Стенд для испытания редукторов с коаксиальными валами Советский патент 1987 года по МПК G01M3/02 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано в стендах замкнутого контура для испытания двух-, трех- и многопоточных планетарных редукторов с коаксиальными валами высокой мо цности, предназначенных для машин различных отраслей народного хозяйства, например высокопроизводительных барабанных и ролико- тарельчатых мельницах, в ветро- и гидроприливных аккумулирующих электростанциях, и является усовершенствованием известного стенда по авт. св. № 1295257.

Целью изобретения является испытание планетарных редукторов путем обеспечения на валах, присоединенных к испытуемому редуктору, требуемых соотношений угловых скоростей и направлений вращения.

На фиг. 1 и 2 изображены кинематические схемы стендов замкнутого контура для испытания соответственно одно- и двухступенчатых планетарных редукторов; на фиг. 3 - многопоточный фрикционный на- гружатель с системой регулирования крутящего момента, являющийся одноступенчатым нагружателем или первой ступенью двухступенчатого нагружателя.

Стенд (фиг. 1) содержит приводной двигатель 1, многопоточный фрикционный на- гружатель 2, испытуемый одноступенчатый планетарный редуктор 3 и соединительный реверсивный механизм 4.

Вал приводного двигателя 1 соединен с центральным, например, быстроходным валом 5 нагружателя 2. Соединительный реверсивный механизм 4 одновременно соединен с центральным и сплошным быстроход- 5 и 6 и полыми тихоходными 7 и 8 валами нагружателя 2 и испытуемого редуктора 3.

Соединительный реверсивный механизм 4 содержит пустотелый вращающийся корпус 9 с прикрепленным к нему центральным колесом 10 с внутренними зубьями, соосные быстроходные валы 11 и 12 с центральными колесами 13 и 14 с внешними зубьями и водило 15 с установленными на нем на подшипниках двухвенцовыми сателлитами 16 и по меньшей .мере двумя зубчатыми колёсами 17. Венцы 18 сателлитов 16 зацепляются с центральным колесо.м 14 через зубчатые колеса 17, а венцы 19 - непосред- стенно с центральными колесами 13 и 10.

Испытуемый одноступенчатый планетарный редуктор 3 содержит водило 20 с расположенными на нем по окружности сателлитами 21, центральное колесо 22 с внешними зубьями и центральное колесо 23 с внутренними зубьями. Сателлиты 21 одновременно зацепляются с центральными колесами 22 и 23. Быстроходный вал 6 испытуемого редуктора 3 жестко соединен с центральным колесом 22, а тихоходный полый вал 8 - с вод и л ом 20.

5

5

Многопоточный нагружатель 2 (фиг. 3) содержит корпус 24 с крышкой 25, в котором на подщипниках установлены многовенцовые центральные шестерни 26 и колесо 27 с

в-нутренними зубьями и зацепляющиеся с ними шестеренчатые блоки 28. Колесо 27 соединено с полым тихоходным валом 7, а шестерня 26 - с выходным быстроходным валом 5. Каждый шестеренчатый блок 28 состоит из набора чередующихся зубчатых ве0 дущих 29 и ведомых 30 шестерен и расположенных между их торцами фрикционных дисков 31. Ведущие зубчатые шестерни 29 зацепляются с зубчатыми венцами шестерен 26, а ведомые шестерни 30 - с зубчатыми венцами колеса 27. Шестерни 29 и 30 установлены на подшипниках на осях 32, закрепленных в корпусе 24. Между стенками корпуса 24 и наружными торцами щесте- ренчатых блоков 28 установлены упорные подшипники 33 и 34, причем подшипник 33

0 упирается в стенку корпуса 24, а подшипник 34 подвижен в осевом направлении и поджимается поршнями 35 гидроцилиндров 36, расположенных по окружности вокруг оси 32 и закрепленных на торцах корпуса 24. Поршни 35 в гидроцилиндрах 36 поджимаются упругими элементами, например пружинами 37, с помощью регулировочных винтов 38. Полости гидроцилиндров 36 всех шестеренчатых блоков 28 соединены трубопроводами 39 с общей гидромагистралью 40 высокого давления, сообщающейся с насосной станцией 41. С гидромагистралью 40 соединены также гидроаккумулятор 42, электроконтактный манометр 43 и вентиль 44 для слива масла из системы в бак станции 41. Быстроходный вал 5 нагружателя 2 соединен с мно- говенцовой центральной шестерней 26, а тихоходный полый вал 7 - с многовенцо- вым центральным колесом 27 нагружателя 2. Пустотелый вращающийся корпус 9 соединительного механизма 4 (фиг. 1) с одного торца соединен с тихоходным полым валом 7 нагружателя 2, а с другого - с тихоходным валом 8 испытуемого редуктора 3. Быстроходный вал 11 соединительного механизма 4 соединен с быстроходным валом 5 нагружателя 2, а быстроходный вал 12 - с быстроходным валом 6 испытуемого редуктора 3.

Стенд (фиг. 2), предназначенный для испытания двухступенчатых планетарных редукторов, отличается тем, что между нагружателем 2 и тихоходным полым валом 7

П дополнительно установлена тихоходная планетарная передача 45, а испытуемый двухступенчатый планетарный редуктор 46 имеет дополнительную тихоходную планетарную ступень 47, установленную между планетарным редуктором 3 и тихоходным полым ва5 лом 8- Центральные звенья колеса 48 с внешними зубьями и водило 49 дополнительной планетарной передачи 45 выполнены полыми для прохождения в них быстроход0

5

0

5

ного вала 5 нагружателя 2. Центральные звенья колеса 50 с внешними зубьями и водило 51 дополнительной тихоходной планетарной ступени 4.7 испытуемого двухступенчатого редуктора 46 также выполнены полыми для прохождения в них быстроходного вала 6 испытуемого редуктора 3.

Дополнительная планетарная зубчатая передача 45 может быть выполнена в одном корпусе с многопоточным нагружателем 2 и вместе с ним представляет нагружающий блок 52 либо в отдельном своем корпусе с соединением с сопрягаемыми узлами через муфты (не показаны).

Стенд работает следующим образом.

Вращение от приводного двигателя 1 передается валу 5 нагружателя 2, далее вращение делится на потоки, один из которых передается через многовенцовую центральную щестерню 26 ведущим щестерням 29 блоков 28, а другой поток через другой конец вала 5 передается соосному валу 11 соединительного реверсивного механизма 4, центральному колесу 13, двухвенцовым сателлитам 16, которые, обкатываясь по внутренним зубьям центрального колеса 10, передают вращение зубчатым колесам 17 и центральному колесу 14, далее через соосный вал 12 быстроходному валу 6 испытуемого редуктора 3, центральному колесу 22, сателлитам 21, центральному колесу 23, через тихоходный полый вал 8 вращающемуся корпусу 9 соединительного механизма 4, тихоходному полому валу 7 нагружателя 2, мно- говенцовому центрально.му колесу 27 и, наконец, ведомым шестерням 30 блоков 28.

При этом направление вращения ведущих 29 и ведомых 30 щестерен в блоках 28 совпадает, но благодаря выбору числа зубьев щестерен соединительного механизма 4 для каждого испытуемого редуктора 3 с таким расчетом, что суммарное передаточное отношение замкнутого контура стенда не равно 1 (близко к 1), обеспечивается вращение ведущих 29 и ведомых 30 шестерен с несколько отличными угловыми скоростями. В результате этого шестерни 29 и 30 в блоках 28 медленно проскальзывают между собой по фрикционным дискам 31, но так как шестеренчатые блоки 28 сжаты в осевом направлении пружинами 37 и гидроподпором от насосной станции 41, то проскальзывание происходит с преодолением крутящего момента трения во всех шестеренчатых блоках 28 нагружателя 2. Момент трения, возникающий в нагружателе 2, распространяется через все силовые узлы, находящиеся в кинематической цепи замкнутого контура стенда. При вращении стенда и наличии крутящего момента трения и многопоточном нагружателе 2 обеспечивается циркуляция нагрузочной мощности во всем замкнутом контуре стенда и в испытуемом планетарном редукторе 3, тем самым осуществляется испытательный эффект.

Многопоточный фрикционный нагружа- тель 2 может находиться в режиме постоянного, крутящего момента нагружения в замкнутой системе стенда и в режиме регулирования его при пуске и на ходу. При постоянном крутящем .моменте нагружения пружины 37 поджима шестеренчатых блоков 28 настраиваются на определенное усилие в пределах от минимального до максимального рабочего, при этом гидравлическая система поджима не включается. При регулируемом режиме нагружения моментом пружины 37 настраиваются на минимальное предварительное усилие (например, на 2- 20% от максимального рабочего), которое

5 необходимо для стабилизации положения шестеренчатых блоков 28, а приращение осевого усилия до максимального рабочего осуществляется за счет повышения давления в полости гидроцилиндров 36 с по.мощью насосной станции 41. Благодаря тому, что все

0 полости гидроцилиндров 36 соединены трубопроводами 39 с одной общей гидромагистралью 40, давление и усилие в каждом гидроцилиндре одинаковы, соответственно, этому равны осевые усилия и крутящие мо5 менты трения, действующие в каждом из шестеренчатых блоков 28, а также в каждой шестерне 29 и 30.

Работа стенда, показанного на фиг. 2, осуществляется аналогично, но в этом случае в кинематическую схему замкнутого контура,

0 где циркулирует нагрузочная испытательная мощность, дополнительно включаются тихоходная планетарная передача 45 двухступенчатого нагружающего блока 52 и тихоходная планетарная ступень 47 испытуемого двухступенчатого планетарного редукто5 ра 46.

Мощность, затрачиваемая приводным двигателем 1 стенда, расходуется на трение в подшипниках и зубчатых зацеплениях всех узлов в замкнутом контуре, а также на трение во фрикционных дисках 31 нагру0 жателя 2. Так как путем подбора чисел зубьев щестерен соединительного реверсивного механизма 4 обеспечивается общее передаточное отношение замкнутого контура, близкое к 1, то потери на трение во фрикционных дисках 31 небольшие, близкие к О,

5 что, соответственно, уменьшает потребление двигателем стенда энергии. Чем передаточное отнощение замкнутого контура ближе к 1, тем меньше относительная величина проскальзывания и износ фрикционных дисков в нагружателе и тем меньше потери

энергии, затрачиваемые на вращение стенда. На стенде могут испытываться различные планетарные редукторы с коаксиальными валами, существенно отличающиеся по передаваемым мощностям и передаточным отноше5 ниям.

Постоянной частью общего передаточного отношения замкнутого контура стенда являются передаточные отношения

нагружающего устройства (нагружате- ля 2 на фиг. 1 и нагружающего блока 52 на фиг. 2) и испытуемого планетарного редуктора (одноступенчатого на фиг. 1 и двухступенчатого на фиг. 2), а неременной частью - передаточное отношение сменных зубчатых колес 13, 14 и 17 и сателлитов 16 соединительного механизма 4, которое подбирается с таким расчетом, чтобы общее передаточное отнощение замкнутого контура стенда было как можно ближе к 1, это уменьшает скорость проскальзывания дисков в нагружателе и дает экономию энергии при испытании редукторов с различными передаточными отношениями.

В связи с тем, что сменные колеса 13, 14 и 17 и сателлиты 16 расположены внутри вранлающегося соединительного реверсивного механизма 4 и соединяют собой быстроходные низкомоментные валы нагружателя 2 и испытуемого редуктора 3, их размеры и стоимость невелики, изготовление их компен

сируется экономией энергии при испытании редукторов с разным передаточным отноще- нием.

Если передаточное отношение испытуемого планетарного редуктора 3 равно передаточному отношению нагружателя 2, то передаточное отнощение сменных колес 13, 14 и 17 и сателлитов 16 соединительного механизма 4 выполняется близким, но не равным 1.

Форму.ш изобретения Стенд для испытания редукторов с коаксиальными валами по схеме замкнутого контура по авт. св. № 1295257, отличающийся тем, что, с целью испытания планетарных редукторов, он снабжен по меньшей мере двумя установленными на водиле дополнительными зубчатыми колесами, каждое из которых размещено между одним из венцов сателлита и центральным колесом с внешними зубьями, закрепленным на втором со- осном валу.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, « может быть использовано в стенда.х замкнутого контура для испытания двух-, трех-и многопоточных планетарных редукторов с коаксиальными валами высокой мощности, предназначенных для машин различных отраслей народного хозяйства, например в высокопроизводительных веретенных и ролико-тарельчатых мельницах, в ветро-и гидроприливных аккумулирующих электростанциях, и является усовершенствованием известного стенда, описанного в а. с. СССР № 1295257. Целью дополнительного изобретения является испытание планетарных редукторов путем обеспечения на валах, присоединяемых к испытуемому редуктору, требуемых соотношений угловых скоростей и направлений вращений. Для этого в соединительном .механизме 4, предназначенном для связи многопоточного фрикционного нагружателя 2 с испытуемой планетарной передачей 3, используются устанавливаемые на соосных валах 11, 12 центральные колеса 13, 14 с внешними зубьями, двухвенцовые сателлиты 16 и зубчатые колеса 17, причем все указанные колеса являются съемными. 3 ил. 1C (Л 50 / 29 / 28. J/ 23 ОО 00 | о со 26 27 к Фаг.1

f,o,s

ш

. ./ / J- J /

Т Т

////////

Z6/ 9 5

52

иг,.2

30 29 г

35 37,

Фиг.З