旋转扭矩和轴向力综合加载试验装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种传动系统的旋转扭矩和轴向力综合加载试验装置，通过驱动和加载电机提供转速和扭矩，完成传动系统的旋转扭矩加载；利用轴向力加载装置油缸，搭配轴向力加载装置滑环，完成传动系统的轴向力加载；经控制系统对电机的扭矩、转速及轴向力加载装置油缸的推力进行精确控制，实现了传动系统的旋转扭矩和轴向力的综合加载。本实用新型结构简单，实现了对旋转扭矩和轴向力的综合加载，全面测试传动系统的综合性能，适用于有扭矩和轴向力工况的传动系统的型式试验及出厂试验。
【专利说明】旋转扭矩和轴向力综合加载试验装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于传动系统的测试【技术领域】，尤其涉及齿轮传动系统加载测试时的 一种旋转扭矩和轴向力综合加载的试验装置。
【背景技术】
[0002]传动系统，尤其是齿轮传动系统，如轮边减速机、风电齿轮箱等，一般因受安装空 间限制，其结构紧凑；又因使用环境恶劣，其受载工况又极为复杂。因此，传动系统的各项性 能均要求极高，对试验检验也提出了很高的要求。
[0003]为验证产品的各项性能，在传动系统领域的现有技术中，通常用空载跑合或旋转 扭矩加载测试来取代把传动系统安装到相应设备上的测试，而对轴向力等载荷则不进行加 载，使安装上前对传动系统的考核受到了很大的局限，无法有效检测出被测试传动系统的 各项性能参数，甚至使部分测试数据与实际应用工况完全相反，无法为设计提供直接的参 考数据，不利于测试与设计的交互。目前，国内基本只对传动系统进行空载跑合测试，只有 不多的单位对传动系统进行了旋转扭矩加载测试。
[0004]在专利号为201020207679.9的专利中，公开了一种轮边减速器的旋转扭矩加载 测试装置。其利用电机来驱动轮边减速器进行旋转，用电涡流测功机对轮边减速器进行加 载测试。该装置只能对轮胎助力(即旋转扭矩)进行加载，功能单一，测试结果的价值较小。 在专利号为200810045395.1和201110461997.7的专利中，分别公开了一种对轴承的轴向 及径向加载结构，而没有旋转扭矩的加载，同时因轴承本身结构简单，其加载的实现方式相 对简单，对传动系统扭矩和轴向力加载的借鉴意义不大。在专利号为201210554651.6的专 利中，提供了一种齿轮箱扭矩及轴向力加载方式，但因其采用了机械封闭的结构形式、液压 缸与轴集成的设计，使其结构复杂、密封要求较高。因此，急需开发一种能够模拟传动系统 承受扭矩和轴向力的综合载荷的试验装置。
实用新型内容
[0005]鉴于上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是提出一种能对传动系统进行 旋转扭矩和轴向力综合加载的试验装置。
[0006]本实用新型的目的将通过以下技术方案得以实现:
[0007]—种旋转扭矩和轴向力综合加载试验装置，包括一对背对背安装的传动系统I和 传动系统II，所述传动系统I和传动系统II分别与背对背连接法兰I和背对背连接法兰II 固定连接，所述背对背连接法兰I和背对背连接法兰II之间相互连接；所述传动系统I和 传动系统II的外侧分别对称地与电机I和电机II连接；轴向力加载装置I和轴向力加载装 置II分别作用于所述背对背连接法兰I和背对背连接法兰II的外端面上，轴向力加载装置 III作用于所述背对背连接法兰I和背对背连接法兰II之间的内端面上。
[0008]优选的，上述的旋转扭矩和轴向力综合加载试验装置，其中:所述轴向力加载装置 I包括轴向力加载装置油缸1、轴向力加载装置支架I和轴向力加载装置滑环I，所述轴向力加载装置油缸I固定在所述轴向力加载装置支架I上，所述轴向力加载装置油缸I的 输出端与所述轴向力加载装置滑环I连接，所述轴向力加载装置滑环I作用于所述背对背 连接法兰I的外端面上；所述轴向力加载装置II包括轴向力加载装置油缸I1、轴向力加载 装置支架II和轴向力加载装置滑环II，所述轴向力加载装置油缸II固定在所述轴向力加载 装置支架II上，所述轴向力加载装置油缸II的输出端与所述轴向力加载装置滑环II连接， 所述轴向力加载装置滑环II作用于所述背对背连接法兰II的外端面上；所述轴向力加载装 置III包括轴向力加载装置油缸II1、轴向力加载装置支架II1、轴向力加载装置滑环II1-1和轴 向力加载装置滑环II1-2，所述轴向力加载装置滑环II1-1和轴向力加载装置滑环II1-2分别 作用于所述背对背连接法兰I和背对背连接法兰II之间的内端面上，所述轴向力加载装置 滑环II1-1和轴向力加载装置滑环II1-2之间通过所述轴向力加载装置油缸III连接，所述轴 向力加载装置油缸III固定在所述轴向力加载装置支架III上。
[0009]优选的，上述的旋转扭矩和轴向力综合加载试验装置，其中:还包括一控制系统， 所述控制系统分别与所述电机I和电机II，以及所述轴向力加载装置油缸1、轴向力加载 装置油缸II和轴向力加载装置油缸III控制连接。
[0010]优选的，上述的旋转扭矩和轴向力综合加载试验装置，其中:所述背对背连接法兰 I和背对背连接法兰II之间通过周向均布的弹性销相互连接；所述弹性销由端部挡板、钢 芯和安装在所述钢芯上的弹性套组成。
[0011]优选的，上述的旋转扭矩和轴向力综合加载试验装置，其中:所述传动系统I与所 述背对背连接法兰I之间通过所述传动系统I的轮毂锥面与所述背对背连接法兰I的锥 面相配合，并通过旋入所述传动系统I的轮毂的压装螺栓I压紧用于限制其轴向位移的压 块I固定连接；所述传动系统II与所述背对背连接法兰II之间通过所述传动系统II的轮毂 锥面与所述背对背连接法兰II的锥面相配合，并通过旋入所述传动系统II的轮毂的压装螺 栓II压紧用于限制其轴向位移的压块II固定连接。
[0012]优选的，上述的旋转扭矩和轴向力综合加载试验装置，其中:所述传动系统I和传 动系统II的外侧对称地分别通过第一联轴节I和第一联轴节II与扭矩转速测量仪I和扭 矩转速测量仪II连接，所述扭矩转速测量仪I和扭矩转速测量仪II分别通过第二联轴节I 和第二联轴节II与所述电机I和电机II连接。
[0013]优选的，上述的旋转扭矩和轴向力综合加载试验装置，其中:所述电机1、扭矩转 速测量仪I和传动系统I分别通过电机支架1、扭矩转速测量仪支架I和传动系统支架I 固定于地面；所述电机I1、扭矩转速测量仪II和传动系统II分别通过电机支架I1、扭矩转速 测量仪支架II和传动系统支架II固定于地面；所述轴向力加载装置I通过轴向力加载装置 支架I固定于传动系统支架I上；所述轴向力加载装置II通过轴向力加载装置支架II固定 于传动系统支架II上；所述轴向力加载装置III通过轴向力加载装置支架III固定于地面。
[0014]本实用新型的突出效果为:本实用新型的一种传动系统的旋转扭矩和轴向力综合 加载试验装置，通过驱动和加载电机提供转速和扭矩，完成传动系统的旋转扭矩加载；利用 轴向力加载装置的液压机构(轴向力加载装置油缸)，搭配轴向力加载装置滑环，完成传动 系统的轴向力加载；经控制系统对电机的扭矩、转速及轴向力加载装置油缸的推力进行精 确控制，实现了传动系统的旋转扭矩和轴向力的综合加载。本实用新型结构简单，实现了对 旋转扭矩和轴向力的综合加载，全面测试传动系统的综合性能，适用于有扭矩和轴向力工况的传动系统的型式试验及出厂试验，如轮边减速器(有旋转扭矩和轴向力转弯工况)、风 电齿轮箱(有旋转扭矩和轴向力风轮推力工况)等。
[0015]以下便结合实施例附图，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步的详述，以使本 实用新型技术方案更易于理解、掌握。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型实施例的结构示意图；
[0017]图2是图1中A的局部放大图；
[0018]图3是本实用新型实施例的径向力加载装置I的结构示意图；
[0019]图4是图1中B的局部放大图。
【具体实施方式】
[0020]本实施例的一种传动系统的旋转扭矩、径向力和轴向力综合加载试验方法，如图 广图4所示，包括如下步骤:
[0021]a、将一对传动系统I I和传动系统II I’背对背安装，传动系统I I与背对背连接 法兰I 2之间通过传动系统I I的轮毂锥面11与背对背连接法兰I 2的锥面21相配合， 并通过旋入传动系统I I的轮毂17的压装螺栓I 12压紧用于限制其轴向位移的压块I 13 固定连接；传动系统II I’与背对背连接法兰II 2’之间通过传动系统II I’的轮毂锥面11’ 与背对背连接法兰II 2’的锥面21’相配合，并通过旋入传动系统II I’的轮毂17’的压装 螺栓II 12’压紧用于限制其轴向位移的压块II 13’固定连接。背对背连接法兰I 2和背对 背连接法兰II 2’之间通过周向均布的弹性销3相互连接；弹性销3由端部挡板31、钢芯32 和安装在钢芯32上的弹性套33组成。
[0022]传动系统I I和传动系统II I’的外侧对称地分别通过第一联轴节I 14和第一联 轴节II 14’与扭矩转速测量仪I 4和扭矩转速测量仪II 4’连接，扭矩转速测量仪I 4和扭 矩转速测量仪II 4’分别通过第二联轴节I 15和第二联轴节II 15’与电机I 5和电机II 5’ 连接。电机I 5、扭矩转速测量仪I 4和传动系统I I分别通过电机支架I 51、扭矩转速测 量仪支架I 41和传动系统支架I 16固定于地面；电机II 5’、扭矩转速测量仪II 4’传动系 统II I’分别通过电机支架II 51’、扭矩转速测量仪支架II 41’和传动系统支架II 16’固定 于地面。
[0023]b、将径向力加载装置I 6和径向力加载装置II 6’分别作用于背对背连接法兰I 2 和背对背连接法兰II 2’的外圆上。径向力加载装置I 6包括径向力加载装置油缸I 61、 径向力加载装置支架I 62和径向力加载装置滚筒I 63，径向力加载装置油缸I 61的输出 端与径向力加载装置支架I 62连接，径向力加载装置支架I 62支撑有径向力加载装置滚 筒I 63，径向力加载装置滚筒I 63作用于背对背连接法兰I 2的外圆上；径向力加载装置
II6’包括径向力加载装置油缸II 61’、径向力加载装置支架II 62’和径向力加载装置滚筒
II63’，径向力加载装置油缸II 61’的输出端与径向力加载装置支架II 62’连接，径向力加 载装置支架II 62’支撑有径向力加载装置滚筒II 63’，径向力加载装置滚筒II 63’作用于背 对背连接法兰II 2’的外圆上。径向力加载装置I 6固定于传动系统支架I 16上；径向力 加载装置II 6’固定于传动系统支架II 16’上。[0024]C、将轴向力加载装置I 7和轴向力加载装置II 7’分别作用于背对背连接法兰I 2 和背对背连接法兰II 2’的外端面上，轴向力加载装置III7’’作用于背对背连接法兰I 2 和背对背连接法兰II 2’之间的内端面上。轴向力加载装置I 7包括轴向力加载装置油缸
I71、轴向力加载装置支架I 72和轴向力加载装置滑环I 73，轴向力加载装置油缸I 71 固定在轴向力加载装置支架I 72上，轴向力加载装置油缸I 71的输出端与轴向力加载装 置滑环I 73连接，轴向力加载装置滑环I 73作用于背对背连接法兰I 2的外端面上；轴向 力加载装置II V包括轴向力加载装置油缸II 71’、轴向力加载装置支架II 72’和轴向力加 载装置滑环II 73’，轴向力加载装置油缸II 71，固定在轴向力加载装置支架II 72’上，轴向 力加载装置油缸II 71，的输出端与轴向力加载装置滑环II 73’连接，轴向力加载装置滑环
II73’作用于背对背连接法兰II 2’的外端面上；轴向力加载装置III 7’’包括轴向力加载装 置油缸III 71’’、轴向力加载装置支架III 72’’、轴向力加载装置滑环II1-1 73’’和轴向力加 载装置滑环II1-2 74’’，轴向力加载装置滑环II1-1 73’’和轴向力加载装置滑环II1-2 74’’ 分别作用于背对背连接法兰I 2和背对背连接法兰II 2’之间的内端面上，轴向力加载装置 滑环II1-1 73’’和轴向力加载装置滑环II1-2 74’’之间通过轴向力加载装置油缸III 71’’ 连接，轴向力加载装置油缸III 71’’固定在轴向力加载装置支架III 72’’上。轴向力加载装 置I 7通过轴向力加载装置支架I 72固定于传动系统支架I 16上；轴向力加载装置II 7’ 通过轴向力加载装置支架II 72’固定于传动系统支架II 16’上；轴向力加载装置III 7’’通 过轴向力加载装置支架III 72’’固定于地面。
[0025]d、将控制系统分别与电机I 5和电机II 5’，径向力加载装置油缸I 61和径向力加 载装置油缸II 61’，以及轴向力加载装置油缸I 71、轴向力加载装置油缸II 71’和轴向力加 载装置油缸III 71’’控制连接。
[0026]e、通过控制系统，对所述电机I 5和电机II 5’的扭矩、转速，对所述径向力加载装 置油缸I 61、径向力加载装置油缸II 61’和轴向力加载装置油缸I 71、轴向力加载装置油 缸II 71’、轴向力加载装置油缸III 71’’的推力进行精确控制，实现了传动系统I I和传动系 统II I’的旋转扭矩、径向力和轴向力综合加载。
[0027]本实施例的一种传动系统的旋转扭矩、径向力和轴向力综合加载试验装置，通过 驱动和加载电机提供转速和扭矩，完成传动系统的旋转扭矩加载；利用径向力加载装置的 液压机构(径向力加载装置油缸)，搭配径向支撑的径向力加载装置滚筒，完成传动系统的 径向力加载；利用轴向力加载装置的液压机构(轴向力加载装置油缸)，搭配轴向力加载装 置滑环，完成传动系统的轴向力加载；经控制系统对电机的扭矩、转速及径向力加载装置油 缸和轴向力加载装置油缸的推力进行精确控制，实现了传动系统的旋转扭矩和径向力、轴 向力的综合加载。
[0028]本实施例结构简单，实现了对旋转扭矩和轴向力的综合加载，弥补了传动系统尤 其是齿轮传动系统少有旋转扭矩和和轴向力的综合加载的不足，全面测试传动系统的综合 性能，适用于有扭矩和轴向力工况的传动系统的型式试验及出厂试验，如轮边减速器(有旋 转扭矩和轴向力转弯工况)、风电齿轮箱(有旋转扭矩和轴向力风轮推力工况)等。
[0029]本实用新型并不限于前述实施方式，本领域技术人员在本实用新型技术精髓的启 示下，还可能做出其他变更，但只要其实现的功能与本实用新型相同或相似，均应属于本实 用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种旋转扭矩和轴向力综合加载试验装置，其特征在于:包括一对背对背安装的传动系统I和传动系统II，所述传动系统I和传动系统II分别与背对背连接法兰I和背对背连接法兰II固定连接，所述背对背连接法兰I和背对背连接法兰II之间相互连接；所述传动系统I和传动系统II的外侧分别对称地与电机I和电机II连接；轴向力加载装置I和轴向力加载装置II分别作用于所述背对背连接法兰I和背对背连接法兰II的外端面上，轴向力加载装置III作用于所述背对背连接法兰I和背对背连接法兰II之间的内端面上。
2.根据权利要求1所述的旋转扭矩和轴向力综合加载试验装置，其特征在于:所述轴向力加载装置I包括轴向力加载装置油缸1、轴向力加载装置支架I和轴向力加载装置滑环I，所述轴向力加载装置油缸I固定在所述轴向力加载装置支架I上，所述轴向力加载装置油缸I的输出端与所述轴向力加载装置滑环I连接，所述轴向力加载装置滑环I作用于所述背对背连接法兰I的外端面上；所述轴向力加载装置II包括轴向力加载装置油缸I1、轴向力加载装置支架II和轴向力加载装置滑环II，所述轴向力加载装置油缸II固定在所述轴向力加载装置支架II上，所述轴向力加载装置油缸II的输出端与所述轴向力加载装置滑环II连接，所述轴向力加载装置滑环II作用于所述背对背连接法兰II的外端面上；所述轴向力加载装置III包括轴向力加载装置油缸II1、轴向力加载装置支架II1、轴向力加载装置滑环II1-1和轴向力加载装置滑环III _2，所述轴向力加载装置滑环II1-1和轴向力加载装置滑环II1-2分别作用于所述背对背连接法兰I和背对背连接法兰II之间的内端面上，所述轴向力加载装置滑环II1-1和轴向力加载装置滑环II1-2之间通过所述轴向力加载装置油缸III连接，所述轴向力加载装置油缸III固定在所述轴向力加载装置支架III上。
3.根据权利要求2所述的 旋转扭矩和轴向力综合加载试验装置，其特征在于:还包括一控制系统，所述控制系统分别与所述电机I和电机II，以及所述轴向力加载装置油缸1、 轴向力加载装置油缸II和轴向力加载装置油缸III控制连接。
4.根据权利要求1所述的旋转扭矩和轴向力综合加载试验装置，其特征在于:所述背对背连接法兰I和背对背连接法兰II之间通过周向均布的弹性销相互连接；所述弹性销由端部挡板、钢芯和安装在所述钢芯上的弹性套组成。
5.根据权利要求1所述的旋转扭矩和轴向力综合加载试验装置，其特征在于:所述传动系统I与所述背对背连接法兰I之间通过所述传动系统I的轮毂锥面与所述背对背连接法兰I的锥面相配合，并通过旋入所述传动系统I的轮毂的压装螺栓I压紧用于限制其轴向位移的压块I固定连接；所述传动系统II与所述背对背连接法兰II之间通过所述传动系统II的轮毂锥面与所述背对背连接法兰II的锥面相配合，并通过旋入所述传动系统II的轮毂的压装螺栓II压紧用于限制其轴向位移的压块II固定连接。
6.根据权利要求1所述的旋转扭矩和轴向力综合加载试验装置，其特征在于:所述传动系统I和传动系统II的外侧对称地分别通过第一联轴节I和第一联轴节II与扭矩转速测量仪I和扭矩转速测量仪II连接，所述扭矩转速测量仪I和扭矩转速测量仪II分别通过第二联轴节I和第二联轴节II与所述电机I和电机II连接。
7.根据权利要求2所述的旋转扭矩和轴向力综合加载试验装置，其特征在于:所述电机1、扭矩转速测量仪I和传动系统I分别通过电机支架1、扭矩转速测量仪支架I和传动系统支架I固定于地面；所述电机I1、扭矩转速测量仪II和传动系统II分别通过电机支架I1、扭矩转速测量仪支架II和传动系统支架II固定于地面；所述轴向力加载装置I通过轴向力加载装置支架I固定于传动系统支架I上；所述轴向力加载装置II通过 轴向力加载装置支架II固定于传动系统支架II上；所述轴向力加载装置III通过轴向力加载装置支架III 固定于地面。
【文档编号】G01M13/02GK203455168SQ201320492648
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年8月13日 优先权日:2013年8月13日
【发明者】王志勇, 黎康康, 靳国忠, 刘玉生, 郭友超, 符嘉靖 申请人:南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司