機械功率開放式齒輪裝置永磁加載型臺架試驗裝備制造方法
【專利摘要】機械功率開放式齒輪裝置永磁加載型臺架試驗裝備屬于齒輪裝置開放式試驗裝備。齒輪裝置與變頻電機之間裝有轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器，齒輪裝置的輸出端與加載器的主軸相連，加載器包括定子和轉(zhuǎn)子；轉(zhuǎn)子隨主軸轉(zhuǎn)動；定子為空心圓柱體，其圓周內(nèi)壁嵌入若干永久磁鐵，定子內(nèi)放置上述轉(zhuǎn)子；定子中的永久磁鐵和轉(zhuǎn)子產(chǎn)生一個閉合磁通；轉(zhuǎn)子套內(nèi)設(shè)置有水道，通過旋轉(zhuǎn)連通節(jié)與外置的油循環(huán)水冷卻的熱交換器系統(tǒng)相連接；定子外周的圓柱表面上等分裝有四組直線軸承的V型導(dǎo)軌，定子通過四套氣缸推動定子，調(diào)節(jié)定子與轉(zhuǎn)子之間的位置，從而控制所需加載轉(zhuǎn)矩的大小。本裝置不用擔(dān)心高速旋轉(zhuǎn)時磁鐵飛出，易實現(xiàn)大扭矩加載；轉(zhuǎn)子部分易實現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)，且噪音小，穩(wěn)定可靠。
【專利說明】機械功率開放式齒輪裝置永磁加載型臺架試驗裝備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種齒輪裝置用來進行臺架檢測的機械功率開放式試驗裝備，齒輪裝置包括變速器，分動器和驅(qū)動橋以及減速器等用來進行各種目的臺架試驗的總成產(chǎn)品；具體涉及一種機械功率開放式齒輪裝置永磁加載型臺架試驗裝備，其試驗項目包括:可靠性、壽命、效率、溫升、振動和噪聲等。
【背景技術(shù)】:
[0002]試驗檢測裝備是齒輪企業(yè)創(chuàng)新設(shè)計自主研發(fā)新產(chǎn)品能力的極其重要的組成部分。即使產(chǎn)品設(shè)計的能力水平再高，其制造成的樣品也是不可能盡善盡美的，還需要通過試驗檢測來驗證，以判斷所設(shè)計的新產(chǎn)品是否在可靠性、壽命、性能和經(jīng)濟性方面達到了預(yù)期的效果，并找出其薄弱的環(huán)節(jié)，作為改進設(shè)計的依據(jù)。對于已經(jīng)定型并投入成批生產(chǎn)的產(chǎn)品，在生產(chǎn)過程中也要通過試驗檢測來保證產(chǎn)品質(zhì)量。而在室內(nèi)應(yīng)用試驗檢測裝備進行產(chǎn)品試驗可以周期短，不受天氣，季節(jié)，晝夜及交通道路條件的限制，還可在很大程度上排除人為錯誤的干擾。因此室內(nèi)臺架試驗在目前國際國內(nèi)市場競爭越來越激烈的情況下，越來越受到齒輪企業(yè)的重視。企業(yè)、院校和研究所的實驗室里最重要的試驗裝備是加載試驗臺。開式試驗臺是加載試驗臺的基本結(jié)構(gòu)形式，是功率開放型試驗臺的簡稱。
[0003]目前機械功率開放式加載試驗臺最常用的有如下幾種:1.電能反饋型；2.電渦流型；3.磁粉型；4.水力型；5.磁滯型；6.永磁標準型(I型)；
[0004]1.電能反饋型是通過發(fā)電機實現(xiàn)加載將產(chǎn)生的電能反饋給電動機，電能反饋率可達70% ;能實現(xiàn)高轉(zhuǎn)速，但是扭矩不能太大。缺點是一次性投資大。
[0005]2.電渦流型的轉(zhuǎn)速扭矩與發(fā)電機相當(dāng)，但是需要耗費大量電能。
[0006]3.磁粉型可實現(xiàn)大扭矩，國內(nèi)已能達到50000Nm，但是轉(zhuǎn)速此時短時間最高才能達到800r/min.但是不能節(jié)省電能。
[0007]4.水力型轉(zhuǎn)速沒有電渦流的高，扭矩也沒有磁粉的大，缺點是噪聲特別大。
[0008]5.磁滯型轉(zhuǎn)速可以達到20000r/min，但是功率和扭矩都非常??；
[0009]6.永磁標準型(I型)加載時雖然不需要消耗電能，但是轉(zhuǎn)速不能太高，扭矩也不能太大，其主要原因是轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)不好，轉(zhuǎn)子的圓周上嵌入若干永磁塊，且還要在花鍵軸上滑動，故影響了優(yōu)勢的發(fā)揮。
實用新型內(nèi)容:
[0010]為了克服現(xiàn)有技術(shù)問題，本實用新型提供了一種機械功率開放式齒輪裝置永磁加載型臺架試驗裝備，齒輪裝置與變頻電機之間裝有轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器，齒輪裝置的輸出端與加載器的主軸相連，加載器包括定子和轉(zhuǎn)子；轉(zhuǎn)子隨主軸轉(zhuǎn)動；
[0011]其特征在于:
[0012]所述定子為空心圓柱體，其圓周內(nèi)壁嵌入若干永久磁鐵，定子內(nèi)放置上述轉(zhuǎn)子；定子中的永久磁鐵和轉(zhuǎn)子產(chǎn)生一個閉合磁通；轉(zhuǎn)子套內(nèi)設(shè)置有水道，通過旋轉(zhuǎn)連通節(jié)與外置的油循環(huán)水冷卻的熱交換器系統(tǒng)相連接；定子外周的圓柱表面上等分裝有四組直線軸承的V型導(dǎo)軌，所述定子通過四套氣缸推動定子，調(diào)節(jié)定子與轉(zhuǎn)子之間的位置，從而控制所需加載轉(zhuǎn)矩的大小。
[0013]1.技術(shù)創(chuàng)新水平
[0014]本申報的專利為開式試驗裝備，其配置的永磁加載器為高速重載型()，其扭矩可達到磁粉型的水平，轉(zhuǎn)速可與電渦流型比高低，節(jié)能可與電反饋型的比美，且不用電反饋型的那么大的投資，必將在諸加載器中脫穎而出。目前永磁加載器高速重載指標:扭矩可以研制到5000?50000Nm，加載功率經(jīng)過努力可以實現(xiàn)I?10個兆瓦級，本技術(shù)為實用新型國外國內(nèi)同類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的首創(chuàng)。
[0015]2.結(jié)構(gòu)特征:
[0016]本試驗裝備為功率開放式齒輪裝置永磁加載型臺架試驗裝備其結(jié)構(gòu)組成如下:
[0017]I)變頻電機2.轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器3.彎板支架4.齒輪裝置5.永磁加載器，見附圖1 ;
[0018]2)其中配置的永磁加載器結(jié)構(gòu)組成如下:1.定子部分(含永磁體)2.轉(zhuǎn)子部分(感應(yīng)體)3.直線軸承V型導(dǎo)軌4.控制部分(氣缸)5.旋轉(zhuǎn)連通節(jié)(冷卻部分)6.主軸，見附圖2。
[0019]3.工作原理:
[0020]本試驗裝備的工作原理為:用來試驗的齒輪裝置由變頻電機驅(qū)動，試驗轉(zhuǎn)速可由變頻器無級調(diào)速，齒輪裝置與變頻電機之間裝有轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器，齒輪裝置的輸出端與加載器的主軸相連，轉(zhuǎn)子隨主軸轉(zhuǎn)動。定子圓周內(nèi)壁嵌入若干矩形永久磁鐵，永久磁鐵和轉(zhuǎn)子圓周感應(yīng)體產(chǎn)生一個閉合磁通。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，在轉(zhuǎn)子圓周表面及一定深度范圍內(nèi)將產(chǎn)生渦流電勢，并產(chǎn)生渦流，該渦流所形成的磁場又與氣隙磁場相互作用，就產(chǎn)生了制動轉(zhuǎn)矩。該轉(zhuǎn)矩阻止轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，便產(chǎn)生了加載扭矩，轉(zhuǎn)矩的大小由轉(zhuǎn)矩傳感器轉(zhuǎn)換成電信號輸出，從而達到測量轉(zhuǎn)矩的目的，轉(zhuǎn)子套內(nèi)設(shè)置有水道，通過旋轉(zhuǎn)連通節(jié)與外置的油循環(huán)水冷卻的熱交換器系統(tǒng)相連接，以及時散掉感應(yīng)體內(nèi)產(chǎn)生的熱量。定子外周的圓柱表面上等分裝有四組直線軸承的V型導(dǎo)軌，使其保證與轉(zhuǎn)子的同心度，不能轉(zhuǎn)動，但能夠沿軸線方向移動。通過四套氣缸推動定子，調(diào)節(jié)定子與轉(zhuǎn)子之間的位置，從而控制所需加載轉(zhuǎn)矩的大小。
[0021]4..技術(shù)特點:
[0022]本試驗裝備配置了永磁加載器，其特點如下:1)永久磁鐵代替勵磁線圈，不需要外接電源電路供電、節(jié)能明顯且制動力穩(wěn)定持久；2)永久磁鐵代替勵磁線圈安裝在定子圓周內(nèi)壁上，只移動不轉(zhuǎn)動，不用擔(dān)心高速旋轉(zhuǎn)時磁鐵飛出，易實現(xiàn)大扭矩加載；3)轉(zhuǎn)子部分不安裝永久磁鐵，并且不用在花鍵軸上移動，使結(jié)構(gòu)大幅度簡化，容易實現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)，且噪音小，穩(wěn)定可靠。4)由控制器控制四組氣缸聯(lián)動驅(qū)動定子移動，結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡單方便、位置精確。5)通過旋轉(zhuǎn)連通節(jié)將熱交換系統(tǒng)與轉(zhuǎn)子內(nèi)腔連接，實現(xiàn)封閉式油循環(huán)水冷卻，冷卻效果明顯且環(huán)保。因此永磁加載器非常容易實現(xiàn)高速重載的技術(shù)指標。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1.機械功率開放式齒輪裝置永磁加載型臺架試驗裝備結(jié)構(gòu)圖
[0024]其中11.變頻電機12.轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器13.彎板支架14.齒輪裝置15.永磁加載器
[0025]圖2a永磁加載器結(jié)構(gòu)主視圖
[0026]圖2b永磁加載器結(jié)構(gòu)側(cè)視圖
[0027]其中I定子(含永磁體)2.轉(zhuǎn)子(感應(yīng)體)3.四組直線軸承V型導(dǎo)軌4.控制部分(四套氣缸聯(lián)動)5.旋轉(zhuǎn)連通節(jié)(冷卻部分)6.主軸
【具體實施方式】
[0028]一種機械功率開放式齒輪裝置永磁加載型臺架試驗裝備，齒輪裝置與變頻電機11之間裝有轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器12，齒輪裝置14的輸出端與加載器的主軸相連，加載器包括定子I和轉(zhuǎn)子2 ;轉(zhuǎn)子隨主軸6轉(zhuǎn)動；
[0029]所述定子為空心圓柱體，其圓周內(nèi)壁嵌入若干永久磁鐵，定子內(nèi)放置上述轉(zhuǎn)子；定子中的永久磁鐵和轉(zhuǎn)子產(chǎn)生一個閉合磁通；轉(zhuǎn)子套內(nèi)設(shè)置有水道，通過旋轉(zhuǎn)連通節(jié)5與外置的油循環(huán)水冷卻的熱交換器系統(tǒng)相連接；定子外周的圓柱表面上等分裝有四組直線軸承的V型導(dǎo)軌3，所述定子通過四套氣缸聯(lián)動的控制部分4推動定子，調(diào)節(jié)定子與轉(zhuǎn)子之間的位置，從而控制所需加載轉(zhuǎn)矩的大小。
【權(quán)利要求】
1.機械功率開放式齒輪裝置永磁加載型臺架試驗裝備，齒輪裝置與變頻電機之間裝有轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器，齒輪裝置的輸出端與加載器的主軸相連，加載器包括定子和轉(zhuǎn)子；轉(zhuǎn)子隨主軸轉(zhuǎn)動； 其特征在于: 所述定子為空心圓柱體，其圓周內(nèi)壁嵌入若干永久磁鐵，定子內(nèi)放置上述轉(zhuǎn)子；定子中的永久磁鐵和轉(zhuǎn)子產(chǎn)生一個閉合磁通；轉(zhuǎn)子套內(nèi)設(shè)置有水道，通過旋轉(zhuǎn)連通節(jié)與外置的油循環(huán)水冷卻的熱交換器系統(tǒng)相連接；定子外周的圓柱表面上等分裝有四組直線軸承的V型導(dǎo)軌，所述定子通過四套氣缸推動定子，調(diào)節(jié)定子與轉(zhuǎn)子之間的位置，從而控制所需加載轉(zhuǎn)矩的大小。
【文檔編號】G01M13/00GK203672606SQ201320851880
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月22日
【發(fā)明者】周宜莉, 張?zhí)斐? 田更福 申請人:北京北齒有限公司