JP4261405B2

JP4261405B2 - Transmission belt testing equipment

Info

Publication number: JP4261405B2
Application number: JP2004098889A
Authority: JP
Inventors: 康弘橋本
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2024-03-30
Also published as: JP2005283388A

Description

本発明はＶベルト、Ｖリブドベルト、平ベルト、歯付ベルト等の伝動ベルトの耐久試験に係り、詳しくは負荷装置に回生電力を用いた試験装置に関する。 The present invention relates to a durability test of a transmission belt such as a V-belt, a V-ribbed belt, a flat belt, or a toothed belt, and more particularly to a test device using regenerative power as a load device.

従来の回生電力を負荷に用いたベルト試験装置及びその制御方法の例として下記の３例が挙げられる。 The following three examples are given as examples of a conventional belt test apparatus using a regenerative electric power as a load and a control method thereof.

（１）一対の誘導モータ軸に装着した一対のプーリの回転比を誘導モータの定格すべり（ステータコイルの回転磁界に対するロータすべり）に見合う回転比に設定し、且つ、駆動用の誘導モータのすべりを順すべり（原動機）として使用し、負荷用の誘導モータを逆すべり（発電機）として使用する。このときの回生電力の調整は負荷用の誘導モータに配した変圧器の２次側電圧を調整（モータ供給電圧と回生電力には比例関係がある。）することによって行なう。（図５参照）
尚、ここでは誘導モータの順すべりを、電源周波数に同期するステータコイルの回転磁界速度に遅れてロータが回転すると定義し、逆すべりとはステータコイルの回転磁界速度より進んでロータが回転すると定義する。 (1) The rotation ratio of a pair of pulleys mounted on a pair of induction motor shafts is set to a rotation ratio commensurate with the rated slip of the induction motor (rotor slip relative to the rotating magnetic field of the stator coil), and the slip of the drive induction motor Is used as a forward slip (prime mover), and the load induction motor is used as a reverse slip (generator). Adjustment of the regenerative power at this time is performed by adjusting the secondary voltage of the transformer arranged in the induction motor for load (the motor supply voltage and the regenerative power are proportional). (See Figure 5)
Here, the forward slip of the induction motor is defined as the rotor rotating behind the rotating magnetic field speed of the stator coil synchronized with the power supply frequency, and the reverse slip is defined as the rotor rotating ahead of the rotating coil speed of the stator coil. To do.

（２）一対の誘導モータの回転比を所定の回転比に設定し、駆動用の誘導モータを原動機として機能させ、負荷用の誘導モータを発電機として機能させる点は（１）と同じであるが、この回転比を調整する手段は、駆動用の誘導モータと負荷用の誘導モータの間に中間軸受を設け、この中間軸と駆動用の誘導モータの軸に試験プーリ及び試験ベルトを装着し、且つ、前記中間軸の他端と負荷用の誘導モータの軸に変速プーリ及び変速ベルトを装着し、この変速ベルトの回転比を変えることによって負荷用の誘導モータの回生電力を調整する。（図６参照）
（３）駆動用又は負荷用の誘導モータの少なくとも一方に周波数インバータを配し、且つ、負荷用の誘導モータをモータ定格回転数より高い周波数で回転させる。すなわち、周波数インバータを駆動側に設置するときは、試験ベルトを介して駆動される負荷用の誘導モータ回転数が負荷用の誘導モータの定格回転数を上回るように周波数を
設定し、駆動する。これによって負荷用の誘導モータには逆すべりが発生し、発電機として機能する。 (2) The point that the rotation ratio of the pair of induction motors is set to a predetermined rotation ratio, the drive induction motor functions as a prime mover, and the load induction motor functions as a generator is the same as (1). However, as a means for adjusting the rotation ratio, an intermediate bearing is provided between the drive induction motor and the load induction motor, and a test pulley and a test belt are attached to the intermediate shaft and the drive induction motor shaft. In addition, a speed change pulley and a speed change belt are attached to the other end of the intermediate shaft and the load induction motor shaft, and the regenerative power of the load induction motor is adjusted by changing the rotation ratio of the speed change belt. (See Figure 6)
(3) A frequency inverter is disposed on at least one of the drive or load induction motor, and the load induction motor is rotated at a frequency higher than the motor rated rotation speed. That is, when the frequency inverter is installed on the drive side, the frequency is set and driven so that the load induction motor rotation speed driven via the test belt exceeds the rated rotation speed of the load induction motor. As a result, a reverse slip is generated in the load induction motor, which functions as a generator.

逆に、周波数インバータを負荷側に設置するときは、試験ベルトによって駆動される負荷用のモータの回転数が、負荷用の誘導モータの定格回転数を上回るように負荷用の誘導モータに給電する周波数を下げる。これによって負荷用の誘導モータには逆すべりが発生し、発電機として機能する。この電力回生時に周波数インバータを逆流する電力は、回生コンバータを経由して電源に送り返す。（図７参照）
上記３例の従来技術については以下の特許文献に詳細に開示されている。 Conversely, when the frequency inverter is installed on the load side, power is supplied to the load induction motor so that the rotation speed of the load motor driven by the test belt exceeds the rated rotation speed of the load induction motor. Reduce the frequency. As a result, a reverse slip is generated in the load induction motor, which functions as a generator. The power that flows back through the frequency inverter during the power regeneration is sent back to the power supply via the regeneration converter. (See Figure 7)
The three prior arts are disclosed in detail in the following patent documents.

実公昭５７−２２０９９号公報Japanese Utility Model Publication No. 57-22999 実公昭５７−４１７３９号公報Japanese Utility Model Publication No. 57-41739 特願２００３−１２５０６３号公報Japanese Patent Application No. 2003-125063

しかしながら、（１）で示した方法は、負荷用の誘導モータの供給電圧を変圧器によって手動で調整する方法であり、その操作の容易性と簡明性には優れているが、時系列に従って試験ベルトの伸び或いは摩耗に起因する見掛け伸びが増加すると、ベルトすべりが大となって回生電力（負荷）が漸減する。この試験条件（負荷トルク）の変化に自動的に追従するためには、変圧器のタップを自動的に切換える等の複雑な改造が障害となっていた。 However, the method shown in (1) is a method in which the supply voltage of the induction motor for load is manually adjusted by a transformer, which is excellent in ease of operation and simplicity. When the apparent elongation due to belt elongation or wear increases, the belt slip increases and the regenerative power (load) gradually decreases. In order to automatically follow the change in the test conditions (load torque), complicated modifications such as automatically switching the tap of the transformer have been an obstacle.

また、（２）で示した方法は、一対のプーリの回転比を所定の回転比に設定し、駆動用の誘導モータを原動機として機能させ、負荷用の誘導モータを発電機として機能させる点は（１）と同じであるが、この回転比を変える手段は、駆動用の誘導モータと負荷用の誘導モータの間に中間軸受を設け、中間軸と駆動用の誘導モータの軸にプーリ及び試験ベルトを装着し、且つ、中間軸と負荷用の誘導モータの軸に変速プーリ及び変速ベルトを装着し、この変速ベルトの回転比を変えることによって負荷用の誘導モータの回生電力を調整するものである。 In the method shown in (2), the rotation ratio of the pair of pulleys is set to a predetermined rotation ratio, the drive induction motor functions as a prime mover, and the load induction motor functions as a generator. Same as (1), but the means for changing the rotation ratio is that an intermediate bearing is provided between the drive induction motor and the load induction motor, and a pulley and a test are provided on the intermediate shaft and the drive induction motor shaft. A belt is attached, and a speed change pulley and a speed change belt are attached to the intermediate shaft and the load induction motor shaft, and the regenerative power of the load induction motor is adjusted by changing the rotation ratio of the speed change belt. is there.

しかし、この方法は変速原理に則って機械的に回転比を調整するものであるが、（１）と同様に試験条件（負荷トルク）の変化に自動的に追従する必要があった。又、この方法は複雑な変速プーリを用いねばならず、変速ベルトを多本掛けにはできないため、高トルクの試験は実施できなかった。 However, this method mechanically adjusts the rotation ratio in accordance with the speed change principle, but it is necessary to automatically follow the change in test conditions (load torque) as in (1). In addition, this method requires the use of a complicated transmission pulley, and a high-torque test cannot be performed because a plurality of transmission belts cannot be hung.

また、（３）で示した周波数インバータを用いる方法は、例えばこの周波数インバータを駆動側に設置するケースでは、周波数を高めに設定して負荷用の誘導モータをその定格回転数より高い周波数で回転させる。これによって負荷用の誘導モータには逆すべりが発生し、発電機として機能する。しかし、この方法は制御回路が複雑であり、且つコストが高く付く欠点があった。 In the method using the frequency inverter shown in (3), for example, in the case where this frequency inverter is installed on the drive side, the frequency is set high and the load induction motor is rotated at a frequency higher than its rated rotational speed. Let As a result, a reverse slip is generated in the load induction motor, which functions as a generator. However, this method has a drawback that the control circuit is complicated and the cost is high.

請求項１の発明は、少なくとも２以上の試験プーリに試験ベルトを巻き掛けて走行するベルト試験部と、駆動側試験プーリの軸を支承する軸受及びこの軸の他端に装着する駆動プーリ及びこの駆動プーリをベルト駆動する駆動用の誘導モータとからなるベルト駆動部と、従動側試験プーリの軸を支承する軸受及びこの軸の他端に装着する負荷プーリ及びこのプーリをベルト駆動する負荷用の誘導モータとからなるベルト負荷部と、からなる伝動ベルトの試験装置において、
各プーリのピッチ径を組合せることによって駆動用の誘導モータと負荷用の誘導モータ間に所定の回転比を設け、この回転比を駆動用の誘導モータにあっては同期回転数を下回る回転数、負荷用の誘導モータにあっては同期回転数を上回る回転数に２分することによって駆動用の誘導モータを原動機、負荷用の誘導モータを発電機として機能させると共に、駆動用又は負荷用の誘導モータに配された電力計の出力信号によって負荷プーリと負荷用の誘導モータ間の軸間距離を接離方向に制御する方法で試験ベルトに加わる負荷トルクを制御する伝動ベルトの試験装置である。 The invention of claim 1 includes a belt test portion that travels by winding a test belt around at least two test pulleys, a bearing that supports a shaft of a drive side test pulley, and a drive pulley that is attached to the other end of the shaft, and A belt drive unit composed of an induction motor for driving the belt of the drive pulley, a bearing for supporting the shaft of the driven test pulley, a load pulley attached to the other end of the shaft, and a load for driving the pulley of the belt In a belt load unit consisting of an induction motor, and a transmission belt testing device consisting of:
A predetermined rotation ratio is provided between the drive induction motor and the load induction motor by combining the pitch diameters of the pulleys, and this rotation ratio is less than the synchronous rotation speed in the drive induction motor. In the case of a load induction motor, the drive induction motor functions as a prime mover and the load induction motor functions as a generator by dividing the rotation number into two higher than the synchronous rotation number . This is a transmission belt test device that controls the load torque applied to the test belt by controlling the distance between the load pulley and the load induction motor in the contact and separation directions by the output signal of the wattmeter arranged in the induction motor. .

請求項２の発明は、少なくとも２以上の試験プーリに試験ベルトを巻き掛けて走行するベルト試験部と、駆動側試験プーリの軸を駆動プーリを介してベルト駆動する駆動用の誘導モータからなるベルト駆動部と、従動側試験プーリの軸を負荷プーリを介してベルト駆動する負荷用の誘導モータからなるベルト負荷部と、からなる伝動ベルトの試験装置において、
各プーリのピッチ径を組合せることによって駆動用の誘導モータと負荷用の誘導モータ間に所定の回転比を設け、この回転比を駆動用の誘導モータにあっては同期回転数を下回る回転数、負荷用の誘導モータにあっては同期回転数を上回る回転数に２分することによって駆動用の誘導モータを原動機、負荷用の誘導モータを発電機として機能させると共に、駆動用又は負荷用の誘導モータに配されたトルク計の出力信号によって負荷プーリと負荷用の誘導モータ間の軸間距離を接離方向に制御する方法で試験ベルトに加わる負荷トルクを制御する伝動ベルトの試験装置にある。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a belt comprising a belt test section that travels by winding a test belt around at least two test pulleys, and a drive induction motor that drives the shaft of the drive-side test pulley via the drive pulley. In a transmission belt test apparatus comprising: a drive unit; and a belt load unit including a load induction motor that drives the shaft of the driven test pulley through a load pulley.
A predetermined rotation ratio is provided between the drive induction motor and the load induction motor by combining the pitch diameters of the pulleys, and this rotation ratio is less than the synchronous rotation speed in the drive induction motor. In the case of a load induction motor, the drive induction motor functions as a prime mover and the load induction motor functions as a generator by dividing the rotation number into two higher than the synchronous rotation number. There is a transmission belt testing device that controls the load torque applied to the test belt by controlling the distance between the shafts between the load pulley and the load induction motor in the contact / separation direction by the output signal of the torque meter arranged in the induction motor. .

請求項１に係る試験装置によれば、試験ベルト部を独立構成とすることができるので、
誘導モータに所定の回生電力を生成するための回転比条件（全プーリのピッチ径条件）と、耐久試験としての試験プーリのピッチ径条件とを別けて選択することが可能になるから、試験条件の設定が容易になり、且つベルト負荷部の負荷ベルトの張り調整を自動化することによって、前記回生電力を正確にフィードバック制御することが可能になる。また、標準制御部品の電力計を用いて誘導モータに生起する回生電力（負荷トルク）を正確にフィードバック制御することができるから、ローコスト且つシンプルな構成となる。 According to the test apparatus of the first aspect, the test belt portion can be configured independently.
Since it is possible to select the rotation ratio condition (pitch diameter condition of all pulleys) for generating a predetermined regenerative power in the induction motor and the pitch diameter condition of the test pulley as an endurance test, the test conditions Can be easily set, and it is possible to accurately feedback control the regenerative power by automating the tension adjustment of the load belt of the belt load portion. In addition, since the regenerative power (load torque) generated in the induction motor can be accurately feedback-controlled using a standard control component wattmeter, the configuration is low-cost and simple.

請求項２に係る試験装置によれば、駆動側或いは従動側の試験プーリの軸部にトルク検出器を組込むことによって、トルク値の直読が可能になるとともに、より正確な制御が可能になる。 According to the test apparatus of the second aspect , the torque value can be directly read and more accurate control can be performed by incorporating the torque detector into the shaft portion of the driving pulley or the driven pulley.

以下、図面に基づいて詳細に説明する。図１は実施例に係る試験装置を示す概略図であり、図２はその制御ブロック図を示す。図１において、本発明に係る伝動ベルトの試験装置は、試験ベルトの耐久試験を行なうベルト試験部１０と、駆動側試験プーリ１２を駆動するベルト駆動部２０と、従動側試験プーリ１３に負荷を加えるベルト負荷部３０と、ベルト負荷部３０の負荷ベルト３１の張り調整（負荷プーリ３３と誘導モータ３２の軸間距離の調整）を行なう制御用モータ４０と誘導モータ３２の移動台４１で構成される。 Hereinafter, it demonstrates in detail based on drawing. FIG. 1 is a schematic view showing a test apparatus according to the embodiment, and FIG. 2 is a control block diagram thereof. In FIG. 1, a transmission belt testing apparatus according to the present invention applies a load to a belt test unit 10 that performs a durability test of a test belt, a belt drive unit 20 that drives a drive side test pulley 12, and a driven side test pulley 13. A belt load unit 30 to be added, a control motor 40 for adjusting the tension of the load belt 31 of the belt load unit 30 (adjustment of the distance between the load pulley 33 and the induction motor 32), and a moving table 41 of the induction motor 32 are configured. The

図１及び図２において、制御量の電力値又はトルク値が目標値の上下限設定値（不感帯を含む）を超えたときに、制御盤５０に設けられたコンパレータから制御指令が制御用モータ４０に発信されるように構成されているので、これによって制御用モータ４０は正逆転方向に回転し、負荷ベルト３１の張り調整を自動的に行なう。 In FIG. 1 and FIG. 2, when the power value or torque value of the control amount exceeds the upper and lower limit setting values (including the dead zone) of the target value, a control command is sent from the comparator provided in the control panel 50 to the control motor 40. Therefore, the control motor 40 rotates in the forward / reverse direction, and the tension of the load belt 31 is automatically adjusted.

以下、試験ベルト１１に所定の負荷トルク（回生電力）を所定の試験時間に渡って安定して付与するための操作手順を説明する。 Hereinafter, an operation procedure for stably applying a predetermined load torque (regenerative power) to the test belt 11 over a predetermined test time will be described.

先ず、準備段階での各プーリのピッチ径の設定方法を詳細に説明する。図１において、ベルト駆動部２０に配された駆動用の誘導モータ２２の軸２５に装着されたプーリのピッチ径をｄ１、駆動プーリ２３のピッチ径をｄ２、駆動側試験プーリ１２のピッチ径をｄ３、従動側試験プーリ１３のピッチ径をｄ４、負荷プーリ３３のピッチ径をｄ５、負荷用の誘導モータ３２の軸３５に装着されたプーリのピッチ径をｄ６とする。
First, the method for setting the pitch diameter of each pulley at the preparation stage will be described in detail. In FIG. 1, the pitch diameter of the pulley mounted on the shaft 25 of the driving induction motor 22 disposed in the belt drive unit 20 is d1, the pitch diameter of the driving pulley 23 is d2, and the pitch diameter of the driving test pulley 12 is set. d3, the pitch diameter of the driven test pulley 13 is d4, the pitch diameter of the load pulley 33 is d5, and the pitch diameter of the pulley mounted on the shaft 35 of the load induction motor 32 is d6.

このとき、駆動用の誘導モータ２２と負荷用の誘導モータ３３間の回転比ｒｔは、駆動用の誘導モータ２２の回転数をＮ１、負荷用の誘導モータ３２の回転数をＮ６とおくと、ｒｔ＝Ｎ６／Ｎ１＝（ｄ１／ｄ２）×（ｄ３／ｄ４）×（ｄ５／ｄ６）となる。 At this time, the rotation ratio rt between the drive induction motor 22 and the load induction motor 33 is set such that the rotation speed of the drive induction motor 22 is N1 and the rotation speed of the load induction motor 32 is N6. rt = N6 / N1 = (d1 / d2) × (d3 / d4) × (d5 / d6).

ここで説明を簡単にするために、ｄ１＝ｄ２、ｄ３＝ｄ４とし、ｄ５とｄ６の設定方法について説明する。すなわち、ｒｔ（＝Ｎ６／Ｎ１＝ｄ５／ｄ６）が、１．０５＜ｒｔ＜１．１５の範囲にあるように定める。この回転比は歯付ベルトにおいては、ｒｔ＝１．０６、Ｖベルト、平ベルトにおいては、ｒｔ＝１．０８とすることが好ましい。 In order to simplify the description, d1 = d2, d3 = d4, and a method for setting d5 and d6 will be described. That is, rt (= N6 / N1 = d5 / d6) is determined to be in the range of 1.05 <rt <1.15. This rotation ratio is preferably rt = 1.06 for a toothed belt and rt = 1.08 for a V-belt and a flat belt.

具体的には負荷プーリ３３のピッチ径と、負荷用の誘導モータ３２の軸３５に装着されるプーリのピッチ径との比ｒｔが上記条件を満たすように、夫々のピッチ径を決定する。尚、各プーリのピッチ径の決定は、一般的に顧客の要求に基づくものであるから、先ずｄ３及びｄ４が決まり、次に駆動側試験プーリ１２の回転数を決定するためにｄ１及びｄ２が決まる。最後に回生電力を負荷として機能させるためのｄ５及びｄ６を決定する。 Specifically, each pitch diameter is determined so that the ratio rt between the pitch diameter of the load pulley 33 and the pitch diameter of the pulley mounted on the shaft 35 of the load induction motor 32 satisfies the above condition. Since the determination of the pitch diameter of each pulley is generally based on customer requirements, d3 and d4 are first determined, and then d1 and d2 are determined in order to determine the rotational speed of the drive side test pulley 12. Determined. Finally, d5 and d6 for making the regenerative power function as a load are determined.

これは駆動用の誘導モータ２２及び負荷用の誘導モータ３２の同期回転数を共に３６００ｒｐｍ×２ポールとした場合、Ｎ１＝３６００ｒｐｍ、回転比ｒｔ（＝１．０８）とすれば、負荷用の誘導モータ３２を空運転（無電源状態）とすれば、Ｎ６＝３６００×１．０８＝３８８８ｒｐｍとなり、駆動側試験プーリ１２と従動側試験プーリ１３の回転数差は、２８８ｒｐｍとなる。 In this case, when the synchronous rotational speeds of the drive induction motor 22 and the load induction motor 32 are both 3600 rpm × 2 poles, assuming that N1 = 3600 rpm and the rotation ratio rt (= 1.08), the load induction If the motor 32 is idle (no power supply), N6 = 3600 × 1.08 = 3888 rpm, and the rotational speed difference between the driving side test pulley 12 and the driven side test pulley 13 is 288 rpm.

この状態で、負荷用の誘導モータ３２に電源を投入した場合、誘導モータ３２は同期回転数３６００ｒｐｍを上回る回転数で牽引されるため、誘導モータ３２は発電機として機能する。このとき、誘導モータ３２の軸３５にはブレーキ力（発電負荷）が作用し、一方、駆動用の誘導モータ２２の回転数はやや低下し、順すべりが発生するため、軸２５には原動機としての回転力が作用する。このように一対の誘導モータには相反する逆方向のトルクが試験ベルト１１を介して作用する。 When power is supplied to the load induction motor 32 in this state, the induction motor 32 functions as a generator because the induction motor 32 is pulled at a rotational speed exceeding the synchronous rotational speed 3600 rpm. At this time, a braking force (power generation load) is applied to the shaft 35 of the induction motor 32, while the rotational speed of the drive induction motor 22 is slightly reduced and a forward slip occurs. The rotational force of In this way, opposite torques acting on the pair of induction motors act via the test belt 11.

歯付ベルトの試験時には、誘導モータ２２には順すべり、誘導モータ３２には逆すべりが作用し、駆動側試験プーリ１２と従動側試験プーリ１３の回転数差をバランスさせる状態に収束する。 At the time of the test of the toothed belt, a forward slip is applied to the induction motor 22 and a reverse slip is applied to the induction motor 32 to converge to a state in which the rotational speed difference between the drive side test pulley 12 and the driven side test pulley 13 is balanced.

Ｖベルト、Ｖリブドベルト、平ベルトの試験時には、前記誘導モータ２２及び３２のモータすべりに加えて、試験ベルト１１と試験プーリ１２及び１３間のベルトすべりが同時に発生するから、このモータすべりとベルトすべりを併せたトータルのすべり状態でバランスする。 In the test of the V belt, V ribbed belt, and flat belt, in addition to the motor slip of the induction motors 22 and 32, the belt slip between the test belt 11 and the test pulleys 12 and 13 occurs at the same time. Balance in a total sliding state.

尚、この従来例（１）の構成は試験プーリ１２と試験プーリ１３の回転数差を、誘導モータ２２及び３２のモータすべりで吸収することによって、試験ベルト１１に負荷をかける装置であるが、このプーリのピッチ径差による回転数差の設定は粗調整用のものであり、この負荷を正しく設定するためには、変圧器によって負荷用の誘導モータの供給電圧を微調整する必要がある。 The configuration of the conventional example (1) is a device that applies a load to the test belt 11 by absorbing the rotational speed difference between the test pulley 12 and the test pulley 13 by the motor slip of the induction motors 22 and 32. The setting of the rotational speed difference due to the pulley pitch diameter difference is for coarse adjustment, and in order to correctly set the load, it is necessary to finely adjust the supply voltage of the load induction motor by a transformer.

しかし、この粗調整は使用する一対のプーリピッチ径の決定に依存するところがあり、この回転比ｒｔが、好適な範囲１．０５＜ｒｔ＜１．１５を超えて、ｒｔ＞１．１５となると、過大な負荷（回生電力）が負荷用の誘導モータに掛かることになり、変圧器の２次側電圧を極端に低くしなければならず、これを行なえば２次側電流及びモータ電流は過大となり、運転不能の状態となる。又、この回転比ｒｔが、１．０５＞ｒｔとなると、最早、十分な回生電力（負荷トルク）を掛けること自体が不可能となる。 However, this rough adjustment depends on the determination of a pair of pulley pitch diameters to be used, and when the rotation ratio rt exceeds a preferable range of 1.05 <rt <1.15 and rt> 1.15, An excessive load (regenerative power) will be applied to the induction motor for the load, and the secondary voltage of the transformer must be made extremely low. If this is done, the secondary current and motor current will be excessive. It becomes inoperable. When the rotation ratio rt is 1.05> rt, it is no longer possible to apply sufficient regenerative power (load torque).

これに対し、本発明に係る試験装置は大きく別けてベルト試験部１０、ベルト駆動部２０、ベルト負荷部３０で構成されるものであり、本発明の要部であるベルト負荷部３０は、誘導モータ３２と、この誘導モータ３２をその上に直線移動させる移動台４１と、前記誘導モータ３２を自動送りする制御用モータ４０で構成される。 On the other hand, the test apparatus according to the present invention is largely divided into a belt test unit 10, a belt drive unit 20, and a belt load unit 30, and the belt load unit 30 which is a main part of the present invention is guided. A motor 32, a moving table 41 for linearly moving the induction motor 32 thereon, and a control motor 40 for automatically feeding the induction motor 32 are configured.

更に詳説すれば、ベルト駆動部２０は、誘導モータ２２と誘導モータ２２の軸２５に装着されたプーリ（ピッチ径ｄ１）と軸受２４に支承された駆動プーリ２３（ピッチ径ｄ２）と駆動ベルト２１とからなり、ベルト試験部１０は、軸受２４に支承された試験プーリ１２（ピッチ径ｄ３）と軸受３４に支承された試験プーリ１３（ピッチ径ｄ４）と試験ベルト１１とからなり、ベルト負荷部３０は、軸受３４に支承された負荷プーリ３３と負荷ベルト３１と誘導モータ３２の軸３５に装着されたプーリ（ピッチ径ｄ６）と誘導モータ３２とからなる。 More specifically, the belt drive unit 20 includes an induction motor 22, a pulley (pitch diameter d 1) attached to the shaft 25 of the induction motor 22, a drive pulley 23 (pitch diameter d 2) supported by the bearing 24, and a drive belt 21. The belt test unit 10 includes a test pulley 12 (pitch diameter d3) supported on the bearing 24, a test pulley 13 (pitch diameter d4) supported on the bearing 34, and the test belt 11, and includes a belt load unit. 30 includes a load pulley 33 supported by the bearing 34, a load belt 31, a pulley (pitch diameter d6) mounted on the shaft 35 of the induction motor 32, and the induction motor 32.

図１及び図２に示すように制御用モータ４０は、駆動用の誘導モータ２２の軸２５と負荷用の誘導モータ３２の軸３５との間に試験ベルト１１を介して作用する負荷トルクを、トルク値又は電力値として検出し、オン・オフ制御等によってフィードバック制御を行なう制御要素として機能する。 As shown in FIGS. 1 and 2, the control motor 40 generates a load torque acting via the test belt 11 between the shaft 25 of the drive induction motor 22 and the shaft 35 of the load induction motor 32. It detects as a torque value or a power value, and functions as a control element that performs feedback control by on / off control or the like.

本実施例ではトルク計ではなく、電力計Ｗ１の出力を用いてオン・オフ制御したがこの制御方式は極めてシンプルであり、且つ低コストである。尚、コントローラとしての電力計の使用は駆動用の誘導モータ２２に限られることはなく、負荷用の誘導モータ３２の電力計Ｗ２を使用することもできる。 In this embodiment, the on / off control is performed using the output of the wattmeter W1 instead of the torque meter, but this control method is extremely simple and low in cost. The use of a wattmeter as a controller is not limited to the driving induction motor 22, and a wattmeter W2 of the load induction motor 32 can also be used.

とりわけ、図４に示す他の実施例に係る試験装置（２）の場合には、負荷用の各誘導モータ３２の回生電力を個別に制御する方法として、負荷用の各誘導モータ３２の電力計Ｗ２及びＷ３を使用することができる。 In particular, in the case of the test apparatus (2) according to another embodiment shown in FIG. 4, as a method for individually controlling the regenerative power of each load induction motor 32, the wattmeter of each load induction motor 32 is used. W2 and W3 can be used.

すなわち、この電力値が閾値を超えて高負荷になると、負荷ベルト３１を弛緩させる方向に制御用モータ４０は動作するから負荷ベルト３１は弛緩し、これによって負荷ベルト３１のベルトすべりは大きくなり、結果、負荷用の誘導モータ３２の回転数は減速し、同期回転数に近づくから負荷トルクは減少する。 That is, when the power value exceeds a threshold value and becomes a high load, the control motor 40 operates in a direction to relax the load belt 31, so that the load belt 31 is relaxed, thereby increasing the belt slip of the load belt 31, As a result, the rotational speed of the induction motor 32 for load is decelerated, and the load torque decreases because it approaches the synchronous rotational speed.

逆に電力値が閾値を超えて低負荷になると、負荷ベルト３１を緊張させる方向に制御用モータ４０は動作するから負荷ベルトは緊張し、これによって負荷ベルト３１のベルトすべりは減少し、結果、負荷用の誘導モータ３２の回転数は上昇し、同期回転数を更に上回るから負荷トルクは上昇する。 Conversely, when the power value exceeds the threshold value and the load is low, the control motor 40 operates in the direction of tensioning the load belt 31, so the load belt is tensioned, thereby reducing the belt slip of the load belt 31. The rotational speed of the load induction motor 32 increases and exceeds the synchronous rotational speed, so that the load torque increases.

尚、本実施例に用いた電力計の代りに、例えば軸受２４或いは軸受３４にトルク検出器を組込み、この検出器からのトルク信号をコンパレータに入力し、フィードバック制御することも任意に成し得る。 In place of the wattmeter used in the present embodiment, for example, a torque detector may be incorporated in the bearing 24 or the bearing 34, and a torque signal from the detector may be input to the comparator and feedback controlled. .

以上、負荷電力或いは負荷トルクの設定値に基づいてオン・オフ制御をする方法について説明したが、制御モータ４０にサーボモータを用いて比例制御すれば、更に高精度の制御条件下に耐久試験を実施することができる。 The method for performing on / off control based on the set value of load power or load torque has been described above. However, if proportional control is performed using a servo motor for the control motor 40, an endurance test can be performed under more accurate control conditions. Can be implemented.

ところで、誘導モータ２２の軸２５の回転数をＮ１、誘導モータ３２の軸３５の回転数をＮ６とすると、回転比ｒｔは、ｒｔ＝Ｎ６／Ｎ１＝（ｄ１／ｄ２）×（ｄ３／ｄ４）×（ｄ５／ｄ６）となるが、所定の回生電力が一対の誘導モータ間に安定して作用するか否かは、最終的にこの回転比ｒｔの値に依存する。 By the way, if the rotational speed of the shaft 25 of the induction motor 22 is N1, and the rotational speed of the shaft 35 of the induction motor 32 is N6, the rotational ratio rt is rt = N6 / N1 = (d1 / d2) × (d3 / d4). X (d5 / d6), but whether or not the predetermined regenerative power acts stably between the pair of induction motors ultimately depends on the value of the rotation ratio rt.

すなわち、この数値が、１．０５＜ｒｔ＜１．１５の範囲にあれば、試験ベルト１１に負荷トルクを付与することができる。但し、歯付ベルトにはベルトすべりが発生しないので、Ｖベルト、平ベルトの発生するベルトすべり（約２％）の分だけ、このｒｔの値は小さくても良い。 That is, if this numerical value is in the range of 1.05 <rt <1.15, the load torque can be applied to the test belt 11. However, since belt slip does not occur in the toothed belt, the value of rt may be as small as the belt slip generated by the V belt and the flat belt (about 2%).

トルクの伝達経路はｄ１〜ｄ６まで直列に作用するから、所定の回転比ｒｔとなるように各プーリのピッチ径を定めておけば、所定の負荷トルクを付与することができる。このことから、所定の回転比ｒｔを確立する組合せは、図５に示す従来例（１）の装置に比して格段に多くなることが判る。 Since the torque transmission path acts in series from d1 to d6, a predetermined load torque can be applied if the pitch diameter of each pulley is determined so as to have a predetermined rotation ratio rt. From this, it can be seen that the number of combinations for establishing the predetermined rotation ratio rt is significantly greater than that of the conventional apparatus (1) shown in FIG.

すなわち、図５に示す従来例（１）の装置は、所定の回転比ｒｔを決定するためのピッチ径が、即、一対の試験プーリのピッチ径となるため、本来の試験課題であるピッチ径の組合せとは異なることが往々にしてあり得る。例えば、ピッチ径が等径の条件であれば負荷を掛けることはできない。 That is, in the apparatus of the conventional example (1) shown in FIG. 5, the pitch diameter for determining the predetermined rotation ratio rt is immediately equal to the pitch diameter of the pair of test pulleys. It can often be different from this combination. For example, a load cannot be applied if the pitch diameter is equal.

これに対し、図１に示す本発明に係る実施例は、各プーリのピッチ径（ｄ１〜ｄ６）を任意に定めることができるから、先ず、始めに一対の試験プーリのピッチ径（ｄ３、ｄ４）を定め、しかる後、所定の回転比ｒｔを確立する組合せを選択することができる。 On the other hand, since the embodiment according to the present invention shown in FIG. 1 can arbitrarily determine the pitch diameters (d1 to d6) of the pulleys, first, the pitch diameters (d3, d4) of the pair of test pulleys are first introduced. ) And then a combination that establishes a predetermined rotation ratio rt can be selected.

以上が本発明の構成であるが、本発明に係る構成はこれに限られることはなく、その他の実施態様として図３及び図４に示す他の実施例（１）、（２）が挙げられる。図３の実施例はベルト駆動部２０を誘導モータ２２で構成した最小構成のものであり、図４に示す他の実施例（２）は、ベルト試験部１０の試験プーリ数を３以上とし、且つ２以上の試験プーリに負荷を付与することを可能にした多用途向きの構成である。 The above is the configuration of the present invention. However, the configuration according to the present invention is not limited to this, and other embodiments (1) and (2) shown in FIGS. 3 and 4 can be given as other embodiments. . The embodiment of FIG. 3 has a minimum configuration in which the belt drive unit 20 is configured by an induction motor 22, and another embodiment (2) shown in FIG. 4 has three or more test pulleys of the belt test unit 10, And it is the structure for many uses which enabled load to be applied to two or more test pulleys.

最後に本発明に係る実施例の態様を以下に記載する。使用した誘導モータ２２及び３２にはＡＣ２００Ｖ２極１５ｋｗ三相誘導モータを２台使用し、制御用電力計には鶴賀電機製の電力計（型式ＮＲＷ−１１０ＨＬ）と電力トランスデューサ（型式１４ＷＴＮ−１４Ｇ）を用いた。 Finally, embodiments of the embodiment according to the present invention will be described below. Two AC200V 2-pole 15kw three-phase induction motors are used for the induction motors 22 and 32, and a power meter (model NRW-110HL) and a power transducer (model 14WTN-14G) manufactured by Tsuruga Electric are used for the control wattmeter. Using.

試験プーリ１２及び１３にはピッチ径１２０ｍｍのＶリブドプーリを用い、試験ベルト１１には３ＰＫ９２０（周長９２０ｍｍ）のＶリブベルトを用い、駆動ベルト２１はＡ-５６（周長５６インチ）のＶベルトを３本掛けとし、負荷ベルト３１はＡ-５６（周長５６インチ）のＶベルトの２本掛けとした。 The test pulleys 12 and 13 are V-ribbed pulleys having a pitch diameter of 120 mm, the test belt 11 is a 3PK920 (circumferential length 920 mm) V-rib belt, and the drive belt 21 is an A-56 (circumferential length 56 inches) V-belt. Three belts were used, and the load belt 31 was two belts of A-56 (56 inch circumference) V-belts.

また、ベルト駆動部２０のプーリのピッチ径は、ｄ１＝１３５ｍｍ、ｄ２＝１００ｍｍとし、ベルト負荷部３０のプーリのピッチ径は、ｄ５＝１００ｍｍ、ｄ６＝１２５ｍｍとした。このときの回転比ｒｔは、ｒｔ＝１．０８であった。 In addition, the pitch diameter of the pulley of the belt driving unit 20 is d1 = 135 mm and d2 = 100 mm, and the pitch diameter of the pulley of the belt load unit 30 is d5 = 100 mm and d6 = 125 mm. The rotation ratio rt at this time was rt = 1.08.

制御モータ４０には出力６０ｒｐｍのギヤードモータ（ＡＣ２００Ｖ４極６５ｗ三相誘導モータ）を用いた。このギヤードモータの出力をウォームギヤで６ｍｍ／ｍｉｎに減速し、この速度で誘導モータ３２を接離方向に移動させ、負荷ベルト３１の自動張り調整を行なった。 As the control motor 40, a geared motor (AC200V4pole 65w three-phase induction motor) having an output of 60 rpm was used. The output of this geared motor was reduced to 6 mm / min by a worm gear, the induction motor 32 was moved in the contact / separation direction at this speed, and automatic tension adjustment of the load belt 31 was performed.

上記の構成のもとにベルト張力１２０Ｎ／リブ、駆動回転数４８００ｒｐｍ、負荷トルク２０Ｎ-ｍの条件で５００時間の耐久試験を問題なく実施することができた。このときの、回生電力は、８．０ＫＷであり、トータルの電力効率は６８％であった。 Based on the above configuration, a durability test of 500 hours could be carried out without problems under the conditions of a belt tension of 120 N / rib, a driving rotational speed of 4800 rpm, and a load torque of 20 Nm. The regenerative power at this time was 8.0 KW, and the total power efficiency was 68%.

本発明に係る伝動ベルトの試験装置は、Ｖベルト、多溝Ｖリブドベルト、平ベルト、歯付ベルト等の伝動ベルトの耐久試験に利用されるものであって、負荷に回生電力を用いることを特徴とするものであるから省電力に好適であること、又、回生電力を簡明且つ安価な制御回路によって極めて容易且つ正確にフィードバック制御することを可能にする。 The transmission belt test apparatus according to the present invention is used for a durability test of a transmission belt such as a V-belt, a multi-groove V-ribbed belt, a flat belt, and a toothed belt, and uses regenerative power as a load. Therefore, it is suitable for power saving, and regenerative power can be feedback-controlled very easily and accurately by a simple and inexpensive control circuit.

実施例に係る試験装置を示す概略図Schematic showing a test apparatus according to an embodiment 実施例に係る試験装置の制御ブロック図Control block diagram of test apparatus according to embodiment 他の実施例に係る試験装置（１）を示す概略図Schematic showing a test apparatus (1) according to another embodiment 他の実施例に係る試験装置（２）を示す概略図Schematic showing a test apparatus (2) according to another embodiment 従来例に係る試験装置（１）を示す概略図Schematic showing a test apparatus (1) according to a conventional example 従来例に係る試験装置（２）を示す概略図Schematic showing a test device (2) according to a conventional example 従来例に係る試験装置（３）を示す概略図Schematic showing a test apparatus (3) according to a conventional example

符号の説明Explanation of symbols

１０ベルト試験部
１１試験ベルト
１２駆動側試験プーリ
１３従動側試験プーリ
２０ベルト駆動部
２１駆動ベルト
２２誘導モータ
２３駆動プーリ
２４軸受
２５軸
３０ベルト負荷部
３１負荷ベルト
３２誘導モータ
３３負荷プーリ
３４軸受
３５軸
４０制御用モータ
４１移動台
５０制御器
Ｗ電力計
ＭＣ電磁開閉器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Belt test part 11 Test belt 12 Drive side test pulley 13 Drive side test pulley 20 Belt drive part 21 Drive belt 22 Induction motor 23 Drive pulley 24 Bearing 25 Shaft 30 Belt load part 31 Load belt 32 Induction motor 33 Load pulley 34 Bearing 35 Shaft 40 Control motor 41 Moving table 50 Controller W Power meter MC Electromagnetic switch

Claims

少なくとも２以上の試験プーリに試験ベルトを巻き掛けて走行するベルト試験部と、駆動側試験プーリの軸を駆動プーリを介してベルト駆動する駆動用の誘導モータからなるベルト駆動部と、従動側試験プーリの軸を負荷プーリを介してベルト駆動する負荷用の誘導モータからなるベルト負荷部と、からなる伝動ベルトの試験装置において、
各プーリのピッチ径を組合せることによって駆動用の誘導モータと負荷用の誘導モータ間に所定の回転比を設け、この回転比を駆動用の誘導モータにあっては同期回転数を下回る回転数、負荷用の誘導モータにあっては同期回転数を上回る回転数に２分することによって駆動用の誘導モータを原動機、負荷用の誘導モータを発電機として機能させると共に、駆動用又は負荷用の誘導モータに配された電力計の出力信号によって負荷プーリと負荷用の誘導モータ間の軸間距離を接離方向に制御する方法で試験ベルトに加わる負荷トルクを制御することを特徴とする伝動ベルトの試験装置。 A belt test unit that travels by winding a test belt around at least two test pulleys, a belt drive unit that includes a driving induction motor that drives the shaft of the drive side test pulley through the drive pulley, and a driven side test In a transmission belt testing device comprising: a belt load portion comprising a load induction motor that drives a pulley shaft through a load pulley;
A predetermined rotation ratio is provided between the drive induction motor and the load induction motor by combining the pitch diameters of the pulleys, and this rotation ratio is less than the synchronous rotation speed in the drive induction motor. In the case of a load induction motor, the drive induction motor functions as a prime mover and the load induction motor functions as a generator by dividing the rotation number into two higher than the synchronous rotation number . A transmission belt characterized by controlling a load torque applied to a test belt by a method of controlling an inter-axis distance between a load pulley and a load induction motor in an approaching / separating direction by an output signal of a power meter arranged in the induction motor. Testing equipment.

少なくとも２以上の試験プーリに試験ベルトを巻き掛けて走行するベルト試験部と、駆動側試験プーリの軸を駆動プーリを介してベルト駆動する駆動用の誘導モータからなるベルト駆動部と、従動側試験プーリの軸を負荷プーリを介してベルト駆動する負荷用の誘導モータからなるベルト負荷部と、からなる伝動ベルトの試験装置において、
各プーリのピッチ径を組合せることによって駆動用の誘導モータと負荷用の誘導モータ間に所定の回転比を設け、この回転比を駆動用の誘導モータにあっては同期回転数を下回る回転数、負荷用の誘導モータにあっては同期回転数を上回る回転数に２分することによって駆動用の誘導モータを原動機、負荷用の誘導モータを発電機として機能させると共に、駆動用又は負荷用の誘導モータに配されたトルク計の出力信号によって、負荷プーリと負荷用の誘導モータ間の軸間距離を接離方向に制御する方法で試験ベルトに加わる負荷トルクを制御することを特徴とする伝動ベルトの試験装置。 A belt test unit that travels by winding a test belt around at least two test pulleys, a belt drive unit that includes a drive induction motor that drives the shaft of the drive-side test pulley via the drive pulley, and a driven-side test In a transmission belt testing device comprising: a belt load portion comprising a load induction motor that drives a pulley shaft through a load pulley;
A predetermined rotation ratio is provided between the drive induction motor and the load induction motor by combining the pitch diameters of the pulleys, and this rotation ratio is less than the synchronous rotation speed in the drive induction motor. In the case of a load induction motor, the drive induction motor functions as a prime mover and the load induction motor functions as a generator by dividing the rotation number into two higher than the synchronous rotation number. Controlling the load torque applied to the test belt by controlling the distance between the load pulley and the load induction motor in the contact / separation direction based on the output signal of the torque meter arranged in the induction motor Belt testing equipment.