減速機試驗系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種減速機試驗系統(tǒng),為解決現(xiàn)有減速機試驗成本高、試驗周期長的缺點,本發(fā)明提供一種減速機試驗系統(tǒng),其包括試驗臺架、在臺架上的回轉(zhuǎn)齒圈、至少兩臺減速機、驅(qū)動電機,各減速機的輸出端齒輪與回轉(zhuǎn)齒圈相嚙合,輸入端通過同步傳動裝置連接,驅(qū)動電機驅(qū)動減速機的輸入軸轉(zhuǎn)動,在其中一臺減速機的輸入軸上設(shè)置有錯位扭矩加載機構(gòu)用于加載和調(diào)節(jié)減速機輸入端的扭矩,至少一臺減速機的輸入軸與扭矩輸入端之間設(shè)置有扭簧。本發(fā)明減速機試驗系統(tǒng)制造成本及試驗成本均比較低廉;扭簧降低試驗過程磨損影響,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。試驗同時試驗至少兩臺減速機,通過錯位扭矩加載機構(gòu)提高試驗時的輸入與輸出扭矩,實現(xiàn)加速壽命試驗,縮短試驗周期。
【專利說明】減速機試驗系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種試驗裝置,尤其涉及一種減速機試驗系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]減速機通過降低轉(zhuǎn)速來提高輸出端的扭矩,實現(xiàn)減速機輸出端低速重載,例如挖掘機的回轉(zhuǎn)減速機,其輸出端的最大輸出扭矩超過lOOOONm。在減速機的設(shè)計制造過程中,需要對減速機進行耐久性試驗,以便驗證減速機的可靠性及相關(guān)性能?,F(xiàn)有的減速機的耐久性試驗有兩種途徑,其一是進行裝整機試驗,即把被測試減速機安裝在整機上進行整機測試,例如挖掘機的回轉(zhuǎn)減速機,將樣件安裝在挖掘機整機上,作往復(fù)回轉(zhuǎn)動作對減速機進行試驗,這種試驗方法成本高,僅一臺挖掘機的成本就高達(dá)數(shù)十萬甚至上百萬,另外試驗效率過低,在整機上進行測試減速機只在回轉(zhuǎn)平臺啟動或者制動時達(dá)到最大扭矩,試驗周期超長。另外一種試驗途徑是使用臺架試驗?,F(xiàn)有的減速機的臺架試驗都是使用兩臺電機,其中一臺電機作為輸入,另外一臺電機做負(fù)載,以實現(xiàn)減速機保持在最大扭矩工況下的試驗,這種試驗方法需要兩臺電機,其價值不菲,另外兩臺電機的總功率巨大,可達(dá)百千瓦甚至數(shù)百千瓦,造成試驗成本高昂。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有減速機試驗成本高、試驗周期長的缺點而提供一種可降低試驗成本和縮短試驗周期的減速機試驗系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:提供一種減速機試驗系統(tǒng),其包括試驗臺架、在試驗臺架上安裝的回轉(zhuǎn)齒圈、至少兩臺被測試的減速機、驅(qū)動電機,各減速機的輸出端齒輪與回轉(zhuǎn)齒圈相嚙合,各減速機的扭矩輸入端之間通過同步傳動裝置連接,驅(qū)動電機驅(qū)動減速機的輸入軸連轉(zhuǎn)動,減速機的輸入軸與扭矩輸入端直接或間接固定連接,在其中一臺減速機的輸入軸與扭矩輸入端之間設(shè)置有錯位扭矩加載機構(gòu)用于加載和調(diào)節(jié)減速扭矩機輸入端的扭矩,至少一臺減速機的輸入軸與扭矩輸入端之間設(shè)置有扭簧。在本發(fā)明中,回轉(zhuǎn)齒圈、各減速機、同步傳動裝置構(gòu)成一個閉環(huán)系統(tǒng),通過錯位扭矩加載機構(gòu)的錯位轉(zhuǎn)動能夠?qū)崿F(xiàn)減速機輸出端齒輪與回轉(zhuǎn)齒圈、減速機內(nèi)部各嚙合齒輪之間均嚙合受載,并且在減速機的輸入軸及輸出端齒輪上具有預(yù)定的載荷,但該載荷屬于該閉環(huán)系統(tǒng)的內(nèi)部應(yīng)力,不需要該閉環(huán)系統(tǒng)外部的應(yīng)力來維持。驅(qū)動電機作為該閉環(huán)系統(tǒng)的外部動力,使得閉環(huán)系統(tǒng)克服內(nèi)部摩擦力而運轉(zhuǎn),因此在該減速機試驗系統(tǒng)中,被測試的減速機的輸入軸及輸出齒輪上的扭矩載荷均為閉環(huán)系統(tǒng)內(nèi)部應(yīng)力,無需外部動力提供,動力方面僅需要一臺克服閉環(huán)系統(tǒng)內(nèi)部摩擦力的驅(qū)動電機,因此相對輸入扭矩和輸出扭矩由各自對應(yīng)的電機來提供的傳動試驗平臺,本發(fā)明的減速機試驗系統(tǒng)制造成本以及試驗時的試驗成本均比較低廉;另外本試驗系統(tǒng)同時試驗兩臺及以上減速機,并且能夠通過錯位扭矩加載機構(gòu)提高試驗時的輸入與輸出扭矩,實現(xiàn)加速壽命試驗,縮短試驗周期。減速機的輸入軸與扭矩輸入端直接固定連接,或者通過其他部件例如通過錯位扭矩加載機構(gòu)或者扭簧實現(xiàn)它們之間的間接固定連接,從而實現(xiàn)從扭矩輸入端至輸入軸之間的扭矩傳遞。至少一臺減速機的輸入軸與扭矩輸入端之間設(shè)置有扭簧,當(dāng)錯位扭矩加載機構(gòu)錯位加載扭矩時,扭簧也隨之變形,直至減速機輸入軸的扭矩達(dá)到目標(biāo)加載值,扭簧能夠降低閉環(huán)系統(tǒng)的剛度,同時加載相同扭矩時,錯位扭矩加載機構(gòu)的錯位角度行程更大,受齒輪磨損等變形引起的降扭將大大減小,提高閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,避免在試驗過程中因減速機輸入軸扭矩降低而停機重新加載扭矩的情況發(fā)生。
[0005]在上述的減速機試驗系統(tǒng)中,扭簧由兩端的花鍵連接部及位于兩花鍵連接部之間且與之固定連接的扭簧彈性部構(gòu)成。扭簧上部的花鍵連接部與減速機的扭矩輸入端轉(zhuǎn)軸連接,扭簧下部的花鍵連接部與減速機輸入軸花鍵連接或與錯位扭矩加載機構(gòu)花鍵連接。扭簧與錯位扭矩加載機構(gòu)串接在同一減速機的輸入軸與扭矩輸入端之間。扭簧與錯位扭矩加載機構(gòu)也可以分別安裝在兩個不同的減速機的輸入軸與扭矩輸入端之間。
[0006]在上述的減速機試驗系統(tǒng)中,還包括設(shè)置在減速機輸入軸上的扭矩傳感器用于測量減速機輸入軸上的輸入扭矩,以便準(zhǔn)確在減速機的輸入軸上加載預(yù)定的目標(biāo)扭矩載荷。
[0007]在上述的減速機試驗系統(tǒng)中,錯位扭矩加載機構(gòu)包括兩個相互貼合的法蘭盤,其中一法蘭盤與減速機的輸入軸固定連接,另一法蘭盤與減速機輸入端的轉(zhuǎn)軸固定連接,兩法蘭盤之間由可將兩法蘭盤鎖緊的鎖緊螺栓連接。
[0008]在上述的減速機試驗系統(tǒng)中,被測試的減速機臺數(shù)較優(yōu)取值為兩臺至八臺中任一臺數(shù),所有減速機繞回轉(zhuǎn)齒圈周向均布為較優(yōu)的方案。
[0009]在上述的減速機試驗系統(tǒng)中,同步傳動裝置由分別設(shè)置在各減速機輸入端的同步輪以及連接各同步輪的同步帶或鏈條構(gòu)成。另外該減速機試驗系統(tǒng)還包括安裝于試驗臺架上用于張緊同步帶或鏈條的張緊機構(gòu),張緊機構(gòu)包括固定在試驗臺架上的支撐桿以及安裝在支撐桿末端用于與同步帶對其進行頂推張緊的張緊輪,支撐桿的長度可伸縮調(diào)節(jié)或位置可移動調(diào)節(jié)。張緊機構(gòu)可以安裝在其中一對相鄰的兩臺減速機之間,用于張緊整個同步帶或鏈條,也可以在任何兩臺相鄰的減速機之間各自設(shè)置有張緊機構(gòu)用于張緊相鄰兩臺減速機之間的同步帶或鏈條。同步傳動裝置還可以是齒圈或者齒輪組件如齒輪箱等。
[0010]在上述的減速機試驗系統(tǒng)中,驅(qū)動電機與其中一臺減速機的輸入軸連接驅(qū)動減速機的輸入軸轉(zhuǎn)動或者驅(qū)動電機同時與數(shù)臺減速機的輸入軸連接驅(qū)動減速機的輸入軸轉(zhuǎn)動。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果:在該減速機試驗系統(tǒng)中,輸入軸及輸出齒輪上的扭矩載荷均為閉環(huán)系統(tǒng)內(nèi)部應(yīng)力,無需外部動力提供,動力方面僅需要一臺克服閉環(huán)系統(tǒng)內(nèi)部摩擦力的驅(qū)動電機,因此相對輸入扭矩和輸出扭矩各自對應(yīng)的電機來提供的傳動試驗平臺,本發(fā)明的減速機試驗系統(tǒng)制造成本以及試驗時的試驗成本均比較低廉;另外本試驗系統(tǒng)同時試驗兩臺或兩臺以上的減速機,并且能夠通過錯位扭矩加載機構(gòu)提高試驗時的輸入與輸出扭矩,實現(xiàn)加速壽命試驗,縮短試驗周期;加載扭矩時扭簧變形,扭簧能夠降低閉環(huán)系統(tǒng)的剛度,同時加載相同扭矩時,錯位扭矩加載機構(gòu)的錯位角度行程更大,受齒輪磨損等變形引起的降扭將大大減小,提高閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,避免在試驗過程中因減速機輸入軸扭矩降低而停機重新加載扭矩的情況發(fā)生。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的減速機試驗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖; 圖2是本發(fā)明的減速機試驗系統(tǒng)中閉環(huán)傳動系統(tǒng)的原理圖;
圖3是本發(fā)明的減速機試驗系統(tǒng)中去除試驗臺架部分支撐后的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是本發(fā)明的實施例一中減速機試驗系統(tǒng)的第二減速機扭矩輸入端至輸入軸之間的結(jié)構(gòu)不意圖;
圖5是本發(fā)明的實施例二中減速機試驗系統(tǒng)的第一減速機扭矩輸入端至輸入軸之間的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中零部件名稱及序號:
試驗臺架1、臺架底座11、下橫梁12、上橫梁13、下軸承14、上軸承15、回轉(zhuǎn)齒圈2、外圈21、內(nèi)齒圈22、第一減速機3、第一減速機輸入軸31、第一減速機扭矩輸入端轉(zhuǎn)軸32、錯位扭矩加載機構(gòu)4、下法蘭盤41、上法蘭盤42、同步帶5、同步輪51、張緊機構(gòu)6、張緊輪61、第二減速機7、第二減速機輸入軸71、第二減速機扭矩輸入端轉(zhuǎn)軸72、扭矩傳感器8、扭簧81、驅(qū)動電機IV型皮帶91。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合【專利附圖】
【附圖說明】具體實施方案。
[0015]實施例一:
如圖1至圖4所示,本發(fā)明減速機試驗系統(tǒng)包括試驗臺架1,在試驗臺架1的底座11上固定安裝有回轉(zhuǎn)齒圈2,回轉(zhuǎn)齒圈2包括外圈21和內(nèi)齒圈22,其中外圈21固定安裝在臺架底座11上,內(nèi)齒圈22可在外圈21上自由轉(zhuǎn)動。另外在試驗臺架1上還固定安裝有第一減速機3和第二減速機7兩臺減速機試驗樣件以及驅(qū)動電機9,第一減速機3和第二減速機7的輸出齒輪與內(nèi)齒圈22相嚙合。
[0016]如圖1圖2圖3所示,在第一減速機3的扭矩輸入端轉(zhuǎn)軸32至第一減速機輸入軸31之間設(shè)置有錯位扭矩加載機構(gòu)4,錯位扭矩加載機構(gòu)4包括下法蘭盤41和上法蘭盤42,其中下法蘭盤41與第一減速機輸入軸31固定連接,上法蘭盤42與第一減速機扭矩輸入端轉(zhuǎn)軸32固定連接,第一減速機扭矩輸入端轉(zhuǎn)軸32通過上軸承15可轉(zhuǎn)動安裝在試驗臺架1上的上橫梁13上,第一減速機扭矩輸入端轉(zhuǎn)軸32的上端固定安裝有同步輪51,第一減速機輸入軸31通過下軸承14可轉(zhuǎn)動定位在試驗臺架1上的下橫梁12上。下法蘭盤41和上法蘭盤42通過鎖緊螺栓固定連接,當(dāng)松開鎖緊螺栓時,上下法蘭盤可相互錯位轉(zhuǎn)動。如圖4所示,在第二減速機扭矩輸入端轉(zhuǎn)軸72的頂部同樣也設(shè)置有同步輪51,第二減速機扭矩輸入端轉(zhuǎn)軸72上設(shè)置有扭矩傳感器8,用于測量減速機扭矩輸入端的扭矩。第二減速機扭矩輸入端轉(zhuǎn)軸72也通過上軸承15可轉(zhuǎn)動安裝在試驗臺架1上的上橫梁13上,第二減速輸入軸71通過下軸承14可轉(zhuǎn)動定位在試驗臺架1上的下橫梁12上。第二減速機扭矩輸入端轉(zhuǎn)軸72下端通過扭簧81與第二減速輸入軸71固定連接,扭簧81上下兩端為套筒,套筒內(nèi)孔設(shè)花鍵,形成花鍵連接部,分別與第二減速機扭矩輸入端轉(zhuǎn)軸72下端和第二減速輸入軸71上端固定連接。在兩花鍵連接部之間是由多根間隔平行設(shè)置扭筋構(gòu)成的扭簧彈性部。同步帶51連接第一減速機3和第二減速機7扭矩輸入端的兩個同步輪。驅(qū)動電機9通過V型皮帶91與第二減速機7的輸入軸連接,驅(qū)動第二減速機7的輸入軸轉(zhuǎn)動。
[0017]張緊機構(gòu)6包括固定在試驗臺架1頂部的支撐桿以及安裝在支撐桿末端的張緊輪61,張緊輪61與同步帶5接觸,并對同步帶5進行頂推張緊。支撐桿的長度可調(diào)節(jié)或支撐桿的位置可移動,以便調(diào)節(jié)同步帶5的張緊程度。
[0018]在本實施例中,回轉(zhuǎn)齒圈2、兩減速機、同步傳動裝置(同步帶5及同步輪51)構(gòu)成一個閉環(huán)系統(tǒng),在試驗前,松開鎖緊上、下法蘭盤的螺栓,使得上、下法蘭盤可相對錯位轉(zhuǎn)動。通過錯位轉(zhuǎn)動上下法蘭盤,實現(xiàn)減速機輸出端齒輪與回轉(zhuǎn)齒圈、減速機內(nèi)部各嚙合齒輪之間均嚙合受載,扭簧81中間的扭筋也隨之發(fā)生形變,當(dāng)扭矩傳感器8測量到減速機輸入端轉(zhuǎn)軸上扭矩載荷達(dá)到預(yù)定值時,鎖緊上下法蘭盤,使得兩減速機的輸入軸及輸出軸上保持當(dāng)前的扭矩載荷,該扭矩載荷屬于該閉環(huán)系統(tǒng)的內(nèi)部應(yīng)力,不需要該閉環(huán)系統(tǒng)外部的應(yīng)力來維持。驅(qū)動電機9作為該閉環(huán)系統(tǒng)的外部動力,使得閉環(huán)系統(tǒng)克服內(nèi)部摩擦力而運作,因此在該減速機試驗系統(tǒng)中,減速機的輸入軸及輸出齒輪上的扭矩載荷均為閉環(huán)系統(tǒng)內(nèi)部應(yīng)力,無需外部動力提供,動力方面僅由驅(qū)動電機9克服閉環(huán)系統(tǒng)內(nèi)部摩擦力,相對輸入扭矩和輸出扭矩各自對應(yīng)的電機來提供的傳動試驗平臺,本發(fā)明的減速機試驗系統(tǒng)制造成本以及試驗時的試驗成本均比較低廉;另外本試驗系統(tǒng)同時試驗兩臺減速機,并且能夠通過錯位扭矩加載機構(gòu)提高試驗時的輸入與輸出扭矩,實現(xiàn)加速壽命試驗,縮短試驗周期。隨著試驗的進行,各齒輪的磨損、同步帶的伸長而松弛會導(dǎo)致減速機上預(yù)加的扭矩載荷降低,但由于有扭簧的存在,扭簧只需回位少許即可抵充齒輪磨損、同步帶伸出產(chǎn)生的位移,扭簧作少許的回位只會產(chǎn)生少許的扭矩載荷降低,降低扭矩載荷與預(yù)先施加的扭矩載荷相比基本可忽略不計,因此扭簧可減小齒輪的磨損、同步帶的伸長而松弛所帶來的降扭影響,同時扭簧還會降低閉環(huán)系統(tǒng)的剛度,使試驗系統(tǒng)運行平穩(wěn)。
[0019]在本實施例中,扭矩傳感器8和錯位扭矩加載機構(gòu)4可以同時安裝設(shè)置在同一減速機的輸入端。
[0020]在本發(fā)明中,被測試的減速機為兩臺減速機是一個比較簡潔的實驗系統(tǒng),在具體操作時也可以同時設(shè)置三臺、或四臺、或五臺、或六臺、或七臺、或八臺甚至更多的減速機作為被測試減速機以提高實驗速度。此時可在任何兩臺相鄰的減速機之間都設(shè)置有張緊機構(gòu)用于張緊該相鄰的兩臺減速機之間的同步帶或鏈條。驅(qū)動電機可通過直接驅(qū)動其中一臺減速機的輸入軸轉(zhuǎn)動而使其他減速機的輸入軸也作同步轉(zhuǎn)動,或者驅(qū)動電機可通過直接驅(qū)動其中數(shù)臺或全部減速機的輸入軸轉(zhuǎn)動而使所有減速機的輸入軸作同步轉(zhuǎn)動。
[0021]實施例二:
與實施例一相比,其不同點在于扭簧81與錯位扭矩加載機構(gòu)4串接在同一臺減速機的扭矩輸入端至輸入軸之間。如圖5所示,在第一減速機3的扭矩輸入端轉(zhuǎn)軸32至第一減速機輸入軸31之間依次串接有錯位扭矩加載機構(gòu)4和扭簧81,錯位扭矩加載機構(gòu)4包括下法蘭盤41和上法蘭盤42,其中下法蘭盤41與第一減速機輸入軸31固定連接,上法蘭盤42與扭簧的下部花鍵連接部連接,扭簧的上部花鍵連接部與第一減速機扭矩輸入端轉(zhuǎn)軸32固定連接,第一減速機扭矩輸入端轉(zhuǎn)軸32通過上軸承15可轉(zhuǎn)動安裝在試驗臺架1上的上橫梁13上,第一減速機扭矩輸入端轉(zhuǎn)軸32的上端固定安裝有同步輪51,第一減速機輸入軸31通過下軸承14可轉(zhuǎn)動定位在試驗臺架1上的下橫梁12上。下法蘭盤41和上法蘭盤42通過鎖緊螺栓固定連接,當(dāng)松開鎖緊螺栓時,上下法蘭盤可相互錯位轉(zhuǎn)動。
[0022]在本實施例中,可以同時在兩臺減速機的扭矩輸入端至輸入軸之間均設(shè)置扭簧,即在第一減速機的扭矩輸入端轉(zhuǎn)軸與輸入軸之間設(shè)置扭簧81外,還可以同時在第二減速機的扭矩輸入端轉(zhuǎn)軸與輸入軸之間也設(shè)置一個扭簧81。
【權(quán)利要求】
1.一種減速機試驗系統(tǒng),其特征在于包括試驗臺架、在試驗臺架上安裝的回轉(zhuǎn)齒圈、至少兩臺被測試的減速機、驅(qū)動電機,所述各減速機的輸出端齒輪與所述回轉(zhuǎn)齒圈相嚙合,所述被測試的各減速機的扭矩輸入端之間通過同步傳動裝置連接,所述驅(qū)動電機驅(qū)動所述減速機的輸入軸轉(zhuǎn)動,減速機的輸入軸與扭矩輸入端直接或間接固定連接,在其中一臺減速機的輸入軸與扭矩輸入端之間設(shè)置有錯位扭矩加載機構(gòu)用于加載和調(diào)節(jié)減速機扭矩輸入端的扭矩,至少一臺減速機的輸入軸與扭矩輸入端之間設(shè)置有扭簧。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減速機試驗系統(tǒng),其特征在于所述的扭簧由兩端的花鍵連接部及位于兩花鍵連接部之間且與之固定連接的扭簧彈性部構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減速機試驗系統(tǒng),其特征在于所述的扭簧與所述的錯位扭矩加載機構(gòu)串接在同一減速機的輸入軸與扭矩輸入端之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減速機試驗系統(tǒng),其特征在于還包括設(shè)置在減速機輸入軸上的扭矩傳感器用于測量減速機輸入軸上的輸入扭矩。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減速機試驗系統(tǒng),其特征在于所述錯位扭矩加載機構(gòu)包括兩個相互貼合的法蘭盤,其中一法蘭盤與減速機的輸入軸固定連接,另一法蘭盤與減速機輸入端的轉(zhuǎn)軸固定連接,兩法蘭盤之間由可將兩法蘭盤鎖緊的鎖緊螺栓連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減速機試驗系統(tǒng),其特征在于所述被測試的減速機臺數(shù)為兩臺至八臺中任一臺數(shù);所述減速機繞所述回轉(zhuǎn)齒圈周向均布。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的減速機試驗系統(tǒng),其特征在于所述同步傳動裝置由分別設(shè)置在各減速機輸入端的同步輪以及連接各同步輪的同步帶或鏈條以及安裝于試驗臺架上用于張緊所述同步帶或鏈條的張緊機構(gòu)構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的減速機試驗系統(tǒng),其特征在于所述的張緊機構(gòu)包括固定在試驗臺架上的支撐桿以及安裝在支撐桿末端用于與同步帶對其進行頂推張緊的張緊輪。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的減速機試驗系統(tǒng),其特征在于所述同步傳動裝置由分別設(shè)置在各減速機輸入端的同步輪以及連接各同步輪齒輪箱構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減速機試驗系統(tǒng),其特征在于所述驅(qū)動電機與其中一臺減速機的輸入軸連接驅(qū)動所述減速機的輸入軸轉(zhuǎn)動或者所述驅(qū)動電機同時與數(shù)臺減速機的輸入軸連接驅(qū)動所述減速機的輸入軸轉(zhuǎn)動。
【文檔編號】G01M13/02GK104390779SQ201410639836
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2015年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月6日
【發(fā)明者】李群華, 黃遂, 杜玲玲 申請人:廣西柳工機械股份有限公司