CN105510030A - 工程机械变速箱倾斜试验***及其试验方法 - Google Patents

工程机械变速箱倾斜试验***及其试验方法 Download PDF

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侯广猛
李翊
殷浩东
杨小兵
闫伟鹏
张刚
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    • G01M13/02—Gearings; Transmission mechanisms

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Abstract

本发明公开一种工程机械变速箱倾斜试验***及其试验方法，***包括试验台和安装于试验台台面上的试验单元；还包括控制单元、试验台支撑体和试验台倾斜驱动单元；试验台下端转动连接于试验台支撑体的顶端；试验台倾斜驱动单元包括一个以上液压驱动机构，液压驱动机构的驱动件顶端连接试验台；控制单元控制液压驱动机构的运行，以带动试验台在试验台支撑体上转动，使得试验台台面倾斜。本发明通过对常规“一”字型试验台进行结构改进，使其能够在变速箱试验中根据需要倾斜，以模拟爬坡、侧倾等实际工况，实现对变速箱进行多角度多状态的倾斜状态性能试验以及倾斜状态下的可靠性试验。

Description

工程机械变速箱倾斜试验***及其试验方法
技术领域
本发明涉及工程机械变速箱倾斜试验技术领域，特别是一种工程机械变速箱倾斜试验***及其试验方法。
背景技术
工程机械作为工程机械领域的施工机械，其主要工作场所是环境较恶劣的矿山、建筑工地等，爬坡、侧倾等复杂工况较多，而且复杂工况下的工作时间较长。变速箱作为工程机械的核心零部件，其主要功能是实现车辆在不同档位的工作和行走，包括低速时的大扭矩输出以及高速时的高速度行走。变速箱装配于工程机械整机时，为了在爬坡、侧倾等复杂工作下能够正常工作，需要在开发试制时模拟实际工况对变速箱进行性能试验和可靠性考核。
目前，国家标准和工程机械行业标准对于变速箱的性能和疲劳耐久试验均采用标准的静态“一”字型试验台，只是简单的进行一些常规的静态试验，而不能更贴实际工况、更真实的反应工作状态的产品性能参数和疲劳寿命，常规试验状态仅仅在一定程度上反应变速箱的性能和可靠性，其静态试验结果不能完全作为实际工作中的性能和寿命依据。
发明内容
本发明要解决的技术问题为：对常规“一”字型试验台进行结构改进，使其能够在变速箱试验中根据需要倾斜，以模拟爬坡、侧倾等实际工况，实现对变速箱进行多角度多状态的倾斜状态性能试验以及倾斜状态下的可靠性试验。本发明同时提供基于这种试验***的实验方法。
本发明采取的技术方案具体为：一种工程机械变速箱倾斜试验***，包括试验台和安装于试验台台面上的试验单元；还包括控制单元、试验台支撑体和试验台倾斜驱动单元；
试验台下端转动连接于试验台支撑体的顶端；
试验台倾斜驱动单元包括一个以上液压驱动机构，液压驱动机构的驱动件顶端连接试验台；控制单元控制液压驱动机构的运行，以带动试验台在试验台支撑体上转动，使得试验台台面倾斜。
本发明的试验台可采用现有的“一”字型平台，控制单元可采用现有计算机或控制器芯片。在应用时，通过控制单元控制液压驱动机构带动桌面以不同的角度和幅度倾斜，即可进行变速箱在各种工况下的仿真，从而完成试验。
进一步的，本发明中，试验台上还安装有角度传感器，角度传感器的信号输出端连接控制单元。角度传感器可实时感应试验台的倾斜角度，并将角度信息反馈至控制单元中。控制单元可根据实时角度信息以及所需模仿的工况，整合处理以继续控制液压驱动机构，最终达到所需的倾斜角度。
更进一步的，本发明中，试验单元包括依次连接的加载电机、加载减速箱、试验变速箱和输入驱动电机；输入驱动电机和加载减速箱分别通过传动轴连接试验变速箱，且两传动轴上分别设置有速度扭矩传感器；速度扭矩传感器的输出端连接控制单元。输入驱动电机可为试验变速箱提供实验转速，加载电机可通过改变转度以输出不同扭矩，加载减速箱可采用多档位机械箱，能够根据不同档位为试验变速箱提供实验扭矩。速度扭矩传感器可以实时检测实验过程中试验变速箱的输入和输出侧速度和扭矩信息，作为试验数据。输入驱动电机、加载电机以及加载减速器的控制也可通过控制单元实现。
为了方便在试验中对试验变速箱内部油液进行冷却，本发明的试验单元还包括润滑油循环冷却模块，润滑油循环冷却模块的油路连接变速箱内部油路，并形成循环油路通道。润滑油循环冷却模块可采用现有技术，其油循环与试验变速箱内部油路的连通亦为现有技术。
优选的，本发明所述液压驱动机构包括至少4个液压油缸，4个液压油缸的活塞杆顶端分别连接试验台的一个边角。液压油缸可固定于地面上，液压油缸的活塞杆即所述液压驱动机构的驱动件；通过控制单元分别对4个液压油缸进行伸缩控制，可使得试验台台面以与支撑脚的连接点为支点随意旋转倾斜，仿真各种复杂工况，可旋转倾斜的角度和幅度空间皆更大。
优选的，输入驱动电机和加载电机采用可调速交流电机。可满足国家及行业标准对于工程机械变速箱静态性能和可靠性试验的要求。
本发明还提供基于上述工程机械变速箱倾斜试验***的试验方法，包括以下步骤：
步骤一，根据工程机械整机运用情况，分别确定试验变速箱处于水平静态、侧倾工况、上下坡工况以及侧倾上下坡联合工况，上述各工况的试验时间；
步骤二，将待试验的试验变速箱装配于试验台上，根据国家标准对于水平静态工况下的试验变速箱进行性能试验；
步骤三，控制各液压驱动机构的运行，仿真侧倾工况、上下坡工况及侧倾上下坡联合工况，使试验台倾斜至与上述各工况相对应的倾斜角度，分别对上述仿真工况下的试验变速箱进行性能试验，根据试验结果判断试验变速箱的性能；
步骤四，以步骤一确定的试验时间，分别对各仿真工况下的试验变速箱进行可靠性耐久试验。
若某一状态下性能达不到设计要求，则需要对试验变速箱进行改进并重复以上试验过程。
有益效果
本发明***结构紧凑合理，操作方便，试验平台可以在多个液压驱动机构的作用下实现多种倾斜角度，以仿真变速箱的各种实际工况。速度扭矩传感器的设置可实现试验台倾斜角度的反馈控制，倾斜角度的控制更加精确。
采用本发明的试验***和试验方法不仅能够按照国家或行业标准进行变速箱静态试验，而且能够在变速箱试验中，模拟爬坡、侧倾等实际复杂工况对于变速箱进行多角度、多状态的倾斜状态性能试验以及倾斜状态可靠性试验，适用范围较广泛，能够在产品设计及开发的前期有效暴露变速箱的设计缺陷和性能问题。
附图说明
图1所示为本发明***结构示意图；
图2所示为本发明***模拟爬坡状态示意图；
图3所示为本发明***模拟侧倾状态示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例进一步描述。
结合1和图2，本发明的一工程机械变速箱倾斜试验***，包括试验台6、安装于试验台6台面上的试验单元，还包括控制单元、试验台支撑体8和试验台倾斜驱动单元；
试验台6下端转动连接于试验台支撑体8的顶端；
试验台倾斜驱动单元包括一个以上液压驱动机构，液压驱动机构的驱动件顶端连接试验台6；控制单元控制液压驱动机构的运行，以带动试验台6在试验台支撑体8上转动，使得试验台6台面倾斜。
实施例
图1所示的实施例中，试验台采用现有的“一”字型平台。
液压驱动机构包括至少4个液压油缸7，4个液压油缸7的活塞杆顶端分别连接试验台6的一个边角。液压油缸7及试验台支撑体8分别可固定于地面刚性体上，液压油缸7的活塞杆即所述液压驱动机构的驱动件。通过控制单元分别对4个液压油缸进行伸缩控制，可使得试验台台面以与支撑脚的连接点为支点随意旋转倾斜，仿真各种复杂工况，可旋转倾斜的角度和幅度空间皆更大。
试验单元包括依次连接的加载电机5、加载减速箱4、试验变速箱3和输入驱动电机1；输入驱动电机1和加载减速箱4分别通过传动轴9连接试验变速箱3，且两传动轴9上分别设置有速度扭矩传感器2；速度扭矩传感器2的输出端连接控制单元。输入驱动电机和加载电机采用可调速交流电机。输入驱动电机可为试验变速箱提供实验转速，加载电机可通过改变转度以输出不同扭矩，加载减速箱可采用多档位机械箱，能够根据不同档位为试验变速箱提供实验扭矩。速度扭矩传感器可以实时检测实验过程中试验变速箱的输入和输出侧速度和扭矩信息，作为试验数据。输入驱动电机、加载电机以及加载减速器的控制也可通过控制单元实现。
试验台6上还安装有角度传感器，角度传感器的信号输出端连接控制单元。角度传感器可实时感应试验台的倾斜角度，并将角度信息反馈至控制单元中。控制单元可根据实时角度信息以及所需模仿的工况，整合处理以继续控制液压驱动机构，最终达到所需的倾斜角度。
控制单元可采用现有计算机或控制器芯片。在应用时，通过控制单元控制液压驱动机构带动桌面以不同的角度和幅度倾斜，即可进行变速箱在各种工况下的仿真，从而完成试验。
为了方便在试验中对试验变速箱内部油液进行冷却，试验单元还包括润滑油循环冷却模块，润滑油循环冷却模块的油路连接变速箱内部油路，并形成循环油路通道。润滑油循环冷却模块可采用现有技术，其油循环与试验变速箱内部油路的连通亦为现有技术。
基于上述工程机械变速箱倾斜试验***的试验方法，包括以下步骤：
步骤一，根据工程机械整机运用情况，分别确定试验变速箱处于水平静态、侧倾工况、上下坡工况以及侧倾上下坡联合工况，上述各工况的试验时间；
步骤二，将待试验的试验变速箱装配于试验台上，根据国家标准对于水平静态工况下的试验变速箱进行性能试验；
步骤三，控制各液压驱动机构的运行，仿真侧倾工况、上下坡工况及侧倾上下坡联合工况，使试验台倾斜至与上述各工况相对应的倾斜角度，分别对上述仿真工况下的试验变速箱进行性能试验，根据试验结果判断试验变速箱的性能；
控制不同液压缸的伸缩可实现试验台不同方向的倾斜，如图2和图3所示，为本发明的***分别模拟爬坡状态示意图和模拟侧倾状态示意图。
步骤四，以步骤一确定的试验时间，分别对各仿真工况下的试验变速箱进行可靠性耐久试验。
若某一状态下性能达不到设计要求，则需要对试验变速箱进行改进并重复以上试验过程。
本发明***结构紧凑合理，操作方便，试验平台可以在多个液压驱动机构的作用下实现多种倾斜角度，以仿真变速箱的爬坡、侧倾等实际复杂工况，并完成试验变速箱在各种工况下的性能试验和可靠性试验，应用范围较广。速度扭矩传感器的设置可实现试验台倾斜角度的反馈控制，倾斜角度的控制更加精确，能够最大限度在产品设计及开发的前期有效暴露变速箱的设计缺陷和性能问题。

Claims (7)

1.一种工程机械变速箱倾斜试验***，包括试验台和安装于试验台台面上的试验单元；其特征是，还包括控制单元、试验台支撑体和试验台倾斜驱动单元；
试验台下端转动连接于试验台支撑体的顶端；
试验台倾斜驱动单元包括一个以上液压驱动机构，液压驱动机构的驱动件顶端连接试验台；控制单元控制液压驱动机构的运行，以带动试验台在试验台支撑体上转动，使得试验台台面倾斜。
2.根据权利要求1所述的工程机械变速箱倾斜试验***，其特征是，试验台上还安装有角度传感器，角度传感器的信号输出端连接控制单元。
3.根据权利要求1或2所述的工程机械变速箱倾斜试验***，其特征是，试验单元包括依次连接的加载电机、加载减速箱、试验变速箱和输入驱动电机；输入驱动电机和加载减速箱分别通过传动轴连接试验变速箱，且两传动轴上分别设置有速度扭矩传感器；速度扭矩传感器的输出端连接控制单元。
4.根据权利要求3所述的工程机械变速箱倾斜试验***，其特征是，试验单元还包括润滑油循环冷却模块，润滑油循环冷却模块的油路连接变速箱内部油路，并形成循环油路通道。
5.根据权利要求1或2所述的工程机械变速箱倾斜试验***，其特征是，所述液压驱动机构包括至少4个液压油缸，4个液压油缸的活塞杆顶端分别连接试验台的一个边角。
6.根据权利要求1或2所述的工程机械变速箱倾斜试验***，其特征是，输入驱动电机和加载电机采用可调速交流电机。
7.基于权利要求1至6所述的工程机械变速箱倾斜试验***的试验方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤一，根据工程机械整机运用情况，分别确定试验变速箱处于水平静态、侧倾工况、上下坡工况以及侧倾上下坡联合工况，上述各工况的试验时间；
步骤二，将待试验的试验变速箱装配于试验台上，根据国家标准对于水平静态工况下的试验变速箱进行性能试验；
步骤三，控制各液压驱动机构的运行，仿真侧倾工况、上下坡工况及侧倾上下坡联合工况，使试验台倾斜至与上述各工况相对应的倾斜角度，分别对上述仿真工况下的试验变速箱进行性能试验，根据试验结果判断试验变速箱的性能；
步骤四，以步骤一确定的试验时间，分别对各仿真工况下的试验变速箱进行可靠性耐久试验。
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