CN218180287U - 用于齿轮箱的静力试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于齿轮箱的静力试验装置，所述静力试验装置包括：被测齿轮箱(1)，其包括输入轴(11)和输出轴(12)，所述输入轴(11)设有防止其旋转的止动装置(4)；设置到所述被测齿轮箱(1)以测量静载荷的静载荷测试仪；与所述被测齿轮箱(1)传动连接的加载齿轮箱(2)，所述加载齿轮箱(2)具有加载输入轴和加载输出轴(22)，所述加载输出轴(22)连接到所述被测齿轮箱(1)的输出轴(12)；以及用于驱动所述加载齿轮箱(2)的加载驱动装置(3)，其连接到所述加载齿轮箱(2)的加载输入轴。根据本实用新型的静力试验装置通过改变加载端的载荷，可以实现不同静力安全系数的验证。

Description

用于齿轮箱的静力试验装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于齿轮箱的静力试验装置。

背景技术

目前，自动扶梯在地铁、商场、机场等公共场所都有广泛应用，驱动装置是自动扶梯的动力来源，其安全性至关重要。依据相关行业标准的规定，驱动装置的所有驱动元件静力计算的安全系数不得低于规范中的要求值。齿轮箱作为传动链的一部分，也要满足安全规范中静力计算的安全系数，但该标准中并没有表明如何实际验证该安全系数。

目前齿轮箱的生产厂商只是通过冗余的计算和设计来达到静力安全系数的要求，且没有标准的试验方法进行验证，所以对设计的结果无法考量，而真正可以开展加载试验的生产厂商也是很少的。

为此，需要设计一种用于齿轮箱的静力试验装置来解决上述一个或多个技术缺陷。

实用新型内容

为克服现有技术的至少一个缺陷，本实用新型提供一种能够验证静力安全系数的用于齿轮箱的静力试验装置。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于齿轮箱的静力试验装置，所述静力试验装置包括：被测齿轮箱，其包括输入轴和输出轴，所述输入轴设有防止其旋转的止动装置；设置到所述被测齿轮箱以测量静载荷的静载荷测试仪；与所述被测齿轮箱传动连接的加载齿轮箱，所述加载齿轮箱具有加载输入轴和加载输出轴，所述加载输出轴连接到所述被测齿轮箱的输出轴；以及用于驱动所述加载齿轮箱的加载驱动装置，其连接到所述加载齿轮箱的加载输入轴。

根据一种实施方式，所述止动装置包括通过联轴器与所述被测齿轮箱的输入轴固定连接的法兰轴和将所述法兰轴固定到所述被测齿轮箱的箱体的法兰座。

根据一种实施方式，所述法兰座形成为沿周向延伸的筒状或沿周向间隔布置的多个支架，其从所述被测齿轮箱的箱体围绕所述被测齿轮箱的输入轴和所述联轴器沿轴向向外延伸到所述法兰轴。

根据一种实施方式，所述静载荷测试仪是扭矩仪，其设置到所述被测齿轮箱的输入轴或输出轴。

根据一种实施方式，所述静载荷测试仪是扭矩仪，其设置到所述被测齿轮箱的输入轴，所述被测齿轮箱的输入轴通过联轴器固定到所述扭矩仪，所述扭矩仪固定到第一法兰轴，所述第一法兰轴通过弹性柱销联轴器固定到第二法兰轴，所述第二法兰轴固定到法兰座，所述法兰座围绕所述第二法兰轴、所述弹性柱销联轴器、所述第一法兰轴、所述扭矩仪、所述联轴器和所述被测齿轮箱的输入轴延伸并固定到所述被测齿轮箱的箱体。

根据一种实施方式，所述静载荷具有基于所述被测齿轮箱的额定载荷和静力安全系数确定的预定阈值，当所述静载荷达到所述预定阈值时，所述加载驱动装置停止驱动所述被测齿轮箱。

根据一种实施方式，所述被测齿轮箱的输出轴通过链传动或带传动与所述加载齿轮箱的加载输出轴传动连接。

根据一种实施方式，所述静力试验装置还包括计算装置，所述静载荷测试仪通过有线或无线的方式与所述计算装置连接。

根据一种实施方式，所述加载驱动装置为液压驱动装置，所述液压驱动装置包括液压泵、由所述液压泵驱动的液压缸和活塞以及由所述活塞驱动的力臂，所述力臂连接至所述加载齿轮箱的加载输入轴；或者所述加载驱动装置为伺服电机，所述伺服电机的输出轴连接至所述加载齿轮箱的加载输入轴。

根据一种实施方式，所述被测齿轮箱是用于自动扶梯的齿轮箱，所述被测齿轮箱的输出轴与所述加载齿轮箱的加载输出轴之间具有高度差，所述高度差与在所述被测齿轮箱的输出轴和自动扶梯的驱动主轴之间的高度差相对应。

根据本实用新型的静力试验装置通过改变加载端的载荷，可以实现不同静力安全系数的验证。

附图说明

在附图和以下描述中说明了根据本实用新型各个实施例的具体细节，根据这些描述和图示，本实用新型的其它特征和优点将显而易见。

图1是根据本实用新型一个实施例的用于齿轮箱的静力试验装置的被测齿轮箱的结构示意图；

图2是包括图1所示的被测齿轮箱的静力试验装置的局部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图详细地描述根据本实用新型的具体实施例及其变型。

为了便于描述，在本文中使用空间相对术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”等来定义各个部件及其连接关系。然而这并非具有限制意义。当部件的放置方位改变时，这些空间相对关系也可以被颠倒或改变而不影响本实用新型的保护范围。

根据本实用新型的用于齿轮箱的静力试验装置包括被测齿轮箱1和对被测齿轮箱1施加载荷的加载齿轮箱2(如图2所示)。在进行静力试验时，被测齿轮箱1处于静止状态，加载齿轮箱2被其驱动装置驱动而对被测齿轮箱1施加载荷，被测齿轮箱1因该加载而产生的静载荷通过静载荷测试仪来测量，由此确定被测齿轮箱1的过载能力和性能并验证其静力安全系数。

图1是根据本实用新型一个实施例的静力试验装置的被测齿轮箱1的结构示意图。

如图1所示，被测齿轮箱1包括箱体10、位于箱体10顶部的输入轴11和位于箱体10侧部的输出轴12，输入轴11和输出轴12均从箱体10延伸到被测齿轮箱1的外部。被测齿轮箱1内设有将输入轴11和输出轴12传动连接的传动部件(未示出)。输入轴11构造为与驱动装置(未示出)如电机连接以驱动齿轮箱运转，输出轴12构造为与工作机(未示出)如自动扶梯连接，以经由被测齿轮箱1将驱动装置的扭矩输出到工作机。在此需要说明的是，输入轴11和输出轴12并不限于如图1所示相互垂直的情况，而可以根据应用场合设置成相互平行。并且，输入轴11和输出轴12的位置也不限于被测齿轮箱1的箱体10的顶部和侧部，而可以根据实际需要来任意改变。

为了测量被测齿轮箱1的静载荷如扭矩，齿轮箱的输入轴11处设有防止输入轴11旋转的止动装置4。止动装置4的一种示例性构造包括通过联轴器41与输入轴11不可旋转地连接的法兰轴和将法兰轴固定到被测齿轮箱1的箱体10的法兰座43。在静载荷测试仪如扭矩仪5设置在输入轴11处时，输入轴11经由该扭矩仪5与法兰轴连接。

举例来说，如图1所示，被测齿轮箱1的输入轴11经由联轴器41与扭矩仪5不可旋转地(即固定地)连接，扭矩仪5与第一法兰轴42不可旋转地连接，第一法兰轴42经由弹性柱销联轴器44与第二法兰轴45不可旋转地连接，第二法兰轴45通过其法兰盘固定到法兰座43。法兰座43可以形成为沿周向延伸的筒状，其围绕被测齿轮箱1的输入轴11、扭矩仪5、第一法兰轴42、弹性柱销联轴器44和第二法兰轴45并从第二法兰轴45延伸至被测齿轮箱1的箱体10，在此法兰座43与被测齿轮箱1的箱体10固定，从而将被测齿轮箱1的输入轴11固定。通过在第一法兰轴42之外还设置附加的弹性柱销联轴器44和第二法兰轴45，可以利用被测齿轮箱1现有的用于其它测试操作的法兰座43，从而无需单独设置额外的法兰座43，由此节省安装时间并降低试验成本。然而，对于不同的齿轮箱，根据法兰座43的不同轴向延伸尺寸，可以省略弹性柱销联轴器44和第二法兰轴45，而使第一法兰轴42直接连接至法兰座43。

另外，可以想到的是，法兰座43并不限于图1所示的筒状，而可以形成为沿周向围绕输入轴11布置的多个沿轴向延伸的支架，这些支架的一端固定到法兰轴，另一端固定到被测齿轮箱1的箱体10。还可以想到的是，输入轴11也可以直接通过竖向固定件如竖向支架或竖向筒固定到被测齿轮箱1的箱体10，此时，竖向固定件的一端固定到输入轴11的轴向外端，竖向固定件的另一端固定到被测齿轮箱1的箱体10。也即，只要能够将输入轴11相对于被测齿轮箱1的箱体10固定，可以采用任何适当的止动装置4。

静载荷测试仪如扭矩仪5可以设置在输入轴11处，然而也可以设置在输出轴12处。静载荷测试仪如扭矩仪5可以通过有线或无线方式与计算装置比如计算机连接。在对被测齿轮箱1施加静载荷期间，扭矩仪5测量输入轴11或输出轴12中产生的扭矩，并将该扭矩传输至计算装置来实时监测被测齿轮箱1中产生的扭矩值。

图2是包括图1所示的被测齿轮箱1的静力试验装置的局部结构示意图，其中省略了被测齿轮箱1的输入轴处的部分结构。如图2所示，被测齿轮箱1的输出轴12通过链条6等链传动方式连接至加载齿轮箱2的加载输出轴22。然而可以想到的是，被测齿轮箱1与加载齿轮箱2之间也可以通过带传动等其它传动方式连接。在自动扶梯应用中，由于被测齿轮箱1与自动扶梯的用于驱动扶梯梯级的驱动主轴之间存在一定的高度差，为了模拟真实的应用工况，在此将被测齿轮箱1与加载齿轮箱2的各自输出轴(即各输出轴的轴心)保持与上述高度差相对应的高度差。

加载齿轮箱2由加载驱动装置3驱动。图2示出了该加载驱动装置3的一个示例。如图2所示，该加载驱动装置3可以采用液压驱动的形式。具体来说，该加载驱动装置3包括液压泵(未示出)、由液压泵驱动的液压缸31和活塞32、由活塞32带动移动的力臂33，力臂33连接至加载齿轮箱2的加载输入轴。通过液压泵如手动液压泵驱动液压缸31内的活塞杆往复运动，与活塞杆的一端连接(如图所示的铰接)的力臂33被活塞杆带动移动，力臂33的另一端带动加载齿轮箱2的加载输入轴旋转，进而经由加载齿轮箱2内的传动部件带动加载齿轮箱2的加载输出轴22旋转一定角度，从而对被测齿轮箱1的输出轴12施加扭矩。

在由加载齿轮箱2对被测齿轮箱1加载的过程中，通过液压泵缓慢控制活塞杆的行程，使载荷平稳增加，该载荷从活塞杆传递至加载齿轮箱2的加载输入轴，经由加载齿轮箱2内的传动部件传递至加载齿轮箱2的加载输出轴22，再传递至被测齿轮箱1的输出轴12，并经由被测齿轮箱1内的传动部件传递至被测齿轮箱1的输入轴11，从而被扭矩仪5实时监测。当所监测的扭矩达到预定阈值(其根据被测齿轮箱1的额定载荷如额定扭矩和静力安全系数来确定)时，停止液压泵的操作，从而停止驱动被测齿轮箱1，此时可以通过拆卸齿轮箱来检查内部传动部件是否出现裂纹，或通过探测仪器来探测内部传动部件是否出现应力应变等来验证被测齿轮箱1的静力安全系数。除了上述通过拆卸齿轮箱验证以外，还可以想到的是，在被测齿轮箱1内安装应力应变片等测量装置来向外部输出静载荷参数来判断承载情况，从而免除拆箱操作。

根据本实用新型的静力试验装置通过改变加载端的载荷，可以实现不同静力安全系数的验证。并且，该静力试验装置可以更准确的模拟齿轮箱的过载能力和性能。基于试验结果，可以将齿轮箱的静力安全系数纳入到整个传动系统中考量，从而确保自动扶梯可以安全、稳定的运行。

另外，在自动扶梯齿轮箱的加载试验中，采用链传动的加载方式可以近似的模拟应用工况。加载齿轮箱2的液压驱动方式可使加载过程更加平稳，确保两齿轮箱输出轴中心线的连线与地面的夹角是为了模拟扶梯驱动主轴和齿轮箱之间的角度状态，从而可准确的获得实时加载扭矩。

尽管本实用新型是基于自动扶梯用齿轮箱提出来的，但本实用新型可以解决其它齿轮箱的静力安全系数的试验验证。

另外，虽然上面描述了加载驱动装置3采用液压驱动的形式，然而该加载驱动装置3也可以采用电动驱动的形式，例如采用伺服电机来驱动加载齿轮箱2的加载输出轴22旋转一定角度，在这种情况下，伺服电机的输出轴连接至加载齿轮箱2的加载输入轴。

再者，尽管上面描述了利用扭矩仪5来测量被测齿轮箱1因被加载而产生的扭矩，然而可以想到的是，也可以采用其它静载荷测试仪来测量被测齿轮箱1中产生的轴向载荷或径向载荷等静载荷。

上面参考附图详细描述了根据本实用新型的具体实施例，但是本实用新型并不限于上述具体结构，而是涵盖各种变形及等同特征。本领域技术人员可以在不脱离本实用新型保护范围的情况下做出各种改变。

Claims (10)

1.一种用于齿轮箱的静力试验装置，其特征在于，所述静力试验装置包括：

被测齿轮箱(1)，其包括输入轴(11)和输出轴(12)，所述输入轴(11)设有防止其旋转的止动装置(4)；

设置到所述被测齿轮箱(1)以测量静载荷的静载荷测试仪；

与所述被测齿轮箱(1)传动连接的加载齿轮箱(2)，所述加载齿轮箱(2)具有加载输入轴和加载输出轴(22)，所述加载输出轴(22)连接到所述被测齿轮箱(1)的输出轴(12)；以及

用于驱动所述加载齿轮箱(2)的加载驱动装置(3)，其连接到所述加载齿轮箱(2)的加载输入轴。

2.根据权利要求1所述的静力试验装置，其特征在于，所述止动装置(4)包括通过联轴器(41)与所述被测齿轮箱(1)的输入轴(11)固定连接的法兰轴和将所述法兰轴固定到所述被测齿轮箱(1)的箱体(10)的法兰座(43)。

3.根据权利要求2所述的静力试验装置，其特征在于，所述法兰座(43)形成为沿周向延伸的筒状或沿周向间隔布置的多个支架，其从所述被测齿轮箱(1)的箱体(10)围绕所述被测齿轮箱(1)的输入轴(11)和所述联轴器(41)沿轴向向外延伸到所述法兰轴。

4.根据权利要求1所述的静力试验装置，其特征在于，所述静载荷测试仪是扭矩仪(5)，其设置到所述被测齿轮箱(1)的输入轴(11)或输出轴(12)。

5.根据权利要求1所述的静力试验装置，其特征在于，所述静载荷测试仪是扭矩仪(5)，其设置到所述被测齿轮箱(1)的输入轴(11)，所述被测齿轮箱(1)的输入轴(11)通过联轴器(41)固定到所述扭矩仪(5)，所述扭矩仪(5)固定到第一法兰轴(42)，所述第一法兰轴(42)通过弹性柱销联轴器(44)固定到第二法兰轴(45)，所述第二法兰轴(45)固定到法兰座(43)，所述法兰座(43)围绕所述第二法兰轴(45)、所述弹性柱销联轴器(44)、所述第一法兰轴(42)、所述扭矩仪(5)、所述联轴器(41)和所述被测齿轮箱(1)的输入轴(11)延伸并固定到所述被测齿轮箱(1)的箱体(10)。

6.根据权利要求1所述的静力试验装置，其特征在于，所述静载荷具有基于所述被测齿轮箱(1)的额定载荷和静力安全系数确定的预定阈值，当所述静载荷达到所述预定阈值时，所述加载驱动装置(3)停止驱动所述被测齿轮箱(1)。

7.根据权利要求1所述的静力试验装置，其特征在于，所述被测齿轮箱(1)的输出轴(12)通过链传动或带传动与所述加载齿轮箱(2)的加载输出轴(22)传动连接。

8.根据权利要求1所述的静力试验装置，其特征在于，所述静力试验装置还包括计算装置，所述静载荷测试仪通过有线或无线的方式与所述计算装置连接。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的静力试验装置，其特征在于，所述加载驱动装置(3)为液压驱动装置，所述液压驱动装置包括液压泵、由所述液压泵驱动的液压缸(31)和活塞(32)以及由所述活塞(32)驱动的力臂(33)，所述力臂(33)连接至所述加载齿轮箱(2)的加载输入轴；或者所述加载驱动装置(3)为伺服电机，所述伺服电机的输出轴连接至所述加载齿轮箱(2)的加载输入轴。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的静力试验装置，其特征在于，所述被测齿轮箱(1)是用于自动扶梯的齿轮箱，所述被测齿轮箱(1)的输出轴(12)与所述加载齿轮箱(2)的加载输出轴(22)之间具有高度差，所述高度差与在所述被测齿轮箱(1)的输出轴(12)和自动扶梯的驱动主轴之间的高度差相对应。

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