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圓柱齒輪減速器加載試驗方法(JB/T9050.3-1999) 
  詳細介紹:
發(fā)布時間:2007-5-31 13:36:07 
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1范圍
本標準規(guī)定了圓柱齒輪減速器加載試驗和數據處理方法,同時也規(guī)定了對試驗件、測試裝置的要求。
本標準主要適用于漸開線齒形圓柱齒輪減速器科研樣機(新產品開發(fā)樣機)、產品質量認證、產品出廠驗收時的加載試驗。被試減速器的高速軸轉速不超過1500r/min,齒輪圓周速度不超過20m/s。
2引用標準
下列標準所包含的條文,通過在本標準中引用而構成為本標準的條文。本標準出版時,所示版本均為有效。所有標準都會被修訂,使用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性。
GB/T6404—1986  齒輪裝置噪聲聲功率級測定方法
GB/T8543—1987  驗收試驗中齒輪裝置機械振動的測定
GB/T10095—1988  漸開線圓柱齒輪精度
3試驗件的要求
3.1試驗件及其數量的一般規(guī)定
試驗件為待出廠產品或樣機,試驗臺數由試驗項目的和要求決定,不應有其他限制。
3.2試驗件的材質,加工精度
主要零件的材料、熱處理、機械加工應合格并有檢查記錄。必要時在試驗前核查生產檢驗記錄或抽檢其重要項目。
4測試裝置的要求
4.1加載試驗臺
試驗的驅動與加載方式及其不受限制。開式試驗臺見圖1a),封閉功率流式試驗臺見圖1b)。優(yōu)先采用能耗較低的封閉功率流式。加載轉矩和轉速穩(wěn)定,波動不應超過1%。運轉中能進行加載和卸載。
圓柱齒輪減速器加載試驗方法
4.2負載與轉速測試儀器
儀器儀表類型不限,但其規(guī)格、量程、精度應與試驗相適應。測試項目為加載轉矩(功率)、轉速,測試精度不超過讀數的1%。優(yōu)先采用轉矩轉速傳感器與轉矩轉速測量儀,并應在被試驗的減速器的輸入、輸出端各裝有一臺傳感器,直接測定試件(僅附加聯軸器)的輸入輸出轉矩(功率)、轉速,如圖1a)與圖1b)。
4.3安裝調試
全部試驗裝置(不包括電控電源設備)應裝在同一(或組合)平臺上。要求各部件找水平、對中系統(tǒng)運轉靈活。先進行靜調零,然后進行動調零。調改儀器轉矩顯示值多位讀數的前幾位均應為零,末位數不大于4。
脫開聯軸器8(見圖1),可測定試件2的空載轉矩。
5負載試驗的溫度、噪聲、振動測試儀器要求
減速器油池和軸承溫度測定可采用經計量部門鑒定合格的量程到150 C的溫度計。
噪聲儀和測試方法應符合GB/T6404的規(guī)定。
振動測試儀器和測試方法應符合GB/T8543的規(guī)定。
6減速器的加載試驗
6.1試驗項目、步驟、方法
6.1.1科研樣機(新產品開發(fā)樣機)試驗
一般應按表1進行試驗。
表1
分類
項目
說明
序號
名稱
序號
內容
空載試驗
 
 
 
1
2
3
4
在額定轉速下,正、反兩向運輸不小于
1h。
要求:
各連接件、緊固件不松動;
各密封處接合處不漏油、不滲油;
運轉平穩(wěn),無沖擊;
潤滑充分,檢查軸承和油池溫度
 
負荷性能試驗
 
 
 
 
 
 
 
5
6
7
8
9
10
在空載試驗合格后,進行熱功率測試。
在額定轉速下,逐級加載試驗,每級載
荷試驗達到油溫平衡1h后再增加一級
(約20%額定負荷),直到平衡溫度達到
潤滑油允許的最高溫度為止。然后進
行機械功率(機械強度)試驗,在額定轉
速和轉矩下高速齒輪每齒應力循環(huán)數
N≥3×106次。要求規(guī)定:
轉矩(或功率);
效率;
軸承與油池溫度、溫升;
噪聲,振動;
齒面接觸率,齒輪損壞情況
熱功率(即在一定潤滑冷卻條件
下減速器油溫不超過允許最高平
衡油溫時的功率)試驗的潤滑冷
卻措施,應符合其熱功率表要求。
機械功率試驗時可采取任意冷卻
措施
超載試驗
 
 
 
 
11
在額定轉速下
120%額定負荷,運轉1min;
150%額定負荷,運轉1min;
180%額定負荷,運轉0.5min;
檢驗齒輪及其他機件損壞情況
超載試驗應在起動以后加載,卸
載以后制動
齒面接觸疲勞壽命試驗
 
 
 
12
在額定負荷下,高速齒輪的應力循環(huán)數:
調質齒輪、淬火輪為5×107次,氮化
齒輪為2×106次。
檢驗項目與5~11項同
測試齒面接觸疲勞壽命
對于輸出轉矩T2>10t·m的減速器驗收,負荷試驗的加載轉矩(功率),允許用戶與制造廠協(xié)商確定。
允許用工業(yè)應用試驗代替疲勞壽命試驗,但工業(yè)應用實際負荷必須達到額定負荷,并有準確的日記錄,試驗時間不小于3600h。
6.1.2產品質量認證試驗
產品質量鑒定、認證試驗按表1中序號Ⅰ~Ⅲ各項目進行試驗。齒面接觸疲勞壽命試驗可免做。
6.1.3產品出廠、驗收試驗
一般應進行表1中序號Ⅰ~Ⅲ各項試驗,但負荷性能試驗與超載試驗允許按實用負荷加載,且負荷試驗運轉時間允許以達到溫度平衡為止,不需N≥3×106次。批量生產時允許抽樣試驗,抽樣數不小于批量的10%。如抽樣試驗發(fā)現不合格產品,應在抽試10%,仍有不合格產品,應全數試驗。
6.2測試數據與數據處理
6.2.1數據采集
試驗中采集的數據包括:加載轉矩、功率、轉速、溫度、噪聲、振動、齒輪磨損、時間等。
至少每半小時應采集一次的數據有輸入輸出轉速、輸入輸出轉矩、功率值、潤滑油溫、軸承溫度、室溫。從數顯儀上采數或打字機取數,轉速、轉矩、功率值每次至少采集5組數據。同時記下采集數據時間。
噪聲、振動應每個負荷檔次、每個轉速檔次測定一次,并記錄噪聲、振動值及相應的負荷轉速與時間。
齒輪的磨損、點蝕、膠合、裂斷及齒面接觸率的變化,一般至少每日觀察記錄一次。試驗正常,無損傷,記錄時間間隔可較長,反之齒面已出現損傷,記錄時間間隔應較短。軸、軸承與機體等在試驗中的不正,F象、損傷,潤滑油的種類、牌號等均應記錄。
6.2.2計算轉矩(功率)、轉速的平均值
a)求每次采集數據的平均值見式(1)、式(2):
式中:——每次轉矩平均值,N·m;
      N——每次轉速平均值,r/min;
      K——數據組數;
      Ti——每組數據中的轉矩值,N·m;
      ni——每組數據中的轉速值,r/min;
b)求每級載荷的平均值見式(3)、式(4):
式中:——每級載荷的轉矩平均值,N·m;
      ——每次采集轉矩的平均值N·m;
      M——每級載荷采集數據的次數;
      ——每級載荷的轉速平均值,r/min;
      ——每次采集轉速的平均值,r/min;
6.2.3減速器傳動效率
a)減速器總效率,見式(5):
試中:η——減速器傳動總效率;
        —一次采集的輸出轉矩的平均值,N·m;
        ——與 同時采集的輸入轉矩的平均值,N·m;
        i——減速器傳動比;
       η——減速器輸入、輸出軸頭聯軸器效率。
b)齒輪嚙合效率(包括潤滑攪油損失),見式(6):
式中:η——齒輪嚙合效率;
       η——減速器傳動總效率;
      η軸承——減速器各軸承總效率
c)描繪效率曲線
按500,750,1000,1500r/min或額定轉度描繪25%,50%,75%,100%,110%額定負荷的效率曲線,取縱坐標為效率值,橫坐標為負荷值。
6.2.4減速器熱功率曲線
以允許最高平衡溫度下的熱功率(kw)為縱坐標,以相應的轉速為橫坐標,描繪試驗熱功率與轉速關系曲線圖。
6.2.5負荷性能試驗、疲勞壽命試驗高速齒輪每齒應為循環(huán)數的計算
計算應力循環(huán)次數可計入低于額定負荷下的應力循環(huán)數,但必須折算為相當額定負荷下應力循環(huán)數,一般可按式(7)計算:
式中:Nd——相當應力循環(huán)數,次
      N——額定負荷下的應力循環(huán)數,次
      Ti——低于額定負荷的負荷,N·m
      Ni——對應Ti的應力循環(huán)數,次
      T——額定負荷,N·m
      N=60nial
      Ni=60niali
      ni——額定負荷下高速齒輪的轉速r/min
      ni——Ti對應的轉速r/min
      a——小齒輪一轉每齒的嚙合次數;
      L——額定負荷下試驗時間,h;
      Li——Ti對應的試驗時間,h。
6.2.6溫升計算與溫度限額,見式(8):
Δt=t-t0                                      (8)
式中:Δt——潤滑油(或軸承)的溫升,℃
      t——潤滑油(或軸承)的溫度,℃
      t0——試驗室室溫,℃
6.3試驗合格指標
6.3.1疲勞壽命試驗或工業(yè)應用試驗合格指標:
在額定負荷下疲勞壽命試驗或工業(yè)應用3600h以內的減速器,其合格的指標為:
a) 齒輪與各機件無斷裂;
b) 齒面無膠合、擦傷;
c) 齒面摩擦、磨損厚度,在齒根附近測量不超過齒輪模數值的4%。
d) 齒面點蝕面積限額為:
調質齒輪,見式(9):
VGes=V1Ges+V­2Ges≤2%                                 (9)
滲碳淬火與氮化齒輪,見式(10)、式(11):
VGes=V1Ges+V2Ges≤1%                                (10)
VF2=4%                                    (11)
式中:VGes——對齒輪點蝕面積總和占有效工作面積的百分率;
      V1Ges、V2Ges——分別為小、大齒輪點蝕面積總和占各自有效工作齒面積總和的百分率;
      VE2——齒輪的齒點蝕面積占有效工作齒面積的百分率。
允許出現初期點蝕,初期點蝕可不計入點蝕面積內。初期點蝕的特征是收斂性點蝕,點蝕點直徑小于1mm。
e)整機效率η,對齒輪精度等級為GB/T10095的6級和6級以上的減速器,η≥0.980n,6級以下的為η≥0.975n,此處n為齒輪傳動級數。
f)按熱功率或工作功率加載,平衡油溫不高于100℃或溫升不高于80℃。
g) 噪聲≤85dB(A)。
6.3.2產品質量鑒定、認證及出廠驗收試驗合格指標。
a)齒面硬度高于50HRC且經磨削加工的齒輪除允許齒面磨損厚≤0.1mm外,齒輪不得有任何損傷,調質滾齒齒輪允許齒面有個別小點蝕點,磨損厚≤0.1mm,初此以外,齒輪不得有其他損傷。
b)齒面接觸率、齒側間隙達到設計要求;
c)各機件完好、無損;
d)效率、油溫、噪聲指標與6.3.1所列相同。
 
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