CN201757732U - 大功率齿轮疲劳强度试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及大功率齿轮疲劳强度试验装置,结构如下:驱动电机通过联轴器与陪试齿轮箱的高速轴端相连,陪试齿轮箱的高速轴的另一端与扭矩加载器相连,扭矩加载器与扭矩传感器相连,扭矩传感器通过联轴器与试验齿轮箱的高速端相连,试验齿轮箱的低速端、陪试齿轮箱的低速端之间通过弹性扭力轴和联轴器连接在一起;试验齿轮箱内安装的试验齿轮的两端轴承处均安装温度传感器;润滑***采用稀油集中润滑***,在齿轮及每个轴承处均设置润滑冷却油喷嘴;监控***分别与扭矩传感器、温度传感器、润滑***和扭矩加载器相连。本实用新型结构布局合理、安全可靠、运转稳定,检测参数准确,各部件强度满足***要求,顺利实现了多种加载连续运转试验,通过了中国船级社的质量认证。
Description
技术领域
本实用新型属于齿轮动力传动装置,涉及风力发电齿轮或其它大功率齿轮加载运转疲劳试验装置,所述的大功率齿轮的功率为1000千瓦-3000千瓦。
背景技术
风电齿轮箱,是风力发电机组中一个重要部件。由于风力发电机机组安装在高山、荒野、海滩等风口处,常年经受酷暑严寒和极端温差的影响,加之所处自然环境交通不便,一旦出现故障,修复非常困难,故对其齿轮箱可靠性和使用寿命都提出了非常严格的要求。因此,风电齿轮箱在进入总装之前,必须完成高速齿轮疲劳寿命试验。
发明内容
本实用新型的提供一种大功率齿轮疲劳强度试验装置,本装置是一套封闭功率流式齿轮疲劳试验装置,具有以下优点:在***运转时功率可以循环利用,驱动电机仅补偿***消耗的各摩擦损耗等,节省能源,制造和试验成本较低,特别适合于需要长期运转的齿轮疲劳试验台。
本实用新型的技术方案为:
大功率齿轮疲劳强度试验装置,由驱动电机、试验齿轮箱、陪试齿轮箱、弹性扭力轴、扭矩加载器、扭矩传感器、联轴器、润滑***、温度传感器、监控***组成,陪试齿轮箱和试验齿轮箱分别有高速端和低速端,其特征在于:驱动电机通过联轴器与陪试齿轮箱的高速轴端相连,陪试齿轮箱的高速轴的另一端与扭矩加载器相连,扭矩加载器与扭矩传感器相连,扭矩传感器通过联轴器与试验齿轮箱的高速端相连,试验齿轮箱的低速端、陪试齿轮箱的低速端之间通过弹性扭力轴和联轴器连接在一起;试验齿轮箱内安装的试验齿轮的两端轴承处均安装温度传感器;润滑***采用稀油集中润滑***,在齿轮及每个轴承处均设置润滑冷却油喷嘴;监控***分别与扭矩传感器、温度传感器、润滑***和扭矩加载器相连;其中,高速端转速达1500r/min以上,低速端转速为630r/min。
所述的扭矩加载器采用机械静态加载器,用液压千斤顶为加载动力源。使得加载方便、可靠。
所述的联轴器采用挠性联轴器的结构,并将挠性元件的材料橡皮改成尼龙棒,且将尼龙棒的两端外圆加工出大圆弧,近似于腰鼓形。
将被试齿轮安装在试验齿轮箱的高速端中,使用高速的驱动电机直接带动,无需另外设计减速器增加成本;将扭矩加载器也放置在装置高速端,可以减小装置的加载扭矩;将弹性扭力轴放置在低速端,以减小高速运转时产生的离心力造成较大甩动,影响装置运转的平稳性,也节省了装置空间。
扭矩加载器采用机械静态加载器,该装置结构简单紧凑,安装调整及维护均很方便,并设计了加载后防反转打滑的止动块。传统的加载方法是在杠杆的一至两米处悬挂重物,来得到装置需要的扭矩,当遇到大扭矩时,现场操作比较困难。本实验装置在加载时,将一个法兰盘装卡固定,将另一个法兰盘使用液压千斤顶进行施力旋转,然后观察装置内的扭矩传感器扭矩读数,到了额定值时将两个法兰盘锁紧,装置即被施加了所需要的载荷。整个加载过程非常方便、准确,省时省力。
因为加工和装配必然存在一定的误差,所以各部件的连接部位需要一定的补偿,以保证装置高速运转时的平稳性。本装置中的联轴器在设计中经过了反复的考虑,采用传统设计中挠性联轴器的结构,但将其中使用的挠性元件橡皮改成了强度更高的尼龙棒,并且将尼龙棒的两端外圆加工出大圆弧,近似于腰鼓形,如图3所示。这样更改的好处在于:第一是在内部加载时挠性元件变形小、强度高,第二是当两部件有轴向错位和偏斜时能自动补偿。实践证明,该联轴器结构简单实用,保证了装置运转的平稳性。
本装置中主要的检测元件是扭矩传感器,通过配套的扭矩显示仪,可以监测***静态及运转过程中的转速、扭矩和功率等参数,是采集试验数据的主要元件。
因为整个装置长时间处在高速连续运转状态,而且内部扭矩达到一万牛米以上,各个部件都承受着极端严峻的考验;运转时产生的摩擦功会产生极大的热量。如果没有可靠的监控***和润滑***,整个试验装置将无法运转下去。本实用新型在试验齿轮的两端轴承处均安装了温度传感器,连接温度显示仪,用来密切监控轴承温度(原理图中未示)。润滑***采用的是稀油集中润滑***,在高速齿轮及每个轴承处均设置喷嘴直接喷油润滑及散热。另外,在装置高速运转时,设计有专用的防护挡板,以防出现意外,飞物伤人。
实践证明,该装置结构布局合理、安全可靠、运转稳定,检测参数准确,各部件强度满足***要求,顺利完成了33天的加载连续运转试验,通过了中国船级社的质量认证。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的监控***的连接示意图。
图3为本实用新型的挠性联轴器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细的说明:
如图1、图2所示,本实用新型由驱动电机1、试验齿轮箱8、陪试齿轮箱3、弹性扭力轴6、扭矩加载器5、扭矩传感器7、联轴器2、润滑***、温度传感器、监控***组成,陪试齿轮箱3和试验齿轮箱8分别有高速端和低速端,驱动电机1通过联轴器2与陪试齿轮箱3的高速轴端相连,陪试齿轮箱3的高速轴的另一端与扭矩加载器5相连,扭矩加载器5与扭矩传感器7相连,扭矩传感器7通过联轴器2与试验齿轮箱8的高速端相连,试验齿轮箱8的低速端、陪试齿轮箱3的低速端之间通过弹性扭力轴6和联轴器2连接在一起,试验齿轮箱8内安装的试验齿轮10的两端轴承处均安装温度传感器,润滑***采用稀油集中润滑***,在有齿轮及每个轴承处均设置润滑油喷嘴,监控***分别与扭矩传感器、温度传感器、润滑***和扭矩加载器相连;其中,高速端转速达1500r/min以上,低速端转速为630r/min。所述的扭矩加载器采用机械静态加载器,用液压千斤顶为加载动力源;使得加载方便、可靠。所述的联轴器采用挠性联轴器的结构,并将挠性元件橡皮改成尼龙棒,且将尼龙棒的两端外圆加工出大圆弧,近似于腰鼓形如图3所示。
实际使用时,将被试齿轮安装在试验齿轮箱的高速端中,首先是给装置内部加载,将加载的联轴器的一端法兰盘卡固在底座上,使之不能转动,然后将扳手套在另一个法兰盘上,扳手的下部放置有一个液压千斤顶,逐渐升起液压千斤顶的滑柱,将扳手慢慢顶起,带动法兰盘旋转,使装置内部受力,受力的大小以扭矩的形式反映在扭矩传感器上,当扭矩传感器读数达到额定扭矩时停止加载,用螺钉将两法兰盘紧固,然后装入防反转的止动块。整个装置即被加上了载荷。此时,取下开始时卡在法兰盘上的卡块,手动转动感觉正常后,盖上防护罩,启动驱动电机,装置进入连续运转状态,疲劳试验开始。通过监控***获取相应参数。
本实用新型是一套试验装置,在装置中装入风电齿轮箱内的高速齿轮,然后为装置加上额定负荷,以每分钟1500转的速度,连续运转33天,使齿轮工作循环次数达到107以上,检查被试齿轮齿面磨损情况。其主要目的,就是保证风力发电机组的稳定可靠运行。
Claims (3)
1.大功率齿轮疲劳强度试验装置,由驱动电机、试验齿轮箱、陪试齿轮箱、弹性扭力轴、扭矩加载器、扭矩传感器、联轴器、润滑***、温度传感器、监控***组成,陪试齿轮箱和试验齿轮箱分别有高速端和低速端,其特征在于:驱动电机通过联轴器与陪试齿轮箱的高速轴端相连,陪试齿轮箱的高速轴的另一端与扭矩加载器相连,扭矩加载器与扭矩传感器相连,扭矩传感器通过联轴器与试验齿轮箱的高速端相连,试验齿轮箱的低速端、陪试齿轮箱的低速端之间通过弹性扭力轴和联轴器连接在一起;试验齿轮箱内安装的试验齿轮的两端轴承处均安装温度传感器;润滑***采用稀油集中润滑***,在齿轮及每个轴承处均设置润滑冷却油喷嘴;监控***分别与扭矩传感器、温度传感器、润滑***和扭矩加载器相连;其中,高速端转速达1500r/min以上,低速端转速为630r/min。
2.根据权利要求1所述的大功率齿轮疲劳强度试验装置,其特征在于:所述的扭矩加载器采用机械静态加载器,用液压千斤顶为加载动力源。
3.根据权利要求1所述的大功率齿轮疲劳强度试验装置,其特征在于:所述的联轴器采用挠性联轴器的结构,并将挠性元件的材料橡皮改成尼龙棒,且将尼龙棒的两端外圆加工出大圆弧,近似于腰鼓形。
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