一种高速齿轮箱遥测式推力锥温度实时检测装置的制作方法

本发明涉及一种在线检测推力锥温度技术，属于设备检测。

背景技术：

1、相比直齿轮，斜齿轮具有重合度大、承载能力高、振动小等优点。斜齿轮由于存在螺旋角，通常在齿轮两侧设置推力轴承承受齿轮的轴向力，但推力轴承的设置会使传动装置结构增大、传递效率降低，轴向力在转子上产生了纵向侧倾力矩，不利于传递啮合平稳，带来了一定振动问题，在高速传动中问题更为明显。推力锥结构可将一个齿轮的轴向力通过润滑油膜传递到另一个齿轮锥面，并与大齿轮啮合过程中产生的轴向力大小相等、方向相反，实现了轴向力的平衡。推力锥对提高传动装置效率、降低功耗、减振降噪起着重要作用。因此，推力锥的合理化设计对于我国高速大功率机械设备的制造和综合性能的提升具有重要意义。目前我国对于推力锥的设计未形成成熟体系，存在较大误差，给定关键设计参数和工况参数后无法对推力锥的润滑性能进行正确地预测，难以有效地进行推力锥的合理化设计。

2、推力锥锥面温度的变化对其润滑性能有着重要的影响，锥面温度升高是由于表面之间的摩擦所消耗的机械能转化为热能引起的。由于推力锥安装空间结构紧凑、内部高速旋转等特点，无法常规走线的方式对其进行测量，温度测量信号需经动-静耦合环节进行采集输出，现代技术中缺少对推力锥多点温度在线接触测量方法。

3、刘福林《高速推力盘热弹流润滑性能的分析》西安交通大学学报1997(06)从推力盘的实际情况出发，用数值计算联立求解雷诺方程、弹性位移方程、能量方程等，得出了高速工况下推力盘热弹流润滑接触的完全数值解。

4、孙向志zl202123084804.9提出了单斜齿锥面弹性减振止推环及带有该止推环的齿轮传动结构。

5、朱凌云《机械工程学报-基于seebeck效应的齿面温度测量研究》等人采用红外和热点偶发测量直升机尾机螺旋锥齿轮啮合面瞬时温度。

6、但以上几种技术均采用的是非接触式测量方法，测量误差大。采用红外测量方式虽然传输速率较高，成本低廉，但针对多油雾、高速等工作环境复杂对象，难以保证发射和接收端口准确，影响数据传输的可靠性。

技术实现思路

1、针对现有推力堆温度测量方式非接触式测量误差大的问题，本发明提供一种高速齿轮箱遥测式推力锥温度实时检测装置。

2、本发明所述一种高速齿轮箱遥测式推力锥温度实时检测装置，推力锥齿轮箱1内设置斜齿轮轴2，斜齿轮轴2外部套设推力锥3，推力锥温度实时检测装置包括n个热电阻温度传感器4、运动端6、运动随测单元7、固定端8、固定转承单元9和上位机10；

3、运动端6通过螺栓与止口固定到斜齿轮轴2端部，运动端6随斜齿轮轴2同步旋转，运动端6内嵌运动随测单元7；

4、固定端8固定设置于推力锥齿轮箱1的端盖上，固定端8与运动端6平行相对设置，二者之间存在工作间隙d，固定端8内嵌固定转承单元9；

5、斜齿轮轴2沿周向均布n个导线径向孔2-1，斜齿轮轴2设置轴向中心孔2-2，所述轴向中心孔2-2的内端口与n个导线径向孔2-1连通，轴向中心孔2-2的外端口开设在斜齿轮轴2端部；

6、推力锥3沿周向均布n个传感器径向孔3-1，且分别与斜齿轮轴2的n个导线径向孔2-1一一对应连通；每个传感器径向孔3-1的内部嵌放一个热电阻温度传感器4，每个热电阻温度传感器4均引出一条导线，所有导线沿其所在传感器径向孔3-1、导线径向孔2-1汇聚至轴向中心孔2-2，然后穿出与运动随测单元7连接；

7、n个热电阻温度传感器4监测推力锥3的多点温度，并通过导线传输至运动随测单元7，运动随测单元7将采集的温度数据无线传输给固定转承单元9，固定转承单元9再将温度数据通过串口传输给上位机10。

8、优选地，推力锥3的n个传感器径向孔3-1采用锁紧螺钉5固定出口端；

9、优选地，推力锥3的n个传感器径向孔3-1开设在推力锥3的圆周上，且开设点靠近推力锥3的锥面，传感器径向孔3-1内嵌放的热电阻温度传感器4用于监测推力锥3锥面的温度。

10、优选地，热电阻温度传感器4采用pt100热电阻温度传感器。

11、优选地，热电阻温度传感器4采用环氧树脂胶固定在传感器径向孔3-1的孔内壁的锥面侧。

12、优选地，热电阻温度传感器4的数量n＝4～10。

13、优选地，固定端8与运动端6之间存在工作间隙d＝1cm～2cm。

14、本发明的有益效果：

15、1)可实现推力锥高速下接触式在线实时温度测量，相比红外非接触式测量方法，测量误差较小。

16、2)采用数字多路选择方案保证温度数据以较高精度的采集，抗干扰性较强，以保证测试的可靠性与评估的准确性。

17、3)通过该试验装置，可获得载荷、转速、润滑条件变化条件下推力锥锥面温度测量，从中发现影响锥面温度的关键因素及影响规律，可指导推力锥理论设计和验证研究结果。

技术特征：

1.一种高速齿轮箱遥测式推力锥温度实时检测装置，推力锥齿轮箱(1)内设置斜齿轮轴(2)，斜齿轮轴(2)外部套设推力锥(3)，其特征在于，推力锥温度实时检测装置包括n个热电阻温度传感器(4)、运动端(6)、运动随测单元(7)、固定端(8)、固定转承单元(9)和上位机(10)；

2.根据权利要求1所述一种高速齿轮箱遥测式推力锥温度实时检测装置，其特征在于，推力锥(3)的n个传感器径向孔(3-1)采用锁紧螺钉5固定出口端。

3.根据权利要求1所述一种高速齿轮箱遥测式推力锥温度实时检测装置，其特征在于，推力锥(3)的n个传感器径向孔(3-1)开设在推力锥(3)的圆周上，且开设点靠近推力锥(3)的锥面，传感器径向孔(3-1)内嵌放的热电阻温度传感器(4)用于监测推力锥(3)锥面的温度。

4.根据权利要求1或3所述一种高速齿轮箱遥测式推力锥温度实时检测装置，其特征在于，热电阻温度传感器(4)采用pt100热电阻温度传感器。

5.根据权利要求1或3所述一种高速齿轮箱遥测式推力锥温度实时检测装置，其特征在于，热电阻温度传感器(4)采用环氧树脂胶固定在传感器径向孔(3-1)的孔内壁的锥面侧。

6.根据权利要求1或3所述一种高速齿轮箱遥测式推力锥温度实时检测装置，其特征在于，热电阻温度传感器(4)的数量n＝4～10。

7.根据权利要求1所述一种高速齿轮箱遥测式推力锥温度实时检测装置，其特征在于，固定端(8)与运动端(6)之间存在工作间隙d＝1cm～2cm。

技术总结
一种高速齿轮箱遥测式推力锥温度实时检测装置，属于设备检测技术领域，本发明为解决现有推力堆温度测量方式非接触式测量误差大的问题。本发明包括n个热电阻温度传感器、运动端、运动随测单元、固定端、固定转承单元和上位机；运动端通过螺栓与止口固定到斜齿轮轴端部，运动端随斜齿轮轴同步旋转，运动端内嵌运动随测单元；固定端固定设置于推力锥齿轮箱的端盖上，固定端与运动端平行相对设置，二者之间存在工作间隙d，固定端内嵌固定转承单元；推力锥周向均布孔中嵌放热电阻温度传感器，推力锥锥面温度以有线方式传输至运动随测单元；再无线方式通过固定转承单元发送至上位机。

技术研发人员：张坤,李硕,赵松涛,尹逊民,徐宇
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七0三研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29