一种湿式离合器滑磨过程油液污染耐受度试验方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种湿式离合器滑磨过程油液污染耐受度试验方法及装置，其包括动力传动加载系统，动力传动加载系统和油液润滑系统均与湿式离合器包箱连接，且动力传动加载系统、油液润滑系统和湿式离合器包箱都与控制采集系统连接；动力传动加载系统包括动力电机，动力电机输出端与湿式离合器包箱输入轴连接，动力电机输出端设置有输入轴转速转矩传感器；湿式离合器包箱输出轴经联轴器与电涡流测功机连接；在湿式离合器包箱输出轴上设置有输出转速转矩传感器。本发明专利技术其能测试高速旋转工作状态下的湿式离合器在不同油液污染度下的耐用度，结合温度测量和损耗功率分析进行湿式离合器排污染耐受度判别。

Test method and device for oil contamination tolerance of wet clutch during sliding process

The invention relates to a test method and device for oil contamination tolerance test of wet clutch sliding grinding process, which includes the power drive loading system, the power drive loading system and the oil lubricating system are all connected with the wet clutch package, and the power transmission loading system, the oil lubricating system and the wet clutch package are all controlled by the control production. The power drive loading system includes the power motor, the output end of the power motor is connected with the input shaft of the wet clutch package, the output end of the power motor has the input shaft speed torque sensor; the output shaft of the wet clutch package is connected with the eddy current dynamometer by the coupling; and on the output shaft of the wet clutch package box. A torque sensor with an output speed is set up. The invention can test the durability of wet clutch under different oil contamination degree under high speed rotating working condition, and judge the tolerance of wet clutch discharge with temperature measurement and loss power analysis.

【技术实现步骤摘要】
一种湿式离合器滑磨过程油液污染耐受度试验方法及装置
本专利技术涉及一种大功率工程机械传动系统汇流行星排齿轮动态特性测量领域，特别是关于一种湿式离合器滑磨过程油液污染耐受度试验方法及装置。
技术介绍
汇流行星齿轮传动已经被广泛的应用到各种传动系统中。无论是在高速旋转机械，还是在大扭矩低速设备等诸多领域都己广泛推广采用。根据近几年对大功率工程机械传动装备使用中的技术状态统计，暴露出的问题主要包括系统润滑油污染度超标所引起的轴承和齿轮的磨损、换挡离合器、闭锁离合器摩擦片严重磨损，严重的磨损可能导致操纵件动作失灵和车辆失控，这些故障严重影响着机械的使用寿命。研究表明，工程机械故障率与油液污染相关度达到40％～50％，油液在使用过程中由于磨损颗粒逐渐增多，污染度会逐渐增大。随着传动装置寿命和可靠性要求的日益提高，研究传动装置在污染油液介质中的耐受度已变得尤为重要，该内容已成为提高传动装置工作可靠性的关键技术。目前很少有研究者采用不同污染度油液对汇流排试验样机进行可靠性实验研究。油液分析技术是一项对机械设备使用的油液的物理化学性能及油液中所含磨屑杂物等进行分析的技术。综合传动装置的磨损颗粒悬浮于液压润滑系统之中，液压润滑系统在综合传动装置总体功能中发挥着重要作用，是必不可少的“血液循环”系统。润滑液压系统功能的优劣和可靠与否，对摩擦元件的磨损、系统冷却、密封、传动系统控制品质等有直接影响，对液力机械综合传动装置的整体性能、寿命、可靠性等有着重要作用。目前，汇流行星排磨损主要指滚针轴承隔环和行星轮轴磨损。现阶段主要有有限元法、油液分析技术法及基于振动信号等研究手段。车辆传动部件的磨损与使用工况和传动系统润滑油的更换有直接关系，传动系统中齿轮的失效有很大程度是因为润滑失效造成的，车辆的养护周期与车辆行驶的工况有相当大的关系，车辆使用中恶劣工况会加剧传动油液失效，工况较好的情况下换油周期可以延长。为实现不同污染度油液下汇流行星排故障的预防及工作状态的实时精确检测，通过开展不同污染度油液的可靠性寿命实验，提出一种新的污染耐受度PR(PollutionResilience)实验测试评价方法。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种湿式离合器滑磨过程油液污染耐受度试验方法及装置，其能测试高速旋转工作状态下的汇流行星排在不同油液污染度下的耐用度，通过对油液的颗粒进行在线实时监测和离线分析，结合温度测量和损耗功率分析进行汇流行星排污染耐受度判别。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种湿式离合器滑磨过程油液污染耐受度试验方法，其特征在于包括以下步骤：1)设置湿式离合器滑磨过程油液污染耐受度试验装置，该装置包括动力电机、冷水机、电涡流测功机、油液润滑系统和控制器；动力电机输出端经联轴器与湿式离合器包箱输入轴连接；冷水机分别与油液润滑系统和电涡流测功机连接，电涡流测功机经联轴器与湿式离合器包箱输出轴连接；控制器控制动力电机、冷水机、电涡流测功机、油液润滑系统工作；油液润滑系统包括由油箱、出油泵和回油泵构成的润滑泵站、流量阀、油液磨粒在线监测装置和油液采样装置，出油泵的出口与湿式离合器包箱入口连接，在润滑泵站之间入口处设置有油液磨粒在线监测装置，在出油泵的出口与湿式离合器包箱入口之间设置有流量阀，油液采样装置与湿式离合器包箱连接，在油液采样装置与湿式离合器包箱之间设置有采油阀；2)启动冷水机、润滑泵站和控制器，并进入自检模式，自检正常后进入试验准备阶段；3)试验准备阶段：设定操作参数，包括动力电机转速、采样周期、水压流量、油液压力、流量和温度，以及电涡流测功机内的水温和水压；4)启动冷水机，判断水压流量是否满足预先设定的要求，满足则进行试验；5)与步骤4)同步，启动润滑泵站，调节流量阀，并判断流量压力是否满足预先设定的要求，满足则进入步骤6)，反之重新调节流量阀；6)对油箱内的润滑油液进行加热，并判断油液温度是否满足预先设定的要求，不满足则对润滑泵站中油箱内的润滑油液继续加热；反之，则启动动力电机、油液磨粒在线监测装置和油液采样装置；7)关闭采油阀，并判断是否达到预先设定的采样周期，达到则打开采油阀进行油样采集，并对油样进行铁谱和光谱分析，并记录结果；反之，持续关闭采油阀；8)润滑油液经油液磨粒在线监测装置中的感应线圈监测后得到油液中磨粒通过的波形，记录通过的磨粒数和磨粒大小；由油液磨粒在线监测结果对油液中磨损颗粒数进行污染度等级划分，进而对油液的污染度进行判定；9)动力电机启动后，判断转速是否达到预先设定的转速转矩值，并启动电涡流测功机，观察湿式离合器包箱是否正常运行；反之则重新设定转速；当电涡流测功机启动后，判断电涡流测功机是否达到预先设定的加载量，达到则进行试验，并记录结果；反之重新设定电涡流测功机的加载量；同时并观察水温报警器是否报警，如果报警则调节冷水机的输出压力和流量；10)与步骤4)、步骤5)同步，启动控制器，进行数据采集，采集输入轴转速转矩传感器、输出轴转速转矩传感器以及湿式离合器包箱内温度传感器采集到的数据，并采集油液磨粒在线监测装置的监测结果；由温度测量和转速转矩测量结果得到湿式离合器摩擦片磨损量，由摩擦片磨损量和液磨粒在线监测装置的监测结果得到湿式离合器油液污染耐受度。进一步，所述步骤10)中，湿式离合器油液污染耐受度具体判断方法包括以下步骤：10.1)根据油液磨粒在线监测结果及磨粒数，对照NAS1638得出油液污染度；10.2)根据温度测量、转速转矩测量结果得到湿式离合器摩擦片磨损量Lm为：其中，lm为湿式离合器单次接合过程摩擦片的磨损量；E为离合器在单次接合过程中由滑摩产生的热量；vm为离合器摩擦片磨损速率；Am为摩擦面积；10.3)根据摩擦片磨损量和液磨粒在线监测装置的监测结果确定磨粒数量与磨损量的关系，进而由实时磨粒数获得相应的实时磨损量；磨粒数量与磨损量的关系式为：y＝c1*f(x1)+c2*f(x2)+c3*f(x3)+c4*f(x4)；式中，y表示根据磨粒数量换算出的总磨损量，xi表示表示某一区间i内的磨粒数量，i＝1，2，3，4；ci表示某一区间i的磨损量函数拟合系数；f()表示各区间段磨粒数与磨损量的变化关系函数yi＝f(xi)，yi表示某一磨粒尺寸区间对应的磨损量；10.4)基于实时磨损量判断的油液污染耐受度PR：PR＝1-(磨损量y/允许的总磨损量y总)*100％。一种湿式离合器滑磨过程油液污染耐受度试验装置，其特征在于：该试验台包括动力传动加载系统、油液润滑系统和控制采集系统；所述动力传动加载系统和油液润滑系统均与所述湿式离合器包箱连接，且所述动力传动加载系统、油液润滑系统和湿式离合器包箱都与所述控制采集系统连接；所述动力传动加载系统包括动力电机、电涡流测功机、输入轴转速转矩传感器、输出轴转速转矩传感器和惯量盘；所述动力电机输出端经联轴器与所述湿式离合器包箱输入轴连接，所述动力电机输出端还设置有所述输入轴转速转矩传感器，所述输入轴转速转矩传感器将采集到的动力电机输出轴转速和转矩信号传输至所述控制采集系统，由所述控制采集系统控制所述动力电机的工作，所述输入轴转速转矩传感器与所述湿式离合器包箱之间还设置有所述惯量盘；所述湿式离合器包箱输出轴经联轴器与所述电涡流测功机连接；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种湿式离合器滑磨过程油液污染耐受度试验方法，其特征在于包括以下步骤：1)设置湿式离合器滑磨过程油液污染耐受度试验装置，该装置包括动力电机、冷水机、电涡流测功机、油液润滑系统和控制器；动力电机输出端经联轴器与湿式离合器包箱输入轴连接；冷水机分别与油液润滑系统和电涡流测功机连接，电涡流测功机经联轴器与湿式离合器包箱输出轴连接；控制器控制动力电机、冷水机、电涡流测功机、油液润滑系统工作；油液润滑系统包括由油箱、出油泵和回油泵构成的润滑泵站、流量阀、油液磨粒在线监测装置和油液采样装置，出油泵的出口与湿式离合器包箱入口连接，在润滑泵站之间入口处设置有油液磨粒在线监测装置，在出油泵的出口与湿式离合器包箱入口之间设置有流量阀，油液采样装置与湿式离合器包箱连接，在油液采样装置与湿式离合器包箱之间设置有采油阀；2)启动冷水机、润滑泵站和控制器，并进入自检模式，自检正常后进入试验准备阶段；3)试验准备阶段：设定操作参数，包括动力电机转速、采样周期、水压流量、油液压力、流量和温度，以及电涡流测功机内的水温和水压；4)启动冷水机，判断水压流量是否满足预先设定的要求，满足则进行试验；5)与步骤4)同步，启动润滑泵站，调节流量阀，并判断流量压力是否满足预先设定的要求，满足则进入步骤6)，反之重新调节流量阀；6)对油箱内的润滑油液进行加热，并判断油液温度是否满足预先设定的要求，不满足则对润滑泵站中油箱内的润滑油液继续加热；反之，则启动动力电机、油液磨粒在线监测装置和油液采样装置；7)关闭采油阀，并判断是否达到预先设定的采样周期，达到则打开采油阀进行油样采集，并对油样进行铁谱和光谱分析，并记录结果；反之，持续关闭采油阀；8)润滑油液经油液磨粒在线监测装置中的感应线圈监测后得到油液中磨粒通过的波形，记录通过的磨粒数和磨粒大小；由油液磨粒在线监测结果对油液中磨损颗粒数进行污染度等级划分，进而对油液的污染度进行判定；9)动力电机启动后，判断转速是否达到预先设定的转速转矩值，并启动电涡流测功机，观察湿式离合器包箱是否正常运行；反之则重新设定转速；当电涡流测功机启动后，判断电涡流测功机是否达到预先设定的加载量，达到则进行试验，并记录结果；反之重新设定电涡流测功机的加载量；同时并观察水温报警器是否报警，如果报警则调节冷水机的输出压力和流量；10)与步骤4)、步骤5)同步，启动控制器，进行数据采集，采集输入轴转速转矩传感器、输出轴转速转矩传感器以及湿式离合器包箱内温度传感器采集到的数据，并采集油液磨粒在线监测装置的监测结果；由温度测量和转速转矩测量结果得到湿式离合器摩擦片磨损量，由摩擦片磨损量和液磨粒在线监测装置的监测结果得到湿式离合器油液污染耐受度。...

【技术特征摘要】
1.一种湿式离合器滑磨过程油液污染耐受度试验方法，其特征在于包括以下步骤：1)设置湿式离合器滑磨过程油液污染耐受度试验装置，该装置包括动力电机、冷水机、电涡流测功机、油液润滑系统和控制器；动力电机输出端经联轴器与湿式离合器包箱输入轴连接；冷水机分别与油液润滑系统和电涡流测功机连接，电涡流测功机经联轴器与湿式离合器包箱输出轴连接；控制器控制动力电机、冷水机、电涡流测功机、油液润滑系统工作；油液润滑系统包括由油箱、出油泵和回油泵构成的润滑泵站、流量阀、油液磨粒在线监测装置和油液采样装置，出油泵的出口与湿式离合器包箱入口连接，在润滑泵站之间入口处设置有油液磨粒在线监测装置，在出油泵的出口与湿式离合器包箱入口之间设置有流量阀，油液采样装置与湿式离合器包箱连接，在油液采样装置与湿式离合器包箱之间设置有采油阀；2)启动冷水机、润滑泵站和控制器，并进入自检模式，自检正常后进入试验准备阶段；3)试验准备阶段：设定操作参数，包括动力电机转速、采样周期、水压流量、油液压力、流量和温度，以及电涡流测功机内的水温和水压；4)启动冷水机，判断水压流量是否满足预先设定的要求，满足则进行试验；5)与步骤4)同步，启动润滑泵站，调节流量阀，并判断流量压力是否满足预先设定的要求，满足则进入步骤6)，反之重新调节流量阀；6)对油箱内的润滑油液进行加热，并判断油液温度是否满足预先设定的要求，不满足则对润滑泵站中油箱内的润滑油液继续加热；反之，则启动动力电机、油液磨粒在线监测装置和油液采样装置；7)关闭采油阀，并判断是否达到预先设定的采样周期，达到则打开采油阀进行油样采集，并对油样进行铁谱和光谱分析，并记录结果；反之，持续关闭采油阀；8)润滑油液经油液磨粒在线监测装置中的感应线圈监测后得到油液中磨粒通过的波形，记录通过的磨粒数和磨粒大小；由油液磨粒在线监测结果对油液中磨损颗粒数进行污染度等级划分，进而对油液的污染度进行判定；9)动力电机启动后，判断转速是否达到预先设定的转速转矩值，并启动电涡流测功机，观察湿式离合器包箱是否正常运行；反之则重新设定转速；当电涡流测功机启动后，判断电涡流测功机是否达到预先设定的加载量，达到则进行试验，并记录结果；反之重新设定电涡流测功机的加载量；同时并观察水温报警器是否报警，如果报警则调节冷水机的输出压力和流量；10)与步骤4)、步骤5)同步，启动控制器，进行数据采集，采集输入轴转速转矩传感器、输出轴转速转矩传感器以及湿式离合器包箱内温度传感器采集到的数据，并采集油液磨粒在线监测装置的监测结果；由温度测量和转速转矩测量结果得到湿式离合器摩擦片磨损量，由摩擦片磨损量和液磨粒在线监测装置的监测结果得到湿式离合器油液污染耐受度。2.如权利要求1所述方法，其特征在于：所述步骤10)中，湿式离合器油液污染耐受度具体判断方法包括以下步骤：10.1)根据油液磨粒在线监测结果及磨粒数，对照NAS1638得出油液污染度；10.2)根据温度测量、转速转矩测量结果得到湿式离合器摩擦片磨损量Lm为：其中，lm为湿式离合器单次接合过程摩擦片的磨损量；E为离合器在单次接合过程中由滑摩产生的热量；vm为离合器摩擦片磨损速率；Am为摩擦面积；10.3)根据摩擦片磨损量和液磨粒在线监测装置的监测结果确定磨粒数量与磨损量的关系，进而由实时磨粒数获得相应的实时磨损量；磨粒数量与磨损量的关系式为：y＝c1*f(x1)+c2*f(x2)+c3*f(x3)+c4*f(x4)；式中，y表示根据磨粒数量换算出的总磨损量，xi表示表示某一区间i内的磨粒数量，i＝1，2，3，4；ci表示某一区间i的磨损量函数拟合系数；f()表示各区间段磨...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立勇，孟祥梁，钟浩，李乐，
申请(专利权)人：北京信息科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11