000rpm至22000rpm之间。
具体的，所述主输入联轴器16、副输入联轴器27均为膜盘联轴器，输入联轴器膜盘沿圆周方向均匀分布配重用螺纹孔，可通过组装配重螺栓实现输入联轴器的在线动平衡。
具体的，所述轴向力加载装置3通过采用液压缸在输入轴的轴承上施加载荷，轴向力加载用液压缸在输入轴一周均布，正、反方向各4个液压缸，通过对所述轴向力加载装置中的轴承施加力，实现在3支点处得到满足试验要求的等效载荷。
具体的，所述中央传动安装箱12结构与附件传动系统4在发动机上的安装结构一致，安装支架与发动机状态一致，实现附件传动系统安装的状态模拟。
具体的，所述负载转接套Ⅰ19、负载转接套Ⅱ24、负载转接套Ⅲ25均作为转接装置，一侧与附件传动系统4负载输出端连接，一侧与所述负载联轴器Ⅰ17、负载联轴器Ⅱ21、负载联轴器Ⅲ22连接，其内部通过轴承和花键轴，实现所述负载联轴器Ⅰ17、负载联轴器Ⅱ21、负载联轴器Ⅲ22与附件传动系统4负载端的同步旋转。
具体的，所述负载联轴器Ⅰ17、负载联轴器Ⅱ21、负载联轴器Ⅲ22与所述负载端加载电机Ⅱ5、负载端加载电机Ⅰ6、负载端加载电机Ⅲ7连接，所述负载联轴器Ⅰ17、负载联轴器Ⅱ21、负载联轴器Ⅲ22根据负载端的转速要求使用膜盘联轴器或膜片联轴器，通过对所述负载电机的变频控制，实现不同转速下对附件传动系统负载端的加载功率的调节，包括负载端的恒功率或恒扭矩控制。
综上所述，一种电功率封闭式双输入附件传动系统试车台，可以实现附件传动系统及各传动单元体的联合或单独状态下的地面试验，并可根据试验要求在试车台设计中实现两路驱动系统的快速切换。采用内回馈式电功率封闭加载系统，通过对负载电机的扭矩监测实现对负载端的实时控制，确保加载精度及控制的稳定性，有效降低试验加载过程中产生的扭矩脉动，满足发动机附件传动系统的试验要求。作为同类试验台建设的基础，此类结构可以广泛应用于发动机附件传动系统试车台建设。
附图说明
图1为本发明提供的一种电功率封闭式双输入附件传动系统试车台的示意图；
图2为本发明提供的另一种电功率封闭式双输入附件传动系统试车台的示意图；
图3为本发明提供的再一种电功率封闭式双输入附件传动系统试车台的示意图；
图4为本发明提供的电功率封闭式双输入附件传动系统试车台的示意图；
其中：1-主驱动电机、2-主增速齿轮箱、3-轴向力加载装置、4-附件传动系统、5-负载端加载电机Ⅱ、6-负载端加载电机Ⅰ、7-负载端加载电机Ⅲ、8-减速齿轮箱Ⅰ、9-减速齿轮箱Ⅱ、10-副驱动电机、11-副增速齿轮箱、、12-中央传动安装箱、13-传动杆、14-中央传动齿轮箱、15-主电机联轴器、16-主输入联轴器、17-负载联轴器Ⅰ、18-负载端扭矩计Ⅰ、19-负载转接套Ⅰ、20-负载端扭矩计Ⅱ、21-负载联轴器Ⅱ、22-负载联轴器Ⅲ、23-负载端扭矩计Ⅲ、24-负载转接套Ⅱ、25-负载转接套Ⅲ、26-副电机联轴器、27-副输入联轴器、28-输入端扭矩计。
具体实施方式
本发明涉及一种附件传动系统试车台，是一种电功率封闭式双输入附件传动系统试车台，可以实现附件传动系统及各传动单元体的联合或单独状态下的地面试验，采用内回馈式电功率封闭加载系统，作为同类试验台建设的基础。改善液压加载系统的不足，通过本项目发明的一种电功率封闭式双输入附件传动系统试车台，实现附件传动系统封闭式电力加载，在实现附件传动系统及传动系统各单元体运行中各项复杂工况的模拟试验功能的同时，有效提高设备运行稳定性。
如图1-4所示，本申请提供一种电功率封闭式双输入附件传动系统试车台，所述试车台包括主驱动电机1、副驱动电机10、主增速齿轮箱2、副增速齿轮箱11、轴向力加载装置3、负载端加载电机Ⅱ5、负载端加载电机Ⅰ6、负载端加载电机Ⅲ7、减速齿轮箱Ⅰ8、减速齿轮箱Ⅱ9、中央传动安装箱12、传动杆13、中央传动齿轮箱14、主电机联轴器15、副电机联轴器26、主输入联轴器16、副输入联轴器27、负载联轴器Ⅰ17、负载联轴器Ⅱ21、负载联轴器Ⅲ22、负载转接套Ⅰ19、负载转接套Ⅱ24、负载转接套Ⅲ25、负载端扭矩计Ⅰ18、负载端扭矩计Ⅱ20、负载端扭矩计Ⅲ23、输入端扭矩计28，其中：
主驱动电机1、通过主电机联轴器15与所述主增速齿轮箱2连接，实现试车台转速及功率的传递；副驱动电机10通过副电机联轴器26与所述副增速齿轮箱11连接，实现试车台转速及功率的传递；
所述附件传动系统4的中央传动IGB安装于所述轴向力加载装置3上，附件传动系统4的中央传动机匣IGB与轴向力加载装置3通过输入轴连接为一个整体，附件传动系统4的中央传动机匣IGB安装于所述中央传动安装箱12内，轴向力加载装置3固定安装于中央传动安装箱12上，实现发动机运行时高压转子轴所承受的轴向力的模拟；
所述主输入联轴器16的一侧与主增速齿轮箱2连接，主输入联轴器16的另一侧与所述轴向力加载装置3的输入轴连接，在所述驱动电机的带动下，实现附件传动系统中央传动系统运转；所述副输入联轴器27一侧与副增速齿轮箱11连接，副输入联轴器27的另一侧与与安装于中央传动安装箱12内的中央传动齿轮箱14连接，在所述驱动电机的带动下，实现附件传动系统中央传动系统运转；
所述负载转接套Ⅰ19、负载转接套Ⅱ24、负载转接套Ⅲ25分别与对应的所述附件传动系统4的负载输出端连接；所述负载转接套Ⅰ19与所述负载联轴器Ⅰ17的一端连接；负载转接套Ⅱ24与负载联轴器Ⅲ22的一端连接；负载转接套Ⅲ25与负载联轴器Ⅱ21的一端连接；所述负载联轴器Ⅰ17的另一端与负载端扭矩计Ⅰ18连接后，负载端扭矩计Ⅰ18安装于减速齿轮箱Ⅱ9的输入端上；减速齿轮箱Ⅱ9的输出端与负载端加载电机Ⅰ6连接；所述负载联轴器Ⅱ21的另一端与负载端扭矩计Ⅱ20，负载端扭矩计Ⅱ20安装于减速齿轮箱Ⅰ8的输入端上；减速齿轮箱Ⅰ8的输出端与负载端加载电机Ⅱ5连接；
负载联轴器Ⅲ22与负载端扭矩计Ⅲ23连接，负载端扭矩计Ⅲ23安装于负载端加载电机Ⅲ7的输入轴上，实现机械能与电能的转换，完成负载的电功率模拟加载；
所述输入端扭矩计28安装于所述主增速齿轮箱2的输出端，或所述附增速齿轮箱11输出端连接。
具体的，所述主驱动电机1、副驱动电机10均为三相交流发电机，功率为500kW-1000kW之间。
需要说明的是，主驱动电机1、副驱动电机10分别为两路输入系统，实现两种不同状态的输入形式。两种不同状态的输入形式可以快速切换。
具体的，所述主增速齿轮箱2、副增速齿轮箱11实现将所述主驱动电机1、副驱动电机10的转速提升至试验所需要的转速，转速范围在15000rpm至22000rpm之间。
具体的，所述主输入联轴器16、副输入联轴器27均为膜盘联轴器，输入联轴器膜盘沿圆周方向均匀分布配重用螺纹孔，可通过组装配重螺栓实现输入联轴器的在线动平衡。
具体的，所述轴向力加载装置3通过采用液压缸在输入轴的轴承上施加载荷，轴向力加载用液压缸在输入轴一周均布，正、反方向各4个液压缸，通过对所述轴向力加载装置中的轴承施加力，实现在3支点处得到满足试验要求的等效载荷。
具体的，所述中央传动安装箱12结构与附件传动系统4在发动机上的安装结构一致，安装支架与发动机状态一致，实现附件传动系统安装的状态模拟。
具体的，所述负载转接套Ⅰ19、负载转接套Ⅱ24、负载转接套Ⅲ25均作为转接装置，一侧与附件传动系统4负载输出端连接，一侧与所述负载联轴器Ⅰ17、负载联轴器Ⅱ21、负载联轴器Ⅲ22连接，其内部通过轴承和花键轴，实现所述负载联轴器Ⅰ17、负载联轴器Ⅱ21、负载联轴器Ⅲ22与附件传动系统4负载端的同步旋转。
具体的，所述负载联轴器Ⅰ17、负载联轴器Ⅱ21、负载联轴器Ⅲ22与所述负载端加载电机Ⅱ5、负载端加载电机Ⅰ6、负载端加载电机Ⅲ7连接，所述负载联轴器Ⅰ17、负载联轴器Ⅱ21、负载联轴器Ⅲ22根据负载端的转速要求使用膜盘联轴器或膜片联轴器，通过对所述负载电机的变频控制，实现不同转速下对附件传动系统负载端的加载功率的调节，包括负载端的恒功率或恒扭矩控制。
需要补充的是，负载端加载电机Ⅱ5、负载端加载电机Ⅰ6、负载端加载电机Ⅲ7功率可实现1-300千万单独载荷施加。
本申请通过提供一种功率封闭式双输入附件传动系统试车台，实现试验加载中负载的回馈式电功率封闭加载(公共直流母线方式)，实现多负载端加载的同时，将负载电机产生的电能直接回馈给输入端的直流母线，实现电能的再次利用。在加载过程中，通过对负载电机的扭矩监测实现对负载端的实时控制，确保加载精度及控制的稳定性。根据附件传动系统的特殊组成，提供的双输入式驱动结构，实现带中央传动系统及传动系统各单元体的联合或单独状态下的不同试验功能，可根据试验要求在试车台设计中实现两路驱动系统的快速切换。在传动系统含中央传动状态下，设计的中央传动轴向力加载装置，模拟发动机运行时高压转子轴所承受的轴向力。
综上所述，本申请通过一种电功率封闭式双输入附件传动系统试车台，可以实现附件传动系统及各传动单元体的联合或单独状态下的地面试验，并可根据试验要求在试车台设计中实现两路驱动系统的快速切换。采用内回馈式电功率封闭加载系统，通过对负载电机的扭矩监测实现对负载端的实时控制，确保加载精度及控制的稳定性，有效降低试验加载过程中产生的扭矩脉动，满足发动机附件传动系统的试验要求。作为同类试验台建设的基础，此类结构可以广泛应用于发动机附件传动系统试车台建设。
Claims (10)
1.一种电功率封闭式双输入附件传动系统试车台，其特征在于，所述试车台包括主驱动电机(1)、副驱动电机(10)、主增速齿轮箱(2)、副增速齿轮箱(11)、轴向力加载装置(3)、负载端加载电机Ⅱ(5)、负载端加载电机Ⅰ(6)、负载端加载电机Ⅲ(7)、减速齿轮箱Ⅰ(8)、减速齿轮箱Ⅱ(9)、中央传动安装箱(12)、传动杆(13)、中央传动齿轮箱(14)、主电机联轴器(15)、副电机联轴器(26)、主输入联轴器(16)、副输入联轴器(27)、负载联轴器Ⅰ(17)、负载联轴器Ⅱ(21)、负载联轴器Ⅲ(22)、负载转接套Ⅰ(19)、负载转接套Ⅱ(24)、负载转接套Ⅲ(25)、负载端扭矩计Ⅰ(18)、负载端扭矩计Ⅱ(20)、负载端扭矩计Ⅲ(23)、输入端扭矩计(28)，其中：
主驱动电机(1)、通过主电机联轴器(15)与所述主增速齿轮箱(2)连接，实现试车台转速及功率的传递；副驱动电机(10)通过副电机联轴器(26)与所述副增速齿轮箱(11)连接，实现试车台转速及功率的传递；
所述附件传动系统(4)的中央传动IGB安装于所述轴向力加载装置(3)上，附件传动系统(4)的中央传动机匣IGB与轴向力加载装置(3)通过输入轴连接为一个整体，附件传动系统(4)的中央传动机匣IGB安装于所述中央传动安装箱(12)内，轴向力加载装置(3)固定安装于中央传动安装箱(12)上，实现发动机运行时高压转子轴所承受的轴向力的模拟；
所述主输入联轴器(16)的一侧与主增速齿轮箱(2)连接，主输入联轴器(16)的另一侧与所述轴向力加载装置(3)的输入轴连接，在所述驱动电机的带动下，实现附件传动系统中央传动系统运转；所述副输入联轴器(27)一侧与副增速齿轮箱(11)连接，副输入联轴器(27)的另一侧与与安装于中央传动安装箱(12)内的中央传动齿轮箱(14)连接，在所述驱动电机的带动下，实现附件传动系统中央传动系统运转。
2.根据权利要求1所述的试车台，其特征在于，所述负载转接套Ⅰ(19)、负载转接套Ⅱ(24)、负载转接套Ⅲ(25)分别与对应的所述附件传动系统(4)的负载输出端连接；所述负载转接套Ⅰ(19)与所述负载联轴器Ⅰ(17)的一端连接；负载转接套Ⅱ(24)与负载联轴器Ⅲ(22)的一端连接；负载转接套Ⅲ(25)与负载联轴器Ⅱ(21)的一端连接；所述负载联轴器Ⅰ(17)的另一端与负载端扭矩计Ⅰ(18)连接后，负载端扭矩计Ⅰ(18)安装于减速齿轮箱Ⅱ(9)的输入端上；减速齿轮箱Ⅱ(9)的输出端与负载端加载电机Ⅰ(6)连接；所述负载联轴器Ⅱ(21)的另一端与负载端扭矩计Ⅱ(20)，负载端扭矩计Ⅱ(20)安装于减速齿轮箱Ⅰ(8)的输入端上；减速齿轮箱Ⅰ(8)的输出端与负载端加载电机Ⅱ(5)连接。
3.根据权利要求1所述的试车台，其特征在于，负载联轴器Ⅲ(22)与负载端扭矩计Ⅲ(23)连接，负载端扭矩计Ⅲ(23)安装于负载端加载电机Ⅲ(7)的输入轴上，实现机械能与电能的转换，完成负载的电功率模拟加载。
4.根据权利要求1所述的试车台，其特征在于，所述输入端扭矩计(28)安装于所述主增速齿轮箱(2)的输出端，或所述附增速齿轮箱(11)输出端连接。
5.根据权利要求1所述的试车台，其特征在于，所述主驱动电机(1)、副驱动电机(10)均为三相交流发电机，功率为500kW-1000kW之间。
6.根据权利要求1所述的试车台，其特征在于，所述主增速齿轮箱(2)、副增速齿轮箱(11)实现将所述主驱动电机(1)、副驱动电机(10)的转速提升至试验所需要的转速，转速范围在15000rpm至22000rpm之间。
7.根据权利要求1所述的试车台，其特征在于，所述主输入联轴器(16)、副输入联轴器(27)均为膜盘联轴器，输入联轴器膜盘沿圆周方向均匀分布配重用螺纹孔，可通过组装配重螺栓实现输入联轴器的在线动平衡。
8.根据权利要求1所述的试车台，其特征在于，所述轴向力加载装置(3)通过采用液压缸在输入轴的轴承上施加载荷，轴向力加载用液压缸在输入轴一周均布，正、反方向各4个液压缸，通过对所述轴向力加载装置中的轴承施加力，实现在3支点处得到满足试验要求的等效载荷。
9.根据权利要求1所述的试车台，其特征在于，所述中央传动安装箱(12)结构与附件传动系统(4)在发动机上的安装结构一致，安装支架与发动机状态一致，实现附件传动系统安装的状态模拟。
10.根据权利要求1所述的试车台，其特征在于，所述负载转接套Ⅰ(19)、负载转接套Ⅱ(24)、负载转接套Ⅲ(25)均作为转接装置，一侧与附件传动系统(4)负载输出端连接，一侧与所述负载联轴器Ⅰ(17)、负载联轴器Ⅱ(21)、负载联轴器Ⅲ(22)连接，其内部通过轴承和花键轴，实现所述负载联轴器Ⅰ(17)、负载联轴器Ⅱ(21)、负载联轴器Ⅲ(22)与附件传动系统(4)负载端的同步旋转。
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