一种提升齿轮箱实验装置的制作方法

本发明涉及齿轮箱试验装置技术领域，更具体的说涉及一种提升齿轮箱试验装置。

背景技术：

当前世界经济的快速发展，带来对能源的急剧渴求，对海洋资源的开发已形成一个重要的产业，海洋油气资源的开发已由最初的近海，浅海向深海转移，在用于海洋资源开发的各种海洋平台及结构物中，多功能海洋平台具有结构可靠性高、作业灵活、用钢量少、且能适应于各种海洋工况等优点，因此深受重视，在海洋资源开发中发挥着重大的作用。

提升齿轮箱是整个多功能海洋平台的关键设备，整个平台依靠着它进行升降。由于平台设备一旦发生质量问题，将带来巨大的生命和经济财产损失，所以风险很高。升降齿轮箱作为实现平台升降功能的关键设备，为保证齿轮箱的安全可靠，在产品的型式认可试验中，必须做疲劳和过载试验。

电驱动自升式海洋钻井平台升降齿轮箱由齿轮箱的爬升齿轮带动齿条，将电机的旋转运动转化成平台的上下移动，进而实现齿轮箱的功率传递输出。齿轮箱一般具有减速比大、与平台升降用齿条啮合的爬升齿轮模数大、齿数少等特点。因为爬升齿轮模数大齿数少，如果用两个相同的爬升齿轮相啮合，则会因为重合度小的原因，出现传递运动不连贯、振动冲击大等现象，没办法加载。

近来国内出现一种加载试验方式，利用一段齿条的往复运动，以一台电机作功率输出，另一台电机作负载，实现齿轮箱的负载试验。齿条需要在数个加工要求较高的滚轮上滑动，现有技术中，通常将齿条布置在滚轮装置上，由于滚轮数量有限，大部分齿条悬空状态，造成摩擦力较大，使得试验功率损耗大，电机的功率输出增加，导致试验装置的总成本较高。

另外，试验装置在过载试验时，由于输入扭矩靠电机系统控制，数据不够准确，误差偏大。

因此，如何降低齿条与试验装置之间的摩擦力，继而降低试验功率损耗，降低试验装置的成本，同时如何精确控制，模拟实际工况就成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种可降低齿条与试验装置之间的摩擦力，同时可实现精准控制的提升齿轮箱试验装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种提升齿轮箱试验装置，包括：

齿轮箱安装基座，其上设有用于安装两个待试验齿轮箱的部位，两个所述待试验齿轮箱中一个为输出扭矩齿轮箱，另一个为负载齿轮箱；

滚架，所述滚架设置于所述齿轮箱安装基座下侧，所述滚架上设有可沿所述滚架滚动的若干滚针，所述若干滚针的轴线位于同一平面，其中任意两相邻滚针外圆面相接触；

设置于所述滚针上，且用于与所述待试验齿轮箱的爬升齿轮啮合的试验齿条。

优选地，所述齿轮箱安装基座上设有用于调整所述待试验齿轮箱安装位置的扭矩垫块。

优选地，所述滚架上设有容纳所述滚针的凹槽。

优选地，所述凹槽由底板以及垂直于底板的限位板构成。

优选地，所述底板包括第三底板平行设置于所述第三底板上的第二底板，平行设置于所述第二底板上与所述滚针接触的第一底板，与所述第三底板垂直设置的限位板，所述限位板与所述第一底板、第二底板端面相抵。

优选地，所述的限位板上还设有用于限制所述试验齿条沿所述滚针轴向运动限位件。

优选地，所述输出扭矩齿轮箱的输入端，所述负载齿轮箱的输出端均设有扭矩传感器。

优选地，其特征在于，所述待试验齿轮箱上设置有用于检测所述待试齿轮箱运行状态的在线监测装置。

优选地，所述在线监测装置包括信息采集模块，脉冲传感器，转速传感器，振动传感器、温度传感器。

优选地，所述待试验齿轮箱上设有用于显示检测数据的显示器。

从上述技术方案可以看出，本发明公开了一种提升齿轮箱试验装置，包括齿轮箱安装基座，其上设有用于安装两个待试验齿轮箱的部位，两个待试验齿轮箱中一个为输出扭矩齿轮箱，另一个为负载齿轮箱；滚架，所述滚架设置于所述齿轮箱安装基座下侧，所述滚架上设有可沿所述滚架滚动的若干滚针，所述滚针的轴线位于同一平面，其中相邻滚针的外圆面相接触；设置于滚针上，且用于与两个待试验齿轮箱的爬升齿轮啮合的试验齿条。该装置通过设置于滚架上的滚针实现试验齿条的全支撑，相较于现有技术受限于滚轮个数导致的大部分的齿条处于悬空的状态，本装置受到的摩擦力更小，减小了试验设备的功率损耗。进一步的，通过在线监测装置及扭矩传感器实现精确加载，模拟实际工况，提高了试验的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例所公开的提升齿轮箱试验装置的主视图；

图2为本发明实施例所公开的提升齿轮箱试验装置的后视图；

图3为图2的a处的局部放大图；

图4为本发明实施例所公开的提升齿轮箱试验装置的左视图；

图5为图4的b处的局部放大图。

其中，1为滚架，2为试验齿条，3为齿轮箱安装基座，4为扭矩垫块，5为电机支架，6为主动电机，7为输出扭矩齿轮箱，8为负载电机，9为负载齿轮箱，10为扭矩传感器，11为在线监测装置，12为保持架，13为滚针，14为第一底板，15为限位板，16为第二底板，底17为第三底板，18为安装底板。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图5，图1为本发明实施例所公开的提升齿轮箱试验装置的主视图，图2为本发明实施例所公开的提升齿轮箱试验装置的后视图，图3为图2的a处的局部放大图，图4为本发明实施例所公开的提升齿轮箱试验装置的左视图，图5为图4的b处的局部放大图。

本发明公开了一种提升齿轮箱试验装置，包括：齿轮箱安装基座3，其上设有用于安装两个待试验齿轮箱的部位，两个待试验齿轮箱中一个为输出扭矩齿轮箱7，另一个为负载齿轮箱9；滚架1，滚架1设置于齿轮箱安装基座3下侧，滚架1上设有可沿滚架1滚动的若干滚针13，若干滚针13的轴线位于同一平面，其中任意两相邻滚针外圆面相接触；设置于滚针13上，且用于与两个待试验齿轮箱的爬升齿轮啮合的试验齿条2。本发明提供的齿轮箱试验装置，试验齿条2通过滚针13安装在滚架1上，若干滚针13的轴线位于同一平面，且任意两相邻滚针之间的相互接触，若干滚针13对试验齿条2实现全支撑。

本发明提供的方案，试验齿条通过滚针放置于在滚架之上，相对于现有的滚轮式支撑，若干滚针可实现对试验齿条的全支撑。解决了现有的滚轮支撑，其间距大导致大部分齿条悬空，造成的摩擦力较大，试验功率损耗大的问题。

本发明提供的齿轮箱试验装置，试验齿条2通过滚针13安装在滚架1上，滚架1上设有安装滚针13的凹槽，凹槽由底板与限位板15构成。其具体为，滚架1上设安装底板18，其上设有第三底板17，第三底板17水平布置，在第三底板17上设置有与第三底板17平行的第二底板16，第三底板17与第二底板16通过螺钉固连，在第二底板16上设有与滚针13接触的第一底板14，第一底板14与第二底板16通过螺钉连接。考虑材料与加工成本，设置第一底板14与第二底板16宽度一致，略大于滚针13的长度。进一步的为防止第二底板16与第一底板14沿其自身宽度方向蹿动，垂直于第三底板17上表面设有与第一底板14、第二底板16左右两端面相抵的限位板15，通过螺杆将两限位板15锁紧。

进一步的，限位板15上设有保持架12，保持架12防止所述滚针13沿其轴向蹿动。

进一步的，在述齿轮箱安装基座3上设有用于调整待试验齿轮箱的安装位置的扭矩垫块4。通过扭矩垫块4可实现两待试齿轮箱安装位置的调整，实现两箱体的配合使用。

进一步的，为防止试验齿条2在滚架1上沿滚针13轴线方向蹿动，在限位板15上还设有限位件，限位件与限位板15连接，限位件与试验齿条2侧面间隙设置，限位件在试验齿条2左右两侧面均有设置。

进一步的，电机支架5上设有主动电机6与负载电机8，在输出扭矩齿轮箱7的输入端，负载齿轮箱9的输出端均设有扭矩传感器10。在该试验装置工作时，主动电机6驱动输出扭矩齿轮箱7运转，输出扭矩齿轮箱7输出轴上的爬升齿轮带动试验齿条2往复移动，在试验齿条2往复移动的过程中，驱动负载齿轮箱9运转。试验时，读出输出扭矩齿轮箱7的扭矩传感器的输出扭矩和负载齿轮箱9的扭矩传感器的加载扭矩，通过关系计算出爬升齿轮的负载大小，完成齿轮箱负载试验。

进一步的，在输出扭矩齿轮箱7与负载齿轮箱9上均设有的线监测装置11，其具体包括：信息采集模块，脉冲传感器，转速传感器，振动传感器、温度传感器。通过上述装置对齿轮箱试验的振动、噪音、压力、温度、扭矩、应变等信号进行测量，进行工况模拟的故障诊断，保证试验工况满足实际工况要求，对齿轮箱具有良好的验证性和可靠性。

进一步的，所述待试验齿轮箱上设有用于显示检测数据的显示器，方便用户获取检测到的数据。

进一步的，待试验齿轮箱上设有用于报警装置，当检测数据大于用户设定的安全阈值，发出警报。报警装置具体可为蜂鸣器。

本本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。