Стенд для испытания редукторов с коаксиальными валами Советский патент 1987 года по МПК G01M13/02 

Изобретение относится к машино- строению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при испытаниях по схеме замкнутого контура многопоточных редукторов вы- сокой мощности с коаксиальными валами, используемых-, например, в барабанных и роликотарельчатых мельницах Целью изобретения является снижение энергоемкости путем уменьшения скорости проскальзывания фрикционньт поверхностей трения нагружателя и, следовательно, потерь на трение за счет приближения к единице общего передаточного отношения стенда при ис- пытании редукторов с разными передаточными отношениями.

На фиг.1 изображена кинематическая схема стенда при испытании одноступенчатых редукторов; на фиг.2 - то же, при испытании двухступенчатых редукторов; на фиг.З - многопоточный фрикционный нагружатель, общий вид.

Стенд содержит основание (не обозначено), приводной двигатель, напри- мер электродвигатель 1, многопоточный фрикционный нагружатель 2 и связывающий последний с испытуемым ре- дуктором 3 соединительньм механизм 4. Вал электродвигателя 1 соединен с центральным, например, быстроходным валом 5 нагружателя 2.

Соединительный механизм 4 предназначен для одновременного соединения центрального 5 и сплошного 6 валов, а также полых, например, тихоходных валов 7 и 8 соответственно, нагружателя 2 и испытуемого редуктора 3.

Соединительный механизм 4 включает связывающие валы 7 и 8, пустоте- лый корпус 9 и закрепленное на нем центральное колесо 10 с внутренними зубьями, размещенные в корпусе 9 с возможностью поворота соосные вал1)1 1 1 и 12 с закрепленными на них централь ными колесами 13 и 14 с внешними зубьями, при этом вал 11 соединен с центральным валом 5, а вал 12 связывается со сплошным валом 6, установленные на сорсных валах 11 и 12 с возможностью поворота водило 15 с размещенными на нем на подшипниках, по меньшей мере, двумя двухвенцовыми сателлитами 16, при этом венец 17 зацепляется с центральным колесом I4 с внешними зубьями, а венец 18 - с центральными колесами 13 и 10 соответственно с внешними и внутренними зубьями.

Испытуемый одноступенчатый редуктор 3 с коаксиальными валами 6 и 8 содержит также корпус 19 с расположенными на нем по окружности промежуточными шестернями 20, зацепляющимися с центральными колесами соответственно с внешними 21 и внутренними 22 зубьями, при этом центральное колесо 21 закреплено на сплошном валу 6, а колесо 22 связано с полым валом 8.

Многопоточный нагружатель 2 (фиг.З) с коаксиальными выходными валами 5 и 7 содержит корпус 23 с крьш1кой 24, в котором на подшипниках установлен центральный вал 5 с много- венцовой центральной шестерней 25 и многовенцовое колесо 26 с внутренними зубьями и зацепляющиеся с ними шестеренчатые блоки 27. Колесо 26 соединено с полым валом 7. Каждый шестеренчатый блок 27 состоит из набора чередующихся зубчатых ведущих 28 и ведомых 29 шестерен и расположенных между их торцами фрикционных дисков 30. В€;дущие зубчатые шестерни 28 зацепляются с зубчатыми венцами центральной шестерни 25, а ведомые шестерни 29 - с зубчатыми венцами колеса 26. Шестерни 28 и 29 установлены через подшипники на осях 31, закрепленных в крьш1ке 24, Между стенками крышки 24 и наружными торцами шестеренчатых блоков 27 установлены упорные подшипники 32 и 33, из которых подшипник 32 упирается в крышку 24, а подшипник 33 подвижен в осевом направлении и поджимается поршнями 34 гидроцилиндров 35, расположенных по окружности вокруг оси 31 и закрепленных на торце корпуса 23. Поршни 34 в гидроцилиндрах 35 поджимаются упругими элементами, например пружинами 36, с помощью регулировочных винтов 37. Полости гидрО11 1линдров 35 всех шестеренчатых блоков 27 соединены трубопроводами 38 с общей гидромагистралью 39 высокого давления, сообщающейся с насосной станцией 40. С гидромагистралью 39 соединены также гидроаккумулятор 41, электроконтактный манометр 42 и вентиль 43 для слива масла из системы в бак станции 40.

Дня испытания многоступенчатых редукторов (фиг.2), имеющих, например, по меньшей мере одну дополнительную планетарную передачу 44, установленную между центральным колесом 22 с

312

внутренними зубьями и полым валом 8, стенд включает по крайней мере одну тихоходную соосную планетарную передачу 45, размещаемую между многовен- цовым колесом 26 с внутренними зубья ми и полым валом 7 нагружателя 2, Центральные звенья планетарной передачи 45, например центральное колесо 46 с внешними зубьями и дополнительное водило 47, вьшолнены полыми, а центральное колесо 48 с внутренними зубьями связано с основанием.

Планетарная передача 45 может быть выполнена в одном, корпусе 23 с многопоточным нагружателем 2 и вместе с ним представляет единый нагружающий блок 49 либо в отдельном корпусе с соединением с сопрягаемыми узлами через муфты (не показаны).

Стенд работает следующим образом.

Вращение от электродвигателя 1 передается центральному валу 5 нагружателя 2, далее вращение делится на потоки, один из которых передается через многовенцовую Центральную шестерню 25 ведущим шестерням 28 блоков 27, а другой поток через другой конец центрального вала 5 передается соосному валу 11 соединительного механизма 4, центральному колесу 13, двухвенцовому сателлиту 16, который, обкатываясь, по внутренним зубьям центрального колеса 10, передает вращение центральному колесу 14, через соосный вал 12 - сплошному валу 6 испытуемого редуктора 3, центральному колесу 21, промежуточным шестерням 20, центральному колесу 22, через тихоходный полый вал 8 - вращающемуся корпусу 9 соединительного механизма 4, тихоходному полому валу 7 нагружателя 2, многовенцовому колесу 26 и ведомым шестерням 29 блоков 27.

При этом направление вращения ведущих 28 и ведомых шестерен 29 в блоках 27 совпадает. Подбором числа зубьев колес соединительного механизма 4 для каждого испытуемого редуктора 3 обеспечивается суммарное переда точное отношение.замкнутого контура стенда, не равное 1 (близко к 1), и тем самым относительное вращение ведущих 28 и ведомых шестерен 29 с разными угловыми скоростями.

В результате этого шестерни 28 и 29 в блоках 27 медленно проскальзывают между собой по фрикционным дискам 30, но так как шестеренчатые бло

0

S

0

5

50

ки i 7 сжаты в осевом направлении пружинами 36 и гидроподпором от насосной станции 40, то проскальзывание происходит с преодолением крутящего момента трения во всех шестеренчатых блоках 27 нагружателя 2. Момент трения, возникающий в нагружателе 2, распространяется через все силовые узлы, находяш {еся в кинематической цепи замкнутого контура стенда. При вращении стенда и наличии крутящего момента трения в нагружателе 2 обеспечивается циркуляция нагрузочной мощности во всем замкнутом контуре стенда и в том числе в испытуемом редукторе 3 и тем самым его нагруже- ние.

Многопоточный фрикционный нагру- жатель 2 может находиться в режиме постоянного крутящего момента нагру- жения в замкнутой системе стенда и в режиме регулирования его при пуске и на ходу. При постоянном крутящем

5 моменте нагружения пружины 36 поджима шестеренчатых блок 27 настраивается на определенное усилие в пределах от минимального до максимального рабочего, при этом гидравлическая система поджима не включается. При регулируемом моменте нагружения, пружины 36 настраиваются на минимальное предварительное усилие (например, на 2- 20% от максимального рабочего), которое необходимо для стабилизации поло 5 жения шестеренчатых блоков 27, а приращение осевого усилия до максимального рабочего осуществляется за счет ,повьш1ения давления в полости гидроцилиндров 35 с помощью насосной станции 40. Благодаря тому, что все полости гидроцилиндров 35 соединены трубопроводами 38 с одной общей гидромагистралью 39, давление и усилие в каждом гидроцилиндре 35 одинаковы, соответственно этому равны осевые усилия и крутящие моменты трения, действуюш е в каждом из шестеренчатых блоков 27, а также в каждой шестерне 28 и 29.

При испытании двухступенчатьге редукторов 3 в кинематическую схему замкнутого контура, где циркулирует ее нагрузка, дополнительно включаются тихоходная соосная планетарная передача 45 нагружающего блока 49 и тихоходная планетарная передача 44 испытуемого двухступенчатого редуктора 3.

0

40

45

Мощность, затрачиваемая приводным электродвигателем 1 стенда, расходуется на трение в подшипниках и зубчатых зацеплениях всех узлов в замкнутом контуре, а также на трение во фрикционных дисках 30 нагружателя 2. Так как путем подбора чисел зубьев колес соединительного механизма 4 обеспечивается общее передаточное отношение замкнутого контура, близкое к 1, то потери на трение во фрикционных дисках 30 небольшие, близкие к О, что соответственно уменьшает потребление электродвигателем стенда энергии из электросети. Чем ближе передаточное отношение замкнутого контура к 1, тем меньше относительная величина проскальзывания и износ фрикционных дисков 30 в нагружателе 2 и тем меньше потери энергии, затрачиваемой на вращение стенда приводным электродвигателем 1.

На стенде могут испытываться различные редукторы 3, существенно отли- чающиеся по передаваемым мощностям и передаточным отношениям.

Постоянной частью общего передаточного отношения замкнутого контура стенда являются передаточные отноше- ния нагружающего устройства (нагружателя 2 или нагружающего блока 49) и испытуемого редуктора 3 (одноступенчатого или двухступенчатого), а переменной частью - передаточное отноше- кие сменных зубчатых колес соединительного механизма 4, которое подбирается с таким расчетом, чтобы общее передаточное отношение замкнутого контура стенда было как можно ближе к 1, это уменьшает скорость проскальзывания фрикционных дисков 30 в нагружателе и дает экономию электроэнергии при испытании редукторов 3 с различными передаточными отношениями,

В связи с тем, что сменные колеса I3 и 14 и сателлит 16 расположены внутри вращающегося соединительного механизма 4 и соединяют собой быстроходные низкомоментные валы 5 и 6 наг- ружателя 2 и испытуемого редуктора 3, их размеры и стоимость невелики, изготовление их компенсируется экономией электроэнергии при испытании редукторов 3 с разным передаточным отношением.

Если передаточное отношение испытуемого редуктора 3 равно передаточ- ноку отношению нагружателя 2, то передаточное отношение сменных шестерен соединительного механизма 4 выполняется близким к 1, но не равным ей.

Формула, изобретения

I . Стенд д;ля испытания редукторов с коаксиальными валами по схеме замкнутого контура, содержащий основание многопоточный фрикционный нагружа- тель с коаксиальными выходными валами, один из которых центральный, связанный с одним концом последнего приводной двигатель и соединительньй механизм, включающий предназначенный для связи полых валов нагружателя и испытуемого редуктора корпус и размещенные в нем с возможностью поворота и кинематически связанные соос- ные валы, первый из которых соединен с центральным валом нагружателя, второй предназначен для соединения со сплошным валом испытуемого редуктора отличающийся тем, что, с целью снижения энергоемкости, он снабжен прикрепленньш к корпусу центральным колесом- с внутренними зубьями, а кинематическая связь соосных валов соединительного механизма представляет собой закрепленные на них центральные колеса с внешними зубьями и связывающие последние с центральным колесом с внутренними зубьями, по меньшей мере, два двухвенцо- вых сателлита и их водило, установленное с возможностью поворота на тех же соосных валах.

2. Стенд попо,1, отличающийся тем, что он снабжен по крайней мере одной связывающей полый вал нагружателя с корпусом тихоходной соосной планетарной передачей, центральные звенья которой вьшол- нены полыми, а центральное звено с внутренними зубьями связано с основанием.

25

f

g46 & 7

uu

ZZ

фиг. 2

Изобретение относится к машино- с гроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при испытаниях по схеме замкнутого контура многопоточных редукторов высокой мощности с коаксиальными валами, используемых, например, в барабанньк и роликотарельчатых мельницах. Целью изобретения является снижение энергоемкости путем уменьшения скорости проскальзьшания фрикционных поверхностей трений нагружателя и, следовательно, потерь на трение за счет приближения к единице общего передаточного отношения стенда при испытании редукторов с разными передаточными отношениями. Стенд содержит приводной двигатель 1, миогопоточный фрикционный нагружатель 2 и связывающий последний 1 с испытуемым редуктором 3 соединительный механизм 4 подбором передаточного отношения его центральных колес 13 и 14 с внешними зубьями, двухвенцового сателлита 16 и центрального колеса 10 с внутренни- ми зубьями. С учетом передаточного отношения испытуемого редуктора 3 обеспечивается необходимая величина проскальзывания фрикционных дисков 30 нагружателя 2. 1 з.п. ф-лы, 3 ип. i (Л 1C со сд tsD СЛ s|

3735

fe ii fff РЙШ i

4зх.-; х-Сч-з R-HH HH-jt. V///A INl j/

29 28 26

23

VV//////////77///ii //////Y/)///j

y/ Y//////7/////////////////// Г//Л XJ

«г.З

ВНИИПИ Заказ 610/48

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 777 Подписное