CN116413025A - 一种齿轮转子系统机械封闭功率流式振动试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于机械测量技术领域，具体涉及一种齿轮转子系统机械封闭功率流式振动试验装置，解决了现有的开放功率式齿轮箱试验台能源消耗太大的问题。装置包括基准平板，电机，陪试齿轮箱，被试齿轮箱，连接装置，加载器以及传感器。此试验台将陪试齿轮箱与被试齿轮箱的输出端、输入端分别对应的连接起来，形成封闭状态，并在陪试齿轮箱输出侧串联上加载装置，即可对试验齿轮箱进行加载；被试齿轮箱中有电涡流位移传感器以及加速度传感器，可实现在较高载荷下对齿轮与齿轮轴的位移振动以及齿轮的周向加速度的测量。本装置操作简单，可以进行连续测量，结构紧凑，且节省能源，其电机的输入功率只需补偿装置内部的摩擦等损耗的功率，该损耗功率只有系统内封闭功率值的15％，具体大小由测试的齿轮箱效率等性能而定。

Description

一种齿轮转子系统机械封闭功率流式振动试验装置
技术领域
本发明属于机械测量技术领域，具体涉及一种齿轮转子系统机械封闭功率流式振动试验装置。
背景技术
齿轮试验台广泛应用于齿轮产品测试和实验室测试，以及工程器械实验等场合。然而，开放式功率流齿轮试验台却有较大的能量浪费。与之相比，封闭功率流式齿轮试验台的能量消耗较少，尤其适用于高功率长时间工作的场合。因此设计研发一款符合试验要求的封闭功率流式齿轮试验台在齿轮振动试验中有十分重要的意义。
发明内容
本发明提供了一种可以在一定功率和转速的情况下测量齿轮传动过程中的轴心运动轨迹和齿轮轮体扭转振动加速度的封闭功率流式齿轮试验台，同时提供一种较为简单易使用的机械加载器结构。其技术方案如下：
一种齿轮转子系统机械封闭功率流式振动试验装置，包括基准平板27；基准平板27上设有陪试齿轮箱1、轴承支架28、转速转矩传感器支架29；被试齿轮箱12以及滑环支架30，均采用螺栓与基准平板27连接。基准平板27安装在钢支架25上，钢支架25上安装有电机26，电机26通过皮带和带轮24、25与陪试齿轮高速轴2相连。
试验台包括高速轴系与低速轴系，高速轴系包括陪试小齿轮19、被试小齿轮21、联轴器二6、联轴器三8、高速中间轴5、转速转矩传感器7、被试齿轮高速轴31、左加载器3与右加载器4、陪试齿轮低速轴2。高速轴系的具体装配关系为：陪试齿轮箱1中安装有两个陪试齿轮18与19，陪试齿轮通过陪试齿轮高速轴2与低速轴17以及轴承与陪试齿轮箱1相连；陪试齿轮箱1上部有陪试齿轮箱盖22，陪试齿轮高速轴2一端通过键与左加载器3连接；左加载器3直径较小的圆周上有均匀分布的卡槽，用于卡住扭力扳手来施加扭矩；左加载器3直径较大的圆周上有均匀分布的圆柱销孔，用于与右加载器4配合产生相对角位移来产生扭矩；左加载器3与右加载器4通过销轴连接；右加载器4的结构特征与左加载器3一致；右加载器4一端安装有高速中间轴5，高速中间轴5通过联轴器二6与转速转矩传感器7相连；转速转矩传感器7另一端安装有联轴器三8，联轴器三8与被试齿轮高速轴31相连；被试齿轮高速轴31中段安装有被试小齿轮21，被试齿轮高速轴31另一端与滑环11相连，用于导出信号，被试齿轮高速轴31靠近滑环11端为中空结构，便于测试数据线穿出；被试大齿轮20与被试小齿轮21相啮合。低速轴系包括陪试大齿轮18、被试大齿轮20、联轴器四16、联轴器五14、低速中间轴15、被试齿轮低速轴13、陪试齿轮低速轴17。低速轴系的具体装配关系为：被试大齿轮20安装在被试齿轮低速轴13的中段，被试齿轮低速轴13一端也与滑环相连，被试齿轮低速轴13靠近滑环一端为中空结构，被试齿轮高速轴31与低速轴13均安装在被试齿轮箱12中，被试齿轮低速轴13另一端通过联轴器五14与低速中间轴15相连，低速中间轴15中部安装有支撑轴承32，低速中间轴15通过联轴器四16与陪试齿轮低速轴17相连，陪试小齿轮19与陪试大齿轮18相啮合。
进一步地，被试齿轮箱12中安装有非接触式电涡流位移传感器9，用于检测与齿轮相连轴在x、y、z方向的振动；沿齿轮轮体侧面有加速度传感器支架，支架上安装有加速度传感器10，用于检测齿轮轮体的周向振动加速度。
相对现有技术，本发明所述的一种齿轮转子系统机械封闭功率流式振动试验装置具有以下优势：
本发明所述的一种齿轮转子系统机械封闭功率流式振动试验装置，配合使用加载器以及非接触式电涡流位移传感器和加速度传感器，可以测试齿轮在较高载荷下的振动以及周向加速度。本装置操作简单，可以进行连续测量，结构紧凑，且节省能源，其电机的输入功率只需补偿装置内部的摩擦等损耗的功率，该损耗功率大约只有系统内封闭功率值的15％，具体大小由测试的齿轮箱效率等性能而定。
附图说明
图1为本发明实施例所述的一种齿轮转子系统机械封闭功率流式振动试验装置第一结构示意图；
图2为本发明实施例所述的一种齿轮转子系统机械封闭功率流式振动试验装置俯视结构示意图；
图3为本发明实施例所述的一种齿轮转子系统机械封闭功率流式振动试验装置测试时封闭系统内的功率流的示意图；
图4为本发明实施例所述的一种齿轮转子系统机械封闭功率流式振动试验装置加载器的主视图与左视全剖图；
附图标记说明：
1-陪试齿轮箱，2-陪试齿轮高速轴，3-左加载器，4-右加载器，5-高速中间轴，6-联轴器二，7-转速转矩传感器，8-联轴器三，9-电涡流位移传感器，10-加速度传感器，11-滑环，12-被试齿轮箱，13-被试齿轮低速轴，14-联轴器五，15-低速中间轴，16-联轴器四，17-陪试齿轮低速轴，18-陪试大齿轮，19-陪试小齿轮，20-被试大齿轮，21-被试小齿轮，22-陪试齿轮箱盖，23-小带轮，24-大带轮，25-钢支架，26-电机，27-基准平板，28-轴承支架，29-转速转矩传感器支架，30-滑环支架，31-被试齿轮高速轴，32-支撑轴承。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
参照图1、图2、图3，一种齿轮转子系统机械封闭功率流式振动试验装置，包括高速轴系与低速轴系，高速轴系包括陪试小齿轮19、被试小齿轮21、联轴器二6、联轴器三8、高速中间轴5、转速转矩传感器7、被试齿轮高速轴31、加载器3与4、陪试齿轮高速轴2；低速轴系包括陪试大齿轮18、被试大齿轮20、联轴器四16、联轴器五14、低速中间轴15、被试齿轮低速轴13、陪试齿轮低速轴17。高速轴系与低速轴系之间靠被试大小齿轮相互啮合以及陪试大小齿轮相互啮合连接到一起，使系统形成一个封闭的整体。
在对被试齿轮20、21进行全转速全负荷试验时，首先，用扭力扳手旋转加载器使封闭系统内产生所需的封闭扭矩，然后启动电机带动陪试齿轮箱转动，再通过一系列的连接件带动整个封闭系统旋转，从而使一封闭功率流周而复始地流经被试齿轮箱，转速转矩传感器测量齿轮的扭矩和转速，电涡流传感器以及加速度传感器测量齿轮的位移以及振动，从而完成试验。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”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”等仅用于描述目的，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数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或着更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或者两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种齿轮转子系统机械封闭功率流式振动试验装置，其特征在于基准平板27上设有陪试齿轮箱1、轴承支架28、转速转矩传感器支架29；被试齿轮箱12以及滑环支架30，均采用螺栓与基准平板27连接，基准平板27安装在钢支架25上，钢支架25上安装有电机26，电机26通过皮带和带轮24、25与陪试齿轮高速轴2相连。
2.根据权利要求1所述的一种齿轮转子系统机械封闭功率流式振动试验装置，其特征在于试验台包括高速轴系与低速轴系，高速轴系包括陪试小齿轮19、被试小齿轮21、联轴器二6、联轴器三8、高速中间轴5、转速转矩传感器7、被试齿轮高速轴31、左加载器3与右加载器4、陪试齿轮低速轴2；低速轴系包括陪试大齿轮18、被试大齿轮20、联轴器四16、联轴器五14、低速中间轴15、被试齿轮低速轴13、陪试齿轮低速轴17。
3.根据权利要求2所述的一种齿轮转子系统机械封闭功率流式振动试验装置，其特征在于高速轴系的具体装配关系为：陪试齿轮箱1中安装有两个陪试齿轮18与19，陪试齿轮通过陪试齿轮高速轴2与低速轴17以及轴承与陪试齿轮箱1相连；陪试齿轮箱1上部有陪试齿轮箱盖22，陪试齿轮高速轴2一端通过键与左加载器3连接；左加载器3直径较小的圆周上有均匀分布的卡槽，用于卡住扭力扳手来施加扭矩；左加载器3直径较大的圆周上有均匀分布的圆柱销孔，用于与右加载器4配合产生相对角位移来产生扭矩；左加载器3与右加载器4通过销轴连接；右加载器4的结构特征与左加载器3一致；右加载器4一端安装有高速中间轴5，中间轴5通过联轴器二6与转速转矩传感器7相连；转速转矩传感器7另一端安装有联轴器三8，联轴器三8与被试齿轮高速轴31相连；被试齿轮高速轴31中段安装有被试小齿轮21，被试齿轮高速轴31另一端与滑环11相连，用于导出信号，被试齿轮高速轴31靠近滑环11端为中空结构，便于测试数据线穿出，被试大齿轮20与被试小齿轮21相啮合。
4.根据权利要求2所述的一种齿轮转子系统机械封闭功率流式振动试验装置，其加载器3的特征在于左加载器3直径较小的圆周上有均匀分布的卡槽，用于卡住扭力扳手来施加扭矩；左加载器3直径较大的圆周上有均匀分布的圆柱销孔，用于与右加载器4配合产生相对角位移来产生扭矩。
5.根据权利要求1所述的一种齿轮转子系统机械封闭功率流式振动试验装置，其特征在于低速轴系的具体装配关系为：被试大齿轮20安装在被试齿轮低速轴13的中段，被试齿轮低速轴13一端也与滑环相连，被试齿轮低速轴13靠近滑环一端为中空结构，被试齿轮高速轴31与低速轴13均安装在被试齿轮箱12中，被试齿轮低速轴13另一端通过联轴器五14与低速中间轴15相连，低速中间轴15中部安装有支撑轴承32，低速中间轴15通过联轴器四16与陪试齿轮低速轴17相连，陪试小齿轮19与陪试大齿轮18相啮合。
6.根据权利要求2所述的一种齿轮转子系统机械封闭功率流式振动试验装置，其特征在于所述高速轴系与低速轴系之间靠被试大小齿轮相互啮合以及陪试大小齿轮相互啮合连接到一起，使系统形成一个封闭的整体。
7.根据权利要求1所述的一种齿轮转子系统机械封闭功率流式振动试验装置，其特征在于所述装置的被试齿轮箱12中安装有非接触式电涡流位移传感器9，用于检测与齿轮相连轴在x、y、z方向的振动；沿齿轮轮体侧面有加速度传感器支架，支架上安装有加速度传感器10，用于检测齿轮轮体的周向振动加速度。
8.根据权利要求1所述的一种齿轮转子系统机械封闭功率流式振动试验装置，其特征在于在对被试齿轮20、21进行全转速全负荷试验时，首先，用扭力扳手旋转加载器使封闭系统内产生所需的封闭扭矩，然后启动电机带动陪试齿轮箱转动，再通过一系列的连接件带动整个封闭系统旋转，从而使一封闭功率流周而复始地流经被试齿轮箱，转速转矩传感器测量齿轮的扭矩和转速，电涡流传感器以及加速度传感器测量齿轮的位移以及振动，从而完成试验。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116642692A (zh) * 2023-07-27 2023-08-25 江苏兰菱机电科技有限公司 一种大扭矩恒定应力加速寿命检测装置

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