专利名称：变速器高速驱动校验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种汽车自动化控制技术领域的系统，具体是一种用于汽车校验设备的，由动静压轴承支承，高速旋转的新能源汽车变速器高速驱动校验装置。
背景技术：
目前的广泛使用的加载校验台大多是针对多档位矿物能源的变速器校验，其中驱动变速器输入轴端输入的转速一般要求工况在4000转以下，而新能源汽车驱动采用电力变频技术，变速器档只有两档(起步档、工作档)，所以变速器输入端转速远高于传统能源汽车变速器，如果需要校验新能源汽车变速器，必须要重新设计制造与其转速相匹配的动力输入装置。使用普通角接触轴承，转速无法突破6000转转速；使用陶瓷轴承，转速能达到万转，但是工作噪音和工作扭矩都无法达到校验要求，而且使用维护成本太高。如何才能达到高转速、高扭矩、低噪音？传统而且技术相对成熟的:“动静压滑动轴承”，就具备以上所有特点，同时比起陶瓷轴承，液压滑动轴承还具有制造成本相对低、维修成本很低、使用寿命非常长等突出的性价比，可节省至少2/3的制造成本，同时也使设备具有更小的体积空间，为其它类似校验台提供更宽的测试范围。
经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN101915669A，
公开日2010_12_15记载了一种“可变中心距变速器驱动校验装置”，该技术包括:主轴机构、传动机构和二自由度底座，其中:主轴机构与传动机构转动连接，主轴机构固定设置于二自由度底座上；但该技术中的滚动轴承的滚动体是钢材，噪音与转速成正比，在此检验台上应用，当转速达到6000RPM时，自体噪音已经超过变速箱要求值，因此不适合用于此变速箱噪音检测。发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种汽车变速器高速驱动校验装置，利用液压滑动轴承成熟稳定、寿命长的特点，将液压控制、滑动轴承制造、变速器驱动几种不同的技术组合起来，使这装置满足高转速、低噪音、低振动、高寿命、频繁交变频工作的要求。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括:传动系统、驱动头机构、液压系统和控制器，其中:传动系统与驱动头机构相连并输出哨合指令及动力，液压系统与传动系统相连构成润滑循环油路，液压系统和控制器相连输出循环油路状态信息并接收启闭指令，驱动头机构与传感器相连并输出润滑状态信息，传动系统与控制器相连并接收电机控制指令。
所述的驱动头机构包括:花键轴套机构、固定设置于机架内的气缸机构、润滑机构和带有驱动轮的主轴，其中:气缸机构的两端分别于花键轴套机构和主轴的一端相连，花键轴套机构与变速器输入轴相连，设置于主轴另一端的驱动轮与传动系统相连；润滑机构与液压系统相连通，润滑机构与控制器相连并输出润滑状态信息。
所述的传动系统包括:依次连接的变频电机、传动轮和传动机构，其中:变频电机与控制器相连并接收电机控制指令，传动轮设置于中间动力头机构上并通过多楔带与驱动头机构相连以输出动力。
所述的液压系统包括:叶片泵、环路开关、单向阀以及流量计，其中:叶片泵、环路开关、单向阀、所述的驱动头机构的润滑机构以及流量计依次串联构成润滑油环路，环路开关和流量计分别与控制器相连，分别接收启闭指令、输出流量状态信息。技术效果
与现有技术相比，本发明通过将动静压轴承、液压与驱动装车结合，充分利用液压提供的压力实现驱动头机构主轴预悬浮，保证主轴与滑动轴承启动初两者不接触；同时滑动轴承特殊油楔结构使主轴高速运行时提供强大的承载力，保证轴承能在工作过程中支承各方向载荷；并且整个运行过程中实现低噪、低振、平稳，提供变速器校验时所需的低噪低振环境。
图1为本发明结构示意图2为驱动头机构示意图中:(a)为剖视图；(b)为侧视图。
图3为驱动头机构与传动机构组合图4为液压布局图5为液压原理示意图6为实施例流程图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。实施例1
如图1所示，本实施例包括:传动系统1、驱动头机构2、液压系统3和控制器4，其中:传动系统I与驱动头机构2相连并输出啮合指令及动力，液压系统3与驱动头机构2相连构成润滑循环油路，液压系统3和控制器4相连输出循环油路状态信息并接收设备是否允许启闭指令，传动系统I与控制器4相连并接收电机控制指令。
如图2(a)所示，所述的驱动头机构2包括:花键轴套机构8、固定设置于机架9内的气缸机构10、润滑机构12和带有多楔带轮13的主轴14，其中:气缸机构10的两端分别于花键轴套机构8和主轴14的一端相连，花键轴套机构8与变速器输入轴相连，设置于主轴14另一端的驱动头多楔带轮13与传动系统I相连；润滑机构12与液压系统3相连通，润滑机构12与控制器4相连并输出润滑状态信息。
所述的机架9上设有用于调节驱动头中心高度的板32。所述的花键轴套机构8包括:滑动套22、结合花键23、弹簧24、花键轴25和拉板26，其中:花键轴25通过螺栓与主轴14固定连接，滑动套22以及与变速器输入轴连接的结合花键23分别滑动套接于花键轴25的外部，弹簧24作用于结合花键23产生向左顶力，拉板26套接于滑动套22外部，通过气缸机构10作用，驱动拉板26来拉动滑动套22左右移动，使驱动头机构与变速器输入轴结合或脱离。
所述的气缸机构10包括:接杆27、导套座28、导柱29、气缸30、垫板31、板32，其中:导柱29和接杆27分别固定设置于花键轴套机构8上且导柱29滑套在导套座28内，接杆27与气缸30连接且两者均设置于垫板31上，垫板31与驱动头机构箱体34固定连接。
所述的润滑机构12包括:V字形油封33、驱动头机构箱体34、支架35、回油管36和进油管50，其中:回油管36与驱动头机构箱体34的底部相连通，使液压润滑液流回液压箱内；进油管50安装在驱动头机构箱体34背部与液压系统3相联通，使液压润滑液进入滑动轴承内，V字形油封33设置于主轴14前端位置，支架35设置于机床床身位置。
所述的主轴14上依次设有前轴承40、右平面轴承37、后轴承38和左平面轴承39，其中:前轴承40位于主轴14的一端，后轴承38位于主轴14靠近驱动头多楔带轮13的一端，右平面轴承37和左平面轴承39分别设置于后轴承38的两侧，通过精密主轴螺母来调整间隙并锁固于主轴14上。
如图4所示,所述的传动系统I包括:依次连接的变频电机5、传动轮7和传动机构6，其中:变频电机5与控制器4相连并接收电机控制指令，传动轮7设置于中间动力头机构6上并通过多楔带与驱动头机构2相连以输出动力。
所述的传动机构6包括:拖板41、中间动力头42、涨紧螺杆43和万向联轴节44，其中:中间动力头42和涨紧螺杆43分别固定设置于拖板41上且中间动力头42的传动轴与万向联轴节44的一端相连，万向联轴节44的另一端与变频电机5相连，所述传动轮7固定设置于中间动力头42的传动轴上。
所述的中间动力头42用于传动机械中传递转速、扭矩及涨紧多楔带作用。
所述的拖板41上设有腰形槽，所述的中间动力头固定及多楔带涨紧功能具体通过腰形槽来得以实现。
所述的变频电机5的输出轴与万向联轴节44之间设有连接套45 ;所述的万向联轴节44与连接套45之间设有扭矩传感器46,该扭矩传感器46与控制器4相连并输出加载扭矩信息。
变频电机5启动后，依次带动驱动连接套、扭矩传感器46的转子、万向联轴节和中间动力头的主轴，带动多楔带轮一体旋转。驱动头机构与传动机构间用多楔带连接，传递动力。多楔带涨紧依靠涨紧螺杆43带动拖板41、中间动力头42来实现。传动机构传动轮7直径大，驱动头机构多楔带轮13直径小，起到增速作用，以达到校验需要的转速及扭矩。
如图5所示，所述的液压系统3包括:叶片泵15、环路开关16、单向阀17以及流量计18，其中:叶片泵15、环路开关16、单向阀17、所述的驱动头机构的润滑机构以及流量计18依次串联构成润滑油环路，环路开关16和流量计18分别与控制器4相连，通过环路开关16、监测机构19以及流量计18检测到有润滑油流出滑动轴承后，控制器4才发出指令使得变频电机5启动，叶片泵15通过联轴节与电机11相连。
所述的环路开关16包括:分别与控制器4相连的压力开关47、压力表48和溢流阀49，使得当环路内润滑油压力不到，变频电机5不能启动。同时通过调节整个液压系统压力，以达到设计压力值； 所述的润滑油环路上优选设有监控机构19和过滤机构20和保护机构21 所述的监控机构19包括:温度计51和油冷却机52，其中:通过温度计51检测当前液压系统内的温度，可以间接推论主轴与滑动轴承之间的间隙是否正常、是否存在直接接触，并在温度超过阈值时由控制器4发出报警和停机指令；通过油冷却机52降低整个润滑油箱内的油温，防止温升造成油品变质，降低润滑机构的温度。
所述的过滤机构20包括:40 μ m的吸油过滤器53和5 μ m的管路过滤器54以达到动静压轴承所需的洁净度。
所述的保护机构21包括:与单向阀17并联的截止阀55及其蓄能器56，当设备意外断电停机，蓄能器内储存的油液可以继续补充动静压，防止主轴与滑动轴承咬合。
所述的5 μ m的管路过滤器54优选设置于环路开关16与叶片泵15之间。
所述的单向阀55的作用是故障停机时使润滑油全部流向滑动轴承。
如图6所示，本装置在使用前，系统开机即开启液压泵，多余的压力和流量经溢流阀49卸荷，压力达到设计值压力开关47动作发讯。润滑油注入轴承悬浮起主轴，同时工作失效的润滑油从轴承间隙中流出，经回油管流回油箱，回油管中流量计18得到流量反馈、温度计51测得回油温度低于设计值；控制器接收所有启动条件均满足后即待命进入接收本装置工作指令；操作人员按下按钮发出工作指令，气缸30动作，向前伸出活塞杆，释放拉板26，滑动套依靠弹簧24作用力，结合花键向前与变速器输入轴结合，感测结合到位的接近开关发讯给控制器表示花键结合完毕，控制器控制变频电机启动，通过扭矩传感器46、万向联轴节44、多楔带轮等零件驱动多楔带，带动驱动头机构旋转，将动力传递给变速器；工作时控制器不断接收扭矩传感器46传来的扭力反馈，实时调整变频电机的扭力加载，实现变速箱不同档位校核要求。
权利要求
1.一种变速器高速驱动校验装置，包括:传动系统、驱动头机构、液压系统和控制器，其中:传动系统与驱动头机构相连并输出啮合指令及动力，液压系统与驱动头机构相连构成润滑循环油路，液压系统和控制器相连输出循环油路状态信息并接收设备是否允许启闭指令，传动系统与控制器相连并接收电机控制指令。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征是，所述的驱动头机构包括:花键轴套机构、固定设置于机架内的气缸机构、润滑机构和带有多楔带轮的主轴，其中:气缸机构的两端分别于花键轴套机构和主轴的一端相连，花键轴套机构与变速器输入轴相连，设置于主轴另一端的驱动头多楔带轮与传动系统相连；润滑机构与液压系统相连通，润滑机构与控制器相连并输出润滑状态信息。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征是，所述的花键轴套机构包括:滑动套、结合花键、弹簧、花键轴和拉板，其中:花键轴通过螺栓与主轴固定连接，滑动套以及与变速器输入轴连接的结合花键分别滑动套接于花键轴的外部，弹簧作用于结合花键产生向左顶力，拉板套接于滑动套外部，通过气缸机构作用，驱动拉板来拉动滑动套左右移动，使驱动头机构与变速器输入轴结合或脱离。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征是，所述的气缸机构包括:接杆、导套座、导柱、气缸、垫板、板，其中:导柱和接杆分别固定设置于花键轴套机构上且导柱滑套在导套座内，接杆与气缸连接且两者均设置于垫板上，垫板与驱动头机构箱体固定连接。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征是，所述的润滑机构包括:V字形油封、驱动头机构箱体、支架、回油管和进油管，其中:回油管与驱动头机构箱体的底部相连通，使液压润滑液流回液压箱内；进油管安装在驱动头机构箱体背部与液压系统相联通，使液压润滑液进入滑动轴承内，V字形油封设置于主轴前端位置，支架设置于机床床身位置。
6.根据权利要求2所述的装置，其特征是，所述的主轴上依次设有前轴承、右平面轴承、后轴承和左平面轴承，其中:前轴承位于主轴的一端，后轴承位于主轴靠近驱动头多楔带轮的一端，右平面轴承和左平面轴承分别设置于后轴承的两侧，通过精密主轴螺母来调整间隙并锁固于主轴上。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征是，所述的传动系统包括:依次连接的变频电机、传动轮和传动机构，其中:变频电机与控制器相连并接收电机控制指令，传动轮设置于中间动力头机构上并通过多楔带与驱动头机构相连以输出动力。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征是，所述的传动机构包括:拖板、中间动力头、涨紧螺杆和万向联轴节，其中:中间动力头和涨紧螺杆分别固定设置于拖板上且中间动力头的传动轴与万向联轴节的一端相连，万向联轴节的另一端与变频电机相连，所述传动轮固定设置于中间动力头的传动轴上。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征是，所述的液压系统包括:叶片泵、环路开关、单向阀以及流量计，其中:叶片泵、环路开关、单向阀、所述的驱动头机构的润滑机构以及流量计依次串联构成润滑油环路，环路开关和流量计分别与控制器相连，通过环路开关、监测机构以及流量计检测到有润滑油流出滑动轴承后，控制器才发出指令使得变频电机启动，叶片泵通过联轴节与电机相连。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征是，所述的环路开关包括:分别与控制器相连的压力开关、压力表和溢流阀，使得当环路内润滑油压力不到，变频电机不能启动，通过调节整个液压系统压力，以达到设计压力值。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征是，所述的润滑油环路上设有监控机构和过滤机构和保护机构，其中: 所述的监控机构包括:温度计和油冷却机，其中:通过温度计检测当前液压系统内的温度，可以间接推论主轴与滑动轴承之间的间隙是否正常、是否存在直接接触，并在温度超过阈值时由控制器发出报警和停机指令；通过油冷却机降低整个润滑油箱内的油温，防止温升造成油品变质，降低润滑机构的温度； 所述的保护机构包括:与单向阀并联的截止阀及其蓄能器，当设备意外断电停机，蓄能器内储存的油液可以继续补充动静压，防止主轴与滑动轴承咬合。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征是，所述的过滤机构包括:40μπι的吸油过滤器和5 μ m的管路过滤器以达到动静压轴承所需的洁净度，其中:5 μ m的管路过滤器设置于环路开关与叶片泵之间。
全文摘要
一种汽车自动化控制领域的变速器高速驱动校验装置，包括传动系统、驱动头机构、液压系统和控制器，传动系统与驱动头机构相连并输出啮合指令及动力，液压系统与驱动头机构相连构成润滑循环油路，液压系统和控制器相连输出循环油路状态信息并接收设备是否允许启闭指令，传动系统与控制器相连并接收电机控制指令。本发明通过将动静压轴承、液压与驱动装车结合，充分利用液压提供的压力实现驱动头机构主轴预悬浮，保证主轴与滑动轴承启动初两者不接触；同时滑动轴承特殊油楔结构使主轴高速运行时提供强大的承载力，保证轴承能在工作过程中支承各方向载荷；并且整个运行过程中实现低噪、低振、平稳，提供变速器校验时所需的低噪低振环境。
文档编号G01M13/02GK103175688SQ201310074179
公开日2013年6月26日 申请日期2013年3月8日 优先权日2013年3月8日
发明者汪里征, 朱金良, 朱卫斌 申请人:上海汽车变速器有限公司, 上海众骋机械设备制造有限公司