[发明专利]一种摩擦振动测试装置及其测试方法

说明书

技术领域

本发明属于机械传动系统中的设备检测技术领域，具体涉及一种机械传动中的摩擦振动测试装置及其测试方法。

背景技术

行星齿轮作为国民经济和国防建设中的关键传动部件，在风力发电、航空、船舶、冶金、石化、矿山、起重运输等行业的机械传动系统中广泛应用。齿轮箱具有重量轻、体积小、传动比大、承载能力强、传动效率高等诸多优点，但在低速重载的恶劣工作环境经常导致其太阳轮、行星轮、行星架等关键部件出现严重磨损或疲劳裂纹等故障。基于上述情况，很有必要进行摩擦、振动以及磨损的测试，以对其因为故障而可能引发的灾难性事故进行预防。因此，本发明对行星齿轮系统摩擦-振动状态测试装置及测试方法展开研究。

目前现有的试验机无法满足上述要求，而且难以保证在相应转速下的润滑剂的取样，不易进行磨损在线检测试验，因此本发明对行星齿轮摩擦-振动试验台进行设计。通过开发相关的测试装置与设备，设计合理的润滑油路，提供充足的润滑油把摩擦副产生的磨屑冲刷到油液中，模拟齿轮箱摩擦副不同的实际工况等来实现测试。在试验台及现场验证各种理论与方法，以有效地解决现有行星齿轮故障诊断的难点问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种摩擦振动测试装置及其测试方法，用以实时检测齿轮减速箱太阳轮、行星轮、行星架等关键部件在正常工作中的受损情况，解决现有行星齿轮故障诊断困难的问题。

本发明的技术方案为：

一种摩擦振动测试装置，包括底座，在底座上端面的中轴线上依次设置电机、待测齿轮减速箱和水利测功机；所述电机的输出轴通过联轴器连接待测齿轮减速箱的输入轴，待测齿轮减速箱的输出轴通过联轴器与水利测功机的主轴连接；待测齿轮减速箱上固定设置有压电式加速度传感器。

所述的待测齿轮减速箱包括外壳体，在外壳体内设置有环形齿圈、行星架、太阳轮和多个行星轮；所述的行星架为双侧板整体式结构，行星架内设置所述的太阳轮和行星轮，太阳轮的一端与待测齿轮减速箱的输入轴连接、另一端与多个行星轮啮合，多个行星轮均通过行星轮芯轴与行星架连接，多个行星轮等间隔环形分布在太阳轮外；所述的行星架、太阳轮和行星轮整体设置在环形齿圈内，多个行星轮与环形齿圈啮合；多个行星轮与待测齿轮减速箱的输出轴连接；所述的外壳体侧壁上部设置有游标孔，游标孔内设置游标尺，外壳体侧壁下部设置有放油孔，放油孔内设置油塞。

所述待测齿轮减速箱的外壳体上端设置有吊装耳。

所述摩擦振动测试装置的摩擦测试方法如下：将金属丝分别粘贴在待测齿轮减速箱的行星轮、太阳轮和环形齿圈上，当各齿轮受力变形时，金属丝的长度和横截面积也随之发生变化，进而导致金属丝电阻值发生变化，根据金属丝电阻的变化量确定待测齿轮减速箱内各齿轮的摩擦情况。

所述摩擦振动测试装置的磨损测试方法如下：通过放油孔放出润滑油，采用高分辨率图像采集光学系统检测待测齿轮减速箱内润滑油中磨粒的浓度及成分，将气泡等噪声信息从磨粒浓度信息中剔除，然后对磨粒进行分类计算，得到待测齿轮减速箱的磨损情况。

所述摩擦振动测试装置的震动测试方法如下：将压电式加速度传感器固定在待测齿轮减速箱上，压电式加速度传感器的加速度会随着待测齿轮减速箱传动过程中的振动发生变化，将加速度信号引出计算，得到待测齿轮减速箱的扭转振动情况。

本发明具有以下优点：

1.本发明的摩擦振动测试装置可以对行星齿轮减速箱的摩擦、磨损以及振动进行测试，该装置选用电机带动齿轮减速箱进行运转，为了齿轮减速箱不空转，在齿轮减速箱后加一测功机，可作为行星齿轮箱的负载来测试它们的性能。

2.本发明将齿轮减速箱的磨损监测信息与齿轮减速箱的其它监测信息进行融合，利用组合加权理论进行信息融合，融合后得到一个新的综合状态指标，作为下一步状态识别的依据。

附图说明

图1是本发明摩擦振动测试装置的整体结构示意图；

图2是图1的A-A侧剖视图；

图3是图1的左视图；

图4是本发明行星架的结构示意图；

图5是本发明太阳轮的结构示意图；

图6是本发明行星轮的结构示意图；

图中，1-底座，2-电机，3-待测齿轮减速箱，4-水利测功机，5-联轴器，6-外壳体，7-环形齿圈，8-行星架，9-太阳轮，10-行星轮，11-游标孔，12-游标尺，13-放油孔，14-油塞，15-吊装耳。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。