CN103398845A - 一种耐久性实验装置 - Google Patents

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刘汉如
李存辉
张刚
熊涛
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Abstract

本发明公开了一种耐久性实验装置，用于测试变速箱的耐久性，通过变速箱固定装置将变速箱固定，通过润滑油温控装置实现对变速箱中润滑油温度的控制，而不是采用风冷或者外部水冷的方式，从而避免了风冷带来的噪音污染和外部水冷带来的设备腐蚀，采用振动检测装置对变速箱的振动进行检测，对变速箱在试验过程中齿轮及轴等重要零部件的早期故障能够做出准确判断，同时，通过数据存储装置采集第一扭矩传感器、第一转速传感器、第二扭矩传感器、第二转速传感器、润滑油温控装置和振动检测装置中的数据，以便后期的分析与存档，数据收集更加全面并且数据收集环境更接近变速箱实际使用状态，从而提高了测量数据的精度。

Description

一种耐久性实验装置
技术领域
本发明涉及实验装置技术领域，特别涉及一种耐久性实验装置。
背景技术
变速箱耐久试验指的是在特定的环境和规定的条件下，对变速箱的整体性能和使用寿命进行测试的一种试验。
目前，变速箱耐久试验是对变速箱的总成性能及齿轮轴的使用寿命进行验证，以确保变速箱出厂后可靠的使用性能。而实验所使用的变速箱耐久试验台架是针对道路的真实状况模拟变速箱齿轮和轴的真实工作状态而设计的。市场现有的耐久试验台架对变速箱内润滑油温度的冷却是采用风冷或者外部水冷的方式实现的，其加载***采用的是一级减速机；并且，目前市场上的耐久试验台架不能对变速箱的振动进行监测。
其中，现有变速箱耐久试验台架的缺陷如下：
（1）对润滑油温度的冷却方式会给试验现场带来环境污染，风冷的鼓风机噪音太大，带来了噪音污染；外部水冷使得现场潮湿，加快了台架的腐蚀。
（2）一级减速机对加载***的扭矩控制范围较窄，不能更加真实的模拟变速箱齿轮的受力状况；
（3）不能对变速箱的振动进行检测，对变速箱在试验过程中齿轮及轴等重要零部件的早期故障不能准确判断；
（4）由于上述三条的影响导致的测量***的精度相对较低，其后期的试验数据不能够真实的反应变速箱的实际工作状态。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐久性实验装置，以避免风冷或外部水冷带来的影响，实现对变速箱的振动检测和提高测量数据的精度。
为解决上述技术问题，本发明提供如下方案：
一种耐久性实验装置，用于测试变速箱的耐久性，包括驱动单元、加载单元、数据存储装置、控制装置、用于控制所述变速箱的润滑油温度的润滑油温控装置、用于检测所述变速箱的振动的振动检测装置和变速箱固定装置，其中，所述驱动单元包括驱动装置、第一传动轴、用于测量所述第一传动轴扭矩的第一扭矩传感器和用于测量所述第一传动轴的转速的第一转速传感器，所述第一传动轴将所述驱动装置的驱动轴和所述变速箱的输入轴连接，所述加载单元包括第二传动轴、减速机、用于测量所述第二传动轴扭矩的第二扭矩传感器和用于测量所述第二传动轴的转速的第二转速传感器和加载装置，所述第二传动轴将所述减速机的输入轴与所述变速箱的输出轴连接，所述减速机的输出轴与所述加载装置的输入轴连接，所述控制装置与所述驱动装置和所述加载装置连接，所述数据存储装置与所述第一扭矩传感器、所述第一转速传感器、所述第二扭矩传感器、所述第二转速传感器、所述润滑油温控装置和所述振动检测装置连接。
优选的，上述驱动装置和所述加载装置均为电机。
优选的，上述控制装置上还设置有公共直流母线控制***。
优选的，上述减速机为多档齿轮箱。
优选的，上述减速机为具有三个不同的档位，档位速比分别为6:3:1。
优选的，上述减速机中还设置有强制润滑装置。
优选的，上述第一转速传感器和所述第二转速传感器均为转速编码器。
优选的，上述第二传动轴为可更换式传动轴。
上述本发明所提供的耐久性实验装置，用于测试变速箱的耐久性，包括驱动单元、加载单元、数据存储装置、控制装置、用于控制所述变速箱的润滑油温度的润滑油温控装置、用于检测所述变速箱的振动的振动检测装置和变速箱固定装置，其中，所述驱动单元包括驱动装置、第一传动轴、用于测量所述第一传动轴扭矩的第一扭矩传感器和用于测量所述第一传动轴的转速的第一转速传感器，所述第一传动轴将所述驱动装置的驱动轴和所述变速箱的输入轴连接，所述加载单元包括第二传动轴、减速机、用于测量所述第二传动轴扭矩的第二扭矩传感器和用于测量所述第二传动轴的转速的第二转速传感器和加载装置，所述第二传动轴将所述减速机的输入轴与所述变速箱的输出轴连接，所述减速机的输出轴与所述加载装置的输入轴连接，所述控制装置与所述驱动装置和所述加载装置连接，所述数据存储装置与所述第一扭矩传感器、所述第一转速传感器、所述第二扭矩传感器、所述第二转速传感器、所述润滑油温控装置和所述振动检测装置连接。
其中，通过变速箱固定装置将变速箱固定，通过润滑油温控装置实现对变速箱中润滑油温度的控制，而不是采用风冷或者外部水冷的方式，从而避免了风冷带来的噪音污染和外部水冷带来的设备腐蚀，采用振动检测装置对变速箱的振动进行检测，对变速箱在试验过程中齿轮及轴等重要零部件的早期故障能够做出准确判断，同时，通过数据存储装置采集第一扭矩传感器、第一转速传感器、第二扭矩传感器、第二转速传感器、润滑油温控装置和振动检测装置中的数据，以便后期的分析与存档，数据收集更加全面并且数据收集环境更接近变速箱实际使用状态，从而提高了测量数据的精度。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的耐久性实验装置的结构示意图。
上图1中：
驱动装置1、第一扭矩传感器2、第一转速传感器3、第一传动轴4、变速箱5、变速箱固定装置6、润滑油温控装置7、振动检测装置8、第二传动轴9、第二转速传感器10、第二扭矩传感器11、减速机12、加载装置13、数据存储装置14、控制装置15、公共直流母线控制***16。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种耐久性实验装置，以避免风冷或外部水冷带来的影响，实现对变速箱的振动检测和提高测量数据的精度。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1，图1为本发明实施例所提供的耐久性实验装置的结构示意图。
本发明实施例所提供的耐久性实验装置，用于测试变速箱的耐久性，包括驱动单元、加载单元、数据存储装置14、控制装置15、用于控制变速箱5的润滑油温度的润滑油温控装置7、用于检测变速箱5的振动的振动检测装置8和变速箱固定装置6，其中，驱动单元包括驱动装置1、第一传动轴4、用于测量第一传动轴4扭矩的第一扭矩传感器2和用于测量第一传动轴4的转速的第一转速传感器3，第一传动轴4将驱动装置1的驱动轴和变速箱5的输入轴连接，加载单元包括第二传动轴9、减速机、用于测量第二传动轴9扭矩的第二扭矩传感器11和用于测量第二传动轴9的转速的第二转速传感器10和加载装置13，第二传动轴9将减速机12的输入轴与变速箱5的输出轴连接，减速机12的输出轴与加载装置13的输入轴连接，控制装置15与驱动装置1和加载装置13连接，数据存储装置14与第一扭矩传感器2、第一转速传感器3、第二扭矩传感器11、第二转速传感器10、润滑油温控装置4和振动检测装置8连接。
其中，通过变速箱固定装置6将变速箱5固定，通过润滑油温控装置7实现对变速箱5中润滑油温度的控制，而不是采用风冷或者外部水冷的方式，从而避免了风冷带来的噪音污染和外部水冷带来的设备腐蚀，采用振动检测装置8对变速箱5的振动进行检测，对变速箱5在试验过程中齿轮及轴等重要零部件的早期故障能够做出准确判断，同时，通过数据存储装置14采集第一扭矩传感器2、第一转速传感器3、第二扭矩传感器11、第二转速传感器10、润滑油温控装置7和振动检测装置8中的数据，对变速箱5的输入转速、输出转速、输入扭矩和输出扭矩进行实时控制和记录，以便后期的分析与存档，数据收集更加全面并且数据收集环境更接近变速箱实际使用状态，从而提高了测量数据的精度。
具体的，第一转速传感器3和第二转速传感器10均为转速编码器，转速编码器是指将旋转的机械位移量转换为电信号，对该信号进行处理后实现检测位置转动速度的传感器，测量效果更好，从而进一步提高了测量数据的精度。
其中，驱动装置1和加载装置13均为电机，绿色环保无污染，并且，控制装置15上还可以设置公共直流母线控制***16。公共直流母线控制***16指的是在多电机交流调速***中，采用单独的整流、回馈装置为***提供一定功率的直流电源，调速用逆变器直接接挂在直流母线上。当***工作在电动状态时，逆变器从母线上获取电能；当***工作在发电状态时，能量通过逆变器以及母线及回馈装置直接回馈给电网，以达到节能、提高设备运行可靠性，实现减少设备维护量和设备占地面积等目的。此处使用时，控制装置15可以通过控制公共直流母线控制***16实现能量的回馈。驱动装置1可以发电，并将多余电量反馈给加载装置13使用。
其中，减速机12为多档齿轮箱，可以提供不同范围的扭矩，更加真实的模拟变速箱5的实际工作状态，从而进一步提高了测量数据的精度。并且，第二传动轴9为可更换式传动轴，那么就可以根据不同扭矩的要求，通过更换第二传动轴9来与多档齿轮箱匹配。此处，减速机12可以具有三个不同的档位，档位速比分别为6:3:1，更加真实的模拟变速箱5的实际工作状态，从而进一步提高了测量数据的精度。多档齿轮箱的应用扩大了加载单元的扭矩控制范围，使本发明实施例所提供的耐久性实验装置的应用范围更广。
其中，减速机12中还设置有强制润滑装置，对自身内部的齿轮进行强制润滑，更加真实的模拟变速箱5的实际工作状态，从而进一步提高了测量数据的精度。
具体的使用过程为，在本发明实施例所提供的耐久性实验装置工作前，首先需要设定好驱动装置1的转速、加载装置13的扭矩以及多档齿轮箱的档位。当用于被测实验的变速箱5工作一段时间后，可通过润滑油温控装置7对变速箱5润滑油的温度设定一个确定的值使其保持住。在本发明实施例所提供的耐久性实验装置工作的过程中，通过第一扭矩传感器2、第二扭矩传感器11、第一转速传感器3、第二转速传感器10可以实时的检测试验变速箱5的输入输出转速及输入输出扭矩。通过振动检测装置8可以对变速箱5的振动及噪音进行监控，以能够更好的判断试验变速箱5的内部零件在早期的失效。实验结束后，通过数据存储装置14可以对试验过程的各项数据进行存储以便后期的分析与存档。
以上对本发明所提供的耐久性实验装置进行了详细介绍。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种耐久性实验装置，用于测试变速箱的耐久性，其特征在于，包括驱动单元、加载单元、数据存储装置（14）、控制装置（15）、用于控制所述变速箱（5）的润滑油温度的润滑油温控装置（7）、用于检测所述变速箱（5）的振动的振动检测装置（8）和变速箱固定装置（6），
其中，所述驱动单元包括驱动装置（1）、第一传动轴（4）、用于测量所述第一传动轴（4）扭矩的第一扭矩传感器（2）和用于测量所述第一传动轴（4）的转速的第一转速传感器（3），所述第一传动轴（4）将所述驱动装置（1）的驱动轴和所述变速箱（5）的输入轴连接，
所述加载单元包括第二传动轴（9）、减速机（12）、用于测量所述第二传动轴（9）扭矩的第二扭矩传感器（11）和用于测量所述第二传动轴（9）的转速的第二转速传感器（10）和加载装置（13），所述第二传动轴（9）将所述减速机（12）的输入轴与所述变速箱（5）的输出轴连接，所述减速机（12）的输出轴与所述加载装置（13）的输入轴连接，
所述控制装置（15）与所述驱动装置（1）和所述加载装置（13）连接，
所述数据存储装置（14）与所述第一扭矩传感器（2）、所述第一转速传感器（3）、所述第二扭矩传感器（11）、所述第二转速传感器（10）、所述润滑油温控装置（7）和所述振动检测装置（8）连接。
2.根据权利要求1所述的耐久性实验装置，其特征在于，所述驱动装置（1）和所述加载装置（13）均为电机。
3.根据权利要求2所述的耐久性实验装置，其特征在于，所述控制装置（15）上还设置有公共直流母线控制***（16）。
4.根据权利要求1所述的耐久性实验装置，其特征在于，所述减速机（12）为多档齿轮箱。
5.根据权利要求4所述的耐久性实验装置，其特征在于，所述减速机（12）为具有三个不同的档位，档位速比分别为6:3:1。
6.根据权利要求4所述的耐久性实验装置，其特征在于，所述减速机（12）中还设置有强制润滑装置。
7.根据权利要求1所述的耐久性实验装置，其特征在于，所述第一转速传感器（3）和所述第二转速传感器（10）均为转速编码器。
8.根据权利要求1所述的耐久性实验装置，其特征在于，所述第二传动轴（9）为可更换式传动轴。
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