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          蝸輪蝸桿減速機加載試驗方法

          蝸輪蝸桿減速機加載試驗方法

           

          1主題內容與適用范圍
          本標準規定了傳遞動力用蝸輪蝸桿減速機(以下簡稱蝸桿減速器)加載試驗的一般要求、試驗臺與測試裝置、加載試驗方法及數據處理等。
          本標準適用于蝸桿減速器的產品定型及質量鑒定、科研樣機的整機加載性能試驗。被試的減速器的蝸桿轉速不超過1500r/min,蝸桿副嚙合的平均滑動速度不超過17m/s。
          2引用標準
          GB 6404齒輪裝置噪聲聲功率測定方法
          GB 8543驗收試驗中齒輪裝置機械振動的測定
          3試驗件的一般要求
          3.1試驗件為待出廠的產品或樣機。試驗(或抽樣)臺數按試驗目的及相應要求決定。
          3.2主要零件的材料、熱處理、機械加工等均應符合規定的技術要求。經檢驗合格并有檢查記錄。必要時在試驗前核查生產檢驗記錄或抽檢其主要項目。
          4試驗臺及測試裝置
          4.1加載試驗臺
          試驗臺的驅動與加載方式,應優先采用能耗教低的液壓或電加載的功率流封閉式。對試驗臺的主要要求:加載轉矩和轉速穩定,波動應不超過5%;運轉中根據要求能夠加載卸載,運轉平穩。
          4.2負載與轉速測量儀器
          儀器儀表類型、規格、量程、酒精應與試驗要求相適應,測試項目為加載轉矩(功率)、轉速,測試誤差應不超過讀數的1%。優先采用轉矩轉速傳感器與轉矩轉速測量儀。應在被試減速器的輸入、輸出軸端各裝一臺傳感器,直接測量試樣(僅附加聯軸器)的輸入、輸出轉矩(功率)、轉速如圖1。
          4.3安裝調試
          全部試驗裝置(不包括電控電源設備)應安裝在同一(或組合)平臺上,要求各部件找水平、對中,系統運轉靈活。先進行靜調零,調零后允許儀器轉矩顯示值多位讀數的前幾位均為零,末位數不大于4。
          脫開聯軸器6(見圖1),可測定試件5的空載轉矩。
          4.4溫度、噪聲、振動的測試儀器
          減速器的油池溫度和軸承溫度的測試,應采用經質量部門鑒定合格、量程為150℃的半導體點溫計或數字式溫度計。
          噪聲儀和測試方法應符合GB6404的規定。
          振動測試儀器和測試方法應符合GB8543的規定。
          蝸桿減速器加載試驗方法
          5加載試驗方法及數據處理
          5.1試驗項目、步驟、方法
          一般應按表1項目進行。對于根據用戶要求生產的樣機或小批量減速器,允許制造廠和用戶根據特定試驗目的選擇表1中的若干項進行,或商議特殊的加載試驗方法項目。
          表1
          類別
          內容
          說明
          空載試驗
          在額定轉速下,正、反向運轉應各不小于1h。
          要求:
          1)運轉平穩、無沖擊、無異常振動和噪聲;
          2)各邊接件、緊固件無松動;
          3)各密封處、接合處無漏汕、漏油;
          4)潤滑充分,檢查油池和軸承溫度;
          5)蝸輪齒面初始接觸斑點應符合有關標準或設計要求
          對中心距a≤100mm的減速器,
          可適當減少運轉時間,但不得小于
          0.5h
          跑合試驗
          在空載試驗合格后,進行部分負載跑合試驗。
          在額定轉速下分別按25%、50%、75%的額定負
          載逐級加載,每級負荷試驗為達到油溫平衡2h后
          再增加一級。要求:蝸輪齒面接觸斑點,沿齒長及
          齒高方向均應不小于75%,且應偏向嚙出端。
          負載性能試驗
          負載性能試驗在跑合試驗完成后進行。不同轉
          速及額定負荷下的試驗時間為達到油溫平衡后不
          小于2h,要求測定:
          1)轉矩(或功率)
          2)效率
          3)轉速和運轉時間
          4)油池溫度
          5)噪聲、振動;
          6)齒面接觸斑點及破壞情況
          對于雙向工作或未注明旋轉方
          向的減速器,應進行正、反兩項試
          驗。單向工作的減速器允許單向
          試驗,但試驗時的工作齒面和旋轉
          方向必須與其他工作狀態相同
          超載試驗
          在額定轉速下
          120%額定負荷下運轉5min
          150%額定負荷下運轉1min
          200%額定負荷下運轉0.5min
          250%額定負荷下運轉0.5min
          檢查蝸輪齒面及其他機件的損壞情況
          超載試驗應在啟動以后加載,卸
          載以后制動
          疲勞壽命試驗
          在額定負荷下,蝸輪齒面單向承載時間的應力
          循環次數,一般應達5×106次;
          檢驗項目與跑合試驗、負載性能試驗及超載試
          驗中項目相同
          1)測試蝸輪齒面接觸疲勞壽命;
          2)允許采用提高負荷的加速壽
          命試驗方法
          允許用工業應用試驗代替疲勞壽命試驗。但工業應用實際負荷必須達到額定負荷的50%以上,并應有準確的日記錄,切應使蝸輪齒面單向承載時的應力循環次數達5×106次。
          5.2試驗數據采集
          試驗中采集的數據包括:加載轉矩(功率)、轉速、噪聲、振動、溫度、時間、齒面接觸斑點等。
          至少每半小時采集一次的數據有輸入與輸出轉速、輸入與輸出轉矩(功率)、潤滑油溫、室溫。從數顯儀上采集數據或打印機取數。轉速、轉矩、功率值應每次至少采集5組數據,同時記下采集數據的時間。
          減速器的振動應在每個負荷擋次,每個轉速擋次測定一次,并記錄振動值及相應的負荷、速度與時間。
          減速器的噪聲應在空載狀態下每個轉速擋次進行測定,并記錄相應的噪聲值與轉速。
          齒面的磨損、點蝕、膠合、斷裂及接觸斑點的變化,至少每日觀察記錄一次。試驗正常,齒面無損傷時,記錄時間間隔可放長,反之齒面已出現損傷,記錄時間間隔應縮短。
          蝸桿、軸、軸承與機體在試驗中出現的不正,F象、損傷及試驗用潤滑油的種類與牌號均應記錄。
          5.3數據處理
          5.3.1試驗數據處理前,對其中的異常值應分析原因并慎重處理。
          5.3.2計算轉矩、轉速的平均值
          a. 求每次采集數據的平均值按式(1)、式(2):
          式中:——每次采集數據的轉矩平均值,N·m;
          Ti—每組數據中的轉矩值,N·m;
          K—每次采集數據的組數
          ——每次采集數據的轉速平均值,r/min
          ni—每組數據中的轉速值,r/min
          b. 求每級負荷的平均值,按式(3)、式(4):
          式中:TO—每級負荷的轉矩平均值,N·m;
          ——每級負荷的轉速平均值,r/min
          m—每級負荷采集數據的次數。5.3.3 減速器的總效率按式(5)計算。
          式中:η——減速器傳動總效率;
          T2—一次采集輸出轉矩的平均值,;
          ——與 同時采集的輸入轉矩的平均值,N·m;
          i—減速器傳動比;
          ηL—減速器輸入、輸出軸端聯軸器的總效率,且7t—禮n;
          ηrL—輸入軸端聯軸器的效率;
          ηcL—輸出軸端聯軸器的效率。
          按500,750,1000,1500r/min或額定轉速。描繪與25%,50%,75%,100%額定負荷對應的效率曲線,取縱坐標為效率值,橫坐標為載荷值。
          5.3.4溫升計算與溫度限額
          a. 溫升計算與溫度限額按式(6)計算:
          Δt=t-t0 (6)
          式中:Δt—油池溫升
          t—油池溫度
          t0——試驗室溫度
          減速器采用專用蝸輪蝸桿油潤滑時,允許最高工作油溫為100℃。
          b. 描繪溫升曲線
          在給定轉速及負荷下,以時間L為橫坐標,溫升Δt為縱坐標描繪減速器和溫升曲線。
          5.3.5負荷性能試驗、壽命試驗時蝸輪單向承載時的應力循環次數的計算
          計算應力循環次數時可以計入低于或加速壽命試驗中高于額定負荷的應力循環次數,但必須折算為目當額定負荷下的應力循環次數,一般可按式(7)計算:
          式中:Nd—相當應力循環數,次
          N—額定負荷下的應力循環數,次
          T2i—輸出軸上低于或高于額定轉矩的轉矩,N·m
          T2——額定輸出轉矩,N·m
          Ni—對應T2i的應力循環次數,次
          N=60n2L
          Ni=60n2iLi
          K—低于或高于額定轉矩的轉矩個數;
          n2——對應于。旱霓D速,r/min
          n2i——對應于T2i的轉速,r/min
          L—對應于T2的試驗時間,h
          Li—對應于T2i的試驗時間,h。
          5.3.6疲勞壽命試驗或工業應用試驗合格指標
          在額定負荷下經疲勞壽命試驗或工業應用試驗的減速器,其合格指標為:
          a.蝸輪、蝸桿與各機件應不出現裂紋與折斷現象;
          b.蝸輪輪齒磨損量應不超過齒厚的1/4;
          c.蝸輪工作齒面點蝕、剝落或膠合面積,單個齒面應不大于40%,各工作面之和應不大于30%;
          d.工作油溫應不超過規定值。
          6試驗報告
          試驗報告一般包括下列內容:
          a.試驗目的與內容;
          b.試驗件型號、主要技術參數及性能指標;
          c.試驗臺的基本結構、原理與測試裝置;
          d.試驗程序;
          e.試驗采集數據、表格或曲線;
          f.試驗結果及分析;
          g.結論及建議

           

           
           
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