CN202255869U - 齿轮箱试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种齿轮箱试验装置，包括承载平台、相对设置的第一辅助齿轮箱和第二辅助齿轮箱，所述第一辅助齿轮箱具有贯通第一辅助齿轮箱箱体的驱动轴，所述驱动轴的一端连接电动机、另一端通过扭转轴与所述第二辅助齿轮箱的动力输入轴连接，所述承载平台上设置有至少可沿空间三坐标系的一个轴滑动的第一滑动装置和第二滑动装置，所述第一辅助齿轮箱铰接于所述第一滑动装置上，所述第二辅助齿轮箱铰接于所述第二滑动装置上。通过对第一辅助齿轮箱及第二辅助齿轮箱的角度及位置的调整，使得该齿轮箱试验装置可以用于多种类型的齿轮箱的试验，因此该齿轮箱试验装置具有较好的通用性。

Description

齿轮箱试验装置

技术领域

本实用新型涉及齿轮变速箱技术领域，尤其涉及一种齿轮箱试验装置。

背景技术

在风力发电技术中，双馈型风力发电机组是风力发电机组的主导形式。在双馈型风力发电机组中齿轮箱是其关键部件，为了提高风电机组的可靠性，必须对风力发电机组的齿轮箱进行各种相关试验，以判定齿轮箱是否合格。目前，对风力发电机组的齿轮箱进行试验的齿轮箱试验平台主要有两种，分别为：电气功率流封闭试验平台和机械功率流封闭试验平台。

电气功率流封闭试验平台，其内设置的驱动电机、负载电机及其变频器的功率容量要大于被试齿轮箱的功率容量，这就造成该试验平台造价比较昂贵，且该类试验平台的效率较低，一般只能达到70％左右。

机械功率流封闭试验平台，其原动机的功率大概为实际被测齿轮箱功率的15％左右，因此，机械功率流封闭试验台相对于电气功率流封闭试验平台具有造价低廉的优点，且整个试验平台的效率较高，一般能达到85％左右。风力发电机的齿轮箱的高速端输出轴通常与低速端输入轴在水平投影面上具有一定的偏离距离，两个相同的齿轮箱背靠背(两个齿轮箱的低速端输入轴相互连接)的安装于机械功率流封闭试验平台，两个齿轮箱高速端输出轴分别在低速端输入轴中心的两侧，且两个齿轮箱高速端输出轴之间的距离为所述偏离距离的两倍。由于现有的机械功率流封闭试验台的两个辅助齿轮箱是固定连接于承载平台上的，则两个辅助齿轮箱的动力输出轴在水平投影面上的距离也就是一个定值，该定值等于两个齿轮箱高速端输出轴之间的距离。

由于不同型号的风力发电机的齿轮箱的高速端输出轴与低速端输入轴在水平投影面上的距离一般都不同，也就是说现有的机械功率流封闭试验平台只能对同一型号的齿轮箱进行试验，而不能适用于多用型号齿轮箱的试验，因此，现有的机械功率流封闭试验平台不具备通用性。

实用新型内容

本实用新型提供一种齿轮箱试验装置，以解决现有技术的齿轮相试验台不具备通用性的问题。

本实用新型提供一种齿轮箱试验装置，包括承载平台、相对设置的第一辅助齿轮箱和第二辅助齿轮箱，所述第一辅助齿轮箱具有贯通第一辅助齿轮箱箱体的驱动轴，所述驱动轴的一端连接电动机、另一端通过扭转轴与所述第二辅助齿轮箱的动力输入轴连接，所述承载平台上设置有至少可沿空间三坐标系的一个轴滑动的第一滑动装置和第二滑动装置，所述第一辅助齿轮箱铰接于所述第一滑动装置上，所述第二辅助齿轮箱铰接于所述第二滑动装置上。

如上所述的齿轮箱试验装置，其中，所述第一滑动装置上还设置有第一支撑体，所述第一支撑体上设置有至少可沿空间三坐标系的一个轴滑动的第三滑动装置，所述电动机设置于所述第三滑动装置上。

如上所述的齿轮箱试验装置，其中，所述第一滑动装置、所述第二滑动装置及所述第三滑动装置均为三坐标滑动装置。

如上所述的齿轮箱试验装置，其中，所述扭转轴包括滑动插配的第一杆段和第二杆段，所述第一杆段与所述第二杆段止旋配合。

如上所述的齿轮箱试验装置，其中，所述第二滑动装置上固定连接有第二支撑体，所述第二支撑体与所述第二辅助齿轮箱之间设置有第二辅助齿轮箱的固定安装结构。

如上所述的齿轮箱试验装置，其中，所述第一支撑体与所述第一辅助齿轮箱之间设置有第一辅助齿轮箱的固定安装结构。

如上所述的齿轮箱试验装置，其中，所述第一辅助齿轮箱与所述第一滑动装置之间设置有第一驱动缸；所述第二辅助齿轮箱与所述第二滑动装置之间设置有第二驱动缸。

如上所述的齿轮箱试验装置，其中，所述承载平台上设置有中间连接段底座，所述中间连接段底座位于所述第一辅助齿轮箱与所述第二辅助齿轮箱之间，所述中间连接段底座内装配有可转动的中间连接轴。

如上所述的齿轮箱试验装置，其中，所述中间连接段底座上固定安装有扭矩加载器，所述扭转轴与所述扭矩加载器连接。

如上所述的齿轮箱试验装置，其中，所述中间连接段底座与所述第二辅助齿轮箱之间设置有主试齿轮箱弹性支撑体，所述主试齿轮箱弹性支撑体固定于所述承载平台上。

如上所述的齿轮箱试验装置，其中，所述中间连接段底座与所述第一辅助齿轮箱之间设置有陪试齿轮箱弹性支撑体，所述陪试齿轮箱弹性支撑体固定于所述承载平台上。

本实用新型提供的齿轮箱试验装置，其第一辅助齿轮箱和第二辅助齿轮箱可以绕其转动轴进行转动，通过控制第一辅助齿轮箱和第二辅助齿轮箱的转动角度，则可以相应的改变第一、第二辅助齿轮箱输入轴与其输出轴之间的水平投影面距离。另外，第一辅助齿轮箱和第二辅助齿轮箱分别对应安装在第一滑动装置和第二滑动装置，通过控制第一滑动装置和第二滑动装置，至少在空间三坐标系内的X、Y、Z三个方向中的一个方向的滑动，则相应调节第一辅助齿轮箱和第二辅助齿轮箱的位置，使第一辅助齿轮箱和第二辅助齿轮箱的动力输出轴与相应的主、陪试齿轮箱的高速端输入轴同轴。综上所述，该齿轮箱试验装置，可以对不同型号的齿轮箱进行试验，即，该齿轮箱试验装置具有较好的通用性。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型齿轮箱试验装置的使用状态图；

图2为本实用新型齿轮箱试验装置的第一辅助齿轮箱与第一三坐标滑动装置连接的结构示意图；

图3为本实用新型齿轮箱试验装置的第一辅助齿轮箱与第二辅助齿轮箱进行角度调节的结构示意图。

附图标记：

1-第一三坐标滑动装置；         1’-第二三坐标滑动装置；

2-第一支撑体；                 2’-第二支撑体；

3-第三三坐标滑动装置；         4-电动机；

5、15、15’-联轴器；           6-第一辅助齿轮箱；

7、7’-扭转轴；                8-陪试齿轮箱；

9-中间连接轴；                 10-液压扭矩加载器；

11-主试齿轮箱；                12-第二辅助齿轮箱；

13’-第一驱动缸；              13-第二驱动缸；

14、14’-扭矩仪；              16-主试齿轮箱弹性支撑体；

16’-陪试齿轮箱弹性支撑体；    17-中间连接段底座；

18-承载平台；                  19-动力输出轴；

20-动力输入轴；                21-第一支持板；

22-转动轴；                    23-第二支持板。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型齿轮箱试验装置的使用状态图，参见图1，本实用新型齿轮箱试验装置的实施例，包括承载平台18、第一辅助齿轮箱6和第二辅助齿轮箱12，所述第一辅助齿轮箱6具有贯通第一辅助齿轮箱箱体的驱动轴，所述驱动轴的一端连接电动机4、另一端通过扭转轴与所述第二辅助齿轮箱12的动力输入轴连接，所述承载平台18上设置有第一滑动装置和第二滑动装置，所述第一辅助齿轮箱6铰接于所述第一滑动装置上，所述第二辅助齿轮箱12铰接于所述第二滑动装置上。

上述实施例的齿轮箱试验装置，其第一辅助齿轮箱6和第二辅助齿轮箱12，相应的铰接在第一滑动装置和第二滑动装置，并可以绕其转动轴进行转动，通过控制第一辅助齿轮箱6和第二辅助齿轮箱12的转动角度，则可以相应的改变第一辅助齿轮箱6、第二辅助齿轮箱12的输入轴与其输出轴之间的水平投影面距离。另外，第一辅助齿轮箱6和第二辅助齿轮箱12分别对应安装在第一滑动装置和第二滑动装置上，通过控制第一滑动装置和第二滑动装置，相应的在空间坐标系的X、Y、Z三个方向中的至少一个方向来调节第一辅助齿轮箱6和第二辅助齿轮箱12的位置，使第一辅助齿轮箱6和第二辅助齿轮箱12的动力输出轴与相应的主试齿轮箱11、陪试齿轮箱8的高速端输入轴同轴。综上所述，该齿轮箱试验装置，可以对不同型号的齿轮箱进行试验，即，该齿轮箱试验装置具有较好的通用性。

进一步地，基于上述实施例，同参见图1，为了使第一辅助齿轮箱6、第二辅助齿轮箱12及电动机4可以在空间三坐标系的任意方向均能运动，以适应于更多型号的齿轮箱进行试验，则上文的第一滑动装置1、第二滑动装置及下文的第三滑动装置均为三坐标滑动装置，并依次命名为第一三坐标滑动装置1、第二三坐标滑动装置1’和第三三坐标滑动装置3。

图2为本实用新型齿轮箱试验装置的第一辅助齿轮箱与第一三坐标滑动装置连接的结构示意图，进一步地，基于上述实施例，参见图2，在第一三坐标滑动装置1的顶部设置有一个竖直的第一支持板21，在第一支持板21上开设有第一通孔，在第一辅助齿轮箱6的底部设置有第二支持板23，第二支持板上开设有第二通孔，第一通孔与第二通孔同轴设置，一个转动轴22同时穿过第一通孔和第二通孔，使第一辅助齿轮箱6与第一三坐标滑动装置1可以绕着该转动轴22发生相对的转动。为了便于驱动第一辅助齿轮箱6绕着转动轴22进行转动，在第一辅助齿轮箱6与第一三坐标滑动装置1之间设置了第一驱动缸13’，通过控制第一驱动缸13’的伸缩来控制第一辅助齿轮箱6的转动，以控制第一辅助齿轮箱6的动力输入轴20、动力输出轴19之间连线与竖直线直接的角度A。第一驱动缸13’可以是液压缸、气压缸或电动推杆中的任一种。

上文提到的第一三坐标滑动装置1、第二三坐标滑动装置1’及下文提到的第三三坐标滑动装置3，它们属于同一类型的三坐标滑动装置。三坐标滑动装置至少包括在竖直方向(Z轴)滑动的Z向部件，在水平面直角坐标系的一个方向(X轴)滑动的X向部件，及在水平面直角坐标系的另一个方向(Y轴)滑动的Y向部件，X向部件、Y向部件及Z向部件的滑行一般由步进电机控制的丝杠装置来驱动。由于三坐标滑动装置属于现有技术，因此这里不再对其具体的细节结构及连接关系进行赘述。

第二辅助齿轮箱与第二三坐标滑动装置的具体连接关系，与上述第一辅助齿轮箱与第一三坐标滑动装置的连接关系相似，具体参见上述第一辅助齿轮箱与第一三坐标滑动装置连接关系方面的描述，这里不再赘述。

进一步地，基于上述实施例，同参见图1，在第一辅助齿轮箱6与第二辅助齿轮箱12之间的承载平台18上设置有中间连接段底座17，中间连接段底座17内通过轴承安装有可转动的中间连接轴9，该中间连接轴9的两端分别与主试齿轮箱11和陪试齿轮箱8的低速端输入轴相连接。在中间连接段底座17上固定连接有一个扭矩加载器，该扭矩加载器可以是液压扭矩加载器10，以液压扭矩加载器10来模拟实际工作载荷。液压扭矩加载器10的一端通过一根扭转轴7’与第二辅助齿轮箱12的动力输入轴连接，液压扭矩加载器10的另一端通过一根扭转轴7与第一辅助齿轮箱6的驱动轴连接。上述驱动轴的另一端通过联轴器5与电动机4连接。该电动机4是该齿轮箱试验装置的原动力输入源及功率补偿源。电动机4设置在第三三坐标滑动装置3上，可随着第三三坐标滑动装置3在空间坐标系X、Y、Z三个方向的运动而运动。第三三坐标滑动装置3在第一支撑体2上，该第一支撑体2设置在第一三坐标滑动装置1的顶部。

由于第一辅助齿轮箱6与第二辅助齿轮箱12之间的距离会根据主试齿轮箱11与陪试齿轮箱8的不同而不同，因此本实用新型中采用的扭转轴是可以伸缩的，即，其包括滑动插配的第一杆段和第二杆段，且第一杆段与第二杆段止旋配合以进行扭矩的传递。第一杆段与第二杆段的止旋配合方式可以是花键、多边形孔与多边形轴等的配合形式实现。

另外，在中间连接段底座17与第二辅助齿轮箱12之间设置有主试齿轮箱弹性支撑体16，该主试齿轮箱弹性支撑体16固定于所述承载平台18上，用于安装主试齿轮箱11；中间连接段底座17与第一辅助齿轮箱6之间设置有陪试齿轮箱弹性支撑体16’，该陪试齿轮箱弹性支撑体16’固定于所述承载平台18上，用于安装陪试齿轮箱8。

为了在第一辅助齿轮箱6和第二辅助齿轮箱12进行角度调节后对它们分别进行固定，在第二三坐标滑动装置1’上固定连接有第二支撑体2’，第二支撑体2’与第二辅助齿轮箱12之间设置有第二辅助齿轮箱的固定安装结构；在第一支撑体2与第一辅助齿轮箱6之间设置有第一辅助齿轮箱的固定安装结构。第一辅助齿轮箱的固定安装结构可以是同时穿过第一支撑与第一辅助齿轮箱上的螺栓紧固结构。第二辅助齿轮箱的固定安装结构可以和第一辅助齿轮箱的固定安装结构相同，这里不再赘述。

图1为本实用新型齿轮箱试验装置的使用状态图，图3为本实用新型齿轮箱试验装置的第一辅助齿轮箱与第二辅助齿轮箱进行角度调节的结构示意图，参见图1、图3，本实用新型的齿轮箱试验装置的工作原理是，将主试齿轮箱11与陪试齿轮箱8背对背安装于该齿轮箱试验装置，即，主试齿轮箱11与陪试齿轮箱8的低速端输入轴通过中间连接轴9进行连接，来传递扭矩。主试齿轮箱11与陪试齿轮箱8分别对应安装在主试齿轮箱弹性支撑体16和陪试齿轮箱弹性支撑体16’上。而主试齿轮箱11和陪试齿轮箱8的高速端输出轴依次通过联轴器15、15’和扭矩仪14、14’，与对应的第二辅助齿轮箱12、第一辅助齿轮箱6的动力输出轴相连接。经过上述连接，第一辅助齿轮箱6→扭转轴7→液压扭矩加载器10→扭转轴7’→第二辅助齿轮箱12→扭矩仪14→联轴器15→主试齿轮箱11→中间连接轴9→陪试齿轮箱8→联轴器15’→扭矩仪14’→第一辅助齿轮箱6，形成了机械功率流封闭系统。电动机4为该机械功率流封闭系统提供原动力，液压扭矩加载器10把模拟的实际工作载荷施加于整个封闭系统中，两个扭矩仪14、14’分别进行扭矩及转速的测量。

在主试齿轮箱11和陪试齿轮箱8的型号发生变化时，其高速端输出轴与其低速端输入轴中心在水平投影方向的距离会发生变化，此时，通过第一驱动缸13’及第二驱动缸13来驱动第一辅助齿轮箱6和第二辅助齿轮箱12转动。当高速端输出轴偏离的距离L变小为L’时，则相应的控制第一辅助齿轮箱6的输入轴与输出轴连线与竖直线之间的夹角A变小至A’，反之使夹角A变大。对第二辅助齿轮箱12的调节采用同样道理。在角度调节后，第一辅助齿轮箱6和第二辅助齿轮箱12的动力输入轴、输出轴的高度及水平位置也相应的发生了变化，此时来控制第一三坐标滑动装置1和第二三坐标滑动装置1’进行竖直方向和水平面内的运动，同时通过改变调整垫调整液压扭矩加载器10的高度，并最终使第一辅助齿轮箱6和第二辅助齿轮箱12的动力输出轴与对应的主试齿轮箱11及陪试齿轮箱8的高速端输出轴同轴以进行连接。同时第一辅助齿轮箱6和第二辅助齿轮箱12的动力输入轴与液压扭矩加载器10两端的轴心同轴以进行连接。此时，若第一辅助齿轮箱6和第二辅助齿轮箱12之间的水平距离发生了变化，则扭转轴进行相应的伸缩。另外，需要适应性的调整第三三坐标滑动装置3，以使电动机4的轴线与第一辅助齿轮箱6的动力输入轴的轴线同轴。

由上可见，经过对第一辅助齿轮箱6和第二辅助齿轮箱12角度及位置的调节，可以适用于对多种齿轮箱进行试验，因此该实用新型的齿轮箱试验装置具有较好的通用性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种齿轮箱试验装置，包括承载平台、相对设置的第一辅助齿轮箱和第二辅助齿轮箱，所述第一辅助齿轮箱具有贯通第一辅助齿轮箱箱体的驱动轴，所述驱动轴的一端连接电动机、另一端通过扭转轴与所述第二辅助齿轮箱的动力输入轴连接，其特征在于，所述承载平台上设置有至少可沿空间三坐标系的一个轴滑动的第一滑动装置和第二滑动装置，所述第一辅助齿轮箱铰接于所述第一滑动装置上，所述第二辅助齿轮箱铰接于所述第二滑动装置上。

2.根据权利要求1所述的齿轮箱试验装置，其特征在于，所述第一滑动装置上还设置有第一支撑体，所述第一支撑体上设置有至少可沿空间三坐标系的一个轴滑动的第三滑动装置，所述电动机设置于所述第三滑动装置上。

3.根据权利要求2所述的齿轮箱试验装置，其特征在于，所述第一滑动装置、所述第二滑动装置及所述第三滑动装置均为三坐标滑动装置。

4.根据权利要求1或2所述的齿轮箱试验装置，其特征在于，所述扭转轴包括滑动插配的第一杆段和第二杆段，所述第一杆段与所述第二杆段止旋配合。

5.根据权利要求1或2所述的齿轮箱试验装置，其特征在于，所述第二滑动装置上固定连接有第二支撑体，所述第二支撑体与所述第二辅助齿轮箱之间设置有第二辅助齿轮箱的固定安装结构。

6.根据权利要求2所述的齿轮箱试验装置，其特征在于，所述第一支撑体与所述第一辅助齿轮箱之间设置有第一辅助齿轮箱的固定安装结构。

7.根据权利要求1或2所述的齿轮箱试验装置，其特征在于，所述第一辅助齿轮箱与所述第一滑动装置之间设置有第一驱动缸；所述第二辅助齿轮箱与所述第二滑动装置之间设置有第二驱动缸。

8.根据权利要求1或2所述的齿轮箱试验装置，其特征在于，所述承载平台上设置有中间连接段底座，所述中间连接段底座位于所述第一辅助齿轮箱与所述第二辅助齿轮箱之间，所述中间连接段底座内装配有可转动的中间连接轴。

9.根据权利要求8所述的齿轮箱试验装置，其特征在于，所述中间连接段底座上固定安装有扭矩加载器，所述扭转轴与所述扭矩加载器连接。

10.根据权利要求9所述的齿轮箱试验装置，其特征在于，所述中间连接段底座与所述第二辅助齿轮箱之间设置有主试齿轮箱弹性支撑体，所述主试齿轮箱弹性支撑体固定于所述承载平台上。

11.根据权利要求9所述的齿轮箱试验装置，其特征在于，所述中间连接段底座与所述第一辅助齿轮箱之间设置有陪试齿轮箱弹性支撑体，所述陪试齿轮箱弹性支撑体固定于所述承载平台上。

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