齒輪疲勞試驗(yàn)及裝備技術(shù)

1、齒輪試驗(yàn)方法及裝備 1 齒輪加速疲勞試驗(yàn) 目前存在的加速疲勞試驗(yàn)方法有：目前存在的加速疲勞試驗(yàn)方法有：提高試驗(yàn)加載頻率法、刪小量提高試驗(yàn)加載頻率法、刪小量 法、線型強(qiáng)化載荷譜法。法、線型強(qiáng)化載荷譜法。 齒輪箱載荷齒輪箱載荷 譜譜 齒輪、軸承應(yīng)力齒輪、軸承應(yīng)力 循環(huán)次數(shù)循環(huán)次數(shù) 零件累計(jì)疲勞損零件累計(jì)疲勞損 傷度傷度 齒輪箱試驗(yàn)臺(tái)架齒輪箱試驗(yàn)臺(tái)架 損傷度損傷度 = = 齒輪箱試驗(yàn)臺(tái)齒輪箱試驗(yàn)臺(tái) 加載轉(zhuǎn)速扭矩加載轉(zhuǎn)速扭矩 線型強(qiáng)化載荷譜法線型強(qiáng)化載荷譜法采用采用 MinerMiner線性累計(jì)損傷理論，線性累計(jì)損傷理論， 提出了加速疲勞壽命試驗(yàn)方提出了加速疲勞壽命試驗(yàn)方 法，實(shí)現(xiàn)了在較短時(shí)間內(nèi)齒法，

2、實(shí)現(xiàn)了在較短時(shí)間內(nèi)齒 輪箱疲勞壽命的試驗(yàn)評(píng)價(jià)與輪箱疲勞壽命的試驗(yàn)評(píng)價(jià)與 預(yù)估，其實(shí)現(xiàn)過(guò)程如圖所示。預(yù)估，其實(shí)現(xiàn)過(guò)程如圖所示。 該方法已在風(fēng)電齒輪箱疲勞該方法已在風(fēng)電齒輪箱疲勞 試驗(yàn)中使用。試驗(yàn)中使用。 線型強(qiáng)化載荷譜線型強(qiáng)化載荷譜法實(shí)現(xiàn)過(guò)程法實(shí)現(xiàn)過(guò)程 風(fēng)電齒輪箱加速疲勞試驗(yàn) 20年設(shè)計(jì)壽命下軸承疲勞損傷度年設(shè)計(jì)壽命下軸承疲勞損傷度試驗(yàn)載荷譜下齒輪損傷度試驗(yàn)載荷譜下齒輪損傷度 齒輪齒輪 損傷度損傷度齒輪齒輪損傷度損傷度 接觸接觸彎曲彎曲接觸接觸彎曲彎曲 0.4780.0350.0780.178 0.0120.1650.0540.086 0.2360.3240.1130.199 0.5650.99

3、3 試驗(yàn)載荷譜下軸承損傷度試驗(yàn)載荷譜下軸承損傷度 軸承軸承損傷度損傷度軸承軸承損傷度損傷度 10.11020.113 30.10140.225 50.09960.583 70.08880.052 90.045 1 齒輪加速疲勞試驗(yàn) 2 齒輪系統(tǒng)溫度預(yù)測(cè) 利用傳熱學(xué)和網(wǎng)格法分析技術(shù)，分析利用傳熱學(xué)和網(wǎng)格法分析技術(shù)，分析 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，及系統(tǒng)各零部齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，及系統(tǒng)各零部 件間的熱量流動(dòng)關(guān)系，件間的熱量流動(dòng)關(guān)系，創(chuàng)建齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)創(chuàng)建齒輪傳動(dòng)系統(tǒng) 耦合熱分析模型。耦合熱分析模型。 減速器內(nèi)的主要換熱情況減速器內(nèi)的主要換熱情況節(jié)點(diǎn)熱平衡方程組節(jié)點(diǎn)熱平衡方程組 2 齒輪系統(tǒng)溫度預(yù)測(cè)

4、 3 可變中心距功率封閉齒輪試驗(yàn)臺(tái) A為陪試齒輪箱，為陪試齒輪箱，B為試驗(yàn)齒輪為試驗(yàn)齒輪 箱，箱，T為加載器，為加載器，M為驅(qū)動(dòng)電機(jī)為驅(qū)動(dòng)電機(jī) 試驗(yàn)齒輪箱中心距變化試驗(yàn)齒輪箱中心距變化 時(shí)，陪試齒輪箱不發(fā)生任何時(shí)，陪試齒輪箱不發(fā)生任何 變化。與活動(dòng)工作臺(tái)相連的變化。與活動(dòng)工作臺(tái)相連的 陪試齒輪箱可以通過(guò)活動(dòng)工陪試齒輪箱可以通過(guò)活動(dòng)工 作臺(tái)軌道的移動(dòng)來(lái)適應(yīng)受試作臺(tái)軌道的移動(dòng)來(lái)適應(yīng)受試 齒輪箱中心距的變化。齒輪箱中心距的變化。 兆瓦級(jí)機(jī)械功率全封閉兆瓦級(jí)機(jī)械功率全封閉試驗(yàn)臺(tái)垂直軸試驗(yàn)臺(tái)垂直軸減速器平面布置減速器平面布置 兆瓦級(jí)機(jī)械功率全封閉兆瓦級(jí)機(jī)械功率全封閉試驗(yàn)臺(tái)平行軸試驗(yàn)臺(tái)平行軸減速器平面布置

5、減速器平面布置 3 兆瓦級(jí)機(jī)械功率兆瓦級(jí)機(jī)械功率全封閉齒輪試驗(yàn)臺(tái)全封閉齒輪試驗(yàn)臺(tái) 3.1 試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)及工作原理試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)及工作原理 采用機(jī)械功率全封閉結(jié)構(gòu)。機(jī)械 功率全封閉式試驗(yàn)臺(tái)中電動(dòng)機(jī)能耗僅 為封閉功率的10%左右，較電封閉結(jié) 構(gòu)更節(jié)能。該技術(shù)屬于國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。 3 兆瓦兆瓦級(jí)功率全封閉齒輪試驗(yàn)臺(tái)級(jí)功率全封閉齒輪試驗(yàn)臺(tái) 3.2 兆瓦級(jí)試驗(yàn)臺(tái)機(jī)械加載器兆瓦級(jí)試驗(yàn)臺(tái)機(jī)械加載器結(jié)構(gòu)獨(dú)特，性能優(yōu)良，屬過(guò)內(nèi)外首創(chuàng)。 可實(shí)現(xiàn)幾個(gè)千瓦可實(shí)現(xiàn)幾個(gè)千瓦 的無(wú)極加載，加載過(guò)的無(wú)極加載，加載過(guò) 程無(wú)行程的限制。具程無(wú)行程的限制。具 有加載靈敏、穩(wěn)定等有加載靈敏、穩(wěn)定等 優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)。 4 大功率風(fēng)電齒輪箱試驗(yàn)臺(tái)功率風(fēng)

6、電齒輪箱試驗(yàn)臺(tái) 齒輪箱性能試驗(yàn)臺(tái)框圖齒輪箱性能試驗(yàn)臺(tái)框圖 u 試驗(yàn)臺(tái)部分技術(shù)參數(shù)試驗(yàn)臺(tái)部分技術(shù)參數(shù) 額定功率：額定功率： 23300KW 水力測(cè)功機(jī)功率：雙向水力測(cè)功機(jī)功率：雙向 7200KW 額定電壓：額定電壓： 4.14KV10% u 系統(tǒng)主要技術(shù)特點(diǎn)：系統(tǒng)主要技術(shù)特點(diǎn)： 變頻調(diào)速系統(tǒng)采用矢量變頻調(diào)速系統(tǒng)采用矢量 控制技術(shù)控制技術(shù) 采用網(wǎng)格技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)采用網(wǎng)格技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù) 技術(shù)技術(shù) 模塊設(shè)計(jì)、易維護(hù)模塊設(shè)計(jì)、易維護(hù) 采用統(tǒng)一的組態(tài)、變成、采用統(tǒng)一的組態(tài)、變成、 數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)管理 4 大功率風(fēng)電齒輪箱試驗(yàn)臺(tái)功率風(fēng)電齒輪箱試驗(yàn)臺(tái) u 主要技術(shù)創(chuàng)新：主要技術(shù)創(chuàng)新： 解決了雙機(jī)串、并聯(lián)運(yùn)行動(dòng)解決了

7、雙機(jī)串、并聯(lián)運(yùn)行動(dòng) 態(tài)過(guò)程振蕩問(wèn)題。態(tài)過(guò)程振蕩問(wèn)題。 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了雙機(jī)的平滑、可靠運(yùn)了雙機(jī)的平滑、可靠運(yùn) 行。行。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多通道、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多通道、 多類(lèi)型的高精度同步采集及多類(lèi)型的高精度同步采集及 風(fēng)度的后處理功能。風(fēng)度的后處理功能。 齒輪箱性能試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)齒輪箱性能試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng) 5 直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)及其試驗(yàn)平臺(tái)平臺(tái) u 直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)：直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)： 高功率密度。高功率密度。 減速比減速比大、傳動(dòng)效率高。大、傳動(dòng)效率高。 美軍美軍“黑鷹黑鷹”直升機(jī)總傳直升機(jī)總傳 動(dòng)比為動(dòng)比為81， 阿帕奇的總傳動(dòng)比為阿帕奇的總傳動(dòng)比為72.1 壽命壽命長(zhǎng)、可靠性強(qiáng)。長(zhǎng)、可靠性強(qiáng)。

8、 干運(yùn)能力強(qiáng)。干運(yùn)能力強(qiáng)。 阿帕奇主減速器干運(yùn)能力為阿帕奇主減速器干運(yùn)能力為1h、意大利、意大利 武裝直升機(jī)武裝直升機(jī)A129干運(yùn)能力為干運(yùn)能力為30min、虎、虎 式直升機(jī)干運(yùn)能力為式直升機(jī)干運(yùn)能力為30min。 美軍阿帕奇美軍阿帕奇直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖 美軍阿帕奇直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)美軍阿帕奇直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng) 5 直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)及其試驗(yàn)平臺(tái)平臺(tái) u AS-332超級(jí)美洲豹中型運(yùn)輸直升機(jī)超級(jí)美洲豹中型運(yùn)輸直升機(jī)齒輪箱齒輪箱 Puma旋翼齒輪箱旋翼齒輪箱Puma尾旋翼齒輪箱尾旋翼齒輪箱 u 直升機(jī)減速器試驗(yàn)直升機(jī)減速器試驗(yàn) 齒輪箱試驗(yàn)的內(nèi)容包括齒輪箱試驗(yàn)的內(nèi)容包括旋翼速度、扭矩、齒輪箱油壓、潤(rùn)滑劑溫度及旋翼速度、扭矩、齒輪箱油壓、潤(rùn)滑劑溫度及 油溫油溫。此外，在齒輪箱負(fù)載時(shí)還將對(duì)這些。此外，在齒輪箱負(fù)載時(shí)還將對(duì)這些變量進(jìn)行測(cè)試變量進(jìn)行測(cè)試，