一种回转减速器承载能力的检测装置及控制方法与流程

1.本发明涉及回转减速器技术领域，具体涉及一种回转减速器承载能力的检测装置及控制方法。


背景技术：

2.国内对回转减速器承载能力检测设备的研发起步较晚并且有关回转减速器承载能力试验的相关技术较少，国内已有的成型试验装置由于研制时间短和未重视基础理论研究，存在着检测单一、检测效率低、智能化程度低、购买渠道少等缺点，无法满足研究人员以相对较低的成本在多种试验条件下对回转减速器的承载能力进行准确检测和试验的需求。
3.现有回转减速器检测设备仅可单独对轴向载荷试验、转矩试验、倾覆力矩试验进行承载能力检测，但对于在复杂工况下即回转减速器在不同的输出转矩(空载、负载、超载)下受到轴向载荷或者倾覆力矩以及同时受到轴向载荷和倾覆力矩下的承载能力，现有的检测设备并无法进行有效检测。
4.鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。


技术实现要素：

5.为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种回转减速器承载能力的检测装置，包括支撑架体、装配组件、液压站和监控系统，所述装配组件设置在所述支撑架体上，所述装配组件包括磁粉制动器、联轴器、调心轴承、第一液压缸、法兰轴、卡装式扭矩传感器、回转减速器、止推轴承、第二液压缸、横梁，所述磁粉制动器、所述第一液压缸、回转减速器、所述横梁均设置在所述支撑架体上，所述磁粉制动器、所述法兰轴、所述回转减速器、所述第二液压缸同轴设置，所述第一液压缸轴线与所述法兰轴轴线垂直设置；
6.所述磁粉制动器通过所述联轴器与所述法兰轴的下端连接，所述调心轴承套设在所述法兰轴上，所述第一液压缸与所述调心轴承传动连接，所述法兰轴的上端与所述回转减速器传动连接，所述卡装式扭矩传感器设置在所述法兰轴上，所述第二液压缸通过所述横梁固定设置在所述支撑架体上，所述第二液压缸通过所述止推轴承与所述法兰轴的上端连接；
7.所述液压站与所述第一液压缸、所述第二液压缸连接，所述监控系统与所述卡装式扭矩传感器连接；
8.所述液压站包括油箱、油泵、液压缸、电机控制器、电机，所述油箱通过所述油泵与所述液压缸连接，所述油泵与所述电机连接，所述油泵与所述液压缸之间设置有反馈压感器，所述电机与所述电机控制器连接，所述反馈压感器与所述监控系统连接，所述电机控制器和所述监控系统连接。
9.较佳的，所述支撑架体包括由下至上设置的底板、第一箱体、第一支撑板、第二箱体、第三箱体、第二支撑板、液压缸套筒，所述底板通过所述第一箱体与所述第一支撑板连接，所述第一箱体和所述第二箱体分别固定设置在所述第一支撑板上下两侧，所述第三箱
体设置在所述第二箱体上方，且所述第三箱体和所述液压缸套筒分别固定设置在所述第二支撑板上下两侧。
10.较佳的，所述磁粉制动器固定设置在所述底板上，所述磁粉制动器和所述联轴器均设置在所述第一箱体内，所述法兰轴从所述第一箱体穿过所述第一支撑板设置在所述第二箱体内，所述第一液压缸固定设置在所述第一支撑板上，所述回转减速器设置在所述第三箱体内，所述第二液压缸设置在所述液压缸套筒内。
11.较佳的，所述第一箱体、所述第二箱体、所述第三箱体和所述液压缸套筒均设置有圆柱筒状结构，且所述第一箱体、所述第二箱体、所述第三箱体和所述液压缸套筒上均设置有观察槽口。
12.较佳的，所述横梁水平穿过所述第二液压缸的耳环，并通过固定在所述横梁两端的横梁轴套将所述第二液压缸固定在所述液压缸套筒内。
13.较佳的，所述第二液压缸的活塞杆下端设置有一活塞杆橡胶垫，所述第二液压缸的活塞杆下端通过所述活塞杆橡胶垫与所述止推轴承连接。
14.较佳的，在所述调心轴承和所述联轴器之间设置有轴承支座。
15.较佳的，所述底板下方有若干固定块，所述固定块中间用第二双头螺柱和第三螺母与所述底板连接。
16.较佳的，所述油箱和所述油泵之间设置有滤油器，所述油泵和所述液压缸之间设置有溢流阀、单向阀、调速阀、三位四通电磁换向阀，所述单向阀和所述调速阀之间还设置有压力表。
17.较佳的，一种回转减速器承载能力的检测装置的控制方法，所述监控系统给定工作压力以电信号的形式传送给所述电机控制器，所述电机控制器控制所述电机驱动所述油泵吸油使油液从所述油箱经所述滤油器流出，所述单向阀能够防止油液反向流动，所述溢流阀能保持系统中的压力，使压力能够稳定，油液经所述单向阀和所述溢流阀的控制后，通过所述反馈压感器将油液的工作压力反馈给所述电机控制器中，所述监控系统将工作压力的输出值与输入值进行比较，若两者的偏差大于设定的精度时，所述监控系统会将所需要提高的工作压力以电信号形式传送给所述电机控制器，再经由所述电机控制器控制所述电机转速进而控制所述油泵的工作压力，不断循环直到工作压力的输出值与输入值达到所需控制精度的范围。
18.与现有技术比较本发明的有益效果在于：本发明能使回转减速器在轴向载荷试验、转矩试验、倾覆力矩试验进行承载能力检测，还可以在复杂工况下即回转减速器在不同的输出转矩(空载、负载、超载)下受到轴向载荷或者倾覆力矩以及同时受到轴向载荷和倾覆力矩进行承载能力检测。弥补了市场上大部分试验装置只能在单一试验条件下进行检测的不足，实用、操作方便，有利于推广和增强市场竞争力。
附图说明
19.图1为所述回转减速器承载能力的检测装置的结构示意图；
20.图2为所述装配组件的结构示意图；
21.图3为所述支撑架体的结构示意图；
22.图4为所述液压站的控制连接示意图；
23.图5为数据反馈的原理图；
24.图6为所述液压站的结构示意图。
25.图中数字表示：
26.1-第一螺母；2-第一双头螺柱；3-磁粉制动器；4-联轴器；5-轴承支座；6-调心轴承；7-平键；8-第一液压缸；9-法兰轴；10-卡装式扭矩传感器；11-第一内六角螺钉；12-第二螺母；13-回转减速器；14-止推轴承；15-活塞杆橡胶垫；16-第二液压缸；17-横梁轴套；18-横梁；19-固定块；20-第三螺母；21-第二双头螺柱；22-底板；23-第一箱体；24-第一支撑板；25-第二内六角螺钉；26-第二箱体；27-第三内六角螺钉；28-第三箱体；29-第二支撑板；30-第四内六角螺钉；31-第五内六角螺钉；32-液压缸套筒；301-油箱；302-滤油器；303-油泵；304-溢流阀；305-单向阀；306-调速阀；307-压力表；308-三位四通电磁换向阀；309-液压缸；310-电机控制器；311-电机；312-反馈压感器。
具体实施方式
27.以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
28.实施例一
29.如图1、图2、图3所示，图1为所述回转减速器承载能力的检测装置的结构示意图；图2为所述装配组件的结构示意图；图3为所述支撑架体的结构示意图。
30.本发明所述回转减速器承载能力的检测装置包括支撑架体、装配组件，所述装配组件设置在所述支撑架体上，所述装配组件包括磁粉制动器3、联轴器4、调心轴承6、第一液压缸8、法兰轴9、卡装式扭矩传感器10、回转减速器13、止推轴承14、第二液压缸16、横梁18，所述磁粉制动器3、所述第一液压缸8、回转减速器13、所述横梁18均设置在所述支撑架体上，所述磁粉制动器3、所述法兰轴9、所述回转减速器13、所述第二液压缸16同轴设置；
31.所述磁粉制动器3通过所述联轴器4与所述法兰轴9的下端连接，所述调心轴承6套设在所述法兰轴9上，所述第一液压缸8与所述调心轴承6传动连接，所述法兰轴9的上端与所述回转减速器13传动连接，所述卡装式扭矩传感器10设置在所述法兰轴9上，所述第二液压缸16通过所述横梁18固定设置在所述支撑架体上，所述第二液压缸16通过所述止推轴承14与所述法兰轴9的上端连接。
32.所述支撑架体包括由下至上设置的底板22、第一箱体23、第一支撑板24、第二箱体26、第三箱体28、第二支撑板29、液压缸套筒32，所述底板22通过所述第一箱体23与所述第一支撑板24连接，所述第一箱体23和所述第二箱体26分别固定设置在所述第一支撑板24上下两侧，所述第三箱体28设置在所述第二箱体26上方，且所述第三箱体28和所述液压缸套筒32分别固定设置在所述第二支撑板29上下两侧，所述磁粉制动器3固定设置在所述底板22上，所述磁粉制动器3和所述联轴器4均设置在所述第一箱体23内，所述法兰轴9从所述第一箱体23穿过所述第一支撑板24设置在所述第二箱体26内，所述第一液压缸8固定设置在所述第一支撑板24上，所述回转减速器13设置在所述第三箱体28内，所述第二液压缸16设置在所述液压缸套筒32内。
33.较佳的，所述第一箱体23、所述第二箱体26、所述第三箱体28和所述液压缸套筒32均设置有圆柱筒状结构，且所述第一箱体23、所述第二箱体26、所述第三箱体28和所述液压缸套筒32上均设置有观察槽口以使操作人员在外部观察所述回转减速器承载能力的检测
装置内部运行情况。
34.具体的，所述回转减速器承载能力的检测装置整体呈立式筒状的结构，去除四分之一截面的简体便于观察测试状态，立式筒状的优点主要有：1、重力方向与轴系共线，可以保证竖直方向的同轴度；2、各零件安装方便，因为重力对定位过程没有影响。试验台由上中下三个装配体拼接而成，各装配体之间可以拆卸，以所述第二支撑板29和所述第一支撑板24为界限进行划分。
35.上装配体的主要结构为：
36.所述横梁18水平穿过所述第二液压缸16的耳环，并通过固定在所述横梁18两端的横梁轴套17将所述第二液压缸16固定在所述液压缸套筒32内。所述第二液压缸16的活塞杆下端设置有一活塞杆橡胶垫15，所述液压缸套筒32下端用第五内六角螺钉31固定在所述第二支撑板29上，所述第二支撑板29再通过第四内六角螺钉30与所述第三箱体28连接。
37.中间装配体的主要结构为：
38.外部采用所述第三箱体28、所述第二箱体26以及所述第一支撑板24，内部从上至下分别是所述止推轴承14、所述回转减速器13、所述法兰轴9、所述卡装式扭矩传感器10、所述调心轴承6、所述轴承支座5、所述第二液压缸16，其中所述止推轴承14放置在所述法兰轴9上端开的凹槽内，所述回转减速器13水平放置在所述第三箱体28内，所述法兰轴9上端利用第三内六角螺钉27与所述回转减速器13下端连接固定，所述卡装式扭矩传感器10分为左右两部分通过第一内六角螺钉11和第二螺母12固定在所述法兰轴9上，所述调心轴承6放置在轴承支座5上方，所述第一液压缸8水平放置在所述第一支撑板24上，所述第一支撑板24利用第二内六角螺钉25与所述第一箱体23连接。
39.下装配体的主要结构为：
40.外部是所述第一箱体23和所述底板22，所述底板22下方有4个固定块19，所述固定块19中间用第二双头螺柱21和第三螺母20与所述底板22连接，内部由所述联轴器4利用平键7与所述法兰轴9和所述磁粉制动器3输出轴连接，所述磁粉制动器3下方利用第一双头螺柱2和第一螺母1与所述底板22连接。
41.所述磁粉制动器3连接电源，通过控制电流的大小改变回转减速器的输出转矩。
42.所述卡装式扭矩传感器10可将检测的信号通过无线的方式传输到监控系统中。
43.所述调心轴承6是能适应轴心线间的角偏差有角运动的轴承，使法兰轴受到径向载荷时不会发生角度偏差。
44.所述止推轴承14是为了能均匀的承受轴向载荷。
45.本发明能使回转减速器在轴向载荷试验、转矩试验、倾覆力矩试验进行承载能力检测，还可以在复杂工况下即回转减速器在不同的输出转矩(空载、负载、超载)下受到轴向载荷或者倾覆力矩以及同时受到轴向载荷和倾覆力矩进行承载能力检测。弥补了市场上大部分试验装置只能在单一试验条件下进行检测的不足，实用、操作方便，有利于推广和增强市场竞争力。
46.具体实施方法：所述回转减速器13的输出转矩由所述磁粉制动器3控制，通过控制所述磁粉制动器3电流的大小来改变所述回转减速器13的输出转矩，使所述回转减速器13可以在无输出转矩、25％的额定输出转矩、50％的额定输出转矩、75％的额定输出转矩、100％的额定输出转矩、120％的额定输出转矩下任意切换。
47.轴向载荷的施加由所述第二液压缸16完成，具体为试验台上位于所述液压缸套筒32内的所述第二液压缸16通过液压站和监控系统组成的电液控制系统保持较高精度地提供液压缸的工作压力，所述第二液压缸16在此工作压力下转换成活塞杆的推力，通过所述止推轴承14施加给所述法兰轴9上端面，进而作为所述回转减速器13回转支承外圈上受到的轴向载荷，其中液压站上设置有反馈压感器，可将系统工作压力传输到监控系统中，通过监控系统再重新给定工作压力后，再经过上诉步骤后可改变轴向载荷的大小。
48.倾覆力矩的施加是由所述第一液压缸8完成的，具体为试验台上位于所述第一支撑板24的所述第一液压缸8通过液压站和监控系统组成的电液控制系统保持较高精度地提供所述第一液压缸8的工作压力，所述第一液压缸8在此工作压力下转换成活塞杆的推力通过所述调心轴承6施加给所述法兰轴9，进而作为所述回转减速器13受到的径向载荷，同时所述回转减速器13受到径向载荷后产生倾覆力矩。其中所述法兰轴9上有所述卡装式扭矩传感器10，可将倾覆力矩的检测信号以无线形式传输到监控系统中，液压站上设置有反馈压感器，可将系统工作压力传输到监控系统中，通过监控系统再重新给定工作压力后，再经过上诉步骤后可改变倾覆力矩的大小。
49.进行复杂工况下的试验时可以通过改变回转减速器的输出转矩、轴向载荷和倾覆力矩完成两种或多种工况下的试验。
50.实施例二
51.轴向载荷试验
52.测试要求：将回转减速器放置于试验台上，在回转支承外圈上施加该型号下对应的轴向载荷，并保持压力1min，无异常后即可。
53.轴向载荷施加方法：首先由该型号回转减速器下对应的轴向载荷计算得到第二液压缸16作相应推力所需要的工作压力，然后试验台上位于液压缸套筒32内的第二液压缸16通过液压站和监控系统组成的电液控制系统保持较高精度地提供第二液压缸16的工作压力，第二液压缸16在此工作压力下转换成活塞杆的推力，通过止推轴承14施加给法兰轴9上端面，进而作为回转减速器13回转支承外圈上受到的轴向载荷，完成回转减速器13的轴向载荷试验。
54.转矩试验(分为空载试验、负载试验和超载试验)
55.空载试验
56.测试要求：将安装好的回转减速器13在额定转速下，正反向运转各不小于10min，无异常后即可。
57.空载试验方法：不需要输出转矩，只需要保证回转减速器13在额定转速下运行即可。
58.负载试验
59.测试要求：负载试验是在空载试验后进行的，在额定转速下，分别按25％、50％、75％、100％的额定输出转矩逐级加载，每级负载试验运行30min后再增加一级，无异常后即可。
60.转矩施加方法：让回转减速器13在额定转速下运转，通过控制磁粉制动器3的电流大小控制其输出转矩的大小，完成回转减速器13在25％、50％、75％、100％的额定输出转矩下的负载试验。
61.超载试验
62.测试要求：超载试验在空载试验和负载试验后进行，负载试验完毕后的回转减速器不需改变输出转矩，在额定转速下，30s内均匀加至120％额定输出转矩后，回转减速器运转1min，无异常后即可。
63.转矩施加方法：让回转减速器13在额定转速下运转，通过控制磁粉制动器3的电流大小控制其输出转矩的大小，完成回转减速器13在120％的额定输出转矩下的超载试验。
64.倾覆力矩试验
65.测试要求：将回转减速器放置于试验台上，空载状态下驱动回转减速器顺时针和逆时针各旋转五转，无异常后施加倾覆力矩，然后驱动减速器顺时针和逆时针各旋转一转，无异常即可
66.倾覆力矩施加方法：首先将回转减速器13置于空载状态下运转，然后施加倾覆力矩。因为倾覆力矩是由回转减速器13受到径向载荷作用而产生的，因此需要通过施加径向载荷间接完成倾覆力矩的施加。
67.具体为试验台上位于第一支撑板24的第一液压缸8通过液压站和监控系统组成的电液控制系统保持较高精度地提供第一液压缸8的工作压力，第一液压缸8在此工作压力下转换成活塞杆的推力通过调心轴承6施加给法兰轴9，进而作为回转减速器13受到的径向载荷，同时回转减速器13受到径向载荷后产生倾覆力矩。
68.其中法兰轴9上有卡装式扭矩传感器10，可将倾覆力矩的检测信号以无线形式传输到监控系统中，液压站内有反馈压感器，可将系统工作压力传输到监控系统中，通过监控系统再重新给定工作压力后，再经过上诉步骤后可改变倾覆力矩的大小，即实现回转减速器13在不同倾覆力矩下的倾覆力矩试验。
69.复杂工况下对回转减速器承载能力的检测
70.测试要求：复杂工况具体是指回转减速器以额定转速运转时，在不同的输出转矩(空载、负载、超载)下受到轴向载荷或者倾覆力矩以及同时受到轴向载荷和倾覆力矩下的工况，由于输出转矩、轴向载荷和倾覆力矩的大小均不是固定的，因此其工况较为复杂。测试时以回转减速器在运行时能运行一定的时间并保持平稳和不出现异常声响为检测标准。
71.实施例三
72.如图4、图5、图6所示，图4为所述液压站的控制连接示意图；图5为数据反馈的原理图；图6为所述液压站的结构示意图。
73.所述回转减速器承载能力的检测装置还包括液压站和监控系统，所述液压站与所述第一液压缸8、所述第二液压缸16连接，所述监控系统与所述卡装式扭矩传感器10连接，所述液压站包括油箱301、油泵303、液压缸309、电机控制器310、电机311，所述油箱301通过所述油泵303与所述液压缸309连接，所述油泵303与所述电机311连接，所述油泵303与所述液压缸309之间设置有反馈压感器312，所述电机311与所述电机控制器310连接，所述反馈压感器312与所述监控系统连接，所述电机控制器和所述监控系统连接。
74.所述油箱301和所述油泵303之间设置有滤油器302，所述油泵303和所述液压缸309之间设置有溢流阀304、单向阀305、调速阀306、三位四通电磁换向阀308，所述单向阀305和所述调速阀306之间还设置有压力表307。
75.具体的，所述监控系统给定工作压力以电信号的形式传送给所述电机控制器310，
所述电机控制器310控制所述电机311以一定的转速驱动所述油泵303吸油使油液从所述油箱301经所述滤油器302(过滤油液的设备)流出，其中所述单向阀305能够防止油液反向流动，所述溢流阀304能保持系统中的压力，使压力能够稳定，当系统中的压力超过一定范围时，所述溢流阀304会减小流量使系统中的压力不会超过规定范围，起到安全阀的作用。油液经所述单向阀305和所述溢流阀304的控制后，通过所述反馈压感器312将油液的工作压力反馈给所述电机控制器310中，即将工作压力的输出值与输入值进行比较，若两者的偏差大于设定的精度时，所述监控系统会将所需要提高的工作压力以电信号形式传送给所述电机控制器310，再经由所述电机控制器310控制所述电机311转速进而控制所述油泵303的工作压力，不断循环直到工作压力的输出值与输入值达到所需控制精度的范围。
76.经过所述反馈压感器312、所述电机控制器310、所述电机311、所述油泵303、所述监控系统组成的反馈回路可以很大程度提高工作压力的控制精度，油液再经所述调速阀306(流量不受负载变化影响，保持稳定)的控制，经过所述三位四通电磁换向阀308控制所述液压缸309的推力和拉力动作，完成所述液压缸309的换向。
77.反馈回路及具体工作原理
78.由所述反馈压感器312、所述电机控制器310、所述电机311、所述油泵303、所述监控系统组成的反馈回路。将所述液压缸309的工作压力用电信号的形式传送给所述电机控制器310控制所述电机311转速进而控制所述油泵303的工作压力，经由所述反馈压感器312反馈得到输出的工作压力，将输出的工作压力与输入的工作压力进行比较，再经由监控系统将所需要提高的工作压力以电信号形式传送给所述电机控制器310，如此不断的循环直至输出值与输入值保持在一定的精度范围。
79.所述单向阀5能够防止油液反向流动。
80.所述溢流阀4能保持系统中的压力，使压力能够稳定，当系统中的压力超过一定范围时，溢流阀会减小流量使系统中的压力不会超过规定范围，起到安全阀的作用。
81.所述调速阀6使流量不受负载变化影响，保持稳定
82.试验台需要做到可以将被测回转减速器13的轴向载荷、倾覆力矩的数据传输到监控系统，完成相关试验后，监控系统再将新的工作压力通过电机控制器310给定，改变回转减速器13受到的轴向载荷和倾覆力矩进行下一试验条件的设定。回转减速器1与法兰轴9通过第三内六角螺钉27连接成一个整体，因此只需测量法兰轴9的扭矩即得到回转减速器13的倾覆力矩。
83.其中轴向载荷的大小可以通过电液控制系统中的监控系统得到即通过电液控制系统内的反馈压感器312得到油泵303输出给液压缸309的工作压力，再转换成液压缸309的推力将其传输到监控系统上，此推力即为回转减速器13受到的轴向载荷；倾覆力矩的大小是通过卡装式扭矩传感器10测得，卡装式扭矩传感器10是利用无线形式传送检测信号并安装在被测轴系上的，这里将其安装在与回转减速器13相连的法兰轴9上，通过测量法兰轴9的扭矩得到被测回转减速器13的扭矩大小，即倾覆力矩的大小，并将检测信号传输到监控系统中。
84.以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。