CN114544170A - 一种履带式联合收割机变速箱总成疲劳试验台 - Google Patents

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CN114544170A CN202210106006.1A CN202210106006A CN114544170A CN 114544170 A CN114544170 A CN 114544170A CN 202210106006 A CN202210106006 A CN 202210106006A CN 114544170 A CN114544170 A CN 114544170A
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李耀明
竹瑞珩
唐忠
徐立章
马征
梁振伟
姬魁洲
刘晓霞
郑国强
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Abstract

本发明提供了一种履带式联合收割机变速箱总成疲劳试验台,包括:安装底座、主电源柜、中央控制柜、液压站、驱动装置、变速箱安装装置、油温测量系统、振动测量系统、两套传动与测量装置和两套加载装置;传动与测量装置包括依次连接的万向联轴器、滑动轴承、联轴器A、扭矩转速传感器、联轴器B,万向联轴器还与变速箱的输出轴连接;加载装置包括依次连接的减速箱、联轴器C、磁粉制动器,减速箱还与联轴器B连接;液压站、扭矩转速传感器、油温测量系统和振动测量系统均与中央控制柜相连。本发明能够在室内模拟出行走底盘在不同路面、不同档位和不同工况下的各种载荷以及检测并记录温度、扭矩、转速、振动等试验参数。

Description

一种履带式联合收割机变速箱总成疲劳试验台
技术领域
本发明涉及联合收割机技术领域,尤其涉及一种履带式联合收割机变速箱总成疲劳试验台。
背景技术
履带式联合收割机以水稻、小麦等为主要收获作物,相比于轮式机,履带行走底盘增大了整车与湿田的接触面积,具有更高的整机通过性,故比较适用于南方地区含水率较大的农田。其中,变速箱作为该类型农机传动系统的重要组成部分之一,不仅起到将发动机动力按一定速比传递到左右驱动轮的作用,更兼具实现车身整体完成多种转向模式的功能。然而在工作过程中,变速箱受田间复杂的交变载荷冲击作用,其内部高速齿轮副容易出现脱啮、打齿、点蚀、疲劳断裂等故障,严重影响了整机的可靠性和无故障工作时长。变速箱总成疲劳试验台不仅可以在室内模拟联合收割机在不同路面、不同档位和不同工况下的负载扭矩,而且能够借助各种传感器实现温度、扭矩、转速、振动等试验信号的监控与记录,以便试验人员寻找问题,因此成为变速箱研发和生产过程中的重要试验设备。
然而,现有技术公开的联合收割机行走底盘变速箱模拟加载试验装置,存在以下缺陷:1、未配有液压站,仅能模拟前进、后退工况,无法满足变速箱执行多种转向模式的需要;2、受制于安装底座的尺寸,各部件布置较为紧凑,可调整空间小,仅适用于某些特定型号的变速箱。
发明内容
针对现有技术中存在不足,本发明提供了一种履带式联合收割机变速箱总成疲劳试验台,不仅能够在室内模拟出行走底盘在不同路面、不同档位和不同工况下的各种载荷以及检测并记录温度、扭矩、转速、振动等试验参数,协助试验人员对被测变速箱进行综合且全面的疲劳性能试验,而且整体布局相对松散,可调整空间大。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种履带式联合收割机变速箱总成疲劳试验台,包括:安装底座、主电源柜、中央控制柜、液压站、驱动装置、变速箱安装装置、油温测量系统、振动测量系统、两套传动与测量装置和两套加载装置;
所述液压站、驱动装置、变速箱安装装置、油温测量系统、振动测量系统、两套传动与测量装置和两套加载装置均设置于所述安装底座上;
所述传动与测量装置包括依次连接的万向联轴器、滑动轴承、联轴器A、扭矩转速传感器、联轴器B,所述万向联轴器还与变速箱的输出轴连接;
所述加载装置包括依次连接的减速箱、联轴器C、磁粉制动器,所述减速箱还与联轴器B连接;
所述液压站、所述扭矩转速传感器、所述油温测量系统和所述振动测量系统均与所述中央控制柜相连。
进一步地,所述安装底座呈T字形,包括纵置安装底座和两块橫置安装底座,两块所述橫置安装底座关于所述纵置安装底座对称设置;所述液压站、驱动装置、变速箱安装装置和传动与测量装置均安装于所述纵置安装底座上,所述橫置安装底座设有传动与测量装置和加载装置。
进一步地,所述液压站主要包括液压泵、液压油箱、单作用液压缸和若干液压阀元件。
进一步地,所述驱动装置包括驱动电机、皮带轮A、皮带、皮带轮B,所述皮带轮A安装在驱动电机输出端上,所述皮带轮B安装在变速箱输入端上,所述皮带轮A和所述皮带轮B通过皮带相连接。
进一步地,所述驱动电机与所述中央控制柜相连,所述驱动电机可在人工或程序控制下产生试验所需的转速和驱动力。
进一步地,所述磁粉制动器与所述中央控制柜相连,所述磁粉制动器可在人工或程序控制下产生试验所需的负载形式和大小。
进一步地,所述油温测量系统包括表面温度传感器、变速箱内的油温传感器、温度信号显示仪表。
进一步地,所述振动测量系统包括振动传感器、振动信号采集卡和振动信号记录分析软件。
本发明的有益效果:
本发明的履带式联合收割机变速箱总成疲劳试验台能够模拟不同路面、不同档位和不同工况下的负载、监测并记录温度、振动等主要试验参数,可以很好地协助试验人员检验不同类型变速箱的综合工作性能与耐久性,具有结构简单、安装方便、投入成本低、测量精度高、适用性广等优点,可应用于当今履带式联合收割机市场上所使用的不同类型变速箱。
附图说明
图1为根据本发明实施例的一种履带式联合收割机变速箱总成疲劳试验台的俯视结构示意图;
图2为根据本发明实施例的一种履带式联合收割机变速箱总成疲劳试验台的正视结构示意图;
图3为根据本发明实施例的一种履带式联合收割机变速箱总成疲劳试验台的侧视结构示意图。
附图标记:
1.液压站;2.纵置安装底座;3.主电源柜;4.中央控制柜;5.驱动电机;6.调位螺栓;7.调位支座;8.变速箱安装支座;9.变速箱固定支座;10.万向联轴器;11.滑动轴承;12.联轴器A;13.扭矩转速传感器;14.联轴器B;15.减速箱;16.联轴器C;17.磁粉制动器;18.橫置安装底座;19.被测变速箱;20.皮带轮A;21.皮带;22.皮带轮B。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的一种履带式联合收割机变速箱总成疲劳试验台。
请参阅图1至图3,根据本发明实施例的一种履带式联合收割机变速箱总成疲劳试验台,包括安装底座、主电源柜、中央控制柜、液压站、驱动装置、变速箱安装装置、油温测量系统、振动测量系统、两套传动与测量装置和两套加载装置。
具体地,安装底座呈T字形,包括纵置安装底座2和两块橫置安装底座18,两块橫置安装底座18关于纵置安装底座2对称设置。所述液压站、驱动装置、变速箱安装装置和传动与测量装置均安装于所述纵置安装底座2上,每个橫置安装底座18都设有一套传动与测量装置和一套加载装置,所述主电源柜3、中央控制柜4置于试验台右上侧。
液压站1主要包括液压泵、液压油箱、单作用液压缸以及各液压阀等元件,液压站1通过螺栓固定在纵置安装底座2上,液压站1的信号线缆与中央控制柜4的液压控制单元相连,液压站1可以通过中央控制柜4的液压控制单元进行人工控制,根据变速箱类型和试验需要,旋转相应旋钮使得液压油经液压泵、各液压管路、液压阀到达工作位置,完成自由半径转向、单边制动转向、原地转向等常见转向工况的模拟。
所述驱动装置包括驱动电机5、调位螺栓6与调位支座7、皮带轮A20、皮带21、皮带轮B22,其中调位支座7通过螺栓固定在纵置安装底座2上,调位螺栓6安装在调位支座7上与驱动电机5支座相接触;皮带轮A20、皮带轮B22分别以键连接的形式安装在驱动电机5、被测变速箱19输入端上,皮带轮A20、皮带轮B22通过皮带21相连接。驱动电机5的控制信号来自于中央控制柜4的转速控制器,可在人工或程序控制下产生试验所需的转速和驱动力,经皮带轮A、皮带、皮带轮B传至变速箱19的输入端,带动变速箱变速箱19运转从而完成驱动动作。
所述变速箱安装装置包括变速箱安装支座8和变速箱固定支座9,变速箱安装支座8通过螺栓与变速箱19上的安装孔相连,变速箱固定支座9对称布置,用于支撑被测变速箱19两端的输出轴。
所述传动与测量装置包括万向联轴器10、滑动轴承11、联轴器A12、扭矩转速传感器13、联轴器B14,所述加载装置包括减速箱15、联轴器C16、磁粉制动器17,以上各部件依次排列在被测变速箱19的输出轴后,其中万向联轴器10将输出轴与滑动轴承11相连,联轴器A12将滑动轴承11与扭矩转速传感器13的一端相连,联轴器B14将扭矩转速传感器13的另一端与减速箱15相连,联轴器C16将减速箱15与磁粉制动器17相连。
所述磁粉制动器17的控制信号来自于中央控制柜4的载荷控制器,可在人工或程序控制下产生试验所需的负载形式和大小,两种控制形式都可凭借载荷控制器产生两路独立的模拟量输出信号以控制磁粉制动力的大小。其中左右两台磁粉制动器17,控制时相互独立,互不干涉。
减速箱15起到降速升扭的作用,试验模拟负载采用磁粉制动器17与减速箱15组合的形式。磁粉制动力首先在中央控制柜4的信号下产生,然后经联轴器C16传递到减速箱15进行减速升扭后,再经联轴器B14、扭矩转速传感器13、联轴器A12、滑动轴承11、万向联轴器10等连接件施加在变速箱19的输出端上。
扭矩转速传感器13的信号输出线缆与中央控制柜4的信号采集单元相连,扭矩转速传感器13用于待测位置扭矩和转速的实时测量,通过信号线反馈到中央控制柜4,并与载荷控制器、磁粉制动器17、转速控制器、驱动电机5以及主控软件构成闭环控制回路。当处于程序控制模式时,主控软件会实时监控实测值与设定值的差异,并相应地调节各输出信号,以使得试验转速和扭矩保持在设定值。
所述油温测量系统由表面温度传感器、变速箱内的油温传感器、温度信号显示仪表组成。所述振动测量系统由振动传感器、振动信号采集卡和振动信号记录分析软件组成。这些传感器通过有线或无线的方式与中央控制柜中的数据采集系统相连,并将采集的信号显示、存储在各仪表或计算机中,供试验人员分析使用。传感器安装位置比较自由,只需满足试验要求即可。中央控制柜中的各种控制信号和各传感器的测量信号经信号采集单元显示在交互界面上,并储存在硬盘内。
试验时,首先通过主电源柜3启动液压站1与驱动电机5,然后在中央控制柜4上依次完成输入转速、转向模式、加载形式及大小的设置,输入动力经皮带轮A20、皮带21、皮带轮B22到达被测变速箱19的输入端,在齿轮啮合的传动下从变速箱19输出端流出,再经万向联轴器10、滑动轴承11、联轴器A12、扭矩转速传感器13、联轴器B14、减速箱15、联轴器C16传递到磁粉制动器17中,输出动力被磁粉制动力转化为热能从而被冷却水带走。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种履带式联合收割机变速箱总成疲劳试验台,其特征在于,包括:安装底座、主电源柜、中央控制柜、液压站、驱动装置、变速箱安装装置、油温测量系统、振动测量系统、两套传动与测量装置和两套加载装置;
所述液压站、驱动装置、变速箱安装装置、油温测量系统、振动测量系统、两套传动与测量装置和两套加载装置均设置于所述安装底座上;
所述传动与测量装置包括依次连接的万向联轴器(10)、滑动轴承(11)、联轴器A(12)、扭矩转速传感器(13)、联轴器B(14),所述万向联轴器(10)还与变速箱的输出轴连接;
所述加载装置包括依次连接的减速箱(15)、联轴器C(16)、磁粉制动器(17),所述减速箱(15)还与联轴器B(14)连接;
所述液压站(1)、所述扭矩转速传感器(13)、所述油温测量系统和所述振动测量系统均与所述中央控制柜(4)相连。
2.根据权利要求1所述的履带式联合收割机变速箱总成疲劳试验台,其特征在于,所述安装底座呈T字形,包括纵置安装底座(2)和两块橫置安装底座(18),两块所述橫置安装底座(18)关于所述纵置安装底座(2)对称设置;所述液压站、驱动装置、变速箱安装装置和传动与测量装置均安装于所述纵置安装底座(2)上,所述橫置安装底座(18)设有传动与测量装置和加载装置。
3.根据权利要求1所述的履带式联合收割机变速箱总成疲劳试验台,其特征在于,所述液压站(1)主要包括液压泵、液压油箱、单作用液压缸和若干液压阀元件。
4.根据权利要求1所述的履带式联合收割机变速箱总成疲劳试验台,其特征在于,所述驱动装置包括驱动电机(5)、皮带轮A(20)、皮带(21)、皮带轮B(22),所述皮带轮A(20)安装在驱动电机(5)输出端上,所述皮带轮B(22)安装在变速箱(19)输入端上,所述皮带轮A(20)和所述皮带轮B(22)通过皮带(21)相连接。
5.根据权利要求4所述的履带式联合收割机变速箱总成疲劳试验台,其特征在于,所述驱动电机与所述中央控制柜(4)相连,所述驱动电机(5)可在人工或程序控制下产生试验所需的转速和驱动力。
6.根据权利要求1所述的履带式联合收割机变速箱总成疲劳试验台,其特征在于,所述磁粉制动器(17)与所述中央控制柜(4)相连,所述磁粉制动器(17)可在人工或程序控制下产生试验所需的负载形式和大小。
7.根据权利要求1所述的履带式联合收割机变速箱总成疲劳试验台,其特征在于,所述油温测量系统包括表面温度传感器、变速箱内的油温传感器、温度信号显示仪表。
8.根据权利要求1所述的履带式联合收割机变速箱总成疲劳试验台,其特征在于,所述振动测量系统包括振动传感器、振动信号采集卡和振动信号记录分析软件。
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