齿轮箱特性参数实时在线检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种齿轮箱特性参数实时在线检测装置，包括：平台底座，其上安装有动力输入电动机、加载电动机、被测齿轮箱及陪试齿轮箱，陪试齿轮箱、加载电动机为被测齿轮箱提供模拟负载；拖动控制模块，其包括动力输入电动机控制器、加载电动机控制器、第一逆变器及第二逆变器，第一逆变器与第二逆变器通过一直流母线相连接；系统监控模块，其包括传感器数据采集单元和系统监控软件，系统监控软件分别与传感器数据采集单元、拖动控制模块控制连接，传感器数据采集单元采集被测齿轮箱和陪试齿轮箱的数据信息，并将该数据信息传输至系统监控软件，系统监控软件对该数据信息进行显示、存储和分析。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及齿轮箱检测
，更具体地说涉及一种齿轮箱特性参数实时在线检测装置。
技术介绍
目前，风力发电动机组正朝着大兆瓦级功率的方向发展，大兆瓦级的风力发电动机组大多数采用的是齿轮箱驱动发电动机的传动方案。由此可见，齿轮箱是风电动机组的关键部件之一，因此在将齿轮箱应用到风电动机组之前，必须对齿轮箱进行各种相关试验，以保证齿轮箱达到风电动机组的各项要求。齿轮箱由于结构特点、运行条件恶劣以及制造工艺水平的限制，齿轮箱的诸多问题，如断齿、轴承内圈故障、外圈故障、过度磨损等，仍然难以避免，且故障一旦发生，将会对整个系统的正常运行造成严重的影响。因此，在齿轮箱正式投入使用之前必须进行齿轮试验，对其各项性能进行全面检测。齿轮试验通常在专门设计的齿轮装置试验台架上进行，除了常规的齿轮静强度、齿轮弯曲疲惫强度、齿轮接触疲惫强度、齿轮磨损、齿轮胶合试验外，还包括齿轮的一些特定指标和其他性能的测试，如齿轮效率、动载荷、噪声、载荷分布、齿轮及本体温度的测试等等。由于技术和设备成本的问题，目前齿轮箱许多性能指标的测试，还停留在以人工现场检测为主的方法上，这不仅将操作人员直接暴露在恶劣的环境中，还对分析人员的经验、技术水平有着较高的要求，远远不能适应流水线式现代化工业大生产的需求，也不符合科学试验的标准，因此研究设计相应的齿轮箱自动化试验平台成为一种迫切的要求。如专利号为CN104374568A的专利“齿轮箱试验台”提供了一种齿轮箱试验台的设计方法，能全自动的运行和监控齿轮箱,并图形化显示齿轮箱的运行参数(速度、温度、振动)，还可用EXCEL文档形式显示和保存运行参数，但整个系统只包含一台变频调速三相异步电动机作为驱动，没有另外的设备给被测齿轮箱加载模拟负载，因此应用范围有限。又如专利号为CN204439348U的专利“一种基于多信息融合的变速箱试验台架”能通过综合检测并分析变速箱运行过程的温度、油液及加速度信息对变速箱运行状态进行评价，且选择磁粉制动器(或电动机)用于加载模拟负载，驱动和加载部分没有共用直流母线，因此系统功耗较大。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种齿轮箱特性参数实时在线检测装置，能够在齿轮箱试验过程中实现动力输入电动机转速和加载电动机转矩的快速给定，并能对试验过程中的参数进行自动化实时检测，并显示、存储和初步分析，方便试验人员对齿轮箱性能进行综合分析。具体技术方案如下：一种齿轮箱特性参数实时在线检测装置，包括：平台底座，其上安装有动力输入电动机、加载电动机、被测齿轮箱及陪试齿轮箱；所述被测齿轮箱与所述动力输入电动机、陪试齿轮箱相连接，所述陪试齿轮箱与所述加载电动机相连接，所述陪试齿轮箱、加载电动机为所述被测齿轮箱提供模拟负载；拖动控制模块，其包括动力输入电动机控制器、加载电动机控制器、第一逆变器及第二逆变器，所述动力输入电动机控制器与所述动力输入电动机、第一逆变器控制连接，所述加载电动机控制器与所述加载电动机、第二逆变器控制连接，所述第一逆变器与所述动力输入电动机相连接，所述第二逆变器与所述加载电动机相连接，所述第一逆变器与所述第二逆变器通过一直流母线相连接；系统监控模块，其包括传感器数据采集单元和系统监控软件，所述系统监控软件分别与所述传感器数据采集单元、拖动控制模块控制连接，所述传感器数据采集单元采集被测齿轮箱和陪试齿轮箱的数据信息，并将该数据信息传输至所述系统监控软件，所述系统监控软件对该数据信息进行显示、存储和分析。本专利技术提供的齿轮箱特性参数实时在线检测装置通过陪试齿轮箱、加载电动机为被测齿轮箱提供模拟负载，能够在齿轮箱试验过程中实现动力输入电动机转速和加载电动机转矩的快速给定，并能对试验过程中的参数进行自动化实时检测，并显示、存储和初步分析，方便试验人员对齿轮箱性能进行综合分析，而且本专利技术的动力输入电动机控制器、输入电动机和加载电动机控制器、加载电动机共用直流母线，两者能进行能量互馈，有效提高系统的能量利用率。根据本专利技术的一个示例，所述系统监控软件与所述传感器数据采集单元、动力输入电动机控制器及加载电动机控制器通过CAN信息传输模块控制连接。根据本专利技术的一个示例，所述CAN信息传输模块包括CAN传输介质、CAN驱动器以及CAN控制器，所述CAN传输介质与所述CAN控制器、CAN驱动器相连接，所述CAN控制器与所述系统监控软件相连接，所述CAN驱动器与所述传感器数据采集单元、动力输入电动机控制器及加载电动机控制器相连接。根据本专利技术的一个示例，所述CAN驱动器包括第一驱动器、第二驱动器及第三驱动器，所述第一驱动器与所述动力输入电动机控制器相连接，所述第二驱动器与所述加载电动机控制器相连接，所述第三驱动器与所述传感器数据采集单元相连接。根据本专利技术的一个示例，所述第三驱动器与所述传感器数据采集单元之间设置有数据采集辅助电路，所述第三驱动器与所述传感器数据采集单元通过所述数据采集辅助电路相连接。根据本专利技术的一个示例，所述传感器数据采集单元包括：温度传感器、噪声传感器、扭矩传感器、压力传感器以及速度传感器。根据本专利技术的一个示例，所述温度传感器包括红外温度传感器和数字温度传感器，所述红外传感器用于齿轮箱部位温度的非接触测量，所述数字温度传感器用于环境温度的检测。根据本专利技术的一个示例，所述噪声传感器至少为两个，其包括安装在距离所述被测齿轮箱距离0.5m-2m处的噪声传感器，和安装在距离所述被测齿轮箱距离10m以外的噪声传感器。根据本专利技术的一个示例，所述扭矩传感器至少为三个，其包括安装在所述动力输入电动机的输出端的扭矩传感器，和安装在所述加载电动机的输出端的扭矩传感器，以及安装在所述被测齿轮箱和陪试齿轮箱之间的扭矩传感器。根据本专利技术的一个示例，所述振动传感器至少为三个，分别安装于被测齿轮箱的输入端、中间段、输出端；所述压力传感器至少为两个，分别安装在外接供油路上和齿轮箱箱体的工艺孔上；所述速度传感器安装在被测齿轮箱的输出端。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明图1是根据本专利技术提供的齿轮箱特性参数实时在线检测装置的结构示意图；图2是根据本专利技术提供的齿轮箱特性参数实时在线检测装置的CAN信息传输模块与其他部件的连接关系示意图；图3是根据本专利技术提供的齿轮箱特性参数实时在线检测装置的电气原理图(一)；图4是根据本专利技术提供的齿轮箱特性参数实时在线检测装置的电气原理图(二)。图中：1、平台底座；111、万向联轴器；112、万向联轴器；113、中间连接法兰；2、动力输入电动机；3、加载电动机；4、被测齿轮箱；5、陪试齿轮箱；6、动力输入电动机控制器；7、加载电动机控制器；8、第一逆变器；9、第二逆变器；10、传感器数据采集单元；101、温度传感器；102、噪声传感器；103、扭矩传感器；104、振动传感器；105、压力传感器；106、速度传感器；11、系统监控软件；12、CAN信息传输模块；121、CAN控制器；122、第一驱动器；123、第二驱动器；124、第三驱动器；13、数据采集辅助电路；14、双绞线；15；直流母线。具体实施方式下面详细描本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种齿轮箱特性参数实时在线检测装置，其特征在于，包括：平台底座，其上安装有动力输入电动机、加载电动机、被测齿轮箱及陪试齿轮箱；所述被测齿轮箱与所述动力输入电动机、陪试齿轮箱相连接，所述陪试齿轮箱与所述加载电动机相连接，所述陪试齿轮箱、加载电动机为所述被测齿轮箱提供模拟负载；拖动控制模块，其包括动力输入电动机控制器、加载电动机控制器、第一逆变器及第二逆变器，所述动力输入电动机控制器与所述动力输入电动机、第一逆变器控制连接，所述加载电动机控制器与所述加载电动机、第二逆变器控制连接，所述第一逆变器与所述动力输入电动机相连接，所述第二逆变器与所述加载电动机相连接，所述第一逆变器与所述第二逆变器通过一直流母线相连接；系统监控模块，其包括传感器数据采集单元和系统监控软件，所述系统监控软件分别与所述传感器数据采集单元、拖动控制模块控制连接，所述传感器数据采集单元采集被测齿轮箱和陪试齿轮箱的数据信息，并将该数据信息传输至所述系统监控软件，所述系统监控软件对该数据信息进行显示、存储和分析。

【技术特征摘要】
1.一种齿轮箱特性参数实时在线检测装置，其特征在于，包括：平台底座，其上安装有动力输入电动机、加载电动机、被测齿轮箱及陪试齿轮箱；所述被测齿轮箱与所述动力输入电动机、陪试齿轮箱相连接，所述陪试齿轮箱与所述加载电动机相连接，所述陪试齿轮箱、加载电动机为所述被测齿轮箱提供模拟负载；拖动控制模块，其包括动力输入电动机控制器、加载电动机控制器、第一逆变器及第二逆变器，所述动力输入电动机控制器与所述动力输入电动机、第一逆变器控制连接，所述加载电动机控制器与所述加载电动机、第二逆变器控制连接，所述第一逆变器与所述动力输入电动机相连接，所述第二逆变器与所述加载电动机相连接，所述第一逆变器与所述第二逆变器通过一直流母线相连接；系统监控模块，其包括传感器数据采集单元和系统监控软件，所述系统监控软件分别与所述传感器数据采集单元、拖动控制模块控制连接，所述传感器数据采集单元采集被测齿轮箱和陪试齿轮箱的数据信息，并将该数据信息传输至所述系统监控软件，所述系统监控软件对该数据信息进行显示、存储和分析。2.根据权利要求1所述的齿轮箱特性参数实时在线检测装置，其特征在于，所述系统监控软件与所述传感器数据采集单元、动力输入电动机控制器及加载电动机控制器通过CAN信息传输模块控制连接。3.根据权利要求2所述的齿轮箱特性参数实时在线检测装置，其特征在于，所述CAN信息传输模块包括CAN传输介质、CAN驱动器以及CAN控制器，所述CAN传输介质与所述CAN控制器、CAN驱动器相连接，所述CAN控制器与所述系统监控软件相连接，所述CAN驱动器与所述传感器数据采集单元、动力输入电动机控制器及加载电动机控制器相连接。4.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兰勇，李陇南，刘胜，李冰，刘江华，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23