專利名稱：能量回收式齒輪箱加載裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于齒輪箱加載研磨及性能試驗(yàn)的裝置。
對(duì)齒輪箱加載的目的在于(1)齒輪研磨。通過研合劑與齒輪的相互作用提高齒輪的接觸精度，減少加工誤差對(duì)傳動(dòng)質(zhì)量的影響(2)齒輪的性能試驗(yàn)。通過試驗(yàn)取得齒輪的傳動(dòng)效率、強(qiáng)度、噪音等技術(shù)參數(shù)。但現(xiàn)有齒輪加載技術(shù)分別存在下述缺陷，限制了該技術(shù)的應(yīng)用范圍，特別是在多規(guī)格、大功率齒輪箱上的應(yīng)用。
1、機(jī)械或液力阻力矩式原理是通過連接在齒輪箱輸出端上的機(jī)械制動(dòng)裝置或液力耗功器，把輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成熱能消耗掉，能量利用不合理，不適用于大功率齒輪箱的加載。
2、扭力桿封閉力矩式原理是用扭力桿及連接軸把完全相同的兩齒輪箱組成封閉傳動(dòng)系統(tǒng)，通過人為地使扭力桿產(chǎn)生彈性變形構(gòu)成齒輪箱的加載力矩。此方式能量利用合理，但需要成對(duì)齒輪箱進(jìn)行加載，而且工裝適用性差，所以不適于單個(gè)及多規(guī)格齒輪箱的加載。
3、電動(dòng)機(jī)－發(fā)電機(jī)功率反饋式其原理是把電動(dòng)機(jī)從齒輪箱輸入端輸入的電能的大部分，通過輸出端的發(fā)電機(jī)再反饋給電動(dòng)機(jī)或電網(wǎng)，使電能得到充分利用，這種方式需要復(fù)雜的配電系統(tǒng)，給其推廣應(yīng)用造成困難。
本實(shí)用新型的任務(wù)在于提供一種能更好地解決多規(guī)格、大功率齒輪箱加載研磨及性能試驗(yàn)的裝置。
上述任務(wù)是這樣實(shí)現(xiàn)的該裝置主要由驅(qū)動(dòng)部分、負(fù)載部分、控制部分、計(jì)量部分組成、齒輪箱的驅(qū)動(dòng)部分由油馬達(dá)、動(dòng)力油泵、電動(dòng)機(jī)或油馬達(dá)、電動(dòng)機(jī)組成。負(fù)載部分由油泵構(gòu)成。油馬達(dá)和油泵分別與齒輪箱的輸入軸或輸出軸相連接。在油馬達(dá)與油泵之間的油路是相互連通的。油路中的壓力油可同時(shí)作用于油馬達(dá)和油泵，分別構(gòu)成油馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力矩和油泵的運(yùn)轉(zhuǎn)阻力矩。為保證齒輪箱能在加載條件下正常運(yùn)轉(zhuǎn)，與油馬達(dá)連接的齒軸上的驅(qū)動(dòng)力矩要大于與油泵連接的齒軸上的運(yùn)轉(zhuǎn)阻力矩。油馬達(dá)驅(qū)動(dòng)(有時(shí)電動(dòng)機(jī)也參加驅(qū)動(dòng))齒輪箱運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，油泵也被驅(qū)動(dòng)并輸出壓力油，而該壓力油的大部分又進(jìn)入油馬達(dá)成為齒輪箱的驅(qū)動(dòng)力，形成機(jī)械能與液壓能相互轉(zhuǎn)化，回收利用的系統(tǒng)。在該系統(tǒng)內(nèi)除各元件效率損失外，所輸入能量的大部分得以回收利用，而所加載荷以系統(tǒng)內(nèi)力的形式存在，無需外設(shè)力矩平衡裝置。系統(tǒng)內(nèi)壓力的建立主要通過以下方式實(shí)現(xiàn)1、由驅(qū)動(dòng)部分中的動(dòng)力油泵向系統(tǒng)直接輸入壓力油。2、通過調(diào)節(jié)使油泵排出流量Q1大于油馬達(dá)所需要的流量Q2，迫使系統(tǒng)壓力升高，而多余流量Q3經(jīng)溢流元件排出，驅(qū)動(dòng)部分中的電動(dòng)機(jī)的作用是向系統(tǒng)輸入機(jī)械能，使系統(tǒng)得以啟動(dòng)并建立系統(tǒng)壓力，同時(shí)補(bǔ)充加載過程中系統(tǒng)內(nèi)各元件所損失的能量。
考慮到對(duì)不同規(guī)格、不同速比齒輪箱加載的需要，齒輪箱齒軸與油泵及油馬達(dá)的連接，可采用帶傳動(dòng)、齒傳動(dòng)、萬向軸或普通聯(lián)軸器等不同形式，裝置中的油馬達(dá)及油泵亦可根據(jù)需要選擇定量型的或變量型的。
使用時(shí)，首先根據(jù)齒輪箱的加載力矩、加載系統(tǒng)(包括齒輪箱和傳動(dòng)連接裝置)的速比及加載速度，選擇調(diào)整驅(qū)動(dòng)部分、負(fù)載部分、控制部分各元件參數(shù)使之滿足加載要求。然后啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，在系統(tǒng)中建立所需壓力后，齒輪箱在油馬達(dá)驅(qū)動(dòng)力矩(有時(shí)也包括電動(dòng)機(jī)的力矩)作用下被迫運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，通過與油泵相連的齒軸使油泵運(yùn)轉(zhuǎn)，將機(jī)械能經(jīng)油泵又轉(zhuǎn)化成液壓能，成為油馬達(dá)驅(qū)動(dòng)力的一部分，從而實(shí)現(xiàn)部分能量的回收利用。由于系統(tǒng)中各元件存在效率損失，不可能實(shí)現(xiàn)輸入能量100％的回收利用，其損失部分由電動(dòng)機(jī)提供的能量予以補(bǔ)充。
與已有技術(shù)相比，上述系統(tǒng)的能量利用趨于合理，消耗功率少，而且由于充分利用了液壓系統(tǒng)參數(shù)便于調(diào)節(jié)、可實(shí)現(xiàn)大扭矩及液壓能可通過軟管傳遞的特點(diǎn)，使其能在齒輪箱的輸入、輸出軸之間形成力矩封閉系統(tǒng)，更適于承擔(dān)多規(guī)格、大功率齒輪箱的加載任務(wù)，有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)該技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
實(shí)施例1如圖1。該裝置主要由驅(qū)動(dòng)部分、負(fù)載部分、控制部分、計(jì)量部分組成。驅(qū)動(dòng)部分由油馬達(dá)1、動(dòng)力油泵 2、電動(dòng)機(jī) 3、組成。負(fù)載部分由油泵 4、構(gòu)成?？刂撇糠钟梢缌鏖y 5、6換向閥 7、組成。計(jì)量部分由壓力表 8、扭矩儀 9、流量計(jì) 10組成。油泵4和油馬達(dá)1分別通過扭矩儀9及帶傳動(dòng)裝置與齒輪箱的齒軸連接，在油泵4和油馬達(dá)1之間的油路是相互連通的，動(dòng)力油泵2的進(jìn)油口接油泵4的出油口，出油口接油馬達(dá)1的進(jìn)油口，溢流閥5、6分別接在油泵4與動(dòng)力油泵2之間及動(dòng)力油泵2與油馬達(dá)1之間的油路上。
工作時(shí)，首先根據(jù)齒輪箱的加載力矩、加載系統(tǒng)傳動(dòng)比及加載速度，選擇調(diào)整系統(tǒng)各元件參數(shù)，使之滿足加載要求，并使油泵4排出流量Q1略大于油馬達(dá)1所能接受的流量Q2。啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)3后，動(dòng)力油泵2使系統(tǒng)內(nèi)油液流動(dòng)并通過油馬達(dá)1推動(dòng)齒輪箱帶動(dòng)油泵4運(yùn)轉(zhuǎn)泵油。由于油泵4的流量Q1大于油馬達(dá)的流量Q2，迫使油泵4與動(dòng)力油泵2之間的油路中的油壓升高到溢流閥5的設(shè)定壓力P1，多余流量Q3經(jīng)溢流閥5回油箱。動(dòng)力油泵2在系統(tǒng)中起一個(gè)增壓的作用，使油泵4輸出油壓P1升高到油馬達(dá)進(jìn)口油壓P2，以補(bǔ)償油液經(jīng)過各元件產(chǎn)生的壓力降并保證由Q2P2構(gòu)成的油馬達(dá)1的驅(qū)動(dòng)力矩大于由Q1P1構(gòu)成的油泵4的運(yùn)轉(zhuǎn)阻力矩，實(shí)現(xiàn)齒輪箱的加載運(yùn)轉(zhuǎn)，溢流閥6的作用是控制P2不超過預(yù)定值，起安全保護(hù)作用。
在該系統(tǒng)中，齒輪箱的加載力矩取決于油泵4的排量q1和壓力p1，運(yùn)轉(zhuǎn)速度則由動(dòng)力油泵2的流量控制，而油馬達(dá)1的排量q2約等于油泵4的排量q1與加載系統(tǒng)速比1的乘積。因此，只要根據(jù)不同齒輪箱的情況，合理選擇、調(diào)整以上參數(shù)，即可滿足多種規(guī)格，不同功率及速比齒輪箱的加載需要。
在上述加載運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，在輪齒間加入研合劑，便能完成齒輪箱的加載研磨，而在運(yùn)轉(zhuǎn)中通過監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)壓力、流量、扭矩等數(shù)據(jù)，則可獲得齒輪的傳動(dòng)效率，振動(dòng)，噪音等技術(shù)參數(shù)，完成齒輪箱的性能試驗(yàn)工作。
實(shí)施例2如圖2。與實(shí)施1不同的是該方案中的動(dòng)力油泵2的進(jìn)油口接油箱，出油口接油泵4，油泵4的設(shè)置流量Q1略大于油馬達(dá)1的設(shè)置流量Q2。啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)3后，動(dòng)力油泵2先使系統(tǒng)內(nèi)建立起初壓P1，油馬達(dá)1在Q2P1的作用下驅(qū)動(dòng)齒輪箱運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，迫使油泵4運(yùn)轉(zhuǎn)泵油，使系統(tǒng)內(nèi)的油壓由P1上升到溢流閥5的設(shè)定壓力P2，多余流量Q3經(jīng)溢流閥5回油箱。Q2P2作用于油馬達(dá)1構(gòu)成齒輪箱的驅(qū)動(dòng)力矩，Q1(P2－P1)作用于油泵4構(gòu)成齒輪箱的運(yùn)轉(zhuǎn)阻力矩，從而實(shí)現(xiàn)齒輪箱的加載運(yùn)轉(zhuǎn)。在該方案中動(dòng)力油泵2是以向系統(tǒng)提供一個(gè)預(yù)油壓的方式完成系統(tǒng)啟動(dòng)并補(bǔ)充各元件效率損失的。
實(shí)施例3如圖3。與實(shí)施例1不同的是該方案的動(dòng)力油泵2的進(jìn)油口接油箱，出油口接在油泵4與油馬達(dá)1之間的油路上，同時(shí)設(shè)置了調(diào)速閥11，溢流閥5接在油馬達(dá)1與油泵4之間的油路間。為保證齒輪箱的驅(qū)動(dòng)力矩大于其運(yùn)轉(zhuǎn)阻力矩，油馬達(dá)1的設(shè)置流量Q2應(yīng)大于油泵4的流量Q1。系統(tǒng)壓力的建立靠動(dòng)力油泵2向系統(tǒng)直接輸入壓力油實(shí)現(xiàn)。調(diào)速閥11的作用是通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)流量，實(shí)現(xiàn)加載過程的速度控制。該方案的特點(diǎn)是動(dòng)力油泵2的流量較少，但設(shè)置調(diào)速閥11后增加了系統(tǒng)的發(fā)熱傾向。
實(shí)施例4如圖4。與實(shí)施例1不同的是，該方案的驅(qū)動(dòng)部分由油馬達(dá)1和電動(dòng)機(jī)3組成，其特點(diǎn)是該方案采用一臺(tái)雙軸電動(dòng)機(jī)3，油泵4進(jìn)油口與油箱連接，電動(dòng)機(jī)3的一根軸與油馬達(dá)1連接，另一根軸與齒輪箱齒軸連接，油泵4與油馬達(dá)1之間接有溢流閥5。
使用前調(diào)整油馬達(dá)1、油泵4、溢流閥5等，使各元件參數(shù)滿足加載力矩及齒輪箱速比的需要，同時(shí)使油泵4的流量Q1，略大于油馬達(dá)1的流量Q2。啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)3后，在齒輪箱運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，油泵4開始泵油，油馬達(dá)1開始運(yùn)轉(zhuǎn)，由于Q1＞Q2，便迫使系統(tǒng)壓力升高到溢流閥5的設(shè)定壓力P，多余流量Q3經(jīng)溢流閥5回油箱。Q2P作用于油馬達(dá)1和電動(dòng)機(jī)3一起構(gòu)成齒輪箱的驅(qū)動(dòng)力矩，Q1P作用于油泵4，成為齒輪箱的運(yùn)轉(zhuǎn)阻力矩，達(dá)到對(duì)齒輪箱加載的目的。系統(tǒng)啟動(dòng)及補(bǔ)充系統(tǒng)各元件效率損失所需能量由電動(dòng)機(jī)3直接提供。采用此方案可少用一臺(tái)油泵，簡(jiǎn)化了設(shè)備，但不便于進(jìn)行加載速度的調(diào)節(jié)。


圖1為實(shí)施方案1的液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)圖圖2為實(shí)施方案2的液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)圖圖3為實(shí)施方案3的液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)圖圖4為實(shí)施方案4的液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)圖其中1－油馬達(dá) 2－動(dòng)力油泵 3－電動(dòng)機(jī)4－油泵 5、6－溢流閥 7－換向閥8－油壓表 9－扭矩儀 10－流量計(jì)11－調(diào)速閥
權(quán)利要求1.一種能量回收式齒輪箱加載裝置，適用于齒輪箱的加載研磨和檢測(cè)，由驅(qū)動(dòng)部分，負(fù)載部分、控制部分和計(jì)量部分組成，其特征在于齒輪箱驅(qū)動(dòng)部分是油馬達(dá)、動(dòng)力油泵和電動(dòng)機(jī)或油馬達(dá)和電動(dòng)機(jī)，負(fù)載部分包括油泵，油馬達(dá)與齒輪箱的輸入或輸出軸連接，油泵與齒輪箱的另一軸連接，油泵出油口與油馬達(dá)進(jìn)油口相連通。
2.按照權(quán)利要求1所述的能量回收式齒輪箱加載裝置，其特征在于油泵進(jìn)油口與油箱連接，動(dòng)力油泵的進(jìn)油口接油泵的出油口，動(dòng)力油泵出油口接油馬達(dá)進(jìn)油口，油泵與動(dòng)力油泵之間以及動(dòng)力油泵與油馬達(dá)之間分別連接有溢流閥。
3.按照權(quán)利要求1所述的能量回收式齒輪箱加載裝置，其特征在于動(dòng)力油泵的進(jìn)油口接油箱，出油口接油泵進(jìn)油口，動(dòng)力油泵與油泵之間以及油泵與油馬達(dá)之間分別連接有溢流閥。
4.按照權(quán)利要求1所述的能量回收式齒輪箱加載裝置，其特征在于動(dòng)力油泵和油泵的進(jìn)油口接油箱，動(dòng)力油泵的出油口接在油泵與油馬達(dá)之間，油泵與油馬達(dá)之間連接有溢流閥。
5.按照權(quán)利要求1所述的能量回收式齒輪箱加載裝置，其特征在于油馬達(dá)軸與雙軸電動(dòng)機(jī)的一個(gè)軸連接，雙軸電動(dòng)機(jī)的另一軸與齒輪箱齒軸連接，油泵進(jìn)油口與油箱相接，油泵與油馬達(dá)之間連接有溢流閥。
專利摘要本實(shí)用新型是一種能量回收式齒輪箱加載裝置，適用于齒輪箱加載研磨和檢測(cè)。齒輪箱用油馬達(dá)、動(dòng)力油泵和電動(dòng)機(jī)或油馬達(dá)和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，油泵作為負(fù)載，油泵出油口與油馬達(dá)進(jìn)油口相連通。本實(shí)用新型耗能少，可實(shí)現(xiàn)多規(guī)格大功率齒輪箱的加載研磨和性能試驗(yàn)。
文檔編號(hào)B24B37/34GK2204683SQ9424738
公開日1995年8月9日 申請(qǐng)日期1994年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月20日
發(fā)明者張大秋 申請(qǐng)人:首鋼總公司