一种润滑脂与润滑油的油品试验装置及试验方法与流程

1.本发明属于试验设备领域，具体涉及一种润滑脂与润滑油的油品试验装置及试验方法。


背景技术：

2.为了研究出适合于rv减速器使用的油脂，对油脂进行优化升级，需要进行减速器油脂疲劳试验，得到整个疲劳周期内的铁粉含量、效率、抖动、温升、性能保持度和疲劳寿命等的数据变化规律，同时获得对比试验数据。对于短则几天，长则一年的油脂疲劳试验来说，现行的动力+加载双电机方案以及动力电机+磁粉制动器方案等对于能源及时间的消耗是极其巨大的，同时没有合适的方案，不能有效进行对比试验。


技术实现要素：

3.本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种润滑脂与润滑油的油品试验装置及试验方法。该试验装置及试验方法实验误差小、方案简单、涵盖多种减速器(20e到320e等)、耗能少(减少90％)、耗时少、经济适用性强。
4.本发明所采用的具体技术方案如下：
5.本发明一方面提供了一种润滑脂与润滑油的油品试验装置，其包括第一齿轮箱、第二齿轮箱、机械加载装置、移动板、工作台和传感器系统；所述的传感器系统包括用于检测减速器负载情况的动扭矩传感器、监控减速器温升情况的温度传感器、监测减速器抖动情况的振动传感器、检测减速器铁粉变化情况的铁粉测量仪；
6.其中，第一齿轮箱、第二齿轮箱分别通过一块移动板设置在工作台的两侧，所述移动板可在工作台台面上移动以调节第一齿轮箱和第二齿轮箱之间的距离；
7.第一齿轮箱和第二齿轮箱均具有小齿轮端和大齿轮端，小齿轮端和大齿轮端之间通过齿轮箱内部的齿轮组件传动，其中第一齿轮箱连接有一个动力补偿电机，动力补偿电机用于补偿系统功率损失维持测试过程以额定速度运转；
8.第一齿轮箱和第二齿轮箱的小齿轮端正对设置，两个齿轮箱的小齿轮端均连接一个待测减速器的输入端，两个待测减速器的输出端分别通过一个联轴器与动扭矩传感器的两端分别相连；
9.第一齿轮箱和第二齿轮箱的大齿轮端正对设置并通过机械加载装置相连，所述机械加载装置为测试过程提供等大、反向的两个扭矩。
10.优选地，所述机械加载装置包括第一加载联轴器、第二加载联轴器、固定销钉、t型螺栓和弹性变形轴；第一加载联轴器与第二齿轮箱的大齿轮端连接，第一加载联轴器上设置有固定销钉；所述第二加载联轴器与弹性变形轴的一端固连，弹性变形轴另一端与第一齿轮箱的大齿轮端连接；通过对第二加载联轴器施加目标扭矩使其带动弹性变形轴产生弹性形变后通过t型螺栓同轴相连将第一加载联轴器和第二加载联轴器同轴固定连接。所述机械加载装置还包括用于给所述第二加载联轴器施加目标扭矩的加载杆和加载块；加载杆
与第二加载联轴器可拆卸连接，加载块设置在加载杆上用于给第二加载联轴器施加目标扭矩使弹性变形轴产生弹性形变。
11.机械加载装置加载方式为机械砝码加载。首先将固定销插入第一加载联轴器中，固定住第一联轴器使其不能产生旋转。其次将加载杆放置到第二加载联轴器上并放置上合适的砝码，使第二加载联轴器旋转产生位移差，获得目标扭矩，此时拧紧t型螺栓，依靠弹性变形轴的弹性变形维持系统内扭矩不变。
12.优选地，所述的工作台上还设置有用于安装弹性变形轴的第三支架和用于安装机械加载装置的第四支架；所述第三支架和第四支架配置为使弹性变形轴、机械加载装置、第一齿轮箱和第二齿轮箱的大齿轮端同轴设置。
13.优选地，所述的所述移动板与所述工作台为滑动连接，移动板设置在工作台上沿工作台长度方向设置的第一滑轨上。
14.优选地，所述的工作台上还设置有用于安装减速器的第一支架，用于安装动扭矩传感器的第二支架；所述第一支架、第二支架配置为使减速器、动扭矩传感器、第一齿轮箱和第二齿轮箱的小齿轮端同轴设置。
15.优选地，所述第一支架与所述工作台为滑动连接，第一支架可滑动的连接在工作台上设置的第二滑轨上，所述第二滑轨设置为平行于工作台的宽度方向设置，并与长度方向垂直。
16.优选地，所述移动板或第一支架均通过丝杠手轮实现滑动，即移动板或第一支架与丝杠手轮的丝杠通过螺纹配合，通过转动丝杠手轮实现移动板或第一支架的滑动。
17.优选地，所述的第一齿轮箱和第二齿轮箱的内置有温度传感器和冷却装置，实时检测齿轮箱内部温度，保证温度在合理范围内。优选的，所述的第一齿轮箱和第二齿轮箱的大齿轮端和小齿轮端的传动比为1:1.5；第一齿轮箱和第二齿轮箱内的齿轮选择为直齿圆柱齿轮，第一齿轮箱和第二齿轮箱目的是放大减速器的输入扭矩，保证需要较小输入扭矩的时候加载端弹性变形轴有足够的形变。
18.本发明另一方面公开了上述润滑脂与润滑油的油品试验装置的试验方法，所述试验装置可进行油脂性能对比试验、减速器性能对比试验、润滑脂性能(或减速器性能)极限试验、润滑油性能对比试验；
19.当进行油脂性能对比试验时，选取同一批次两台同型号减速器，两台减速器分别安装在第一齿轮箱、第二齿轮箱的小齿轮端，两台减速器的输出端分别通过一个联轴器与动扭矩传感器的两端分别相连；设置好动扭矩传感器、监控减速器温升情况的温度传感器、振动传感器和铁粉测量仪；两台减速器分别注入不同的油脂，此时油脂成为了唯一的变量；
20.通过铁粉测量仪记录减速器内部铁粉含量随着时间的变化规律，通过铁粉含量变化反映油脂的润滑能力；通过动扭传感器检测扭矩值变化，并监测补偿电机功率的变化，可以监控油脂的低温扭矩性能；通过观察油脂的泄漏事件，可试验油脂的防漏性能；通过温度传感器、振动传感器检测减速器的状态，获得温升变化趋势、振动变化趋势。
21.当进行减速器性能对比试验时，则选取两台待比较的减速器，两台减速器采用同样的油脂，此时减速器成为了唯一变量，通过传感器系统的检测信号比较两台减速器的性能。
22.当进行润滑脂性能(或减速器性能)极限试验时，如果是为了验证油脂或者减速器
的极限寿命，此时一台试验一台陪跑，同时进行两台减速器实验也能保证实验的准确性。
23.当进行润滑油性能对比试验时，在两个齿轮箱中为两对参数完全一致的渐开线直齿圆柱齿轮，分别注入不同型号的润滑油，可以对比实验两种润滑油的性能。
附图说明
24.图1本发明实施例润滑脂与润滑油的油品试验装置的结构示意图；
25.图2本发明试验装置俯视剖视图；
26.图3实施例中一种加载装置的结构示意图；
27.图4为本发明加载装置的剖视图；
28.图5为本发明减速器支架剖视图；
29.图6为本发明齿轮箱剖视图；
30.图7为本发明的工作原理示意图。
具体实施方式
31.下面将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的一部分实施例，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作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。
32.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
33.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
34.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
35.如图1和2所示，本发明的实施例提供了一种润滑脂与润滑油的油品试验装置，其包括第一齿轮箱1、第二齿轮箱2、机械加载装置4、移动板8、工作台10和传感器系统；所述的传感器系统包括用于检测减速器负载情况的动扭矩传感器3、监控减速器温升情况的温度传感器、监测减速器抖动情况的振动传感器、检测减速器铁粉变化情况的铁粉测量仪.
36.其中，第一齿轮箱1、第二齿轮箱2分别通过一块移动板8设置在工作台的两侧，所述移动板8可在工作台台面上移动以调节第一齿轮箱1和第二齿轮箱2之间的距离。
37.在本实施例中，第一齿轮箱1和第二齿轮箱2完全相同，其均具有小齿轮端和大齿轮端，小齿轮端和大齿轮端之间通过齿轮箱内部的齿轮组件传动，其中第一齿轮箱连接有一个动力补偿电机，动力补偿电机用于补偿系统功率损失维持测试过程以额定速度运转。本实施例的，所述的第一齿轮箱和第二齿轮箱的大齿轮端和小齿轮端的传动比为1:1.5；第
一齿轮箱和第二齿轮箱内的齿轮选择为直齿圆柱齿轮，第一齿轮箱和第二齿轮箱目的是放大减速器的输入扭矩，保证需要较小输入扭矩的时候加载端弹性变形轴有足够的形变。
38.第一齿轮箱1和第二齿轮箱2的小齿轮端正对设置，两个齿轮箱的小齿轮端均连接一个待测减速器61、62的输入端，两个待测减速器的输出端分别通过一个联轴器31与动扭矩传感器3的两端分别相连；第一齿轮箱1和第二齿轮箱2的大齿轮端正对设置并通过机械加载装置4相连，所述机械加载装置为测试过程提供等大、反向的两个扭矩。
39.如图4和5所示，在一个优选的实施例中，所述机械加载装置包括第一加载联轴器41、第二加载联轴器42、固定销钉44、t型螺栓和弹性变形轴5；第一加载联轴器41与第二齿轮箱2的大齿轮端通过轴46连接，第一加载联轴器上设置有固定销钉44；所述第二加载联轴器与弹性变形轴5的一端固连，弹性变形轴另一端与第一齿轮箱的大齿轮端连接；通过对第二加载联轴器施加目标扭矩使其带动弹性变形轴产生弹性形变后通过t型螺栓同轴相连将第一加载联轴器和第二加载联轴器同轴固定连接。
40.所述机械加载装置还包括用于给所述第二加载联轴器施加目标扭矩的加载杆43和加载块；加载杆与第二加载联轴器可拆卸连接，加载块设置在加载杆上用于给第二加载联轴器施加目标扭矩使弹性变形轴产生弹性形变。机械加载装置加载方式为机械砝码加载。首先将固定销44插入第一加载联轴器41中，固定住第一联轴器41使其不能产生旋转。其次将加载杆43放置到第二加载联轴器42上并放置上合适的砝码，使第二加载联轴器旋转产生位移差，获得目标扭矩，此时拧紧t型螺栓，依靠弹性变形轴的弹性变形维持系统内扭矩不变。
41.如图2
‑
4所示，在本发明的一个具体实施例中，所述的工作台10上还设置有用于安装弹性变形轴的第三支架34和用于安装机械加载装置的第四支架33；所述第三支架和第四支架配置为使弹性变形轴、机械加载装置、第一齿轮箱和第二齿轮箱的大齿轮端同轴设置。
42.优选地，如图2所示，所述的所述移动板8与所述工作台为滑动连接，移动板设置在工作台上沿工作台长度方向设置的第一滑轨81上。所述的工作台上还设置有用于安装减速器的第一支架6，用于安装动扭矩传感器的第二支架；所述第一支架6、第二支架配置为使减速器、动扭矩传感器、第一齿轮箱和第二齿轮箱的小齿轮端同轴设置。所述第一支架6与所述工作台为滑动连接，第一支架可滑动的连接在工作台上设置的第二滑轨上，所述第二滑轨设置为平行于工作台的宽度方向设置，并与长度方向垂直。
43.如图5所示，以连接第一齿轮箱的待测减速器62为例对本发明待测减速器的安装进行说明。所述待测减速器62为rv减速器，所述减速器62通过深沟球轴承66和密封圈安装在第一支架6上；减速器62具有输出法兰64和输入轴63，其中，输入轴63通过转接轴65与第一齿轮箱的小齿轮端相连，输出法兰64则通过联轴器31与动扭矩传感器3相连。
44.所述移动板8或第一支架6均通过丝杠手轮9实现滑动，即移动板或第一支架与丝杠手轮的丝杠通过螺纹配合，通过转动丝杠手轮实现移动板或第一支架的滑动。
45.如图6所示，以第二齿轮箱2为例对本发明齿轮箱进行说明。第二齿轮箱2包括箱体23、位于箱体内的大齿轮21(其齿轮轴即为大齿轮端)和小齿轮22(其齿轮轴即为小齿轮端)，大齿轮和小齿轮啮合传动；以小齿轮的安装为例，其齿轮轴具有轴套24，通过圆柱滚子轴承26安装在箱体上，轴承端盖25通过螺栓与箱体23连接并紧固圆柱滚子轴承25，密封圈27用于实现轴承端盖与齿轮轴之间的密封。锁紧螺母29和垫片28用于锁紧齿轮轴的轴向位
置。
46.如图7所示为本发明的原理图，图中齿轮z1、z2、z3、z4分别组成两个齿轮箱(z1、z2相同，z3、z4相变)，轴ⅰ、轴ⅱ、轴ⅲ、轴ⅳ将整个机械系统串联起来。齿轮z1、z2、z3、z4和轴ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ就构成了一个机械式封闭系统。
47.加载装置通过提供等大、反向的两个力矩保证封闭系统的负载。
48.驱动装置为动力电机，补偿封闭系统因摩擦、搅油等引起的功率损失，维持系统以额定速度运转。
49.以检测rv减速器为例，本发明的使用方法如下：
50.安装：转动齿轮箱和rv减速器支架手轮，将其远离扭矩传感器，装加rv加速器，密封好之后注脂。反向转动手轮，将各部位连接好。
51.加载：将加载固定销插入加载联轴器1内固定住联轴器1使其不能转动。将加载杆放到加载联轴器2上，加合适的砝码使扭矩传感器达到目标扭矩，拧紧t型螺栓，由弹性轴产生的弹性形变维持系统的扭矩，卸下砝码及加载杆。
52.实验：开始试验，由铁粉测量仪、温度传感器、加速度传感器、伺服电机监测减速器的铁粉含量、温升、振动及效率等数据，得到相应的变化趋势。
53.以下结合具体试验对本发明做进一步说明，本发明的试验装置可以统一变量，消除实验误差。本发明试验装置可进行油脂性能对比试验、减速器性能对比试验、润滑脂性能(或减速器性能)极限试验、润滑油性能对比试验等试验；
54.当进行油脂性能对比试验时，选取同一批次两台同型号减速器，两台减速器分别安装在第一齿轮箱、第二齿轮箱的小齿轮端，两台减速器的输出端分别通过一个联轴器与动扭矩传感器的两端分别相连；设置好动扭矩传感器、监控减速器温升情况的温度传感器、振动传感器和铁粉测量仪；两台减速器分别注入不同的油脂，此时油脂成为了唯一的变量；
55.通过铁粉测量仪记录减速器内部铁粉含量随着时间的变化规律，通过铁粉含量变化反映油脂的润滑能力；通过动扭传感器检测扭矩值变化，并监测补偿电机功率的变化，可以监控油脂的低温扭矩性能；通过观察油脂的泄漏事件，可试验油脂的防漏性能；通过温度传感器、振动传感器检测减速器的状态，获得温升变化趋势、振动变化趋势。
56.当进行减速器性能对比试验时，则选取两台待比较的减速器，两台减速器采用同样的油脂，此时减速器成为了唯一变量，通过传感器系统的检测信号比较两台减速器的性能。
57.当进行润滑脂性能(或减速器性能)极限试验时，如果是为了验证油脂或者减速器的极限寿命，此时一台试验一台陪跑，同时进行两台减速器实验也能保证实验的准确性。
58.当进行润滑油性能对比试验时，在两个齿轮箱中为两对参数完全一致的渐开线直齿圆柱齿轮，分别注入不同型号的润滑油，可以对比实验两种润滑油的性能。
59.本发明装置可以研究润滑脂的抗磨减磨性能。为了研究润滑油润滑脂的抗磨减摩能力，我们需要记录减速器内部铁粉含量随着时间的变化规律。铁粉含量能直接的反应出来油脂的润滑能力，在磨合磨损阶段铁粉含量会快速上升，稳定磨损阶段铁粉含量平稳波动，剧烈磨损阶段铁粉极速上升，此时减速器失效加速。了解减速器所在的磨损阶段，以及每个磨损阶段的铁粉含量变化，我们就能分析出油脂欠缺的地方，然后有针对性的对油脂进行改进升级。
60.该装置可以研究润滑脂或润滑油的低温扭矩性能。冬季时减速器内油脂由于低温变硬导致扭矩增大。扭矩增大时，动扭传感器的扭矩就会产生较大变化，测量过程中通过检测扭矩值变化，监测电机电量的变化，可以监控润滑脂的低温扭矩性能。
61.该装置可以研究润滑脂或润滑油与密封件的兼容能力，橡胶的抗腐蚀能力，研究油脂的防泄漏性能。两个同样型号的同批次减速器安装不同的油脂，通过观察油脂的泄漏事件，可知晓油脂的防漏性能。
62.润滑油润滑脂对减速器的温升、抖动以及密封性能也是评判油脂的重要指标。通过温度传感器、振动传感器检测减速器的状态，获得温升变化趋势，振动变化趋势，密封性能。
63.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。