工程机械变速箱总成性能检测分析试验台及其试验方法

文档序号:9614761阅读:797来源:国知局
工程机械变速箱总成性能检测分析试验台及其试验方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于检测变速箱出厂前的检测分析试验台及试验方法,特别涉及 一种工程机械变速箱总成的各性能检测分析的试验台及其试验方法。
【背景技术】
[0002] 变速箱是现工程机械的重要传动部件,其为了能在整机装配前准确地评价出该变 速箱的传动质量和性能,变速箱在出厂前均会放置在试验台上进行检测。现变速箱试验台 过多采用的是涡流测功机、液力测功机,即在试验台中由驱动电机产生能量经过待测变速 箱到终端的加载设备,这样驱动电机的能量通过待测变速箱消耗于终端的加载设备,造成 能量消耗大,不宜用于长期试验中。
[0003] 另,工程机械的变速箱的输出均是与液力变矩器连接,目前的变速箱试验台设计 主要只针对变速箱的出厂检测和性能检测(即传动效率的检测),对于液力变矩器的出厂 检测只能在不同试验台进行测试,即变速箱与液力变矩器分别在不同试验台上进行,而变 速箱与液力变矩器是一同使用的,这就造成两者不能准确模拟在同一工况下的性能试验, 试验可靠性较低;同时,现有的试验台无法对变速箱进行NVH检测,使变速箱的品质性能无 法得到进一步提尚。
[0004] 有鉴于此,本申请人对上述问题进行深入研究,遂由本案产生。

【发明内容】

[0005] 本发明的目的在于提供一种工程机械变速箱总成性能检测分析试验台,其可实现 变速箱与液力变矩器在同一工况下进行性能试验,还能对变速箱进行NVH检测,使变速箱 的品质得以提高,并具有节能,省电的优点。
[0006] 本发明的另一目的在于提供一种工程机械变速箱总成性能检测分析试验方法,其 在同一工况下对变速箱与液力变矩器进行性能试验,可实现变速箱与液力变矩器在同一工 况下进行性能试验,还能对变速箱进行NVH检测,使变速箱的品质得以提高。
[0007] 为了达成上述目的,本发明的解决方案是:
[0008] -种工程机械变速箱总成性能检测分析试验台,包括基座,设置在基座上的待测 变速箱,待测液力变矩器和驱动电机,驱动电机的输出端与待测变速箱的输入端传动连接, 待测变速箱的输出端与待测液力变矩器的输入端传动连接;还包括第一转矩转速传感器、 第二转矩转速传感器、第三转矩转速传感器、陪侍齿轮箱、加载电机、振动传感器和噪声传 感器,上述驱动电机的输出端通过上述第一转矩转速传感器与上述待测变速箱的输入端传 动连接,上述待测变速箱的输出端通过上述第二转矩转速传感器与上述待测变速箱的输出 端传动连接,上述待测液力变矩器的输出端通过上述第三转矩转速传感器与上述陪侍齿轮 箱的输入端传动连接,上述陪侍齿轮箱的输出端与上述加载电机的输入端连接,上述加载 电机经共直流母线与上述驱动电机供电连接;上述振动传感器安装在上述待测变速箱上, 上述噪声传感器固定安装于上述待液变速箱的上方。
[0009] 上述噪声传感器设置有三个,上述噪声传感器的检测端朝下设置,并与上述待测 变速箱之间的间距为〇. 3m,三噪声传感器分别处于上述待测变速箱的左上方、正上方和右 上方,三噪声传感器的输出端均与上述上位机的输入端连接。
[0010] 上述待测变速箱具有输入轴、中间轴和输出轴,上述待测变速箱输入轴的轴承座, 上述待测变速箱中间轴两端的轴承座及上述待测变速箱输出轴的轴承座上均安装有上述 振动传感器。
[0011] -种工程机械变速箱总成性能检测分析试验方法,包括如下步骤:
[0012] -、上位机初始化,并在上位机上输入待测变速箱型号及试验类型的相关参数,准 备试验开启条件;
[0013] 二、启动驱动电机,加载电机,对驱动电机和加载电机分别进行转速、转矩控制,之 后第一转矩转速传感器、第二转矩转速传感器、第三转矩转速传感器、振动传感器和噪声传 感器开始测量,第一转矩转速传感器、第二转矩转速传感器、第三转矩转速传感器、各振动 传感器和噪声传感器的采集数据经数据采集卡通过以太网发送给上位机;
[0014] 三、上位机的接收模块接收第一转矩转速传感器、第二转矩转速传感器、第三转矩 转速传感器、振动传感器和噪声传感器的采集数据,且上位机接收的第一、二、三转矩转速 传感器的采集数据通过上位机的转速分析模块进行传动效率分析处理,分析得到待测变速 器和待测液力变矩器的传动效率;上位机接收的振动传感器的采集数据通过上位机的振动 分析模块进行振动分析,分析得到待测变速箱的振动特性,且振动分析模块具有用于变速 箱匀速转动分析的频谱分析模块,用于变速箱匀速转动分析的功率谱密度分析模块,及用 于变速箱非匀速转动分析的阶次分析模块;上位机接收的噪声传感器的采集数据通过噪声 分析模块进行噪声分析,分析得到变速箱的噪声特性,且噪声分析模块具有频谱分析模块 和能量谱分析模块;该转速分析模块、振动分析模块及噪声分析模块分析得到的数据均发 送至上位机的显示模块中显示出来,并在上位机的保存模块中保存。
[0015] 上述步骤三中阶次分析模块的阶次分析步骤是先对待测变速箱不同档位下的振 动传感器的信号根据式①和式②进行等角度重采样计算,计算得出的等角度重采样数据作 为振动信号阶次分析的参考基频;
[0016]
[0017] L=MXΔΘs ②
[0018] 其中,ΛΘ^为间隔采样角度,Ei为第一转矩转速传感器的等角度重采样点数,I^ 为各档位下相对输入轴的传动比(其中i= 1、2…5分别表示5种档位,j= 1、2、3分别表 示输入轴、中间轴和输出轴,如112表示档位1下中间轴相对输入轴的传动比值,为已知参 数),Μ为信号的总采样样本点数,L为采样的总长度;
[0019] 再对待测变速箱输入轴转速信号的实时采集数据采用离散傅立叶变换计算方式 进行计算即可得到阶比幅值,此阶比幅值结合等角度重采样数据可得到阶次分析谱,此阶 次分析谱由上位机显示出来,利用此阶次分析谱即得到待测变速箱发生故障的故障源;该 离散傅立叶变换计算方式如下:
[0020]
[0021]
[0022]
[0023] 其中*为参考轴基准频率(j= 1、2、3,j= 1代表输入轴基准频率,j= 2代表中 间轴基准频率,j= 3为输出轴基准频率),&为输入轴的转速,即第一扭矩转速感应器的测 量值,L为各档位下相对输入轴的传动比(其中i= 1、2…5分别表示5种档位,j= 1、2、 3分别表示输入轴、中间轴和输出轴,如112表示档位1下中间轴相对输入轴的传动比值); 为相对参考轴的阶次,FN为被分析对象的频率值,Nj为参考轴转速(j= 1、2、3分别表示 输入轴、中间轴和输出轴),即输入轴的转速为第一扭矩转速感应器的测量值,中间轴和输 出轴的转速相应通过中间轴与输入轴的传动比和输出轴与输入轴的传动比即可计算得出, 式⑤的Μ为信号的总采样样本点数,为阶比幅值。
[0024] 本发明的有益效果如下:通过第一、二、三转矩转速传感器的采集数据可得到待 测变速箱的输入、输出转速,待测液力变矩器的输入、输出转速,从而可计算得到待测变速 箱和待测液力变矩器的传动效率,实现对待测变速箱出厂试验检测的同时,也可检测液力 变矩器的传动效率试验,且待测变速箱和待测液力变矩器连接在一起进行测试,使变速箱 和液力变矩器的测试能够保证在同一工况条件下,并能够更加符合测试对象的实际工作情 况,试验可靠性高;同时,通过振动传感器和噪声传感器可对变速箱工作情况下的振动情况 和噪声情况进行采集,得以进行NVH检测,从而计算得到变速箱的振动和噪声特征,从而了 解变速箱的振动源和噪声源,为降低变速箱的振动和噪声提供可靠的理论依据,以提高变 速箱的品质和运行寿命;另,待测液力变矩器输出的能量可经陪侍齿轮箱传递给加载电机 发电,加载发光电机发出的电再回馈给驱动电机再利用,实现能量的重新利用,节能,省电。
【附图说明】
[0025] 图1为本发明的结构示意图;
[0026] 图2为本发明的控制原理框图;
[0027] 图3为振动传感器和噪声传感器的安装示意图;
[0028] 图4为上位机的振动和噪声分析流程图;
[0029] 图5为振动信号分析流程图;
[0030] 图6为噪声信号分析流程图。
【具体实施方式】
[0031] 本发
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