CN106441876A - 割草机变速箱疲劳试验台及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种割草机变速箱疲劳试验台，包括机身、电机驱动装置、变速箱输出轴连接机构、扭矩传感器、变速箱离合控制装置、变速箱扭矩加载装置和控制器，电机驱动装置与被测试变速箱输入轴连接，被测试变速箱输出轴一端支撑在支撑座中，另一端依次通过变速箱输出轴连接机构、第一联轴器与扭矩传感器一端固定连接，扭矩传感器另一端与变速箱扭矩加载装置一端固定连接。变速箱离合控制装置与变速箱扭矩加载装置相邻，控制器支撑在机身台板的后侧上。本发明的方法分为变速箱行走运行的扭转试验方法和变速箱运行的离合试验方法。本发明结构紧凑、方法简便快捷，降低了测试成本，提高了测试效率。提高了割草机变速箱的使用可靠性。

Description

割草机变速箱疲劳试验台及试验方法

技术领域

本发明涉及一种疲劳试验的专用设备，尤其涉及一种用于模拟家用自走式割草机行走时的变速箱扭转和离合疲劳试验的专用设备，还涉及这种设备的试验方法，属于专用试验机技术领域。

背景技术

家用自走式割草机与普通家用割草机的最大区别在于具有自行行走的功能，因而大大减轻了使用者的劳动强度，提高了割草效率。为了确保家用自走式割草机的使用质量，必须通过疲劳耐久试验来检测割草机变速箱的使用寿命。

现有割草机变速箱通过割草机的割草试验和绕支点旋转等方式来检验变速箱的使用寿命，这种试验方式需要人员值班定期给机器加油，测试过程要根据经验来进行挂重测试，测试结果不直观，非常不便。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构紧凑、能自动连续进行变速箱扭转和离合疲劳测试的割草机变速箱疲劳试验台。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种割草机变速箱疲劳试验台，包括机身、电机驱动装置、变速箱输出轴连接机构、扭矩传感器、变速箱离合控制装置、变速箱扭矩加载装置和控制器，所述电机驱动装置设置在机身上部，电机驱动装置与被测试变速箱输入轴连接；被测试变速箱输出轴一端支撑在支撑座中，所述支撑座固定在机身台板的一端上，被测试变速箱输出轴另一端依次通过变速箱输出轴连接机构、第一联轴器与扭矩传感器一端固定连接，扭矩传感器另一端通过第二联轴器与变速箱扭矩加载装置一端固定连接；变速箱离合控制装置与变速箱扭矩加载装置平行设置，固定在机身台板上；控制器支撑在机身台板的后侧上。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

前述的割草机变速箱疲劳试验台，其中所述电机驱动装置包括电机和皮带增速传动机构，电机垂直固定在安装座上，垂直设置在机身上的安装座外侧与固定在机身上部一端的立轴铰接，并与皮带张紧机构固定连接；皮带传动增速机构包括大皮带轮、小皮带轮和传动皮带，大皮带轮与电机轴固定连接，小皮带轮与被测试变速箱输入轴固定连接，大皮带轮和小皮带轮通过传动皮带衔接。

前述的割草机变速箱疲劳试验台，其中所述支撑座设有开口向上的斜槽，被测试变速箱输出轴一端通过轴套支撑在轴套座中，所述轴套座嵌装定位在支撑座中。

前述的割草机变速箱疲劳试验台，其中所述变速箱输出轴连接机构包括第一支撑轴、锁紧螺母、锥套、第一轴承座、第一联轴器、第二联轴器、第二支撑轴和第二轴承座，所述被测试变速箱输出轴另一端与锥套固定连接，第一支撑轴一端设有内锥孔，所述锥套的外锥面嵌进内锥孔中，且外锥面与内锥孔的内锥面匹配，通过锁紧螺母使被测试变速箱输出轴另一端与第一支撑轴一端固定连接；第一支撑轴中部通过一对轴承支撑在第一轴承座中，所述第一轴承座底部固定在机身台板的另一端上，第一支撑轴另一端通过第一联轴器与扭矩传感器一端固定连接，扭矩传感器另一端通过第二联轴器与第二支撑轴一端固定连接，第二支撑轴中部通过一对轴承支撑在第二轴承座中，所述第二轴承座底部和扭矩传感器底部分别固定在机身台板的另一端上。

前述的割草机变速箱疲劳试验台，其中所述变速箱扭矩加载装置包括齿轮泵、两个同步带轮、同步传动带、通道块和液压油箱，第二支撑轴另一端与一个同步带轮固定连接，另一个同步带轮固定在齿轮泵输入轴上，两个同步带轮通过同步传动带衔接；齿轮泵输入油管与液压油箱中部相连，齿轮泵输出油管通过通道块的主油路与液压油箱下部相连，调节式阻尼阀和压力继电器分别旁接在主油路上。

前述的割草机变速箱疲劳试验台，其中所述变速箱离合控制装置包括模拟离合气缸、摇臂和钢丝拉索，所述模拟离合气缸位于扭矩传感器一侧，固定在机身台板的另一端上；摇臂一端与机身台板铰接，模拟离合气缸活塞杆一端与摇臂另一端铰接，钢丝拉索一端与被测试变速箱离合控制板一端铰接，钢丝拉索另一端与摇臂中部对应的定位孔铰接。

一种割草机变速箱疲劳试验台的试验方法，包括以下两种试验方法：

a、变速箱行走运行的扭转试验方法

1）将被测试变速箱输出轴一端先装上轴套再装进轴套座中，然后将轴套座嵌装定位在支撑座中；再将被测试变速箱输出轴另一端通过变速箱输出轴连接机构、第一联轴器与扭矩传感器一端固定连接；

2）按下启动电机按钮，电机通过皮带增速传动机构驱动被测试变速箱运转，再通过同步带传动机构驱动齿轮泵运转，观察控制器显示窗口的输出扭矩、转速和功率的变化，转动调节式阻尼阀，使输出扭矩、转速、功率达到所需的数值；在设定的疲劳试验持续时间内，被测试变速箱按所需的输出扭矩、转速和功率数值连续运转，直至完成被测试变速箱的扭转疲劳试验；

b、变速箱运行的离合试验方法

1）将钢丝拉索另一端与摇臂中部对应位置的定位孔铰接；

2）按下模拟离合气缸启动按钮，按控制器上设定的分离周期，模拟离合气缸活塞杆动作；模拟离合气缸活塞杆外伸时通过钢丝拉索推动被测试变速箱离合控制板，使被测试变速箱处于接合状态；保持接合状态一段时间后，模拟离合气缸活塞杆缩回，通过钢丝拉索拉动被测试变速箱离合控制板，使被测试变速箱处于分离状态；周而复始，完成被测试变速箱运行的离合疲劳试验。

本发明结构紧凑、方法简便快捷，采用电机通过皮带增速传动机构驱动被测试变速箱运转，通过齿轮泵和调节式阻尼阀来模拟家用自走式割草机行走时变速箱的负载，通过扭矩传感器反馈的模拟量在控制器上显示被测试变速箱实时输出扭矩、转速、功率等参数，直观、便于观察，测试过程自动化程度高，测试数据精确可靠。可以根据不同工况设定扭矩，避免因人为操作造成测试结果不准确给产品质量带来隐患。本发明不需不断对发动机加油，降低了测试成本，提高了测试效率。变速箱一端通过支撑座支撑，另一端通过锁紧螺母、锥套、支撑轴和联轴器与扭矩传感器连接，装拆方便快捷。本发明还可通过模拟离合气缸活塞杆按设定的模拟人工操作频率进行外伸、缩回，通过摇臂和钢丝拉索控制被测试变速箱离合控制板的摆动，完成被测试变速箱的离合疲劳测试，提高了割草机变速箱的使用可靠性。

本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。

附图说明

图1是本发明的立体图；

图2是图1的A向视图；

图3是图1的B向视图；

图4是图1的C向视图；

图5是图1的D-D剖视图；

图6是图1的E向局部视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1～图6所示，本实施例为某型家用自走式割草机，其发动机功率为4.5至6.5马力。

本实施例包括机身1、电机驱动装置2、变速箱输出轴连接机构3、扭矩传感器4、变速箱离合控制装置5、变速箱扭矩加载装置6和控制器7，机身1采用矩形钢管焊成，其顶部纵向一侧焊有机身台板11。电机驱动装置2设置在机身1上部，包括电机21和皮带增速传动机构22，电机21垂直固定在安装座23上，垂直设置在机身1上的安装座23外侧与固定在机身1上部左端的立轴24铰接，并与皮带张紧机构25固定连接，皮带张紧机构25可以绕立轴24转动而张紧皮带。

皮带传动增速机构22包括大皮带轮221、小皮带轮222和传动皮带223，大皮带轮221与电机轴211固定连接，小皮带轮222与被测试变速箱输入轴101固定连接，大皮带轮221和小皮带轮222通过传动皮带223衔接。本实施例采用增速传动，被测试变速箱10的输入转速小于3000rpm，电机21的功率为0.5HP,约为370W，而家用自走式割草机的发动机功率为4.5至6.5HP，其行走负载只占发动机功率的10%左右，因此，0.5HP的电机21的功率足够了，从而降低了测试成本。

支撑座8为箱型焊接件，固定在机身台板11的左端上，支撑座8上部设有开口向上的斜槽81，便于放置或取出被测试变速箱10。被测试变速箱输出轴102左端通过轴套82支撑在轴套座83中，所述轴套座83嵌装定位在支撑座8中。被测试变速箱输出轴102右端依次通过变速箱输出轴连接机构3、第一联轴器84与扭矩传感器4左端固定连接，扭矩传感器4右端通过第二联轴器85与变速箱扭矩加载装置6左端固定连接。

变速箱输出轴连接机构3包括第一支撑轴31、锁紧螺母32、锥套33、第一轴承座34、第二支撑轴35和第二轴承座36，被测试变速箱输出轴102右端与锥套33固定连接，第一支撑轴31一端设有内锥孔37，锥套33的外锥面嵌进内锥孔37中，且外锥面与内锥孔37的内锥面匹配，通过锁紧螺母32使被测试变速箱输出轴102右端与第一支撑轴31左端固定连接。第一支撑轴31中部通过一对轴承支撑在第一轴承座34中，第一轴承座34底部固定在机身台板11的右端上。第一支撑轴31右端通过第一联轴器84与扭矩传感器4左端固定连接，扭矩传感器4右端通过第二联轴器85与第二支撑轴35左端固定连接，第二支撑轴35中部通过一对轴承支撑在第二轴承座36中，第二轴承座36底部和扭矩传感器4底部分别固定在机身台板11的右端上。

变速箱扭矩加载装置6包括齿轮泵61、两个同步带轮62、同步传动带63、通道块64和液压油箱65，第二支撑轴35右端与一个同步带轮62固定连接，另一个同步带轮62固定在齿轮泵61的输入轴上，两个同步带轮62通过同步传动带63衔接，本实施例为等速同步带传动，两个同步带轮62的直径相同。齿轮泵输入油管66与液压油箱65中部相连，齿轮泵输出油管67通过通道块64的主油路与液压油箱65下部相连，调节式阻尼阀68和压力继电器69分别旁接在主油路上。调节式阻尼阀68可以设定齿轮泵61的泵压，从而使被测试变速箱10按所需的负载加载。当被测试变速箱10损坏，齿轮泵61停止工作，输出压力消失，压力继电器69失压接通，电机21停止工作。

变速箱离合控制装置5与变速箱扭矩加载装置6平行设置，包括模拟离合气缸51、摇臂52和钢丝拉索53，模拟离合气缸51位于扭矩传感器4一侧，通过后法兰固定在机身台板11的右端上。摇臂52一端与机身台板11铰接，模拟离合气缸51的活塞杆左端与摇臂52另一端铰接，钢丝拉索53左端与被测试变速箱离合控制板103一端铰接，钢丝拉索53右端与摇臂52中部对应的定位孔铰接。控制器7支撑在机身台板11的后侧上。

本发明的试验方法包括以下两种：

a、变速箱行走运行的扭转试验方法

1）将被测试变速箱输出轴102左端先装上轴套82再装进轴套座83中，然后将轴套座83嵌装定位在支撑座8中。再将被测试变速箱输出轴102右端通过变速箱输出轴连接机构3、第一联轴器84与扭矩传感器4左端固定连接。

2）按下启动电机按钮，电机21通过皮带传动增速机构22驱动被测试变速箱10运转，再通过同步带传动机构61驱动齿轮泵62运转，观察控制器显示窗口71的输出扭矩、转速和功率的变化，转动调节式阻尼阀68，使输出扭矩、转速、功率达到所需的数值。在本实施例设定的200小时的疲劳试验持续时间内，被测试变速箱10按所需的输出扭矩、转速和功率数值连续运转，直至完成被测试变速箱的扭转疲劳试验。

b、变速箱运行的离合试验方法

1)将钢丝拉索53右端与摇臂52中部对应位置的定位孔铰接.

2）按下模拟离合气缸启动按钮，按控制器7上设定的分离周期，模拟离合气缸活塞杆511动作，模拟离合气缸活塞杆511外伸时通过钢丝拉索53推动被测试变速箱离合控制板103，使被测试变速箱10处于接合状态；保持接合状态一段时间后，模拟离合气缸活塞杆511缩回，通过钢丝拉索53拉动被测试变速箱离合控制板103，使被测试变速箱10处于分离状态；周而复始，完成被测试变速箱10运行的离合疲劳试验。

本发明可测试多种规格的家用自走式割草机的变速箱。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种割草机变速箱疲劳试验台，其特征在于：包括机身、电机驱动装置、变速箱输出轴连接机构、扭矩传感器、变速箱离合控制装置、变速箱扭矩加载装置和控制器，所述电机驱动装置设置在机身上部，电机驱动装置与被测试变速箱输入轴连接；被测试变速箱输出轴一端支撑在支撑座中，所述支撑座固定在机身台板的一端上，被测试变速箱输出轴另一端依次通过变速箱输出轴连接机构、第一联轴器与扭矩传感器一端固定连接，扭矩传感器另一端通过第二联轴器与变速箱扭矩加载装置一端固定连接；变速箱离合控制装置与变速箱扭矩加载装置平行设置，固定在机身台板上；控制器支撑在机身台板的后侧上。

2.如权利要求1所述的割草机变速箱疲劳试验台，其特征在于：所述电机驱动装置包括电机和皮带增速传动机构，电机垂直固定在安装座上，垂直设置在机身上的安装座外侧与固定在机身上部一端的立轴铰接，并与皮带张紧机构固定连接；皮带传动增速机构包括大皮带轮、小皮带轮和传动皮带，大皮带轮与电机轴固定连接，小皮带轮与被测试变速箱输入轴固定连接，大皮带轮和小皮带轮通过传动皮带衔接。

3.如权利要求1所述的割草机变速箱疲劳试验台，其特征在于：所述支撑座设有开口向上的斜槽，被测试变速箱输出轴一端通过轴套支撑在轴套座中，所述轴套座嵌装定位在支撑座中。

4.如权利要求1所述的割草机变速箱疲劳试验台，其特征在于：所述变速箱输出轴连接机构包括第一支撑轴、锁紧螺母、锥套、第一轴承座和第二支撑轴，所述被测试变速箱输出轴另一端与锥套固定连接，第一支撑轴一端设有内锥孔，所述锥套的外锥面嵌进内锥孔中，且外锥面与内锥孔的内锥面匹配，通过锁紧螺母使被测试变速箱输出轴另一端与第一支撑轴一端固定连接；第一支撑轴中部通过一对轴承支撑在第一轴承座中，所述第一轴承座底部固定在机身台板的另一端上，第一支撑轴另一端通过第一联轴器与扭矩传感器一端固定连接，扭矩传感器另一端通过第二联轴器与第二支撑轴一端固定连接，第二支撑轴中部通过一对轴承支撑在第二轴承座中，所述第二轴承座底部和扭矩传感器底部分别固定在机身台板的另一端上。

5.如权利要求1或4所述的割草机变速箱疲劳试验台，其特征在于：所述变速箱扭矩加载装置包括齿轮泵、两个同步带轮、同步传动带、通道块和液压油箱，第二支撑轴另一端与一个同步带轮固定连接，另一个同步带轮固定在齿轮泵输入轴上，两个同步带轮通过同步传动带衔接；齿轮泵输入油管与液压油箱中部相连，齿轮泵输出油管通过通道块的主油路与液压油箱下部相连，调节式阻尼阀和压力继电器分别旁接在主油路上。

6.如权利要求1所述的割草机变速箱疲劳试验台，其特征在于：所述变速箱离合控制装置包括模拟离合气缸、摇臂和钢丝拉索，所述模拟离合气缸位于扭矩传感器一侧，固定在机身台板的另一端上；摇臂一端与机身台板铰接，模拟离合气缸活塞杆一端与摇臂另一端铰接，钢丝拉索一端与被测试变速箱离合控制板一端铰接，钢丝拉索另一端与摇臂中部对应的定位孔铰接。

7.一种如权利要求1所述的割草机变速箱疲劳试验台的试验方法，其特征在于：包括以下两种试验方法：

a、变速箱行走运行的扭转试验方法

1）将被测试变速箱输出轴一端先装上轴套再装进轴套座中，然后将轴套座嵌装定位在支撑座中；再将被测试变速箱输出轴另一端通过变速箱输出轴连接机构、第一联轴器与扭矩传感器一端固定连接；

2）按下启动电机按钮，电机通过皮带传动增速机构驱动被测试变速箱运转，再通过同步带传动机构驱动齿轮泵运转，观察控制器显示窗口的输出扭矩、转速和功率的变化，转动调节式阻尼阀，使输出扭矩、转速、功率达到所需的数值；在设定的疲劳试验持续时间内，被测试变速箱按所需的输出扭矩、转速和功率数值连续运转，直至完成被测试变速箱的扭转疲劳试验；

b、变速箱运行的离合试验方法

1)将钢丝拉索另一端与摇臂中部对应位置的定位孔铰接；

2）按下模拟离合气缸启动按钮，按控制器上设定的分离周期，模拟离合气缸活塞杆动作；模拟离合气缸活塞杆外伸时通过钢丝拉索推动被测试变速箱离合控制板，使被测试变速箱处于接合状态；保持接合状态一段时间后，模拟离合气缸活塞杆缩回，通过钢丝拉索拉动被测试变速箱离合控制板，使被测试变速箱处于分离状态；周而复始，完成被测试变速箱运行的离合疲劳试验。