CN114397108A - 一种试验台架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种试验台架，包括控制器、供油电机、抽油电机、进油管、油温传感器、出油管、液位传感器、架体；进油管、油温传感器、出油管、液位传感器安装在架体上；油温传感器、液位传感器、供油电机及抽油电机均通过电线与控制器连接；进油管与供油电机相连通，出油管与抽油电机相连通，本专利解决了偏心造成传动轴之间疲劳断裂损坏，及在动力变换时，刚性连接无减振效果，振动冲击容易造成齿轮传动被打齿的问题；同时本专利通过对油温和液位实时监控和调节，避免变速箱内立式传动轴润滑不良，零部件磨损现象。

Description

一种试验台架

技术领域

本发明涉及发动机试验台架技术领域，具体涉及一种试验台架。

背景技术

目前，在发动机试验台架领域，试验台架装置普遍用于高速发动机性能测试过程，尤其对于立式高速发动机性能的测试试验。在立式高速发动机进行试验时，试验台架连接在发动机动力输出与测功机动力输入之间，起到降低速度增加扭矩作用。在实际工作过程中，试验台架的变速箱动力输入轴刚性连接到降速齿轮系，然后通过输出轴将动力输出，且在整个工作过程中，润滑油要对整个变速箱传动系进行润滑，并且对传统变速箱试验台架的润滑油温度进行实时监测。

传统卧式发动机试验台架（尤其针对非道路柴油机），转速相对较低，传动过程不需要变速箱，且动力传动轴多为一体式，且对整个试验台架的润滑系统的监测自动化程度不高，多为人工监测评估或者温度传感器进行温度监测，润滑油液位多为人工油尺测量；然而对于立式高速发动机而言，国内目前在试验台架方面研究有较大空白区。对于立式高速动力输出的发动机，以上试验台架方案存在以下几点不足：其一. 高速立式柴油机转化成水平传动轴输出，试验台架变速箱动力传动轴为分体，存在累计尺寸偏差，立式高速发动机在高速动力输出时，容易造成传动轴之间不同心，偏心易造成传动轴疲劳断裂损坏，且在动力变换时，刚性连接不减振，振动冲击容易造成齿轮传动件打齿现象；其二.对于传统卧式柴油机的试验台架，其润滑系统的监测最优方案为润滑油温度监控，而立式高速发动机试验台架没有润滑油液位实时监测装置，继而不能有效监控和自动化对油温和液位进行调节，容易造成试验台架变速箱内立式传动轴组件润滑不良，零部件磨损。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种试验台架，用以解决偏心造成传动轴之间疲劳断裂损坏，及在动力变换时，刚性连接无减振效果，振动冲击容易造成齿轮传动被打齿的问题；同时本专利通过对油温和液位实时监控和调节，避免变速箱内立式传动轴润滑不良，零部件磨损现象。

本发明所采用的技术方案是：一种试验台架，包括控制器、供油电机、抽油电机、进油管、油温传感器、出油管、液位传感器、架体；进油管、油温传感器、出油管、液位传感器安装在架体上；油温传感器、液位传感器、供油电机及抽油电机均通过电线与控制器连接；进油管与供油电机相连通，出油管与抽油电机相连通。

进一步的，架体包括油底壳、端盖A、水平传动轴组件、螺栓A、上箱体、螺栓B、过渡箱、轴承A、自定心减振组件、螺栓C、螺栓D、压板A、发动机输出端花键套、竖直传动轴组件、螺栓E、变速箱输出端花键套、螺栓F、压板B与端盖B；油底壳通过螺栓E与上箱体相连，上箱体通过螺栓B与过渡箱相连接。

进一步的，水平传动轴组件安装在油底壳与上箱体之间，且水平传动轴组件两端分别通过端盖A与端盖B压紧，端盖A与端盖B通过螺栓A固定在油底壳与上箱体之间；变速箱输出端花键套安装在水平传动轴组件一端，且通过螺栓F与压板B压紧。

进一步的，竖直传动轴组件安装在上箱体与过渡箱之间，并通过螺栓紧固在上箱体上，发动机输出端花键套通过螺栓D与压板A压紧在竖直传动轴组件的端轴上。

进一步的，自定心减振组件通过螺栓C将其法兰面与发动机输出端花键套的法兰面紧固一起，轴承A将自定心减振组件的过渡光轴支撑在过渡箱的上端圆孔C内。

进一步的，油底壳上设置有出油管安装孔、油温传感器安装孔、液位传感器安装孔、紧固地面安装孔、用于油底壳与上箱体连接的螺纹孔A、用于固定水平传动轴组件的两个下半圆孔及设置在油底壳两侧面的螺纹孔B；

上箱体上设置有圆孔A、螺纹孔C、螺纹孔D、通孔A、设置在上箱体两侧面的螺纹孔E及用于固定水平传动轴组件的两个上半圆孔；

过渡箱上设置有圆孔B、通孔B、圆孔C、通孔C、冷却水出口、冷却水进口、排气进口及排气出口。

进一步的，水平传动轴组件包括螺母A、锁紧垫圈A、一对轴承B、定位套、从动齿轮及水平传动轴；水平传动轴上设置有螺纹A、轴肩定位A、轴肩定位B、轴肩定位C、外花键A及轴的端面螺纹孔F。

进一步的，竖直传动轴组件包括齿轮轴、油封座、竖轴轴承座、螺母B、锁紧垫圈B及一对轴承C；齿轮轴上设置有端面螺纹孔G、外花键B、螺纹B69、轴肩定位D及主动齿轮；竖轴轴承座上设置有沉孔A、螺纹孔H、上轴承定位端面、下轴承定位端面、进油管连接孔及竖直润滑油道；油封座上设置有沉孔B、油封孔、水平润滑油道及压紧唇。

进一步的，自定心减振组件包括过渡光轴、两个联轴件、橡胶减振件及法兰轴；法兰轴上设置有通孔D和短轴；联轴件上设置有圆弧凸缘和轴孔；橡胶减振件上设置有圆弧面和齿形面；过渡光轴上设置有外花键C和配合轴。

本专利的有益效果表现在以下方面：本专利在竖直传动轴组件前加一套自定心减振组件，在安装时通过联轴件和橡胶减振件，可以实现过渡光轴和竖直传动轴组件竖直方向的自定心，避免偏心而导致传动轴疲劳断裂损坏，同时橡胶减振件能够起到减振缓冲的作用，避免动力变换时对相关的零部件造成冲击损坏；

本专利在油底壳上安装油温传感器和液位传感器，控制器利用采集的电信号实时控制供油电机的供油量和抽油电机的抽油量，使润滑油温度稳定在合理范围内，进油口在竖轴轴承座上端且设计多条竖直润滑油道，避免润滑系统复杂程度，同时充分利用润滑油重力和多点润滑对传动轴组件进行润滑，有效避免零部件磨损。

附图说明

图1是发明结构的装配结构示意图；

图2是发明的架体的结构示意图；

图3是发明的油底壳的结构示意图；

图4是发明的上箱体的结构示意图；

图5是发明的过渡箱的结构示意图；

图6是发明的过渡箱从另一个角度的结构示意图；

图7是发明的水平传动轴组件装配的结构示意图；

图8是发明的水平传动轴的结构示意图；

图9是发明的竖直传动轴组件装配的结构示意图；

图10是发明的齿轮轴的结构示意图；

图11是发明的竖轴轴承座的结构示意图；

图12是发明的竖轴轴承座的剖视结构示意图；

图13是发明的油封座的结构示意图；

图14是发明的油封座的剖视结构示意图；

图15是发明的自定心减振组件的装配结构示意图；

图16是发明的法兰轴的结构示意图；

图17是发明的联轴件的结构示意图；

图18是发明的橡胶减振件的结构示意图；

图19是发明的过渡光轴的结构示意图；

图示标记，1、控制器，2、供油电机，3、抽油电机，4、进油管，5、油温传感器，6、出油管，7、液位传感器，8、架体，9、油底壳，10、端盖A，11、水平传动轴组件，12、螺栓A ，13、上箱体，14、螺栓B、15、过渡箱，16、轴承A，17、自定心减振组件，18、螺栓C，19、螺栓D，20、压板A，21、发动机输出端花键套，22、竖直传动轴组件，23、螺栓E，24、变速箱输出端花键套，25、螺栓F，26、压板B，27、端盖B，28、油温传感器安装孔，29、出油管安装孔，30、螺纹孔B，31、紧固地面安装孔，32、液位传感器安装孔，33、下半圆孔，34、螺纹孔A，35、圆孔A，36、螺纹孔C，37、螺纹孔D，38、通孔A，39、螺纹孔E，40、上半圆孔，41、圆孔B，42、通孔B，43、圆孔C，44、通孔C，45、冷却水出口，46、排气进口，47、排气出口，48、冷却水进口，49、螺母A，50、锁紧垫圈A，51、轴承B，52、定位套，53、从动齿轮53，54、水平传动轴，55、螺纹A，56、轴肩定位A，57、轴肩定位B，58、轴肩定位C，59、外花键A，60、螺纹孔F，61、齿轮轴，62、油封座，63、竖轴轴承座，64、螺母B，65、锁紧垫圈B，66、轴承C，67、螺纹孔G，68、外花键B，69、螺纹B，70、轴肩定位D，71、主动齿轮，72、沉孔A，73、螺纹孔H，74、上轴承定位端面，75、进油管连接孔，76、竖直润滑油道，77、下轴承定位端面，78、沉孔B，79、油封孔，80、水平润滑油道，81、压紧唇，82、过渡光轴，83、联轴件，84、橡胶减振件，85、法兰轴，86、通孔D，87、短轴，88、轴孔，89、圆弧凸缘，90、圆弧面，91、齿形面，92、外花键C，93、配合轴。

具体实施方式

下面结合实施例附图和具体实施例对本发明做进一步具体详细的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

一种试验台架，包括控制器1、供油电机2、抽油电机3、进油管4、油温传感器5、出油管6、液位传感器7、架体8；进油管4、油温传感器5、出油管6、液位传感器7安装在架体8 上；油温传感器5、液位传感器7、供油电机2及抽油电机3均通过电线与控制器1连接；进油管4与供油电机2相连通，出油管6与抽油电机3相连通。

进一步的，架体8包括：油底壳9、端盖A10、水平传动轴组件11、螺栓A12、上箱体13、螺栓B14、过渡箱15、轴承A16、自定心减振组件17、螺栓C18、螺栓D19、压板A20、发动机输出端花键套21、竖直传动轴组件22、螺栓E23、变速箱输出端花键套24、螺栓F25、压板B26与端盖B27。油底壳9通过螺栓E23与上箱体13相连，上箱体13通过B14与过渡箱15相连接。

进一步的，架体8包括：水平传动轴组件11安装在油底壳9与上箱体13之间，且水平传动轴组件11两端分别通过端盖A10与端盖B27压紧，端盖A10与端盖B27通过螺栓A12固定在油底壳9与上箱体13之间；变速箱输出端花键套24安装在水平传动轴组件11一端，且通过螺栓F25与压板B26压紧；

进一步的，架体8包括：竖直传动轴组件22安装在上箱体13与过渡箱15之间，并通过螺栓紧固在上箱体13上，发动机输出端花键套21通过螺栓D19与压板A20压紧在竖直传动轴组件22的端轴上；

进一步的，架体8包括：自定心减振组件17通过螺栓C18将其法兰面与发动机输出端花键套21的法兰面紧固一起，轴承A16将自定心减振组件17的过渡光轴82支撑在过渡箱15的上端圆孔C43内。

进一步的，油底壳9上设置有出油管安装孔29、油温传感器安装孔28、液位传感器安装孔32、紧固地面安装孔31、用于油底壳9与上箱体13连接的螺纹孔A34、用于固定水平传动轴组件11的两个下半圆孔33及设置在油底壳9两侧面的螺纹孔B30；

上箱体13上设置有圆孔A35、螺纹孔C36、螺纹孔D37、通孔A38、设置在上箱体13两侧面的螺纹孔E39及用于固定水平传动轴组件11的两个上半圆孔40；

过渡箱15上设置有圆孔B41、通孔B42、圆孔C43、通孔C44、冷却水出口45、冷却水进口48、排气进口46及排气出口47。

进一步的，水平传动轴组件11包括螺母A49、锁紧垫圈A50、一对轴承B51、定位套52、从动齿轮53及水平传动轴54；水平传动轴54上设置有螺纹A55、轴肩定位A56、轴肩定位B57、轴肩定位C58、外花键A59及轴的端面螺纹孔F60。

进一步的，竖直传动轴组件22包括齿轮轴61、油封座62、竖轴轴承座63、螺母B64、锁紧垫圈B65及一对轴承C66；齿轮轴61上设置有端面螺纹孔G67、外花键B68、螺纹B69、轴肩定位D70及主动齿轮71；竖轴轴承座63上设置有沉孔A72、螺纹孔H73、上轴承定位端面74、下轴承定位端面77、进油管连接孔75及竖直润滑油道76；油封座62上设置有沉孔B78、油封孔79、水平润滑油道80及压紧唇81。

进一步的，自定心减振组件17包括过渡光轴82、两个联轴件83、橡胶减振件84及法兰轴85；法兰轴85上设置有通孔D86和短轴87；联轴件83上设置有圆弧凸缘89和轴孔88；橡胶减振件84上设置有圆弧面90和齿形面91；过渡光轴82上设置有外花键C92和配合轴93。

实施例1

一种试验台架，控制器1、供油电机2、抽油电机3、进油管4、油温传感器5、出油管6、液位传感器7、架体8；进油管4与竖轴轴承座63上的连接孔75相连接、油温传感器5安装在油底壳9上油温传感器安装孔28内、出油管6与油底壳9上出油管安装孔29相连接、液位传感器7安装在油底壳9液位传感器安装孔32内；油温传感器5和液位传感器7的电信号引线、供油电机2和抽油电机3的驱动线都与控制器1连接；进油管4与供油电机2相连通，出油管6与抽油电机3相连通。

架体8由油底壳9、端盖A10、水平传动轴组件11、螺栓A12、上箱体13、螺栓B14、过渡箱15、轴承A16、自定心减振组件17、螺栓C18、螺栓D19、压板A20、发动机输出端花键套21、竖直传动轴组件22、螺栓E23、变速箱输出端花键套24、螺栓F25、压板B26与端盖B27零部件组成；将二十个螺栓E23穿过上箱体13的二十个通孔A38并与油底壳9的二十个螺纹孔A34连接，八个螺栓B14穿过过渡箱15的八个通孔B42并与上箱体13上的八个螺纹孔D37连接，利用六个紧固地面安装孔31将整个立式试验台架固定在地面上；

两个下半圆孔33分别设置在油底壳9的两端，两个上半圆孔40分别设置在上箱体13的两端，每一个下半圆孔33上方对应设置有一个上半圆孔40，两个下半圆孔33与两个上半圆孔40一一对应设置形成两个水平通孔；

将水平传动轴组件11安装在在该水平通孔内，两端利用端盖A10与端盖B27压紧，并利用十二个螺栓A12、油底壳9两侧面的六个螺纹孔B30、上箱体13两侧面的六个螺纹孔E39将端盖A10与端盖B27固定在油底壳9与上箱体13的组合体上，变速箱输出端花键套24与水平传动轴54的外花键A59配合，螺栓F25穿过压板B26拧紧到水平传动轴54的端面螺纹孔F60内，将变速箱输出端花键套24紧卡在水平传动轴54的轴肩定位C58上；

竖直传动轴组件22的竖轴轴承座63卡在上箱体13的圆孔A35内，并利用八个沉头螺栓穿过八个沉孔A72与上箱体13的八个螺纹孔C36连接，将竖直传动轴组件22紧固在上箱体13上，油封座62穿过过渡箱15上的圆孔B41，发动机输出端花键套21套在齿轮轴61的外花键B68上，螺栓D19穿过压板A20与齿轮轴61的端面螺纹孔G67连接，将发动机输出端花键套21紧紧压在齿轮轴61的轴端面上；八个螺栓C18穿过法兰轴85的八个通孔D86与发动机输出端花键套21的法兰面螺纹孔连接，将自定心减振组件17与竖直传动轴组件22连接在一起，轴承A16将自定心减振组件17的过渡光轴82支撑在过渡箱15的上端圆孔C43内；过渡箱15上预留六个通孔C44用于外接动力总成，冷却水由冷却水进口48进入，从冷却水出口45流出，用于冷却外接的动力总成，动力总成的废气流过排气进口46，由排气出口47排出。

水平传动组件内部零件的装配关系如下：将从动齿轮53穿过水平传动轴54，紧靠在轴肩定位A56上，再安装定位套52、一端轴承B51、锁紧垫圈A50，利用螺母A49及螺纹A55压紧，另一端轴承B51紧靠在轴肩定位B57上，这样完成了动力水平方向的输出。

竖直传动轴组件22零部件组装关系如下：下轴承C66穿过齿轮轴61紧靠在轴肩定位D70上，然后整体插入到竖轴轴承座63内，下轴承C66的外圈端面与下轴承定位端面77贴合，上轴承C66穿过齿轮轴61压入到竖轴轴承座63的轴承孔内，且上轴承C66的外圈端面与上轴承定位端面74贴合，然后在套入锁紧垫圈B65，利用螺母B64和螺纹B69压紧，油封座62的油封孔79穿过齿轮轴61，螺栓穿过油封座62上的八个沉孔B78与八个螺纹孔H73相连接，保证水平润滑油道80与进油管4连接孔75对齐，且压紧唇81紧紧顶住上轴承外圈端面，利用水平润滑油道80和竖直润滑油道76可以实现利用润滑油重力和多点润滑对传动轴组件进行润滑，有效避免零部件磨损。

自定心减振组件17装配关系如下：法兰轴85的短轴87与下端联轴件83的轴孔88过盈配合，形成一个组件A，过渡光轴82的配合轴93与上端特制联轴件83的轴孔88过盈配合，形成一个组件B，组件A与组件B利用上下端联轴件83的圆弧凸缘89与橡胶减振件84的圆弧面90和齿形面91交互配合，既能保证上下轴的自定心，又能起到减振效果，外花键C92可根据动力总成曲轴输出端的内花键参数进行选配。

利用油温传感器5和液位传感器7实时监控润滑油液位和温度，给出电信号到控制器1，控制器1根据综合判断给出供油电机2和抽油电机3的实时动作，保证润滑油的温度和液位实时监控和调节实现自动化，同时利用进油管4、连接孔75、水平润滑油道80和多条竖直润滑油道76可以实现润滑油重力和多点润滑，传动轴组件的润滑效果得到改善，有效避免零部件磨损；通过自定心减振组件17将传动轴分离，联轴件83与橡胶减振件84对轴进行自定心和且有减振缓冲作用，这样能避免偏心造成传动轴疲劳断裂损坏，同时保证在变换动力输出时，有效降低动力冲击的损伤，避免齿轮打齿，且有降振减噪的作用。

除上述实施例外，本发明装置还可以有其他型式，应当指出，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种试验台架，其特征在于：包括控制器、供油电机、抽油电机、进油管、油温传感器、出油管、液位传感器、架体；进油管、油温传感器、出油管、液位传感器安装在架体上；油温传感器、液位传感器、供油电机及抽油电机均通过电线与控制器连接；进油管与供油电机相连通，出油管与抽油电机相连通。

2.根据权利要求1所述的一种试验台架，其特征在于：架体包括油底壳、端盖A、水平传动轴组件、螺栓A、上箱体、螺栓B、过渡箱、轴承A、自定心减振组件、螺栓C、螺栓D、压板A、发动机输出端花键套、竖直传动轴组件、螺栓E、变速箱输出端花键套、螺栓F、压板B与端盖B；油底壳通过螺栓E与上箱体相连，上箱体通过螺栓B与过渡箱相连接。

3.根据权利要求2所述的一种试验台架，其特征在于：水平传动轴组件安装在油底壳与上箱体之间，且水平传动轴组件两端分别通过端盖A与端盖B压紧，端盖A与端盖B通过螺栓A固定在油底壳与上箱体之间；变速箱输出端花键套安装在水平传动轴组件一端，且通过螺栓F与压板B压紧。

4.根据权利要求3所述的一种试验台架，其特征在于：竖直传动轴组件安装在上箱体与过渡箱之间，并通过螺栓紧固在上箱体上，发动机输出端花键套通过螺栓D与压板A压紧在竖直传动轴组件的端轴上。

5.根据权利要求4所述的一种试验台架，其特征在于：自定心减振组件通过螺栓C将其法兰面与发动机输出端花键套的法兰面紧固一起，轴承A将自定心减振组件的过渡光轴支撑在过渡箱的上端圆孔C内。

6.根据权利要求5所述的一种试验台架，其特征在于：油底壳上设置有出油管安装孔、油温传感器安装孔、液位传感器安装孔、紧固地面安装孔、用于油底壳与上箱体连接的螺纹孔A、用于固定水平传动轴组件的两个下半圆孔及设置在油底壳两侧面的螺纹孔B；

上箱体上设置有圆孔A、螺纹孔C、螺纹孔D、通孔A、设置在上箱体两侧面的螺纹孔E及用于固定水平传动轴组件的两个上半圆孔；

过渡箱上设置有圆孔B、通孔B、圆孔C、通孔C、冷却水出口、冷却水进口、排气进口及排气出口。

7.根据权利要求6所述的一种试验台架，其特征在于：水平传动轴组件包括螺母A、锁紧垫圈A、一对轴承B、定位套、从动齿轮及水平传动轴；水平传动轴上设置有螺纹A、轴肩定位A、轴肩定位B、轴肩定位C、外花键A及轴的端面螺纹孔F。

8.根据权利要求7所述的一种试验台架，其特征在于：竖直传动轴组件包括齿轮轴、油封座、竖轴轴承座、螺母B、锁紧垫圈B及一对轴承C；齿轮轴上设置有端面螺纹孔G、外花键B、螺纹B69、轴肩定位D及主动齿轮；竖轴轴承座上设置有沉孔A、螺纹孔H、上轴承定位端面、下轴承定位端面、进油管连接孔及竖直润滑油道；油封座上设置有沉孔B、油封孔、水平润滑油道及压紧唇。

9.根据权利要求8所述的一种试验台架，其特征在于：自定心减振组件包括过渡光轴、两个联轴件、橡胶减振件及法兰轴；法兰轴上设置有通孔D和短轴；联轴件上设置有圆弧凸缘和轴孔；橡胶减振件上设置有圆弧面和齿形面；过渡光轴上设置有外花键C和配合轴。

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