一种模拟多工况环境的行星齿轮试验台架及工作方法技术

本发明专利技术公开了一种模拟多工况环境的行星齿轮台架，其特征在于：包括动力单元、负载单元、试验箱单元、盐雾单元、控温单元、油液单元和控制与显示单元组成；其中，将行星齿轮安装在封闭的试验箱单元内，由动力单元驱动行星齿轮机构后，其行星齿轮机构的输出与负载单元结合后产生负载，根据不同模拟状态，由控制与显示单元来开启或关闭盐雾单元、控温单元和油液单元。该台架可以实现不同温度的干摩擦服役工况和不同温度的润滑油服役工况及盐雾服役工况下测试需求，同时通过对其运动状态实时监控，可获得行星齿轮机构在不同工况下的损伤演变过程。变过程。变过程。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟多工况环境的行星齿轮试验台架及工作方法

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[0001]本专利技术涉及一种行星齿轮机构的
，尤其涉及一种模拟多工况环境的行星齿轮机构试验台架及其工作方法。

技术介绍
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[0002]行星齿轮传动是传递动力、改变传动比最为常用的传动方案之一，因其输入与输出轴共线，且具有承载能力大、大传动比等优点被广泛应用于风电、船舶、汽车行业中的减速器、变速装置等装置上。
[0003]又由于行星齿轮多处于恶劣的变载荷(风电齿轮箱)、高低温、盐雾(船舶齿轮)等工况环境中，因长时间运行，其齿与齿之间容易发生磨损、点蚀、胶合、裂纹等损伤行为。
[0004]上述损伤行为不仅影响行星齿轮的传动效率，严重时将造成设备失效，且其工作空间位置的特殊性，如风电机组的齿轮箱位于高空，难以进行维修更换。因此，获取行星齿轮在不同工况下的损伤演变规律及其失效形式具有重要意义。
[0005]通过试验台架考核验证齿轮的服役性能是重要的方式之一。相关技术人员，开发了多种齿轮试验台架，如现有技术中(专利名称：齿轮箱试验台架，专利申请号：CN201510398435.0、专利名称：一种适用于多种型号行星齿轮减速器的试验平台，专利申请号：CN201821749177.1、专利名称：基于磨耗试验的齿轮微观修形设计方法及磨耗试验台架，专利申请号：CN201310544477.1)中可以看出，虽然可以从不同的角度考核了齿轮的性能，但缺乏针对不同工况下的行星齿轮试验台架。

技术实现思路
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[0006]本专利技术针对现有技术的上述不足和缺陷，具体公开了一种模拟多工况环境的行星齿轮机构试验台架及其工作方法，其可实现在干摩擦工况下的高低温环境、润滑工况及盐雾工况下的变负载测试，同时含有扭矩、温度、振动及对润滑油监测的黏度、介电常数(检测油液含水量)和铁磁性颗粒的在线传感器，以实现对行星齿轮运行状态的监测，获取行星齿轮传动机构在复杂工况下的服役性能。
[0007]为了实现上述目的及解决上述主要的技术问题，本专利技术通过以下具体的技术方案来实现：一种模拟多工况环境的行星齿轮台架，其特征在于：包括动力单元、负载单元、试验箱单元、盐雾单元、控温单元、油液单元和控制与显示单元组成；其中，将行星齿轮安装在封闭的试验箱单元内，由动力单元驱动行星齿轮机构后，其行星齿轮机构的输出与负载单元结合后产生负载，根据不同模拟状态，由控制与显示单元来开启或关闭盐雾单元、控温单元和油液单元。
[0008]在一个实施例中，所述盐雾单元包括提供盐雾浓度可控的盐雾装置和盐雾管道，通过盐雾装置产生的盐雾通过盐雾管道进入所述封闭的试验箱单元内。
[0009]在一个实施例中，所述控制与显示单元包括由盐雾控制器、润滑油控制器、温度控制器和控制与显示器；通过所述控制与显示单元来进行盐雾、温度、转速参数及对测试系统
中的振动、扭矩信号和润滑油性能参数的控制，显示测试系统各传感器的信号，并以图像的形式进行表示。
[0010]在一个实施例中，所述油液单元包括润滑油装置和润滑油管道；其中，润滑油管道用于将润滑油装置产生的润滑油运输到所述封闭的试验箱单元内。
[0011]在一个实施例中，通过所述控制与显示单元来进行盐雾、温度、转速参数及对测试系统中的振动、扭矩信号和润滑油性能参数的控制，显示测试系统各传感器的信号，并以图像的形式进行表示。
[0012]在一个实施例中，所述行星齿轮机构包括位于中心位置的太阳齿轮、位于太阳轮外侧并与太阳轮啮合的行星齿轮及位于行星齿轮外侧并与行星齿轮啮合的齿圈；其中，由所述动力单元为太阳齿轮提供主动力矩并在动力单元输出端设有第一扭矩传感器，在行星齿轮的输出轴设有第二扭矩传感器。
[0013]在一个实施例中，所述负载单元包括摩擦片组件和液压缸，摩擦片组件由第一摩擦片和第二摩擦片组成；其中，第一摩擦片连接在所述太阳轮的输出端，第二摩擦片连接在液压缸的输出端，当需要负载时，第一摩擦片和第二摩擦片结合，由液压缸工作后使摩擦片组件产生压力；当不需要负载时，第一摩擦片和第二摩擦片分离，液压缸不工作。
[0014]在一个实施例中，还包括温度传感器和振动传感器；其中，所述动力单元的输出端通过联轴器与太阳轮主轴连接，太阳轮主轴上安装所述太阳齿轮；温度传感器、振动传感器和所述第一扭矩传感器安装在联轴器上并与所述控制与显示单元之间电性连接。
[0015]在一个实施例中，所述动力单元包括伺服电机、减速器、联轴器与导电滑环；其中，伺服电机通过减速器后，其输出端上安装联轴器和导电滑环。
[0016]一种模拟多工况环境的行星齿轮台架的工作方法，其特征在于，包括如下工作步骤：
[0017]S1)将行星齿轮机构安放在测试箱体内，并通过紧固螺栓进行固定，并将试验箱体上部关合；
[0018]S2)选择所需要测试的工况
[0019]若选择干摩擦测试环境下的高低温工况，则需要在温度控制器中输入所需要的温度值，并关闭润滑油控制器和盐雾控制器；
[0020]若选择润滑油测试环境下的高低温工况，除需要在润滑油控制器输入相关的参数，同时需在温度控制器中输入所需要的温度测试，并关闭盐雾控制器，润滑油在测试箱内的容积应淹没上行星架，且应低于盐雾与温度介质流出接口；
[0021]若选择盐雾测试环境下的测试工况，除需要在盐雾控制器中输入需要的盐雾参数，同时需在温度控制器中输入所需要的温度值，并关闭润滑油控制器；
[0022]S3)在控制与显示器单元输入测试所需要的太阳齿轮转速、负载扭矩及测试时间，点击测试；
[0023]S4)在控制与显示器单元上观察温度、扭矩、液压油的黏度、介电常数、磨损颗粒等参数变化曲线。
[0024]本专利技术的主要有益效果是：
[0025]针对目前行星齿轮机构试验台架单一，不能完全实现行星齿轮机构在不同工况下的测试需求的问题，设计了可以模拟多工况环境的行星齿轮机构试验台架，并阐述了其工
作方法。
[0026]相比于其他齿轮检测台架，该台架可以实现不同温度的干摩擦服役工况和不同温度的润滑油服役工况及盐雾服役工况下测试需求，同时通过对其运动状态实时监控，还可搭载在线铁谱分析仪进行基于油液的磨损状态实时测量，可获得行星齿轮在不同工况下的损伤演变过程。
[0027]本专利技术的行星齿轮试验台架，通过盐雾部分可模拟行星齿轮在盐雾工况下的运行状态，通过控温部分可模拟其在干摩擦工况下的运行状态，通过控温部分与油液部分的结合可模拟其在不同液压油温度下的运行状态，采用压力产生负载扭矩的方式，可实现其负载的连续变化。
[0028]通过本台架，可以满足行星齿轮机构在不同工况下的损伤演变过程，对于保证传动设备的正常运行具有重要的意义，并对目前高性能齿轮的性能评估具有较好的支撑作用。
附图说明：
[0029]本专利技术上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
[0030]图1揭示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟多工况环境的行星齿轮台架，其特征在于：包括动力单元、负载单元、试验箱单元、盐雾单元、控温单元、油液单元和控制与显示单元组成；其中，将行星齿轮安装在封闭的试验箱单元内，由动力单元驱动行星齿轮机构后，其行星齿轮机构的输出与负载单元结合后产生负载，根据不同模拟状态，由控制与显示单元来开启或关闭盐雾单元、控温单元和油液单元。2.根据权利要求1所述的行星齿轮台架，其特征在于：所述盐雾单元包括提供盐雾浓度可控的盐雾装置和盐雾管道，通过盐雾装置产生的盐雾通过盐雾管道进入所述封闭的试验箱单元内。3.根据权利要求1所述的行星齿轮台架，其特征在于：所述温控单元包括温度控制器和温控管道；其中，控温管道将温度控制器产生的不同温度的介质输送到所述封闭的试验箱单元内。4.根据权利要求1所述的行星齿轮台架，其特征在于：所述油液单元包括润滑油装置和润滑油管道；其中，润滑油管道用于将润滑油装置产生的润滑油运输到所述封闭的试验箱单元内。5.根据权利要求1所述的行星齿轮台架，其特征在于：所述控制与显示单元包括由盐雾控制器、润滑油控制器、温度控制器24和控制与显示器25；通过所述控制与显示单元来进行盐雾、温度、转速参数、扭矩的控制及对测试系统中的振动信号、温度信号、扭矩信号和润滑油性能参数的监测，显示测试系统各传感器的信号，并以图像的形式进行表示。6.根据权利要求1所述的行星齿轮台架，其特征在于：所述行星齿轮机构包括位于中心位置的太阳齿轮、位于太阳轮外侧并与太阳齿轮啮合的行星齿轮及位于行星齿轮外侧并与行星齿轮啮合的齿圈；其中，由所述动力单元为太阳轮提供主动力矩并在动力单元输出端设有第一扭矩传感器，在行星齿轮的输出轴设有第二扭矩传感器。7.根据权利要求6所述的行星齿轮台架，其特征在于：所述负载单元包括摩擦片组件和液压缸，摩擦片组件...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振，张执南，尹念，何可，陈实，邢璐，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：