CN116399583B - 一种大功率重载行星齿轮背靠背试验台 - Google Patents

Abstract

一种大功率重载行星齿轮背靠背试验台，涉及行星齿轮试验领域。本发明为了解决现有行星齿轮试验台存在传动轴加工成本高和无法模拟海洋环境下对行星齿轮箱进行试验的问题。本发明的驱动装置、第一联轴器、增速器、第二联轴器、转速扭矩仪和行星齿轮箱背靠背封闭功率系统顺次连接，夹持槽体同轴套装在轴向定位凸起上，夹紧组件内嵌在轴向定位凹槽内，轴段套装在夹持槽体上并通过夹紧组件提供的轴向位移量将夹持槽体与轴向定位凸起夹紧，夹持槽体在夹紧组件的轴向推动作用下产生径向位移量并与另外一根轴段的轴向定位凹槽胀紧连接；海洋试验组件安装在试验行星齿轮箱的外壳体上实现模拟海洋环境试验。本发明用于行星齿轮箱在全转速全负荷下的试验。

Description

一种大功率重载行星齿轮背靠背试验台

技术领域

本发明涉及一种试验台，具体涉及一种重载行星齿轮背靠背试验台，用于行星齿轮箱的全转速全负荷试验，属于行星齿轮试验技术领域。

背景技术

行星齿轮传动是传递功率的重要传动形式之一，在汽车、船舶、航天、航空、石化等领域的机器和机械设备中获得了较广泛的应用。行星齿轮传动具有体积小、结构紧凑、功率密度高、传动比大、传动效率高等优点，行星齿轮传动不仅适用于高转速、大功率，而且在低速大扭矩的传动装置上获得应用，因它几乎适用于一切功率和转速范围，已得到了越来越广泛的应用。

由于齿轮箱在进行各种试验和测试后，要应用于各种实际使用工况中，而每种实际使用工况都有其各自的特点，该特点又与齿轮箱的使用寿命和使用效果相关。如：在船舶领域中，船用齿轮箱是船舶动力系统的主推进传动装置，具有离合、减速和承受螺旋桨推力等功能。尤其是在大型船舶设备中，其传动系统的传动轴长度在100米左右、200米左右甚至400米左右，如此长的主轴在传递动力时，受螺旋桨与海水之间推力的影响，导致主轴和齿轮箱的齿轮需要承受重载。因此，传动装置的性能试验显得尤为重要。

目前，这种超长的传动轴在生产加工过程中，为了保证其同轴度以及降低加工难度，将传动轴分割成多段轴，多段轴之间采用花键插接的方式进行连接。例如：公开号为CN102494886A，发明专利名称为“一种大功率行星齿轮箱背靠背实验用穿轴装置”，该发明专利中的多段轴之间采用的就是花键连接。由于花键的键齿在轴上均匀分布，受力均匀，而且对轴削的弱减小，齿根应力集中较小，又由于键齿多，所以承载能力也大，对中性和导向性都较好，因此，多段轴之间采用的此种花键连接的方式能够有效的解决超长传动轴加工困难的问题。但由于键齿和键槽的加工需要用专用设备(如花键轴加工机床)和工具进行加工，导致传动装置试验和传动装置投产后的成本均非常高。

另外，对于大型船舶使用的传动装置在试验过程中，其试验环境仅仅是针对陆地上常规工况所进行的，并未考虑到船舶在海洋上航行时，易受到海水大气环境的盐雾影响，而对于传动装置中的行星齿轮对盐雾所造成的影响无法进行测试。虽然行星齿轮在生产过程中已经采用了阳极氧化、微弧氧化、电镀以及涂层等处理技术处理,以此来提高海洋环境下金属材料的环境适应性。但是，即使齿轮做了上述处理，却无法预测到传动装置在实际航行过程中的诸多因素的协同作用而产生的不利后果，如：当齿轮箱密封不严，或者密封端盖与壳体之间存在0.025-0.1mm的间隙时，细小的砂石进入齿轮箱内，对齿轮的啮合造成影响，还可能会因发生海水溅射、雨滴冲蚀等情况，腐蚀介质进入并滞留其中（指齿轮轮齿面上）后，其扩散受到了限制，会导致狭缝（指齿根或已经产生齿面腐蚀的部位）中金属腐蚀加速，如不及时发现和准确预测齿轮箱的使用寿命，将会影响船舶传动装置的使用安全。而现有试验台则无法模拟海洋环境下的行星齿轮箱测试。

综上所述，现有行星齿轮试验台存在传动轴加工成本高和无法模拟海洋环境下对行星齿轮箱进行试验的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有行星齿轮试验台存在传动轴加工成本高和无法模拟海洋环境下对行星齿轮箱进行试验的问题。进而提供一种大功率重载行星齿轮背靠背试验台。

本发明的技术方案是：一种大功率重载行星齿轮背靠背试验台包括驱动装置、第一联轴器、增速器、第二联轴器和转速扭矩仪，驱动装置、第一联轴器、增速器、第二联轴器和转速扭矩仪由左至右顺次连接，它还包括行星齿轮箱背靠背封闭功率系统和海洋试验组件；行星齿轮箱背靠背封闭功率系统包括第三联轴器、试验行星齿轮箱、第一联动机构、扭力轴组件、陪试齿轮箱、第四联轴器、第二联动机构和加载器，第三联轴器、试验行星齿轮箱、第一联动机构、扭力轴组件、陪试齿轮箱、第四联轴器、第二联动机构和加载器由左至右依次连接；扭力轴组件包括夹持槽体、夹紧组件和多根轴段，相邻两根轴段中左轴部件的右侧加工有轴向定位凸起，右轴部件上在与轴向定位凸起相对应的一侧端面上加工有轴向定位凹槽，夹持槽体同轴套装在轴向定位凸起上，夹紧组件内嵌在轴向定位凹槽内，右轴部件同轴套装在夹持槽体上并通过夹紧组件提供的轴向位移量将夹持槽体与轴向定位凸起夹紧，夹持槽体在夹紧组件的轴向推动作用下产生径向位移量并与右轴部件的轴向定位凹槽胀紧连接；海洋试验组件安装在试验行星齿轮箱的外壳体上并为试验行星齿轮箱内提供腐蚀介质和润滑油，实现模拟海洋环境试验。

进一步地，夹持槽体为带有倒锥形凹槽的圆柱形槽体，且所述圆柱形槽体上沿其轴线方向开设有多个长条形孔。

进一步地，夹紧组件包括上部夹紧单元、下部夹紧单元和夹紧移动块，上部夹紧单元和下部夹紧单元在轴线方向上左右布置在轴向定位凹槽内，且下部夹紧单元与轴向定位凹槽的槽底端面相抵，上部夹紧单元和下部夹紧单元的相对应的一侧加工有斜面，上部夹紧单元的斜面和下部夹紧单元的斜面形成倒锥形空间，夹紧移动块滑动安装在所述倒锥形空间内，且夹紧移动块的外侧壁分别与上部夹紧单元的斜面和下部夹紧单元的斜面相接触。

更进一步地，上部夹紧单元和下部夹紧单元均包括两个半圆弧形夹紧块，两个半圆弧形夹紧块在同一平面内相对布置，且两个半圆弧形夹紧块之间留有缝隙。

更进一步地，扭力轴组件还包括拆卸装置，拆卸装置内嵌在左轴部件内并向轴向定位凸起侧延伸直至伸出将夹持槽体顶下，其中，拆卸装置包括螺杆、拆卸螺母、从动锥齿轮、主动锥齿轮、轮轴和端盖，螺杆沿左轴部件的轴线方向水平可转动安装在左轴部件的轴向口内，轮轴沿左轴部件的径向方向竖直可转动安装在左轴部件的竖向口内，且轴向口与竖向口相连通；主动锥齿轮套装在轮轴上，从动锥齿轮套装在螺杆的头部，主动锥齿轮和从动锥齿轮相啮合，拆卸螺母套装在螺杆的尾部，端盖安装在竖向口上。

进一步地，海洋试验组件包括外壳、密封盖体、腐蚀介质通入单元和多个润滑单元，外壳通过密封盖体密封盖装在试验行星齿轮箱上，多个润滑单元竖直安装在外壳内并通过滴油式润滑的方式为试验行星齿轮箱内部提供润滑，腐蚀介质通入单元密封插装在外壳的下部并向试验行星齿轮箱内部提供腐蚀介质。

进一步地，每个润滑单元均包括环形筒体、环形磁石、铝滑道和润滑油滤网，铝滑道水平安装在外壳内的下部，外壳为材料铝制成的壳体，润滑油滤网内嵌到环形磁石上，环形筒体竖直密封安装在环形磁石上。

优选地，润滑油滤网的中部向下凸。

优选地，润滑油滤网的目数为150-300目。

更进一步地，介质通入管密封插装在外壳的下部并向外壳内延伸，介质喷头与位于外壳内的介质通入管的端部密封连接。

优选地，介质喷头包括喷头壳体和至少一组螺旋叶，螺旋叶安装在喷头壳体内，实现对腐蚀介质通入角度的扰动。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

1、本发明适用于船舶中的大功率行星齿轮箱试验；试验平台为功率封闭系统，不需要附加的封闭陪试箱及有关传动件，功率流在两台行星减速器（指试验行星齿轮箱7和陪试齿轮箱10）内封闭循环，因而驱动装置的功率消耗更少，其功率仅为克服试验平台的摩擦功耗即可，行星齿轮箱试验的功率由机械功率封闭系统内的加载器加载，原理清晰，易于实现。

2、本发明通过加载器并把输出端与输出端之间用传动轴穿过试验行星齿轮箱与陪试行星齿轮箱内部联接起来，形成封闭状态。试验时，由动力源（指驱动装置1）驱动试验台，而驱动功率只需要克服齿轮箱封闭系统的摩擦功耗；通过加载器施加扭矩，扭矩通过扭力轴组件加载到试验行星齿轮箱和陪试行星齿轮箱，形成封闭功率流；采用机械加载的方法进行加载，确保试验能进行全负荷及其他各负荷工况下的试验。

3、本发明的扭力轴组件同样采用了多段轴连接而成，但本发明的多根轴段之间是通过夹持槽体和夹紧组件协同作用将相邻两根轴段之间联接成为一体的。无需使用专用设备进行加工，只需要在加工轴段的时候，直接加工出轴向定位凸起和轴向定位凹槽即可，不但降低了加工难度，而且还减少了加工工序，进而有效降低了扭力轴组件的生产成本。

同时，本发明所采用的夹持槽体和夹紧组件连接后，相邻两根轴段的外径是相同的，不影响扭力轴上套装有如轴承或齿轮等传动件，而且本发明的上述连接方式连接可靠，在对扭力轴进行试验的过程中，扭力轴的转速在3500r/m以上时，其大扭矩传递也不受影响，因此，本发明的扭力轴组件在满足降低生产成本的前提下，还能够满足实际使用工况的需求。

4、本发明的试验台中还设有海洋试验组件，该海洋试验组件能够模拟真正大型船舶在海上行驶时可能会遇到的各种复杂情况，如齿轮箱在长期使用时，可能会面临高盐雾、砂石以及海水溅射等情况。本发明通过腐蚀介质通入单元来通入外置的上述腐蚀介质。同时，本发明通过不同数量的螺旋叶来调整进入到喷嘴内的腐蚀介质的流动方向，进而来实现接近最为真实的海上航行所遇到的情况的模拟。为大型船用传动装置的测试提供便利，尤其是在综合环境因素的作用下，齿轮的失效数据参数的准确采集，便于为检修工作人员在检修的过程中提供研判的相应理论和数据依据。

附图说明

图1是本发明的试验台整体结构俯视示意图。图2是行星齿轮箱背靠背封闭功率系统传动的原理图，其中箭头表示封闭功率流的传递方向。图3是相邻的两根轴段9-1组装前的分解示意图，其中，指向左、右两侧的箭头表示夹持槽体9-2在夹紧组件9-3的轴向推动作用下产生径向位移量的方向；指向图3中下侧的两个箭头表示夹紧组件9-3的轴向推动方向。图4是图3组装后的示意图。图5是夹紧组件9-3的结构示意图，其中，指向左侧的箭头表示上部夹紧单元9-7的轴向移动方向；指向下部的箭头表示夹紧移动块9-9受到径向力时的移动方向。图6是夹持槽体9-2的结构示意图。图7是半圆弧形夹紧块9-10的结构示意图。图8是海洋试验组件的结构示意图。图 9是海洋试验组件的俯视示意图。图10是介质喷头17-2为一组螺旋叶17-2-2时的结构示意图。图11是介质喷头17-2为两组螺旋叶17-2-2时的结构示意图。图12是轴段9-1的放大图，其中，指向上、下两侧的箭头表示夹持槽体9-2在夹紧组件9-3的轴向推动作用下产生径向位移量的方向。图13是图12在A-A处的剖视图。

其中，1为驱动装置、2为第一联轴器、3为增速器、4为第二联轴器、5为转速扭矩仪、6为第三联轴器、7为试验行星齿轮箱、8为第一联动机构、9为扭力轴组件、9-1为轴段、9-2为夹持槽体、9-3为夹紧组件、9-4为轴向定位凸起、9-5为轴向定位凹槽、9-6为长条形孔、9-7为上部夹紧单元、9-8为下部夹紧单元、9-9为夹紧移动块、9-10为半圆弧形夹紧块、9-11为螺杆、9-12为拆卸螺母、9-13为从动锥齿轮、9-14为主动锥齿轮、9-15为轮轴、9-16为端盖、9-17为轴承座、9-18为轮轴固定座、9-19为轮轴安装座、9-20为螺杆调心座、10为陪试齿轮箱、11为第四联轴器、12为第二联动机构、13为加载器、14为外壳、15为密封盖体、16为润滑单元、16-1为环形筒体、16-2为环形磁石、16-3为铝滑道、16-4为润滑油滤网、17为腐蚀介质通入单元、17-1为介质通入管、17-2为介质喷头、17-2-1为喷头壳体、17-2-2为螺旋叶、18为行星齿轮箱背靠背封闭功率系统；

另外，19为传动轴、20为试验二级太阳轮、21为试验二级行星架、22为试验二级行星齿轮、23为试验二级内齿圈、24为试验一级太阳轮、25为试验一级行星齿轮、26为试验一级内齿圈、27为试验一级行星架、28为试验二级浮动齿圈、29为第一联接件、30为中间轴、31为第二联接件、32为陪试一级行星架、33为陪试一级太阳轮、34为陪试二级浮动齿圈、35为陪试一级行星齿轮、36为陪试一级内齿圈、37为陪试二级太阳轮、38为陪试二级行星齿轮、39为陪试二级内齿圈、40为陪试二级行星架、41为第三联接件。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图13说明本实施方式，本实施方式的一种大功率重载行星齿轮背靠背试验台包括驱动装置1、第一联轴器2、增速器3、第二联轴器4和转速扭矩仪5，驱动装置1、第一联轴器2、增速器3、第二联轴器4和转速扭矩仪5由左至右顺次连接，它还包括行星齿轮箱背靠背封闭功率系统18和海洋试验组件；行星齿轮箱背靠背封闭功率系统18包括第三联轴器6、试验行星齿轮箱7、第一联动机构8、扭力轴组件9、陪试齿轮箱10、第四联轴器11、第二联动机构12和加载器13，第三联轴器6、试验行星齿轮箱7、第一联动机构8、扭力轴组件9、陪试齿轮箱10、第四联轴器11、第二联动机构12和加载器13由左至右依次连接；扭力轴组件9包括夹持槽体9-2、夹紧组件9-3和多根轴段9-1，相邻两根轴段9-1中左轴部件的右侧加工有轴向定位凸起9-4，右轴部件上在与轴向定位凸起9-4相对应的一侧端面上加工有轴向定位凹槽9-5，夹持槽体9-2同轴套装在轴向定位凸起9-4上，夹紧组件9-3内嵌在轴向定位凹槽9-5内，右轴部件同轴套装在夹持槽体9-2上并通过夹紧组件9-3提供的轴向位移量将夹持槽体9-2与轴向定位凸起9-4夹紧，夹持槽体9-2在夹紧组件9-3的轴向推动作用下产生径向位移量并与右轴部件的轴向定位凹槽9-5胀紧连接；海洋试验组件安装在试验行星齿轮箱7的外壳体上并为试验行星齿轮箱7内提供腐蚀介质和润滑油，实现模拟海洋环境试验。

其中，本实施方式的加载器13上的传动轴19与扭力轴组件9之间通过齿式联轴器或花键联接。并为试验台提供所需的扭矩。

本实施方式试验台的驱动装置1为试验台提供所需的转速，其功率仅用于克服整个试验平台的摩擦功耗，这与试验平台中各设备的摩擦功耗有关，一般为试验行星齿轮箱7功率的5～10%。驱动装置1带动整个试验平台达到试验行星齿轮箱7所需的试验转速，然后加载器13为试验行星齿轮箱7提供所需的扭矩，实时加载到任意扭矩值，加载平顺无冲击。

本实施方式的试验行星齿轮箱7包括试验二级太阳轮20、试验二级行星架21、试验二级行星齿轮22、试验二级内齿圈23、试验一级太阳轮24、试验一级行星齿轮25、试验一级内齿圈26、试验一级行星架27和试验二级浮动齿圈28，试验一级太阳轮24套装在扭力轴组件9上，试验一级行星齿轮25套装在试验一级行星架27上，试验一级行星齿轮25的外齿与试验一级太阳轮24的外齿相啮合；试验二级太阳轮20套装在试验一级行星齿轮25上，试验二级太阳轮20的试验一级内齿圈26的内齿与试验一级行星齿轮25的外齿相啮合；试验二级行星齿轮22套装在试验二级行星架21上，试验二级行星齿轮22的外齿与试验二级太阳轮20的外齿相啮合，试验二级浮动齿圈28套装在试验二级行星齿轮22和试验一级行星架27上，试验二级浮动齿圈28的试验二级内齿圈23的内齿分别与试验二级行星齿轮22的外齿和试验一级行星架27的外齿相啮合。

本实施方式的第一联动机构8包括第一联接件29、中间轴30和第二联接件31，第一联接件29、中间轴30和第二联接件31由左至右依次连接，用于试验行星齿轮箱7和陪试齿轮箱10的连接。

本实施方式的第一联接件29与试验行星齿轮箱7的试验一级行星架27连接，第二联接件31与陪试齿轮箱10的陪试一级行星架32连接。

本实施方式的陪试齿轮箱10包括陪试一级行星架32、陪试一级太阳轮33、陪试二级浮动齿圈34、陪试一级行星齿轮35、陪试一级内齿圈36、陪试二级太阳轮37、陪试二级行星齿轮38、陪试二级内齿圈39和陪试二级行星架40；陪试一级太阳轮33同轴套装在扭力轴组件9上，陪试一级行星齿轮35套装在陪试一级行星架32上，陪试一级行星齿轮35的外齿与陪试一级太阳轮33的外齿相啮合，陪试二级太阳轮37套装在陪试一级行星齿轮35上，且陪试二级太阳轮37的陪试一级内齿圈36的内齿与陪试一级行星齿轮35的外齿相啮合，陪试二级行星齿轮38套装在陪试二级行星架40上，陪试二级内齿圈39套装在陪试一级行星架32和陪试二级行星齿轮38上，陪试二级内齿圈39上的陪试二级浮动齿圈34的内齿与陪试一级行星架32的外齿相啮合，陪试二级内齿圈39内齿和陪试二级行星齿轮38的外齿相啮合。

本实施方式中的陪试齿轮箱10还包括第三联接件41，陪试一级太阳轮33与加载器13之间通过第三联接件41连接。

对于行星齿轮箱的试验，根据其驱动和加载方式的不同，分为开式试验台和封闭功率流式试验台。开式试验台由动力源（电动机）、试验齿轮箱、耗功装置的功率需要与试验齿轮箱的功率相等。封闭功率流式试验台是将试验行星齿轮箱与陪试行星齿轮箱的背靠背(输出端与输出端)通过联接机构相连；

本发明可用于行星齿轮箱的全转速全负荷性能试验，尤其适用于重载行星齿轮箱的动平衡试验。

本发明尤其针对重载行星齿轮箱的全负荷长时间性能试验或可靠性试验时试验平台造价高、功耗大、经济性差等突出问题，利用行星齿轮箱输入和输出同轴的特性，采用背靠背的试验方式，实现行星齿轮箱的全转速全负荷性能试验，同时通过布置的转速扭矩仪，实现传动效率的精确测量。

本发明的试验平台占地面积较小。采用机械封闭功率的方式进行加载。驱动装置功率仅为封闭系统内的摩擦功耗，功率较小。加载装置可以实时任意加载。适用于行星齿轮箱性能试验，尤其是大功率行星齿轮箱。

具体实施方式二：结合图3、图4和图6说明本实施方式，本实施方式的夹持槽体9-2为带有倒锥形凹槽的圆柱形槽体，且所述圆柱形槽体上沿其轴线方向开设有多个长条形孔9-6。如此设置，在实际使用时，倒锥形凹槽的圆柱形槽体的锥度是与轴向定位凸起9-4的外圆周面相配合的，轴向定位凸起9-4的外圆周锥度为1:15-1:20,便于保证夹持槽体9-2与轴向定位凸起9-4之间实现套紧配合，多个长条形孔9-6的微位移外扩便于将轴向定位凸起9-4牢固的夹紧在轴向定位凹槽9-5内，靠摩擦力实现精确传动。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

本实施方式中的长条形孔9-6沿圆周方向呈环形阵列的方式开设，其数量为4至8个。实际使用时优选4个或6个，如此设置，便于保证夹持槽体9-2夹紧的夹紧程度，而且长条形孔在圆柱形槽体受到挤压力时，径向方向上产生微位移，进而还能够起到对轴向定位凹槽9-5的胀紧作用，保证相邻两个轴段9-1之间连接的可靠性，也能够保证传递出准确的扭矩。

具体实施方式三：结合图3、图4和图5说明本实施方式，本实施方式的夹紧组件9-3包括上部夹紧单元9-7、下部夹紧单元9-8和夹紧移动块9-9，上部夹紧单元9-7和下部夹紧单元9-8在轴线方向上左右布置在轴向定位凹槽9-5内，且下部夹紧单元9-8与轴向定位凹槽9-5的槽底端面相抵，上部夹紧单元9-7和下部夹紧单元9-8的相对应的一侧加工有斜面，上部夹紧单元9-7的斜面和下部夹紧单元9-8的斜面形成倒锥形空间，夹紧移动块9-9滑动安装在所述倒锥形空间内，且夹紧移动块9-9的外侧壁分别与上部夹紧单元9-7的斜面和下部夹紧单元9-8的斜面相接触。

如此设置，由于下部夹紧单元9-8的端面与轴向定位凹槽9-5的槽体相抵，使得夹紧移动块9-9对下部夹紧单元9-8产生作用力时，下部夹紧单元9-8不会产生微位移，上部夹紧单元9-7产生朝向轴向定位凹槽9-5的微位移，该微位移促使夹持槽体9-2轴向移动并外扩，轴向定位凹槽9-5的内侧壁将夹持槽体9-2夹紧，进而实现相邻两根轴段9-1之间的连接。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。

本实施方式在实际使用时，在开设有轴向定位凹槽9-5的轴段9-1外圆周上开设有多个沉孔，夹紧移动块9-9的上部加工有内六角孔，将外置的用于旋拧拆卸的“L”形螺栓扳手的竖直段的螺栓的下部端面加工成外六角形，将螺栓旋拧在沉孔内，当螺栓向下运动过程中，螺栓的外六角形插入在夹紧移动块9-9的内六角孔内，在“L”形螺栓扳手的转动过程中带动夹紧移动块9-9向下运动，进而为上部夹紧单元9-7在轴向方向的移动提供驱动动力，在拆卸时，反向操作即可。

具体实施方式四：结合图3至图6说明本实施方式，本实施方式的上部夹紧单元9-7和下部夹紧单元9-8均包括两个半圆弧形夹紧块9-10，两个半圆弧形夹紧块9-10在同一平面内相对布置，且两个半圆弧形夹紧块9-10之间留有缝隙。

如此设置，缝隙用于实现夹持槽体9-2的定位，所述缝隙的范围为3 mm -10mm，在夹持槽体9-2的外侧端面上加工有定位柱，该定位柱在装配时，能够准确插装在所述缝隙内，进而保证相邻两根轴段9-1之间连接的同轴度。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式五：结合图3、图4、图12和图13说明本实施方式，本实施方式的扭力轴组件9还包括拆卸装置，拆卸装置内嵌在左轴部件内并向轴向定位凸起9-4侧延伸直至伸出将夹持槽体9-2顶下，其中，拆卸装置包括螺杆9-11、拆卸螺母9-12、从动锥齿轮9-13、主动锥齿轮9-14、轮轴9-15和端盖9-16，螺杆9-11沿左轴部件的轴线方向水平可转动安装在左轴部件的轴向口内，轮轴9-15沿左轴部件的径向方向竖直可转动安装在左轴部件的竖向口内，且轴向口与竖向口相连通；主动锥齿轮9-14套装在轮轴9-15上，从动锥齿轮9-13套装在螺杆9-11的头部，主动锥齿轮9-14和从动锥齿轮9-13相啮合，拆卸螺母9-12套装在螺杆9-11的尾部，端盖9-16安装在竖向口上。

如此设置，当需要对超长轴系进行拆卸时，先将端盖9-16拆卸下来，然后采用外置内六角扳手插装在轮轴9-15的尾部，转动扳手，扳手带动轮轴9-15、主动锥齿轮9-14、从动锥齿轮9-13和螺杆9-11运动，位于螺杆9-11上的拆卸螺母9-12沿其螺纹向右侧做水平运动，直至与夹持槽体9-2的底端面接触并施加轴向力，将夹持槽体9-2顶下来，完成夹持槽体9-2在轴向定位凸起9-4上的拆卸。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。

需要说明的是，为了保证拆卸螺母9-12能够实现水平的轴线运动，在拆卸螺母9-12的外圆周方向上开设有导向槽，所述导向槽与拆卸螺母9-12同轴线设置，与此同时，在轴向定位凸起9-4的轴向口内加工有与所述导向槽滑动配合的导向凸台，导向凸台位于导向槽内，以此来实现拆卸螺母9-12沿其轴线方向水平滑动。

本实施方式中的拆卸装置在实际使用时，还包括轴承座9-17、轮轴固定座9-18、轮轴安装座9-19和螺杆调心座9-20，螺杆9-11的头部为光轴，用于套装从动锥齿轮9-13，其中，螺杆9-11的头部与从动锥齿轮9-13之间键连接，螺杆调心座9-20安装在轴向口内，螺杆调心座9-20与轴段9-1同轴线布置，螺杆9-11通过轴承转动安装在螺杆调心座9-20内，螺杆9-11的尾部为外螺纹，螺杆9-11与拆卸螺母9-12之间相互配合形成螺母丝杠副，轮轴安装座9-19固定安装在竖向口内，轮轴9-15转动插装在轮轴安装座9-19上，轮轴9-15的上部通过轴承与位于竖向口内的轮轴固定座9-18套装，用于限制轮轴9-15的轴线度，同时也能保证轴段9-1在高速旋转过程中保持结构的稳定性，主动锥齿轮9-14与轮轴9-15之间键连接。

还需要说明的是，本实施方式的拆卸装置在安装时，螺杆调心座9-20上开设有与轴向定位凸起9-4的轴向口内加工的导向凸台相配合的让位凹槽，所述让位凹槽便于螺杆9-11安装后，螺杆调心座9-20顺利安装在轴向定位凸起9-4的轴向口内，不但便于安装，而且还避免因导向凸台的开设而造成的安装困难的问题。

本实施方式中采用了拆卸装置，该拆卸装置在实验完成后能够进行拆卸，避免轴段9-1的浪费，而且还能够再利用，进而节约成本。

具体实施方式六：结合图7和图8说明本实施方式，本实施方式的海洋试验组件包括外壳14、密封盖体15、腐蚀介质通入单元17和多个润滑单元16，外壳14通过密封盖体15密封盖装在试验行星齿轮箱7上，多个润滑单元16竖直安装在外壳14内并通过滴油式润滑的方式为试验行星齿轮箱7内部提供润滑，腐蚀介质通入单元17密封插装在外壳14的下部并向试验行星齿轮箱7内部提供腐蚀介质。

如此设置，试验行星齿轮箱7的壳体上开设有排油孔，本实施方式采用润滑单元16实现对试验行星齿轮箱7的润滑。腐蚀介质通入单元17与外置的海洋工况模拟装置连接，腐蚀介质通入单元17的数量是多个，主要是为了提供盐雾、雨滴、砂石等环境模拟。外置的海洋工况模拟装置为现有技术，此处不再赘述。其它组成和连接关系与具体实施方式一至五中任意一项相同。

另外，本实施方式在实际使用时，还会有高温和高湿的环境模拟，该模拟的高温在壳体上增加加热线圈等形式来实现，高湿的环境在通入盐雾时，按照海水湿度比例增加即可实现。此处不再赘述。

具体实施方式七：结合图7和图8说明本实施方式，本实施方式的每个润滑单元16均包括环形筒体16-1、环形磁石16-2、铝滑道16-3和润滑油滤网16-4，铝滑道16-3水平安装在外壳14内的下部，外壳14为材料铝制成的壳体，润滑油滤网16-4内嵌到环形磁石16-2上，环形筒体16-1竖直密封安装在环形磁石16-2上。

如此设置，本实施方式的润滑形式，主要是通过试验行星齿轮箱7在运行时，产生的振动将润滑油进行滴落，同时，还可以通过多个润滑单元16自身在滑道上受相同磁性排斥以及振动协同作用后产生的晃动进行滴落。其它组成和连接关系与具体实施方式一至六中任意一项相同。

本实施方式的铝滑道和铝壳体都不与环形磁石16-2发生吸附作用，而且环形磁石16-2在铝滑道16-3内能够发生任意位置的滑动，而且相邻两个润滑单元16中的环形磁石16-2的磁性相同。进而保证多个润滑单元16之间保持距离，对不同的位置进行滴油，实现润滑。

由于润滑是齿轮箱管理的基础工作之一,良好的润滑状态能够有利于保证齿轮箱的可靠运行、降低摩擦功耗、减少温升和磨损以及润滑剂的消耗量，避免齿轮和轴承的过渡磨损。而本发明采用滴落的方式进行润滑，并有效利用了齿轮箱的振动，节省了润滑油用量。

具体实施方式八：结合图7和图8说明本实施方式，本实施方式的润滑油滤网16-4的中部向下凸。如此设置，便于准确的滴落润滑油。其它组成和连接关系与具体实施方式一至七中任意一项相同。

具体实施方式九：结合图8说明本实施方式，本实施方式的润滑油滤网16-4的目数为150-300目。如此设置，便于保证在振动和晃动的协同作用下实现润滑油的滴落，并控制润滑油的滴落量，同时，还能够过滤掉润滑油中的杂质。其它组成和连接关系与具体实施方式一至八中任意一项相同。

具体实施方式十：结合图7、图10和图11说明本实施方式，本实施方式的腐蚀介质通入单元17包括介质通入管17-1和介质喷头17-2，介质通入管17-1密封插装在外壳14的下部并向外壳14内延伸，介质喷头17-2与位于外壳14内的介质通入管17-1的端部密封连接。

如此设置，介质通入管17-1为防腐材质制成。其它组成和连接关系与具体实施方式一至九中任意一项相同。

本实施方式中的介质喷头17-2在实际使用时，其安装角度可任意调整，但介质喷头17-2朝向外壳14并与外壳14之间具有夹角，便于保证喷入介质的随机性，更加符合海洋环境中的不确定性。

具体实施方式十一：结合图10和图11说明本实施方式，本实施方式的介质喷头17-2包括喷头壳体17-2-1和至少一组螺旋叶17-2-2，螺旋叶17-2-2安装在喷头壳体17-2-1内，实现对腐蚀介质通入角度的扰动。

如此设置，不同数量的螺旋叶使得进入的介质受螺旋作用，产生不同的通入角度。其它组成和连接关系与具体实施方式一至十中任意一项相同。

结合图1至图13说明本发明的工作原理：

本发明的驱动装置为试验台提供所需的转速，其功率仅用于克服整个试验平台的摩擦功耗，这与试验平台中各设备的摩擦功耗有关，一般为试验行星齿轮箱功率的5～10%；加载器为试验台提供所需的扭矩。

本发明的试验原理：大功率行星齿轮背靠背试验台采用机械封闭功率方式加载，进行试验时，由驱动装置带动整个试验平台达到试验行星齿轮箱所需的试验转速，然后加载器为试验行星齿轮箱提供所需的扭矩，实时加载到任意扭矩值，加载平顺无冲击。

本发明的海洋模拟原理：将外置的海洋工况模拟装置与腐蚀介质通入单元17连接，根据实际使用环境和试验数据采集需求，分别或同时通入一定时间的盐雾、雨滴、砂石、高湿等介质，实现多工况模拟。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明的，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其他变化，以及应用到本发明未提及的领域中，当然，这些依据本发明精神所做的变化都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (8)

1.一种大功率重载行星齿轮背靠背试验台，它包括驱动装置（1）、第一联轴器（2）、增速器（3）、第二联轴器（4）和转速扭矩仪（5），驱动装置（1）、第一联轴器（2）、增速器（3）、第二联轴器（4）和转速扭矩仪（5）由左至右顺次连接，其特征在于：它还包括行星齿轮箱背靠背封闭功率系统（18）和海洋试验组件；

行星齿轮箱背靠背封闭功率系统（18）包括第三联轴器（6）、试验行星齿轮箱（7）、第一联动机构（8）、扭力轴组件（9）、陪试齿轮箱（10）、第四联轴器（11）、第二联动机构（12）和加载器（13），转速扭矩仪（5）和试验行星齿轮箱（7）的一端之间通过第三联轴器（6）连接，试验行星齿轮箱（7）的另一端和陪试齿轮箱（10）的一端之间通过扭力轴组件（9）连接，第一联动机构（8）安装在试验行星齿轮箱（7）的另一端和陪试齿轮箱（10）的一端之间的扭力轴组件（9）上，陪试齿轮箱（10）的另一端和加载器（13）之间通过第四联轴器（11）连接，第二联动机构（12）套装在第四联轴器（11）上；

扭力轴组件（9）包括夹持槽体（9-2）、夹紧组件（9-3）和多根轴段（9-1），相邻两根轴段（9-1）中左轴部件的右侧加工有轴向定位凸起（9-4），右轴部件上在与轴向定位凸起（9-4）相对应的一侧端面上加工有轴向定位凹槽（9-5），夹持槽体（9-2）同轴套装在轴向定位凸起（9-4）上，夹紧组件（9-3）内嵌在轴向定位凹槽（9-5）内，右轴部件同轴套装在夹持槽体（9-2）上并通过夹紧组件（9-3）提供的轴向位移量将夹持槽体（9-2）与轴向定位凸起（9-4）夹紧，夹持槽体（9-2）在夹紧组件（9-3）的轴向推动作用下产生径向位移量并与右轴部件的轴向定位凹槽（9-5）胀紧连接；

夹持槽体（9-2）为带有倒锥形凹槽的圆柱形槽体，且所述圆柱形槽体上沿其轴线方向开设有多个长条形孔（9-6）；

夹紧组件（9-3）包括上部夹紧单元（9-7）、下部夹紧单元（9-8）和夹紧移动块（9-9），上部夹紧单元（9-7）和下部夹紧单元（9-8）在轴线方向上左右布置在轴向定位凹槽（9-5）内，且下部夹紧单元（9-8）与轴向定位凹槽（9-5）的槽底端面相抵，上部夹紧单元（9-7）和下部夹紧单元（9-8）的相对应的一侧加工有斜面，上部夹紧单元（9-7）的斜面和下部夹紧单元（9-8）的斜面形成倒锥形空间，夹紧移动块（9-9）滑动安装在所述倒锥形空间内，且夹紧移动块（9-9）的外侧壁分别与上部夹紧单元（9-7）的斜面和下部夹紧单元（9-8）的斜面相接触；

海洋试验组件安装在试验行星齿轮箱（7）的外壳体上并为试验行星齿轮箱（7）内提供腐蚀介质和润滑油。

2.根据权利要求1所述的一种大功率重载行星齿轮背靠背试验台，其特征在于：上部夹紧单元（9-7）和下部夹紧单元（9-8）均包括两个半圆弧形夹紧块（9-10），两个半圆弧形夹紧块（9-10）在同一平面内相对布置，且两个半圆弧形夹紧块（9-10）之间留有缝隙。

3.根据权利要求1所述的一种大功率重载行星齿轮背靠背试验台，其特征在于：扭力轴组件（9）还包括拆卸装置，拆卸装置内嵌在左轴部件内并向轴向定位凸起（9-4）侧延伸直至伸出将夹持槽体（9-2）顶下，其中，拆卸装置包括螺杆（9-11）、拆卸螺母（9-12）、从动锥齿轮（9-13）、主动锥齿轮（9-14）、轮轴（9-15）和端盖（9-16），螺杆（9-11）沿左轴部件的轴线方向水平可转动安装在左轴部件的轴向口内，轮轴（9-15）沿左轴部件的径向方向竖直可转动安装在左轴部件的竖向口内，且轴向口与竖向口相连通；主动锥齿轮（9-14）套装在轮轴（9-15）上，从动锥齿轮（9-13）套装在螺杆（9-11）的头部，主动锥齿轮（9-14）和从动锥齿轮（9-13）相啮合，拆卸螺母（9-12）套装在螺杆（9-11）的尾部，端盖（9-16）安装在竖向口上。

4.根据权利要求3所述的一种大功率重载行星齿轮背靠背试验台，其特征在于：海洋试验组件包括外壳（14）、密封盖体（15）、腐蚀介质通入单元（17）和多个润滑单元（16），外壳（14）通过密封盖体（15）密封盖装在试验行星齿轮箱（7）上，多个润滑单元（16）竖直安装在外壳（14）内并通过滴油式润滑的方式为试验行星齿轮箱（7）内部提供润滑，腐蚀介质通入单元（17）密封插装在外壳（14）的下部并向试验行星齿轮箱（7）内部提供腐蚀介质。

5.根据权利要求4所述的一种大功率重载行星齿轮背靠背试验台，其特征在于：每个润滑单元（16）均包括环形筒体（16-1）、环形磁石（16-2）、铝滑道（16-3）和润滑油滤网（16-4），铝滑道（16-3）水平安装在外壳（14）内的下部，外壳（14）为材料铝制成的壳体，润滑油滤网（16-4）内嵌到环形磁石（16-2）上，环形筒体（16-1）竖直密封安装在环形磁石（16-2）上。

6.根据权利要求5所述的一种大功率重载行星齿轮背靠背试验台，其特征在于：润滑油滤网（16-4）的中部向下凸，润滑油滤网（16-4）的目数为150-300目。

7.根据权利要求6所述的一种大功率重载行星齿轮背靠背试验台，其特征在于：腐蚀介质通入单元（17）包括介质通入管（17-1）和介质喷头（17-2），介质通入管（17-1）密封插装在外壳（14）的下部并向外壳（14）内延伸，介质喷头（17-2）与位于外壳（14）内的介质通入管（17-1）的端部密封连接。

8.根据权利要求7所述的一种大功率重载行星齿轮背靠背试验台，其特征在于：介质喷头（17-2）包括喷头壳体（17-2-1）和至少一组螺旋叶（17-2-2），螺旋叶（17-2-2）安装在喷头壳体（17-2-1）内，实现对腐蚀介质通入角度的扰动。