CN210513687U - 一种超高精密齿轮箱测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种超高精密齿轮箱测试系统，包括支撑平台，支撑平台内安装有控制箱，控制箱内设置有PLC控制器，支撑平台上安装有一消音室，支撑平台的顶部表面安装有第一测试模块和第二测试模块，且第一测试模块和第二测试模块位于消音室内，被测的齿轮箱位于第一测试模块和第二测试模块之间，第二测试模块底部设置有滑动组件，使得第二测试模块能进行前后移动；第一测试模块包括：驱动伺服电机、L型支架、减速箱、一对膜片联轴器、第一扭矩传感器、第一光栅位移传感器、以及第一底座；第二测试模块包括：制动伺服电机、一对弹簧式联轴器、第二扭矩传感器、第二光栅位移传感器、以及第二底座；本实用新型能实现齿轮箱的噪声在线无干扰检测。

Description

一种超高精密齿轮箱测试系统

技术领域

本实用新型涉及特种设备技术领域，特别是一种超高精密齿轮箱测试系统；尤其是谐波齿轮箱，RV齿轮箱，变厚齿轮箱的精度及噪声振动测试及实验数据采集系统。

背景技术

超高精密齿轮箱在是精密设备中关键部件，是传递精度运动和动力的关键核心部件。研发集成传递精度，振动噪声的实验台位显的越来越重要，尤其是现在超高精密传动的精度等级都在1弧分以内。现有的解决方案对于噪声无法采集，传递精度的测试不稳定性以及数据采集无法自动化及分析，以及宽范围扭矩无法涵盖而不得不采用多个测试台位。

发明内容

为克服上述问题，本实用新型的目的是提供一种超高精密齿轮箱测试系统，能实现齿轮箱的噪声在线无干扰检测，能保证测试过程的安全防护。

本实用新型采用以下方案实现：一种超高精密齿轮箱测试系统，包括支撑平台，所述支撑平台内安装有控制箱，所述控制箱内设置有PLC控制器，所述支撑平台上安装有一消音室，所述支撑平台的顶部表面安装有第一测试模块和第二测试模块，且所述第一测试模块和第二测试模块位于所述消音室内，被测的齿轮箱位于所述第一测试模块和第二测试模块之间，所述第二测试模块底部设置有滑动组件，使得第二测试模块能进行前后移动；所述第一测试模块包括：驱动伺服电机、L型支架、减速箱、一对膜片联轴器、第一扭矩传感器、第一光栅位移传感器、以及第一底座；所述驱动伺服电机固定于所述L型支架一侧，所述减速箱与所述驱动伺服电机连接，且位于L型支架和第一底座之间，所述第一扭矩传感器位于所述一对膜片联轴器之间，所述减速箱经一膜片联轴器与所述第一扭矩传感器连接，所述第一扭矩传感器输出端通过一膜片联轴器和第一光栅位移传感器连接；所述第一光栅位移传感器后连接有一第一编码器，所述第一扭矩传感器通过线缆与PLC控制器连接，

所述第二测试模块包括：制动伺服电机、一对弹簧式联轴器、第二扭矩传感器、第二光栅位移传感器、以及第二底座；所述制动伺服电机固定于第二底座一侧，所述第二扭矩传感器位于所述一对弹簧式联轴器之间，所述制动伺服电机经一弹簧式联轴器与所述第二扭矩传感器连接，所述第二扭矩传感器输出端通过一弹簧式联轴器和第二光栅位移传感器连接；所述第二光栅位移传感器连接有一第二编码器连接，所述第二扭矩传感器通过线缆与PLC控制器连接。

进一步的，所述第一编码器连接有一第一轴体，所述第一轴体设置于所述第一底座的支撑臂上，所述被测的齿轮箱输入端通过联轴器连接到第一编码器的第一轴体上，所述第二编码器连接有一第二轴体，所述第二轴体设置于所述第二底座的支撑臂上，所述被测的齿轮箱输出端通过联轴器连接到第二编码器的第二轴体上。被测的齿轮箱两端有超精密轴承定位可极大的提高定位精度和同轴度精度；结构简单可靠，去除了安装累计误差。

进一步的，所述消音室包括一壳体，所述壳体固定于所述支撑平台上，所述支撑平台上设置有能上下翻转的玻璃罩，所述玻璃罩顶部布置有多个铰链，所述玻璃罩通过铰链与所述壳体可开合连接。

进一步的，所述滑动组件包括滚珠丝杠和滑动导轨，所述滚珠丝杠设置于所述滑动导轨上，所述滚珠丝杠上安装有一承载板，所述滚珠丝杠带动承载板在滑动导轨上移动，所述第二测试模块的第二底座固定于所述承载板上，使得滚珠丝杠带动承载板移动时能带动第二测试模块进行前后移动。

进一步的，所述测试系统还包括计算机、显示屏、以及打印机；所述显示屏和打印机与所述计算机连接，所述计算机通过电缆线与所述PLC控制器连接。

进一步的，所述控制箱表面安装有可触摸屏幕、紧急按钮、重置按钮，所述可触摸屏幕、紧急按钮、重置按钮与所述PLC控制器连接。

进一步的，所述测试系统还包括三色安全报警灯，所述三色安全报警灯安装于所述制动伺服电机旁，且三色安全报警灯与所述PLC控制器连接。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的第一测试模块和第二测试模块可以根据所需测试的扭矩范围自由配置，极大的提高了测试数据的稳定和可靠性。本实用新型测试系统结构设计合理，结构严密、紧凑，可调节测试扭矩范围大，实用性较强。

附图说明

图1是本实用新型的超高精密齿轮箱测试系统结构示意图。

图2是本实用新型的第一测试模块结构示意图。

图3是本实用新型的第二测试模块结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

请参阅图1至图3所示，本实用新型提供了一种超高精密齿轮箱测试系统，包括支撑平台1，所述支撑平台1内安装有控制箱2，所述控制箱2内设置有PLC控制器（未图示），所述支撑平台上安装有一消音室3，所述支撑平台1的顶部表面安装有第一测试模块4和第二测试模块5，且所述第一测试模块4和第二测试模块5位于所述消音室3内，被测的齿轮箱6位于所述第一测试模块4和第二测试模块5之间，所述第二测试模块5底部设置有滑动组件7，使得第二测试模块5能进行前后移动；所述第一测试模块4包括：驱动伺服电机41、L型支架42、减速箱43、一对膜片联轴器44、第一扭矩传感器45、第一光栅位移传感器46、以及第一底座47；所述驱动伺服电机41固定于所述L型支架42一侧，所述减速箱43与所述驱动伺服电机41连接，且位于L型支架42和第一底座47之间，所述第一扭矩传感器45位于所述一对膜片联轴器44之间，所述减速箱43经一膜片联轴器44与所述第一扭矩传感器45连接，所述第一扭矩传感器45输出端通过一膜片联轴器44和第一光栅位移传感器46连接；所述第一光栅位移传感器46后连接有一第一编码器48，所述第一扭矩传感器45通过线缆与PLC控制器连接，所述PLC控制器型号为SIMATIC S7-400PLC控制器。

所述第二测试模块5包括：制动伺服电机51、一对弹簧式联轴器52、第二扭矩传感器53、第二光栅位移传感器54、以及第二底座55；所述制动伺服电机51固定于第二底座55一侧，所述第二扭矩传感器53位于所述一对弹簧式联轴器52之间，所述制动伺服电机51经一弹簧式联轴器52与所述第二扭矩传感器53连接，所述第二扭矩传感器53输出端通过一弹簧式联轴器52和第二光栅位移传感器54连接；所述第二光栅位移传感器54连接有一第二编码器56连接，所述第二扭矩传感器53通过线缆与PLC控制器连接。第一扭矩传感器，第二扭矩传感器型号均为TQ-660系列。第一光栅位移传感器、第二光栅位移传感器型号均为CN10-SGCW10。

在本实用新型中，被测的齿轮箱6的安装方式为：所述第一编码器连接有一第一轴体49，所述第一轴体49设置于所述第一底座47的支撑臂上，所述被测的齿轮箱6输入端通过联轴器连接到第一编码器48的第一轴体49上，所述第二编码器56连接有一第二轴体57，所述第二轴体57设置于所述第二底座55的支撑臂上，所述被测的齿轮箱6输出端通过联轴器连接到第二编码器56的第二轴体上。第一测试模块4包含有驱动伺服电机通过螺栓及定位止口固定在L型支架上并和一精密减速器连接；精密减速器输出端固定在定位止口并通过膜片联轴器传递扭矩到第一扭矩传感器，第一扭矩传感器实施读取数据并通过线缆传递到PLC控制器，第一扭矩传感器输出端通过膜片联轴器和第一编码器连接，第一编码器用于记录位置数据。第一编码器、第二编码器型号为CHB50S旋转编码器。

被测试件通过联轴器安装，输入端通过联轴器连接到第一编码器中的第一轴体49，此第一轴体通过超精密轴承支撑在第一测试模块4的L型支架上。被测试件输出端也通过联轴器通过超精密轴承支撑在第二测试模块5的L型支架的第二编码器中的第二轴体57。

第二测试模块5中安装有记录对比位置数据的第二编码器，第二编码器通过弹簧式联轴器连接到第二扭矩传感器，第二扭矩传感器记录数据传递到PLC控制器，第二扭矩传感器通过弹簧式联轴器连接到制动伺服电机用于给被测试齿轮箱加载扭矩。

本实用新型的工作原理为：第一扭矩传感器45用于采集驱动伺服电机41的输出扭矩，并和第二扭矩传感器535进行数据对比，根据被测试件的速比获得整机效率；第一光栅位移传感器46用于标定被测试件前的旋转角度位置，用于和第二光栅位移传感器545测量经过被测试件在旋转力矩作用下产生的角度位移后的数据进行对比，用于计算被测试件的角度精度误差。第一编码器、第二编码器用于多圈记录和测定转速，两编码器的数据对照测量计算传动误差并将采集的数据转换为数字信号，进行信号调理通过连接电缆输出到PLC控制器。

所述消音室3包括一壳体31，所述壳体31固定于所述支撑平台1上，所述支撑平台1上设置有能上下翻转的玻璃罩32，所述玻璃罩32顶部布置有多个铰链33，所述玻璃罩32通过铰链33与所述壳体31可开合连接。本实用新型支撑平台1上部有可翻转和平移的高强度玻璃罩，方便测试工件的调试和安装，也有利于观察被测试工件的测试情况。本实用新型设置有消音室，消音室将被测试工件和外界隔离，可以精确测试工件的噪声，极大的降低外界环境对测试的干扰。

所述滑动组件7包括滚珠丝杠71和滑动导轨72，所述滚珠丝杠71设置于所述滑动导轨72上，所述滚珠丝杠71上安装有一承载板73，所述滚珠丝杠71带动承载板在滑动导轨72上移动，所述第二测试模块5的第二底座固定于所述承载板73上，使得滚珠丝杠71带动承载板移动时能带动第二测试模块5进行前后移动。本实用新型采用高精度导轨用于控制加载模块2的移动，适合不同齿轮箱类型的快速安装和定位，滚动丝杠设置有调节手轮。

另外，所述测试系统还包括计算机11、显示屏12、以及打印机13；所述显示屏12和打印机13与所述计算机11连接，所述计算机通过电缆线与所述PLC控制器连接。PLC控制器采集的数据通过电缆线同步传递到计算机用于数据采集，记录分析并通过打印机13进行打印。所述控制箱2表面安装有可触摸屏幕21、紧急按钮22、重置按钮23，所述可触摸屏幕21、紧急按钮22、重置按钮23与所述PLC控制器连接。

所述测试系统还包括三色安全报警灯8，所述三色安全报警灯8安装于所述制动伺服电机51旁，且三色安全报警灯与所述PLC控制器连接。三色安全报警灯8用于提醒试验人员测试过程中出现的问题和差错，高安全可靠性。三色安全报警灯8为HNTD50系列三色安全报警灯。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种超高精密齿轮箱测试系统，其特征在于：包括支撑平台，所述支撑平台内安装有控制箱，所述控制箱内设置有PLC控制器，所述支撑平台上安装有一消音室，所述支撑平台的顶部表面安装有第一测试模块和第二测试模块，且所述第一测试模块和第二测试模块位于所述消音室内，被测的齿轮箱位于所述第一测试模块和第二测试模块之间，所述第二测试模块底部设置有滑动组件，使得第二测试模块能进行前后移动；所述第一测试模块包括：驱动伺服电机、L型支架、减速箱、一对膜片联轴器、第一扭矩传感器、第一光栅位移传感器、以及第一底座；所述驱动伺服电机固定于所述L型支架一侧，所述减速箱与所述驱动伺服电机连接，且位于L型支架和第一底座之间，所述第一扭矩传感器位于所述一对膜片联轴器之间，所述减速箱经一膜片联轴器与所述第一扭矩传感器连接，所述第一扭矩传感器输出端通过一膜片联轴器和第一光栅位移传感器连接；所述第一光栅位移传感器后连接有一第一编码器，所述第一扭矩传感器通过线缆与PLC控制器连接；

所述第二测试模块包括：制动伺服电机、一对弹簧式联轴器、第二扭矩传感器、第二光栅位移传感器、以及第二底座；所述制动伺服电机固定于第二底座一侧，所述第二扭矩传感器位于所述一对弹簧式联轴器之间，所述制动伺服电机经一弹簧式联轴器与所述第二扭矩传感器连接，所述第二扭矩传感器输出端通过一弹簧式联轴器和第二光栅位移传感器连接；所述第二光栅位移传感器连接有一第二编码器连接，所述第二扭矩传感器通过线缆与PLC控制器连接。

2.根据权利要求1所述的一种超高精密齿轮箱测试系统，其特征在于：所述第一编码器连接有一第一轴体，所述第一轴体设置于所述第一底座的支撑臂上，所述被测的齿轮箱输入端通过联轴器连接到第一编码器的第一轴体上，所述第二编码器连接有一第二轴体，所述第二轴体设置于所述第二底座的支撑臂上，所述被测的齿轮箱输出端通过联轴器连接到第二编码器的第二轴体上。

3.根据权利要求1所述的一种超高精密齿轮箱测试系统，其特征在于：所述消音室包括一壳体，所述壳体固定于所述支撑平台上，所述支撑平台上设置有能上下翻转的玻璃罩，所述玻璃罩顶部布置有多个铰链，所述玻璃罩通过铰链与所述壳体可开合连接。

4.根据权利要求1所述的一种超高精密齿轮箱测试系统，其特征在于：所述滑动组件包括滚珠丝杠和滑动导轨，所述滚珠丝杠设置于所述滑动导轨上，所述滚珠丝杠上安装有一承载板，所述滚珠丝杠带动承载板在滑动导轨上移动，所述第二测试模块的第二底座固定于所述承载板上，使得滚珠丝杠带动承载板移动时能带动第二测试模块进行前后移动。

5.根据权利要求1所述的一种超高精密齿轮箱测试系统，其特征在于：所述测试系统还包括计算机、显示屏、以及打印机；所述显示屏和打印机与所述计算机连接，所述计算机通过电缆线与所述PLC控制器连接。

6.根据权利要求1所述的一种超高精密齿轮箱测试系统，其特征在于：所述控制箱表面安装有可触摸屏幕、紧急按钮、重置按钮，所述可触摸屏幕、紧急按钮、重置按钮与所述PLC控制器连接。

7.根据权利要求1所述的一种超高精密齿轮箱测试系统，其特征在于：所述测试系统还包括三色安全报警灯，所述三色安全报警灯安装于所述制动伺服电机旁，且三色安全报警灯与所述PLC控制器连接。

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