箱形封闭功率流式减速器实验装置

摘要

一种箱形封闭功率流式减速器实验装置，在箱体中肩并肩安装着一台主动L形混合式减速器，一台从动L形混合式减速器，中间通过惰轮传动，从动L形混合式减速器起增速的作用。驱动电机依次与主动端同步带轮、主动端扭矩转速传感器、主动L形混合式减速器连接；从动L形混合式减速器、从动端扭矩转速传感器、从动端同步带轮、磁粉加载器依次连接，主、从动端同步带轮通过同步带连接，形成一个封闭功率流式试验台。本发明采用磁粉加载器施加反向负载，PLC与变频器控制电机的启、停与调速，扭矩转速传感器检测输入、输出的扭矩，数据采集卡采集数据并由工控机显示。各项参数及数据经数据采集卡获取后由计算机显示，实现实时监测和测量数据的可视化。

权利要求

1.一种箱形封闭功率流式减速器实验装置，其特征在于：它包括：箱体、两台L形混合式减速器、驱动电机、主动端扭矩转速传感器、从动端扭矩转速传感器、磁粉加载器、数据采集卡、工控机、PLC和变频器；在箱体的下箱体(1)中肩并肩安装两台L形混合式减速器，一台主动L形混合式减速器(20)，一台从动L形混合式减速器(21)，驱动电机(10)和磁粉加载器(9)由螺栓与箱盖(6)连接，驱动电机(10)与第2联轴器(12)、第3联轴器(14)和主动端扭矩转速传感器(15)依次同轴相连接，主动L形混合式减速器(20)的输出端装有减速器输出齿轮(5)，它和中间传动齿轮(4)啮合，中间传动齿轮又与安装在从动L形混合式减速器(21)上的从动齿轮啮合；从动L形混合式减速器(21)与从动端扭矩转速传感器(17)，依次通过第4联轴器(16)与同步带轮(13)从动端连接传动，同步带轮(13)从动端与磁粉加载器(9)通过第1联轴器(11)连接传动，从动端各个部件安装方式与主动端一致；

驱动电机(10)通过PLC、变频器与工控机电气相连，主动端扭矩转速传感器(15)、从动端扭矩转速传感器(17)分别与数据采集卡电气连接，数据采集卡将采集数据传送给工控机，工控机预设有程序，实时显示采集的数据。

2.根据权利要求1所述的箱形封闭功率流式减速器实验装置，其特征在于：所述驱动电机(10)为三相异步电机。

3.根据权利要求1所述的箱形封闭功率流式减速器实验装置，其特征在于：主动端驱动电机作为驱动源依次与同步带轮主动端、主动端扭矩转速传感器、主动L形混合式减速器连接；从动L形混合式减速器、从动端扭矩转速传感器、同步带轮从动端、磁粉加载器依次连接；同步带轮主动端与同步带轮从动端通过同步带连接起来，形成一个封闭功率流式试验台。

说明书

箱形封闭功率流式减速器实验装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种减速器测试装置，尤其涉及一种大扭矩大速比混合式减速器的实验装置，可对该减速器进行基本性能试验，并验证减速器运行的稳定性和可靠性。

背景技术

[0002] 改革开放以来，我国引进一批先进加工装备，通过引进、消化、吸收国外先进技术和科研攻关，逐步掌握了各种高速和低速重载齿轮装置的设计制造技术，大多数减速器的设计制造技术水平在逐步提高。随着我国创新水平和科研实力的不断提高以及各个行业对减速器的性能提出了更高的要求，国内减速器的研发与生产得到了快速的发展。最近，国内某高校的创新团队经过自主研发已发明一种大扭矩大速比L形混合式减速器，它可以广泛应用于石油、化工、矿山、煤炭、起重等行业的减速器传动中。特别是在海上石油钻井平台中爬升与锁紧系统设备中的应用，因为目前该种设备依赖进口费用较高。所以，致力于该设备的国产化具有极其深远的意义。然而，现在还没有相关的测试试验装置，来掌握机械传动的性能和工作状况，以及对一些技术参数进行测试和调整。所以为了验证设备运行的稳定性和可靠性，开发该套测试装置至关重要。

发明内容

[0003] 针对上述问题，本发明的目的在于提供一种结构紧凑、能有效测试大扭矩大速比减速器相关技术参数的试验测试装置。

[0004] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

[0005] 一种箱形封闭功率流式减速器实验装置，其特征在于：它包括：箱体、一台主动L形混合式减速器，一台从动L形混合式减速器、驱动电机、主动端扭矩转速传感器、从动端扭矩转速传感器、磁粉加载器、数据采集卡、工控机、PLC和变频器；所述的驱动电机作为驱动源依次与主动端同步带轮、主动端扭矩转速传感器、主动L形混合式减速器通过联轴器连接；从动L形混合式减速器、从动端扭矩转速传感器、从动端同步带轮、磁粉加载器依次通过联轴器连接，驱动电机、磁粉加载器、主动端扭矩转速传感器、从动端扭矩转速传感器、以及同步带轮正立安装于箱盖之上，从动L形混合式减速器与主动L形混合式减速器肩并肩方式安装于箱体之内，主动L形混合式减速器的输出端装有减速器输出齿轮，它和中间传动轮啮合，中间传动齿轮又与安装在从动L形混合式减速器上的从动齿轮啮合；驱动电机通过PLC、变频器与工控机电气相连，主动端扭矩转速传感器、从动端扭矩转速传感器分别与数据采集卡电气连接，数据采集卡将采集数据传送给工控机，工控机预设有程序实时显示采集的数据。

[0006] 本发明的箱形封闭功率流式减速器实验装置中，所用驱动电机为三相异步电机。

[0007] 本发明的箱形封闭功率流式减速器实验装置中，驱动电机的启、停和运行调速由PLC和变频器控制，动力经联轴器和主动端扭矩转速传感器传到主动L形混合式减速器高速端，在主动L形混合式减速器低速端通过中间传动齿轮将动力传到从动L形混合式减速器低速端，然后经从动L形混合式减速器高速端传到联轴器和从动端扭矩转速传感器以及同步带轮和磁粉加载器，将能量传回主动端传感器实现能量循环利用。

[0008] 本发明的箱形封闭功率流式减速器实验装置，主动端驱动电机作为驱动源依次与主动端同步带轮、主动端扭矩转速传感器、主动L形混合式减速器连接；从动L形混合式减速器、从动端扭矩转速传感器、从动端同步带轮、磁粉加载器依次连接，主动端同步带轮与从动端同步带轮通过同步带连接起来，形成一个封闭功率流式试验台。

[0009] 本发明的箱形封闭功率流式减速器实验装置中，从动L形混合式减速器与主动L形混合式减速器肩并肩安装于箱体之内，通过中间传动齿轮，从动L形混合式减速器获得动力，从动L形混合式减速器变成增速器，并与从动端扭矩转速传感器连接，并经过从动端扭矩转速传感器将动力传递到同步带轮和磁粉加载器。

[0010] 本发明提供的箱形封闭功率流式减速器实验装置中，采用两台L形混合式减速器肩并肩的安装连接方式，方便有效地进行径向甚至轴向的强度试验。使用磁粉加载器施加反向负载，采用PLC与变频器来控制电机的启、停与调速。两台扭矩转速传感器测得的信号经过数据采集卡获取后，利用VC++编写的程序在计算机上显示测量参数的数值和曲线，实现了全面实时监测和测量数据的可视化；采用整体铸造箱体，使减速器极大的扭矩产生的力转变为试验台自身的内力，测试结果准确。本发明为L形混合式减速器的技术参数进行测试和调整以及设备运行的稳定性和可靠性提供强有力的依据，对其国产化具有极其深远的意义。

附图说明

[0011] 图1为本发明实施例的三维爆破图；

[0012] 图中标记说明：1-下箱体，2-减速器伸出轴端盖，3-中间齿轮轴，4-中间传动齿轮，5-减速器输出齿轮，6-箱盖，7-磁粉加载器垫块，8-电机垫块，9-磁粉加载器，10-驱动电机，11-第1联轴器，12-第2联轴器，13-同步带轮，14-第3联轴器，15-主动端扭矩转速传感器，16-第4联轴器，17-从动端扭矩转速传感器，18-同步带轮支撑架垫块，19-传感器垫块，20-主动L形混合式减速器，21-从动L形混合式减速器，22-透视盖。

具体实施方式

[0013] 为了更好地理解本发明，下面结合实施例和附图对本发明的技术方案做进一步的说明，参见图1：

[0014] 按本发明实施的一种箱形封闭功率流式减速器实验装置，它包括下箱体1和箱盖6两部分，驱动电机10作为驱动源采用螺栓正立连接于箱盖6上，为了保证同轴性，中间加有电机垫块8；驱动电机10通过第2联轴器12与同步带轮轴连接传动，同步带轮13的主动轮固定于同步带轮轴上，同步带轮轴由带轮轴支撑架固定于箱盖6上；同步带轮轴通过第3联轴器14与主动端扭矩转速传感器15连接传动；带轮轴支撑架与主动端扭矩转速传感器
15的安装方式与驱动电机10一致，下面分别装有带轮支撑架垫块18和主、从动端扭矩转速传感器垫块19；主动端扭矩转速传感器15用于测试驱动电机10输出的扭矩和转速，为分析L形混合式减速器的传动功率、效率等数据提供依据；主动L形混合式减速器20安装于下箱体1内；主动L形混合式减速器输入端与主动端扭矩转速传感器的输出端通过第4联轴器16连接，从而有效地利用了空间，使得装置结构紧凑。

[0015] 主动L形混合式减速器的输出端装有减速器输出齿轮(主动齿轮)5，它和中间传动齿轮4啮合，中间传动齿轮又与安装在从动L形混合式减速器21上的从动齿轮啮合，这样，动力由主动L形混合式减速器20通过传动齿轮4传递给从动L形混合式减速器21。由于L形混合式减速器的传动比高达5632∶1，所以驱动电机输入1160rpm的速度到了主动L形混合式减速器的输出端齿轮只有0.2rpm左右，如果经过两级减速就毫无意义，所以从动L形混合式减速器21采用与主动L形混合式减速器20成肩并肩方式安装形成增速器。主动端和从动端L形混合式减速器伸出轴和中间齿轮轴采用滚动轴承(圆柱滚子轴承)安装于下箱体1上。

[0016] 从动L形混合式减速器21与从动端扭矩转速传感器17、同步带轮13从动端、磁粉加载器9依次通过第4联轴器16、第1联轴器11连接传动；各个部件安装方式与主动端一致；从动端扭矩转速传感器17测量输出的扭矩及转速数据，磁粉加载器是根据电磁原理并利用磁粉来传达转矩的，其传达之转矩与激磁电流基本成线性关系。因此，只要改变激磁电流之大小，便可轻易地控制转矩之大小。磁粉加载器9可以施加反向负载，模拟实际带负载的情况，而且经过从动L形混合式减速器21后负载可以放大，方便可靠。

[0017] 驱动电机10采用三相异步电机，三相异步电机通过PLC和变频器与工控机相连，通过工控机控制转动速度。主动端扭矩转速传感器和从动端扭矩转速传感器均与数据采集卡电气连接，数据采集卡将采集数据传送给工控机，工控机预设有利用VC++编写的程序，用于显示测量参数的数值和曲线，实现了全面实时监测和测量数据的可视化。

[0018] 在本实施例中，可分三种情况实施，(1)对磁粉加载器9不进行任何操作，由两台扭矩转速传感器测量得到相关数据，进行分析，从而得出该机构的输入、输出情况以及功率、效率等；(2)对磁粉加载器9进行操作，用磁粉加载器逐步加载与额定负载成一定比例的反向负载，分别为额定扭矩的25％，50％，75％，100％。并记载和分析所测得的数据，来掌握该传动机构的性能和工作状况，也为一些技术参数的调整提供依据；(3)进行强度试验，以额定负载的2.6倍加载反向负载，得出相应的实验数据，提供技术标准。

[0019] 在本实施例中，两台扭矩转速传感器测得的信号经过数据采集卡获取后，利用VC++编写的程序在计算机上显示测量参数的数值和曲线，实现了全面实时监测和测量数据的可视化。为L形混合式减速器的参数进行测试和调整以及设备运行的稳定性和可靠性提供强有力的依据。

[0020] 以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。