高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺的製作方法

2023-10-09 17:44:14

專利名稱：高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種軌道車輛傳動系參數檢測試驗臺，更具體地說，本實用新型 涉及一種高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺。
背景技術：
在我國實行鐵路大提速方針政策的前提下，我國軌道車輛的運行速度有了很大的 提高。這也使得動車組技術發展迅速，目前已經在運行的動車組最高車速已經達到350km/ h，研製中的動車組最高車速已經接近500km/h。但是隨著車速的提高，動車組的安全性問題 日益突出，有些關鍵部件如齒輪箱等，極易在高速行駛以及劇烈振動的環境下發生疲勞破 壞。目前，測試傳動系齒輪箱參數的方法有很多，但是這些方法大都是根據已知的齒 輪箱的破壞，如齒輪齒面點蝕、剝落、齒根裂紋、膠合等齒輪失效導致的設備故障，針對這些 故障設計一些檢測方法及數據處理方法來進行齒輪箱可靠性分析。從理論角度上，這樣的 分析是可行的，正確的。可是在列車實際運行中，不僅是受到單一方式的破壞，根據齒輪箱 的各個方向的受力和振動，齒輪箱故障可能是一種，也可能是幾種失效方式的疊加。因此只 有在列車實際運行中測試齒輪箱設備故障，才能有效地分析傳動系齒輪箱的可靠性。但是 由於可靠性試驗屬於破壞性試驗，只有當齒輪箱在惡劣工況下產生了疲勞破壞，我們才能 診斷齒輪箱的破壞情況以及原因，所以在列車實際運行中做作齒輪箱可靠性試驗是非常危 險，也是不可能實現的。
發明內容本實用新型所要解決的現有技術存在的技術問題是在列車實際運行中做齒輪箱 可靠性試驗是非常危險也是不可能實現的問題，提供了一種高速動車組傳動系齒輪箱可靠 性試驗臺。為解決上述技術問題，本實用新型是採用如下技術方案實現的所述的高速動車 組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺包括L型承載平臺動力撓性傳動扭矩測試裝置、矩形承載平 臺動力撓性傳動扭矩檢測試驗裝置、陪試齒輪箱總成試驗裝置與三自由度振動模擬試驗裝置。三自由度振動模擬試驗裝置安裝在矩形承載平臺動力撓性傳動扭矩檢測試驗裝 置與L型承載平臺動力撓性傳動扭矩測試裝置的中間。陪試齒輪箱總成試驗裝置和三自由 度振動模擬試驗裝置並列安裝在地基上，陪試齒輪箱總成試驗裝置中的高速動車組傳動系 總成支承平臺的上工作面與三自由度振動模擬試驗裝置中的橫梁的上工作面處於同一水 平面內。陪試齒輪箱總成試驗裝置中的陪試齒輪箱與三自由度振動模擬試驗裝置中的被試 齒輪箱之間通過同步萬向節聯軸器相連接，陪試齒輪箱總成試驗裝置與L型承載平臺動力 撓性傳動扭矩測試裝置之間通過L型承載平臺動力撓性傳動扭矩測試裝置中的1號十字軸 式萬向聯軸器相連接。三自由度振動模擬試驗裝置與L型承載平臺動力撓性傳動扭矩測試裝置之間通過三自由度振動模擬試驗裝置中的橫向作動器固定連接，三自由度振動模擬試 驗裝置與矩形承載平臺動力撓性傳動扭矩檢測試驗裝置之間通過矩形承載平臺動力撓性 傳動扭矩檢測試驗裝置中的2號十字軸式萬向聯軸器相連接。技術方案中所述的三自由度振動模擬試驗裝置包括橫梁、兩臺結構相同的垂向作 動器、傳動系試驗振動軸總成、三臺結構相同的縱向拉杆和橫向作動器。兩臺結構相同的垂向作動器的上端通過螺栓與橫梁下表面上的作動器連接座相 連接。橫向作動器左端通過螺栓與橫梁上的和縱向拉杆座K的位置相鄰且互成直角的作動 器連接座相連接。三臺結構相同的縱向拉杆一端分別和橫梁上的縱向拉杆座J、縱向拉杆座 K與縱向拉杆座L焊接固定。傳動系試驗振動軸總成通過T型螺栓固定在橫梁上，傳動系 試驗振動軸總成的軸線與橫梁上工作面的長邊平行；所述的橫梁為一箱體類結構件，橫梁 俯視為一 T字形，橫梁主視為一 T字形，橫梁正面上分別設置有縱向拉杆座J、縱向拉杆座K 與縱向拉杆座L。橫梁的下表面上設置有兩個作動器連接座，這兩個作動器連接座的位置和 縱向拉杆座J與縱向拉杆座K的位置相連接且互成直角。橫梁的右端面設置有作動器連接 座，這個作動器連接座的位置和縱向拉杆座K的位置相連接且互成直角。橫梁的上工作面 設置有T型槽；所述的傳動系試驗振動軸總成包括被試齒輪箱軸、兩臺結構相同的被試齒 輪箱軸承座、1號連接法蘭盤和兩個結構相同的1號圓螺母及止動墊圈。被試齒輪箱軸的兩 端分別安裝在結構相同的被試齒輪箱軸承座內成轉動連接，被試齒輪箱軸上的軸肩和被試 齒輪箱軸承座上的1號迷宮式密封圈右端面或左端面接觸連接，被試齒輪箱軸在被試齒輪 箱軸承座外側的一端由1號圓螺母和止動墊圈固定。1號連接法蘭盤通過雙鍵固定連接在 被試齒輪箱軸的左端，所述的被試齒輪箱軸承座包括1號軸承座殼體、兩個結構相同的1號 軸承座端蓋、兩個結構相同的1號角接觸球軸承和兩個結構相同的1號迷宮型密封圈。兩 個結構相同的1號角接觸球軸承分別安裝於1號軸承座殼體兩端的大孔內，兩個結構相同 的1號角接觸球軸承外軸承環的右端面與左端面分別和1號軸承座殼體兩端大孔內的左圓 環面與右圓環面接觸連接。兩結構相同的1號角接觸球軸承的外側分別安裝結構相同的1 號軸承座端蓋，1號軸承座端蓋上的凸圓環體的端面和1號角接觸球軸承外軸承環的左端 面與右端面接觸連接，兩結構相同的1號軸承座端蓋通過螺栓與1號軸承座殼體固定連接。 兩結構相同的1號迷宮型密封圈分別安裝在1號軸承座殼體兩端的1號角接觸球軸承與1 號軸承座端蓋之間，1號迷宮式密封圈的一端和1號角接觸球軸承內環的左端面或右端面 接觸連接；所述的陪試齒輪箱總成試驗裝置包括高速動車組傳動系總成支承平臺、陪試齒 輪箱彎板支架、被試齒輪箱彎板支架和陪試齒輪箱總成。陪試齒輪箱總成通過T型螺栓固 定到高速動車組傳動系總成支承平臺上，使陪試齒輪箱總成中的陪試齒輪箱軸的對稱軸線 與高速動車組傳動系總成支承平臺的長邊平行。陪試齒輪箱彎板支架通過T型螺栓固定到 高速動車組傳動系總成支承平臺的左端，陪試齒輪箱彎板支架的對稱平面和高速動車組傳 動系總成支承平臺的長度方向垂直。被試齒輪箱彎板支架通過T型螺栓固定到高速動車組 傳動系總成支承平臺的右端，即在陪試齒輪箱彎板支架的右側，被試齒輪箱彎板支架的對 稱平面和高速動車組傳動系總成支承平臺的長度方向垂直；所述的陪試齒輪箱總成包括陪 試齒輪箱軸、兩臺結構相同的陪試齒輪箱軸承座、2號連接法蘭盤、兩個結構相同的2號圓 螺母及止動墊圈和陪試齒輪箱。陪試齒輪箱套裝在陪試齒輪箱軸上為過盈配合。陪試齒輪 箱軸兩端分別安裝在結構相同的陪試齒輪箱軸承座內成轉動連接，陪試齒輪箱軸上的軸眉和2號迷宮型密封圈的右端面或左端面接觸連接，陪試齒輪箱軸在陪試齒輪箱軸承座外側 的一端由2號圓螺母和止動墊圈固定。2號連接法蘭盤通過雙鍵固定在陪試齒輪箱軸的右 端；所述的陪試齒輪箱軸承座包括2號軸承座殼體、兩個結構相同的2號軸承座端蓋、兩個 結構相同的2號角接觸球軸承和兩個結構相同的2號迷宮型密封圈。兩個結構相同的2號 角接觸球軸承安裝於2號軸承座殼體兩端的大孔內，兩個結構相同的2號角接觸球軸承外 軸承環的右端面與左端面分別和2號軸承座殼體兩端大孔內的左圓環面與右圓環面接觸 連接，兩結構相同的2號角接觸球軸承的外側分別安裝結構相同的2號軸承座端蓋，2號軸 承座端蓋上的凸圓環體的端面和2號角接觸球軸承外軸承環的左端面與右端面接觸連接， 兩結構相同的2號軸承座端蓋通過螺栓與2號軸承座殼體固定連接。兩結構相同的2號迷 宮型密封圈分別安裝在2號軸承座殼體兩端的2號角接觸球軸承與2號軸承座端蓋之間，2 號迷宮型密封圈的一端與2號角接觸球軸承內環的左端面或右端面接觸連接。與現有技術相比本實用新型的有益效果是1.本實用新型所述的高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺可實現三個自由度 的振動，精確地模擬列車在道路運行中的受振動情況，給傳動系齒輪箱的可靠性檢測提供 了模擬現實的試驗環境，使試驗測試結果更加合理和精確。2.本實用新型所述的高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺可使被試的傳動系 齒輪箱在振動工況下會受到循環應力作用，以往被試的齒輪箱測試均是在靜態工況下運轉 測試，所以不能很好的得到被試的齒輪箱的疲勞破壞情況。而此高速動車組傳動系齒輪箱 可靠性試驗臺是在振動工況下測試，不僅可以測量在循環應力作用下的被試傳動系齒輪箱 的各種參數，還可以使齒輪箱發生疲勞破壞，從而方便技術人員分析疲勞破壞的原因。3.所述的高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺具有動力驅動系統及負載系統， 可以模擬列車牽引電機輸出的非常大的扭矩，保證齒輪箱檢測的合理性和正確性。4.所述的高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺可以實現很大範圍車速的扭矩 測量。測量車速在動態工況下為420Km/h，在靜態工況下可達500Km/h。故完全可以滿足我 國已在運行或正在開發的高速車輛傳動系齒輪箱疲勞可靠性的檢測，具有很好的社會效益 和經濟效益。5.所述的高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺結構設計合理，採用T型螺栓固 定連接的方式將各零部件安裝到試驗平臺上，若某一零部件發生故障，技術人員可以方便 的檢修或更換設備。6.所述的高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺安裝有自我保護裝置，當扭矩過 大時，會自動切斷連接，很好的保護設備和工作人員。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明

圖1為本實用新型所述的高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺結構組成的軸 測投影圖；圖2為圖1中X處的局部放大的軸測投影視圖；圖3為本實用新型所述的高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺結構組成的左 視圖；[0020]圖4為本實用新型所述的高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺結構組成的後 視圖；圖5為本實用新型所述的高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺中三自由度振 動模擬試驗裝置結構組成的軸測投影圖；圖6為本實用新型所述的高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺中三自由度振 動模擬試驗裝置結構組成的左視圖；圖7為本實用新型所述的高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺中三自由度振 動模擬試驗裝置的橫梁結構組成的軸測投影圖；圖8是本實用新型所述的高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺中陪試齒輪箱 總成試驗裝置結構組成的軸測投影圖；圖9是本實用新型所述的高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺中陪試齒輪箱 總成試驗裝置結構組成的後視圖；圖10是本實用新型所述的高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺中陪試齒輪箱 總成試驗裝置的陪試齒輪箱彎板支架結構組成的軸測投影圖；圖11是本實用新型所述的高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺中三自由度振 動模擬試驗裝置的傳動系試驗振動軸總成結構組成的軸測投影圖；圖12是本實用新型所述的高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺中三自由度振 動模擬試驗裝置的被試齒輪箱軸承座結構組成的軸測投影圖；圖13是本實用新型所述的高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺中三自由度振 動模擬試驗裝置的被試齒輪箱軸承座結構組成主視圖上的全剖視圖；圖14是本實用新型所述的高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺中陪試齒輪箱 總成試驗裝置的陪試齒輪箱總成裝置結構組成的軸測投影圖；圖15是本實用新型所述的高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺中陪試齒輪箱 總成試驗裝置的陪試齒輪箱軸承座結構組成的軸測投影圖；圖16是本實用新型所述的高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺中陪試齒輪箱 總成試驗裝置的陪試齒輪箱軸承座結構組成主視圖上的全剖視圖；圖中1.被試齒輪箱軸，2.被試齒輪箱軸承座，3. 1號連接法蘭盤，4. 1號圓螺母 及止動墊圈，5.陪試齒輪箱軸，6.陪試齒輪箱軸承座，7. 2號連接法蘭盤，8. 2號圓螺母及止 動墊圈，9. 1號軸承座殼體，10. 1號軸承座端蓋，11. 1號角接觸球軸承，12. 1號迷宮型密封 圈，13. 2號軸承座殼體，14. 2號軸承座端蓋，15. 2號角接觸球軸承，16. 2號迷宮型密封圈， A. L型承載平臺動力撓性傳動扭矩測試裝置，B.陪試齒輪箱總成試驗裝置，C.三自由度振 動模擬試驗裝置，D.矩形承載平臺動力撓性傳動扭矩檢測試驗裝置，E. 1號十字軸式萬向 聯軸器，F. 2號十字軸式萬向聯軸器，H.同步萬向節聯軸器，M.陪試齒輪箱，N.被試齒輪箱， a.橫梁，b.垂向作動器，c.傳動系試驗振動軸總成，d.縱向拉杆，e.橫向作動器，f.高速 動車組傳動系總成支承平臺，g.陪試齒輪箱彎板支架，h.被試齒輪箱彎板支架，i.陪試齒 輪箱總成。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作詳細的描述[0035]本實用新型所述的高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺可以模擬列車在實際 運行中的振動工況，同時試驗臺本身還具有動力驅動系統及負載系統，可以模擬列車牽引 電機輸出的非常大的扭矩。這樣就可以完全模擬齒輪箱在列車實際運行工況中的受力情 況，經過時間的推移，齒輪箱會發生疲勞破壞，從而實現高速動車組傳動系齒輪箱的可靠性 分析。高速動車組傳動系統在振動工況下進行參數檢測的技術在國內發展還不成熟，此高 速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺為我國高速動車傳動系性能檢測技術的發展作了很 大的貢獻，具有很好的社會效益和經濟效益。參閱圖1至圖4，所述的高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺主要由L型承載平 臺動力撓性傳動扭矩測試裝置A、陪試齒輪箱總成試驗裝置B、三自由度振動模擬試驗裝置 C、矩形承載平臺動力撓性傳動扭矩檢測試驗裝置D、電控系統和液壓泵站組成。矩形承載平臺動力撓性傳動扭矩檢測試驗裝置D與L型承載平臺動力撓性傳動扭 矩測試裝置A分別安裝在三自由度振動模擬試驗裝置C的左側與右側的地基上，陪試齒輪 箱總成試驗裝置B和三自由度振動模擬試驗裝置C並列安裝在地基上，陪試齒輪箱總成試 驗裝置B中的高速動車組傳動系總成支承平臺f和三自由度振動模擬試驗裝置C中的橫梁 a的距離範圍為20 40mm，距離範圍不可過大，也不可過小，必須要滿足陪試齒輪箱M和被 試齒輪箱N可以通過聯軸器安裝在一起的要求。陪試齒輪箱總成試驗裝置B中的高速動車 組傳動系總成支承平臺f的上工作面與三自由度振動模擬試驗裝置C中的橫梁a的上工作 面處於同一水平面內，陪試齒輪箱總成試驗裝置B中的陪試齒輪箱M與被試齒輪箱N之間 通過同步萬向節聯軸器H相連接，本實用新型選用的是球籠式同步萬向節聯軸器，當然也 可以選用其它符合強度與壽命等要求的同步萬向節聯軸器。L型承載平臺動力撓性傳動扭 矩測試裝置A與陪試齒輪箱總成試驗裝置B之間通過L型承載平臺動力撓性傳動扭矩測試 裝置A中的十字軸式萬向聯軸器E相連接；L型承載平臺動力撓性傳動扭矩測試裝置A與 三自由度振動模擬試驗裝置C之間通過三自由度振動模擬試驗裝置C中的(實施例中採用 的是30T的)橫向作動器e相連接，即一臺橫向作動器e的右端面(底端面)通過螺栓連 接固定到L型承載平臺動力撓性傳動扭矩測試裝置A中水平承載平臺的作動器座上，橫向 作動器e左端面(頂端面)通過螺栓固定到三自由度振動模擬試驗裝置C中的高速動車組 傳動系可靠性試驗臺的橫梁a的作動器座上。橫向作動器e為三自由度振動模擬試驗裝置 C提供橫向振動位移。矩形承載平臺動力撓性傳動扭矩檢測試驗裝置D與三自由度振動模 擬試驗裝置C之間通過矩形承載平臺動力撓性傳動扭矩檢測試驗裝置D中的十字軸式萬向 聯軸器F相連接。參閱圖5至圖7，三自由度振動模擬試驗裝置C主要由一臺高速動車組傳動系可靠 性試驗臺的橫梁a、兩臺結構相同的(實施例中採用的是30T的)垂向作動器b、一臺傳動 系試驗振動軸總成C、三臺結構相同的高速動車組傳動系可靠性試驗臺的縱向拉杆d和橫 向作動器e組成。高速動車組傳動系可靠性試驗臺的橫梁a為一箱體類結構件，橫梁a俯視為一 T 字形，橫梁a主視為一 T字形。T字形的橫梁a正面(圖6中為右側面)上的J、K與L處 設置成縱向拉杆座J、縱向拉杆座K與縱向拉杆座L，橫梁a的下表面(底面)上設置有兩 個作動器連接座，這兩個作動器連接座的位置和縱向拉杆座J與縱向拉杆座K的位置相鄰 且互成直角。橫梁a的右端面設置有作動器連接座，這個作動器連接座的位置和縱向拉杆座K的位置相鄰且互成直角。橫梁a既可以採用鑄造的方法製成，也可採用鋼板焊接的方 式製成。橫梁a的上工作面設置有T型槽，傳動系試驗振動軸總成c通過T型螺栓固定在 橫梁a的上工作面上，傳動系試驗振動軸總成c中的被試齒輪箱軸1的軸線與橫梁a的上 工作面的長邊平行。同時，橫梁a還能通過T型槽、T型螺栓靈活方便的將其它各種儀器和 裝置固定在橫梁a的上工作面上，使橫梁a成為一個萬能的固定載體。傳動系試驗振動軸 總成c上固定被試齒輪箱，二者通過過盈配合固定。兩臺結構相同的垂向作動器b的上端 通過螺栓與橫梁a下表面上的作動器連接座相連接。一臺橫向作動器e左端通過螺栓與橫 梁a上的和縱向拉杆座K的位置相鄰且互成直角的作動器連接座相連接。三臺結構相同的 縱向拉杆d以三角形方式布置，三臺結構相同的縱向拉杆d—端分別與橫梁a上的縱向拉 杆座J、縱向拉杆座K與縱向拉杆座L焊接固定，三臺結構相同的縱向拉杆d另一端分別與 地基焊接固定。兩臺結構相同的垂向作動器b與橫向作動器e上的進出油口通過管路與液 壓泵站連接。參閱圖8至圖10，陪試齒輪箱總成試驗裝置B是由一臺高速動車組傳動系總成支 承平臺f、一臺陪試齒輪箱彎板支架g、一臺被試齒輪箱彎板支架h和一臺陪試齒輪箱總成 i組成。高速動車組傳動系總成支承平臺f為一長方形的箱體類結構件，高速動車組傳動 系總成支承平臺f可以採用鑄造的方法製成。高速動車組傳動系總成支承平臺f上表面設 置有T型槽，陪試齒輪箱總成i通過T型螺栓沿著高速動車組傳動系總成支承平臺f的長度 方向固定到高速動車組傳動系總成支承平臺f上，即陪試齒輪箱總成i中的陪試齒輪箱軸 5的對稱軸線與高速動車組傳動系總成支承平臺f的長度方向平行。同時，通過T型槽與T 型螺栓也可靈活地將其它各種儀器和裝置固定在高速動車組傳動系總成支承平臺f上，使 得高速動車組傳動系總成支承平臺f成為一個萬能固定載體。陪試齒輪箱彎板支架g通過 T型螺栓固定到高速動車組傳動系總成支承平臺f的左端，陪試齒輪箱彎板支架g的對稱平 面和高速動車組傳動系總成支承平臺f的長度方向垂直，陪試齒輪箱彎板支架g支承著陪 試齒輪箱的小齒輪端，使陪試齒輪箱平穩固定。被試齒輪箱彎板支架h通過T型螺栓固定 到高速動車組傳動系總成支承平臺f的右端，即在陪試齒輪箱彎板支架g的右側，被試齒輪 箱彎板支架h的對稱平面和高速動車組傳動系總成支承平臺f的長度方向垂直，被試齒輪 箱彎板支架h支承著被試齒輪箱的小齒輪端，使被試齒輪箱平穩固定。陪試齒輪箱彎板支 架g和被試齒輪箱彎板支架h為結構相同直角形構件，均由橫邊和縱邊構成。橫邊通過螺 栓實現將陪試齒輪箱彎板支架g和被試齒輪箱彎板支架h固定在高速動車組傳動系總成支 承平臺f上，縱邊的左右兩側分別加工有兩條垂直的從上到下的T形通槽，可以方便的安裝 或卸掉支撐腳，還可以根據陪試齒輪箱M和被試齒輪箱N的高度來調節支撐腳在陪試齒輪 箱彎板支架g和被試齒輪箱彎板支架h縱邊上的上下位置。參閱圖11與圖12，傳動系試驗振動軸總成c包括一根被試齒輪箱軸1、兩臺結構 相同的被試齒輪箱軸承座2、一個1號連接法蘭盤3和兩個結構相同的1號圓螺母及止動墊 圈4。被試齒輪箱軸1是一根於兩端分別設置一個軸肩的階梯軸，被試齒輪箱軸1兩端 分別安裝在結構相同的被試齒輪箱軸承座2內成轉動連接。每臺被試齒輪箱軸承座2的內 側由被試齒輪箱軸1的軸肩與被試齒輪箱軸承座2上的1號迷宮式密封圈12右端面或左端面接觸連接，而1號迷宮式密封圈12的另一端又和被試齒輪箱軸承座2上的1號角接觸 球軸承11內環的右端面或左端面接觸連接，從而實現被試齒輪箱軸承座2或者說實現被試 齒輪箱軸1的軸向定位。被試齒輪箱軸1在被試齒輪箱軸承座2外側的一端由1號圓螺母 和止動墊圈4固定。其中被試齒輪箱軸承座2中包含兩個1號角接觸球軸承11，1號角接 觸球軸承11是面對面安裝，保證了足夠的軸向承載能力。1號連接法蘭盤3通過雙鍵固定 連接在被試齒輪箱軸1的左端。1號連接法蘭盤3主要用於連接矩形承載平臺動力撓性傳 動扭矩檢測裝置D中的2號十字軸式萬向聯軸器F。2號十字軸式萬向聯軸器F實現了三 自由度振動模擬試驗裝置C與矩形承載平臺動力撓性傳動扭矩檢測裝置D之間的連接。參閱圖13，被試齒輪箱軸承座2包括1號軸承座殼體9、一對結構相同的1號軸承 座端蓋10、一對結構相同的1號角接觸球軸承11和一對結構相同的1號迷宮型密封圈12。1號軸承座殼體9的上端加工有水平階梯通孔，兩端用於安裝1號角接觸球軸承 11的孔的孔徑相等並大於中間孔的直徑。一對結構相同的1號角接觸球軸承11安裝於1 號軸承座殼體9兩端大孔徑的孔內，一對結構相同的1號角接觸球軸承11外軸承環的右端 面與左端面分別和1號軸承座殼體9兩端大孔內的左圓環面與右圓環面接觸連接。兩結構 相同的1號角接觸球軸承11的外側分別安裝結構相同的1號軸承座端蓋10，1號軸承座端 蓋10上的凸圓環體的端面和1號角接觸球軸承11外軸承環的左端面與右端面接觸連接， 兩結構相同的1號軸承座端蓋10通過螺栓與1號軸承座殼體9的兩端固定連接。兩結構 相同的1號迷宮型密封圈12分別安裝在1號軸承座殼體9兩端的1號角接觸球軸承11與 1號軸承座端蓋10之間，起到油封和氣封的作用。被試齒輪箱軸1的一端插入1號角接觸 球軸承11的內孔之中，被試齒輪箱軸1上的軸肩和1號迷宮式密封圈12右端面或左端面 接觸連接，1號迷宮式密封圈12的另一端又和1號角接觸球軸承11內環的右端面或左端面 接觸連接。參閱圖14與圖15，陪試齒輪箱總成i包括陪試齒輪箱軸5、兩臺結構相同的陪試 齒輪箱軸承座6、2號連接法蘭盤7、兩個結構相同的2號圓螺母及止動墊圈8和陪試齒輪箱 M0陪試齒輪箱M套裝在陪試齒輪箱軸5上成過盈配合。陪試齒輪箱軸5是一根於兩 端分別設置一個軸肩的階梯軸，陪試齒輪箱軸5兩端分別安裝在結構相同的陪試齒輪箱軸 承座6內成轉動連接。每臺陪試齒輪箱軸承座6的內側由陪試齒輪箱軸5的軸肩和2號迷 宮型密封圈16的右端面或左端面接觸連接，2號迷宮型密封圈16的另一端又和陪試齒輪箱 軸承座6上的2號角接觸球軸承15內環的右端面或左端面接觸連接。陪試齒輪箱軸5在 陪試齒輪箱軸承座6外側的一端由2號圓螺母和止動墊圈8固定。其中陪試齒輪箱軸承座 6中包含兩個結構相同的2號角接觸球軸承15，2號角接觸球軸承15是面對面安裝，保證了 足夠的軸向承載能力。2號連接法蘭盤7通過雙鍵固定在被試齒輪箱軸5的右端。2號連 接法蘭盤7主要用於連接L形承載平臺動力撓性傳動扭矩檢測裝置A中的1號十字軸式萬 向聯軸器E。1號十字軸式萬向聯軸器E實現了 L形承載平臺動力撓性傳動扭矩檢測裝置 A與陪試齒輪箱總成試驗裝置B之間的連接。參閱圖16，陪試齒輪箱軸承座6包括2號軸承座殼體13、一對結構相同的2號軸 承座端蓋14、一對結構相同的2號角接觸球軸承15和一對結構相同的2號迷宮型密封圈 16。[0049]2號軸承座殼體13的上端加工有水平階梯通孔，兩端用於安裝2號角接觸球軸承 15的孔的孔徑相等並大於中間孔的直徑。一對結構相同的2號角接觸球軸承15安裝於2 號軸承座殼體13兩端大孔徑的孔內，兩個結構相同的2號角接觸球軸承15外軸承環的右 端面與左端面和2號軸承座殼體13兩端大孔內的左圓環面與右圓環面接觸連接。兩結構 相同的2號角接觸球軸承15的外側分別安裝結構相同的2號軸承座端蓋14，2號軸承座端 蓋14上的凸圓環體的端面和2號角接觸球軸承15外軸承環的左端面與右端面接觸連接， 兩結構相同的2號軸承座端蓋14通過螺栓與2號軸承座殼體13兩端固定連接。兩結構相 同的2號迷宮型密封圈16分別安裝在2號軸承座殼體13兩端的2號角接觸球軸承15與 2號軸承座端蓋14之間，起到油封和氣封的作用。本實用新型所述的高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺中的橫梁a下表面設 置的兩個作動器連接座上沿垂直方向安裝有2個結構相同的縱向作動器b，橫梁a的右端面 即和縱向拉杆座K的位置相鄰且互成直角的作動器連接座上安裝1個橫向作動器e，正面的 縱向拉杆座J、縱向拉杆座K與縱向拉杆座L上分別安裝有結構相同的縱向拉杆d，這2個 方向上的作動器帶動橫梁a模擬三自由度振動工況。高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗 臺中的橫梁a的加工有T型槽的上表面安裝有傳動系試驗振動軸總成c。L型鑄鐵平臺動 力傳動撓性試驗裝置A中的調頻電機(驅動電機)為整個系統提供驅動力矩，驅動電機將 扭矩通過扭矩傳感器和過渡軸傳遞給萬向傳動軸，過渡軸在將扭矩傳遞給扭矩傳感器的同 時還可以承擔由萬向傳動軸帶來的彎矩及振動等不穩定因素。本實用新型中的萬向傳動軸 採用的是1號十字軸式萬向聯軸器E與2號十字軸式萬向聯軸器F(當然也可以選用其它 符合強度與壽命等要求的萬向傳動軸)，能夠保證較高的轉速，同時在傳遞扭矩時可獲得一 定的角度和位移。萬向傳動軸再將扭矩傳遞給陪試齒輪箱總成試驗裝置B中的陪試齒輪箱 軸5。陪試齒輪箱軸5與陪試齒輪箱低速端相連接，扭矩通過與陪試齒輪箱高速端連接的 球籠式同步萬向聯軸器H傳遞到被試齒輪箱，進而傳遞到三自由度振動模擬試驗裝置C中 的傳動系試驗振動軸總成c。由被試齒輪箱軸1傳遞給2號十字軸式萬向聯軸器F，進而傳 遞給矩形承載平臺動力撓性傳動扭矩檢測試驗裝置D中的過渡軸。過渡軸在將扭矩傳遞給 扭矩傳感器的同時還可以承擔由2號十字軸式萬向聯軸器F帶來的彎矩及振動等不穩定因 素，從而保證發生數據穩定、測量精度較高並且很好的保護扭矩傳感器而不被甩壞。矩形承 載平臺動力撓性傳動扭矩檢測試驗裝置D中的調頻電機(負載電機)作為系統負載，根據 扭矩傳感器反饋的數據對被試齒輪箱提供阻力矩。同時在負載電機和扭矩傳感器之間，驅 動電機和扭矩傳感器之間均安裝有液壓安全聯軸器，目的是防止扭矩過大而對測試系統造 成損害。實施例所採用與可採用的標準零部件明細表1. 2個結構相同的縱向作動器b與橫向作動器e採用的是雙活塞杆等速等行程液 壓缸系列，根據所要測試的被試齒輪箱N重量型號等的不同，可採用不同噸位的液壓缸，本 實例採用的液壓缸噸位為30噸，活塞行程為士300mm。2.由於試驗臺所測試的動車車速很高，為了精確模擬被試齒輪箱N實際運轉工 況，整個高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺輸出的轉矩很大，各個軸的轉速也會很高， 這樣就要求被試齒輪箱軸承座和陪試齒輪箱軸承座的1號角接觸球軸承11與2號角接觸 球軸承15必須具備非常良好的使用性能，因此我們選用了德國進口的FAG型軸承。[0054] 3. 1號十字軸式萬向聯軸器E和2號十字軸式萬向聯軸器F均採用的是SWCBH型 號的十字軸式萬向聯軸器。
權利要求1.一種高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺，包括L型承載平臺動力撓性傳動扭矩 測試裝置(A)與矩形承載平臺動力撓性傳動扭矩檢測試驗裝置(D)，其特徵在於，所述的高 速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺還包括陪試齒輪箱總成試驗裝置(B)與三自由度振 動模擬試驗裝置(C)；三自由度振動模擬試驗裝置(C)安裝在矩形承載平臺動力撓性傳動扭矩檢測試驗裝 置(D)與L型承載平臺動力撓性傳動扭矩測試裝置(A)的中間，陪試齒輪箱總成試驗裝置 (B)和三自由度振動模擬試驗裝置(C)並列安裝在地基上，陪試齒輪箱總成試驗裝置(B)中 的高速動車組傳動系總成支承平臺(f)的上工作面與三自由度振動模擬試驗裝置(C)中的 橫梁(a)的上工作面處於同一水平面內，陪試齒輪箱總成試驗裝置(B)中的陪試齒輪箱(M) 與三自由度振動模擬試驗裝置(C)中的被試齒輪箱(N)之間通過同步萬向節聯軸器(H)相 連接，陪試齒輪箱總成試驗裝置(B)與L型承載平臺動力撓性傳動扭矩測試裝置(A)之間 通過L型承載平臺動力撓性傳動扭矩測試裝置(A)中的1號十字軸式萬向聯軸器(E)相連 接，三自由度振動模擬試驗裝置(C)與L型承載平臺動力撓性傳動扭矩測試裝置㈧之間 通過三自由度振動模擬試驗裝置(C)中的橫向作動器(e)固定連接，三自由度振動模擬試 驗裝置(C)與矩形承載平臺動力撓性傳動扭矩檢測試驗裝置(D)之間通過矩形承載平臺動 力撓性傳動扭矩檢測試驗裝置(D)中的2號十字軸式萬向聯軸器(F)相連接。
2.按照權利要求1所述的高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺，其特徵在於，所述 的三自由度振動模擬試驗裝置(C)包括橫梁(a)、兩臺結構相同的垂向作動器(b)、傳動系 試驗振動軸總成(C)、三臺結構相同的縱向拉杆⑷和橫向作動器(e)；兩臺結構相同的垂向作動器(b)的上端通過螺栓與橫梁(a)下表面上的作動器連接座 相連接，橫向作動器(e)左端通過螺栓與橫梁(a)上的和縱向拉杆座K的位置相鄰且互成 直角的作動器連接座相連接，三臺結構相同的縱向拉杆(d) —端分別和橫梁(a)上的縱向 拉杆座J、縱向拉杆座K與縱向拉杆座L焊接固定，傳動系試驗振動軸總成(c)通過T型螺 栓固定在橫梁(a)上，傳動系試驗振動軸總成(c)的軸線與橫梁(a)上工作面的長邊平行。
3.按照權利要求1或2所述的高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺，其特徵在於， 所述的橫梁(a)為一箱體類結構件，橫梁(a)俯視為一 T字形，橫梁(a)主視為一 T字形， 橫梁(a)正面上分別設置有縱向拉杆座J、縱向拉杆座K與縱向拉杆座L，橫梁(a)的下表 面上設置有兩個作動器連接座，這兩個作動器連接座的位置和縱向拉杆座J與縱向拉杆座 K的位置相連接且互成直角，橫梁(a)的右端面設置有作動器連接座，這個作動器連接座的 位置和縱向拉杆座K的位置相連接且互成直角，橫梁(a)的上工作面設置有T型槽。
4.按照權利要求2所述的高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺，其特徵在於，所述 的傳動系試驗振動軸總成(c)包括被試齒輪箱軸(1)、兩臺結構相同的被試齒輪箱軸承座 (2) U號連接法蘭盤(3)和兩個結構相同的1號圓螺母及止動墊圈(4)；被試齒輪箱軸(1)的兩端分別安裝在結構相同的被試齒輪箱軸承座O)內成轉動連 接，被試齒輪箱軸(1)上的軸肩和被試齒輪箱軸承座( 上的1號迷宮式密封圈(1 右端 面或左端面接觸連接，被試齒輪箱軸(1)在被試齒輪箱軸承座( 外側的一端由1號圓螺 母和止動墊圈(4)固定，1號連接法蘭盤C3)通過雙鍵固定連接在被試齒輪箱軸(1)的左 端。
5.按照權利要求4所述的高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺，其特徵在於，所述的被試齒輪箱軸承座( 包括1號軸承座殼體(9)、兩個結構相同的1號軸承座端蓋(10)、 兩個結構相同的1號角接觸球軸承(11)和兩個結構相同的1號迷宮型密封圈(12)；兩個結構相同的1號角接觸球軸承(11)分別安裝於1號軸承座殼體(9)兩端的大孔 內，兩個結構相同的1號角接觸球軸承(11)外軸承環的右端面與左端面分別和1號軸承 座殼體(9)兩端大孔內的左圓環面與右圓環面接觸連接，兩結構相同的1號角接觸球軸承 (11)的外側分別安裝結構相同的1號軸承座端蓋(10)，1號軸承座端蓋(10)上的凸圓環 體的端面和1號角接觸球軸承(11)外軸承環的左端面與右端面接觸連接，兩結構相同的1 號軸承座端蓋(10)通過螺栓與1號軸承座殼體(9)固定連接，兩結構相同的1號迷宮型密 封圈(12)分別安裝在1號軸承座殼體(9)兩端的1號角接觸球軸承(11)與1號軸承座端 蓋(10)之間，1號迷宮式密封圈(12)的一端和1號角接觸球軸承(11)內環的左端面或右 端面接觸連接。
6.按照權利要求1所述的高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺，其特徵在於，所述 的陪試齒輪箱總成試驗裝置(B)包括高速動車組傳動系總成支承平臺(f)、陪試齒輪箱彎 板支架(g)、被試齒輪箱彎板支架(h)和陪試齒輪箱總成(i)；陪試齒輪箱總成(i)通過T型螺栓固定到高速動車組傳動系總成支承平臺(f)上，使 陪試齒輪箱總成(i)中的陪試齒輪箱軸(5)的對稱軸線與高速動車組傳動系總成支承平臺 (f)的長邊平行，陪試齒輪箱彎板支架(g)通過T型螺栓固定到高速動車組傳動系總成支 承平臺(f)的左端，陪試齒輪箱彎板支架(g)的對稱平面和高速動車組傳動系總成支承平 臺(f)的長度方向垂直，被試齒輪箱彎板支架(h)通過T型螺栓固定到高速動車組傳動系 總成支承平臺⑴的右端，即在陪試齒輪箱彎板支架(g)的右側，被試齒輪箱彎板支架(h) 的對稱平面和高速動車組傳動系總成支承平臺(f)的長度方向垂直。
7.按照權利要求6所述的高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺，其特徵在於，所述 的陪試齒輪箱總成(i)包括陪試齒輪箱軸(5)、兩臺結構相同的陪試齒輪箱軸承座(6)、2號 連接法蘭盤(7)、兩個結構相同的2號圓螺母及止動墊圈(8)和陪試齒輪箱(M)；陪試齒輪箱(M)套裝在陪試齒輪箱軸(5)上為過盈配合，陪試齒輪箱軸(5)兩端分別 安裝在結構相同的陪試齒輪箱軸承座(6)內成轉動連接，陪試齒輪箱軸(5)上的軸肩和2 號迷宮型密封圈(16)的右端面或左端面接觸連接，陪試齒輪箱軸( 在陪試齒輪箱軸承座 (6)外側的一端由2號圓螺母和止動墊圈(8)固定，2號連接法蘭盤(7)通過雙鍵固定在陪 試齒輪箱軸(5)的右端。
8.按照權利要求7所述的高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺，其特徵在於，所述 的陪試齒輪箱軸承座(6)包括2號軸承座殼體(13)、兩個結構相同的2號軸承座端蓋(14)、 兩個結構相同的2號角接觸球軸承(15)和兩個結構相同的2號迷宮型密封圈(16)；兩個結構相同的2號角接觸球軸承(15)安裝於2號軸承座殼體(13)兩端的大孔內， 兩個結構相同的2號角接觸球軸承(1 外軸承環的右端面與左端面分別和2號軸承座殼 體(1 兩端大孔內的左圓環面與右圓環面接觸連接，兩結構相同的2號角接觸球軸承(15) 的外側分別安裝結構相同的2號軸承座端蓋(14)，2號軸承座端蓋(14)上的凸圓環體的端 面和2號角接觸球軸承(1 外軸承環的左端面與右端面接觸連接，兩結構相同的2號軸承 座端蓋(14)通過螺栓與2號軸承座殼體(1 固定連接，兩結構相同的2號迷宮型密封圈 (16)分別安裝在2號軸承座殼體(13)兩端的2號角接觸球軸承(15)與2號軸承座端蓋(14)之間，2號迷宮型密封圈(16)的一端與2號角接觸球軸承(15)內環的左端面或右端 面接觸連接。
專利摘要本實用新型公開了高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺，所述的高速動車組傳動系齒輪箱可靠性試驗臺包括L型承載平臺動力撓性傳動扭矩測試裝置、矩形承載平臺動力撓性傳動扭矩檢測試驗裝置、陪試齒輪箱總成試驗裝置與三自由度振動模擬試驗裝置。陪試齒輪箱總成試驗裝置和三自由度振動模擬試驗裝置並列安裝在地基上，陪試齒輪箱總成試驗裝置中的陪試齒輪箱與三自由度振動模擬試驗裝置中的被試齒輪箱之間通過球籠式同步萬向節聯軸器相連接。L型承載平臺動力撓性傳動扭矩測試裝置與陪試齒輪箱總成試驗裝置之間通過十字軸式萬向聯軸器相連接，矩形承載平臺動力撓性傳動扭矩檢測試驗裝置與三自由度振動模擬試驗裝置之間通過十字軸式萬向聯軸器相連接。
文檔編號G01M17/08GK201903445SQ20102066194
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月16日 優先權日2010年12月16日
發明者劉洪發, 劉玉梅, 宮海彬, 張棟林, 張立斌, 曹小寧, 林惠英, 潘洪達, 牛德田, 牛貝妮, 王金田, 蘇建, 譚富星, 陳熔 申請人:吉林大學