Стенд для испытания редукторов с коаксиальными валами

(51)4 6 О МЗ 02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 26 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт цементного машиностроения (72) А. А. Поляков и Л. М. Ивачев (53) 621.833 (088,8)(54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ РЕДУКТОРОВ С КОАКСИАЛЬНЫМИ ВАЛАМИ (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано в стендах замкнутого контура для испытания двух-, трех-и многопоточных планетарных редукторов с коаксиальными валами высокой мощности, предназначенных для машин разЯО 1328703 А 2 личных отраслей народного хозяйства, например в высокопроизводительных веретенных и ролико-тарельчатых мельницах, в ветро-и гидроприливных аккумулирующих электростанциях, и является усовершенствованием известного стенда, описанного в а. с. СССР1295257. Целью дополнительного изобретения является испытание планетарных редукторов путем обеспечения на валах, присоединяемых к испытуемому редуктору, требуемых соотношений угловых скоростей и направлений вращений, Для этого в соединительном механизме 4, предназначенном для связи многопоточного фрикционного нагружателя 2 с испытуемой планетарной передачей 3, используются устанавливаемые на соосных валах 11, 12 центральные колеса 13, 14 с внешними зубьями, двухвенцовые сателлиты 16 и зубчатые колеса 17, причем все указанные колеса являются съемными. 3 ил.Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано в стендах замкнутого контура для испытания двух-, трех- и многопоточных планетарных редукторов с коаксиальными валами высокой мощности, предназначенных для машин различных отраслей народного хозяйства, например высокопроизводительных барабанных и роликотарельчатых мельницах, в ветро- и гидро- приливных аккумулирующих электростанциях, и является усовершенствованием из. вестного стенда по авт. св.1295257.Целью изобретения является испытание планетарных редукторов путем обеспечения на валах, присоединенных к испытуемому редуктору, требуемых соотношений угловых скоростей и направлений вращения.На фиг. 1 и 2 изображены кинематические схемы стендов замкнутого контура для испытания соответственно одно- и двухступенчатых планетарных редукторов; на фиг. 3 -- многопоточный фрикционный нагружатель с системой регулирования крутящего момента, являющийся одноступенчатым нагружателем или первой ступенью двухступенчатого нагружателя.Стенд (фиг. 1) содержит приводной двигатель 1, многопоточный фрикционный нагружатель 2, испытуемый одноступенчатый планетарный редуктор 3 и соединительный реверсивный механизм 4.Вал приводного двигателя 1 соединен с центральным, например, быстроходным валом 5 нагружателя 2. Соединительный реверсивный механизм 4 одновременно соединен с центральным и сплошным быстроходными 5 и 6 и полыми тихоходными 7 и 8 валами нагружателя 2 и испытуемого редуктора 3. Соединительный реверсивный механизм 4 содержит пустотелый вращающийся корпус 9 с прикрепленным к нему центральным колесом 10 с внутренними зубьями, соосные быстроходные валы 11 и 12 с центральными колесами 13 и 14 с внешними зубьями и водило 15 с установленными на нем на подшипниках двухвенцовыми сателлитами 16 и по меньшей мере двумя зубчатыми колесами 17. Венцы 18 сателлитов 16 зацепляют. ся с центральным колесом 4 через зубчатые колеса 17, а венцы 19 -- непосредстенно с центральными колесами 13 и 1 О.Испытуемый одноступенчатый планетарный редуктор 3 содержит водило 20 с расположенными на нем по окружности сателлитами 21, центральное колесо 22 с внешними зубьями и центральное колесо 23 с внутренними зубьями. Сателлиты 21 одновременно зацепляются с центральными колесами 2 и 23. Быстроходный вал 6 испытуемого редуктора 3 жестко соединен с центральным колесом 22, а тихоходный полый вал 8 -- с водилом 20. 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 Многопоточный нагружатель 2 (фиг. 3) содержит корпус 24 с крышкой 25, в котором на подшипниках установлены многовенцовые центральные шестерни 26 и колесо 27 с внутренними зубьями и зацепляющиеся с ними шестеренчатые блоки 28. Колесо 27 соединено с полым тихоходным валом 7, а шестерня 26 - с выходным быстроходным валом 5. Каждый шестеренчатый блок 28 состоит из набора чередующихся зубчатых ведущих 29 и ведомых 30 шестерен и расположенных между их торцами фрикционных дисков 31. Ведущие зубчатые шестерни 29 зацепляются с зубчатыми венцами шестерен 26, а ведомые шестерни 30 - с зубчатыми венцами колеса 27. Шестерни 29 и 30 установлены на подшипниках на осях 32, закрепленных в корпусе 24. Между стенками корпуса 24 и наружными торцами шестеренчатых блоков 28 установлены упорные подшипники 33 и 34, причем подшипник 33 упирается в стенку корпуса 24, а подшипник 34 подвижен в осевом направлении и поджимается поршнями 35 гидроцилиндров 36, расположенных по окружности вокруг оси 32 и закрепленных на торцах корпуса 24. Поршни 35 в гидроцилиндрах 36 поджимаются упругими элементами, например пружинами 37, с помощьк) регулировочных винтов 38. Полости гидроцилиндров 36 всех шестеренчатых блоков 28 соединены трубопроводами 39 с общей гидромагистралью 40 высокого давления, сообщаюгцейся с насосной станцией 41. С гидромагистралью 40 соединены также гидроаккумулятор 42, электроконтактный манометр 43 и вентиль 44 для слива масла из системы в бак станции 41. Быстроходный вал 5 нагружателя 2 соединен с многовенцовой центральной шестерней 26, а тихоходный полый вал 7 - с многовенцовым центральным колесом 27 нагружателя 2.Пустотелый вращакнцийся корпус 9 соединительного механизма 4 (фиг. 1) с одного торца соединен с тихоходным полым валом 7 нагружателя 2, а с другого - с тихоходным валом 8 испытуемого редуктора 3. Быстроходный вал 11 соединительного механизма 4 соединен с быстроходным валом 5 нагружателя 2, а быстроходный вал 12 - с быстроходным валом 6 испытуемого редуктора 3.Стенд (фиг. 2), предназначенный для испытания двухступенчатых планетарных редукторов, отличается тем, что между нагружателем 2 и тихоходным полым валом 7 дополнительно установлена тихоходная планетарная передача 45, а испытуемый двухступенчатый планетарный редуктор 46 имеет дополнительную тихоходную планетарную ступень 47, установленную между планетарным редуктором 3 и тихоходным полым валом 8. Центральные звенья колеса 48 с внешними зубьями и водило 49 дополнительной планетарной передачи 45 выполнены полыми для прохождения в них быстроход 13287033ного вала 5 нагружателя 2. Центральные звенья колеса 50 с внешними зубьями и водило 51 дополнительной тихоходной планетарной ступени 47 испытуемого двухступенчатого редуктора 46 также выполнены полыми для прохождения в них быстроходного вала 6 испытуемого редуктора 3.Дополнительная планетарная зубчатая передача 45 может быть выполнена в одном корпусе с многопоточным нагружателем 2 и вместе с ним представляет нагружающий блок 52 либо в отдельном своем корпусе с соединением с сопрягаемыми узлами через муфты (не показаны),Стенд работает следующим образом.Вращение от приводного двигателя 1 передается валу 5 нагружателя 2, далее вращение делится на потоки, один из которых передается через многовенцовую центральную шестерню 26 ведущим шестерням 29 блоков 28, а другой поток через другой конец вала 5 передается соосному валу 1 соединительного реверсивного механизма 4, центральному колесу 3, двухвенцовым сателлитам 16, которые, обкатываясь по внутренним зубьям центрального колеса 10, передают вращение зубчатым колесам 7 и центральному колесу 14, далее через соосный вал 12 быстроходному валу 6 испытуемого редуктора 3, центральному колесу 22, сателлитам 21, центральному колесу 23, через тихоходный полый вал 8 вращающемуся корпусу 9 соединительного механизма 4, тихоходному полому валу 7 нагружателя 2, многовенцовому центральному колесу 27 и, наконец, ведомым шестерням 30 блоков 28.При этом направление вращения ведущих 29 и ведомых 30 шестерен в блоках 28 совпадает, но благодаря выбору числа зубьев шестерен соединительного механизма 4 для каждого испытуемого редуктора 3 с таким расчетом, что суммарное передаточное отношение замкнутого контура стенда не равно 1 (близко к 1), обеспечивается вращение ведущих 29 и ведомых 30 шестерен с несколько отличными угловыми скоростями. В результате этого шестерни 29 и 30 в блоках 28 медленно проскальзывают между собой по фрикционным дискам 31, но так как шестеренчатые блоки 28 сжаты в осевом направлении пружинами 37 и гидроподпором от насосной станции 41, то проскальзывание происходит с преодолением крутящего момента трения во всех шестеренчатых блоках 28 нагружателя 2. Момент трения, возникающий в нагружателе 2, распространяется через все силовые узлы, находящиеся в кинематической цепи замкнутого контура стенда. При вращении стенда и наличии крутящего момента трения и многопоточном нагружателе 2 обеспечивается циркуляция нагрузочной мощности во всем замкнутом контуре стенда и в испытуемом планетарном редукторе 3, тем самым осуществляется испытательный эффект. 5 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Многопоточный фрикционный нагружатель 2 может находиться в режиме постоянного. крутящего момента нагружения в замкнутой системе стенда и в режиме регулирования его при пуске и на ходу. При постоянном крутящем моменте нагружения пружины 37 поджима шестеренчатых блоков 28 настраиваются на определенное усилие в пределах от минимального до максимального рабочего, при этом гидравлическая система поджима не включается. При регулируемом режиме нагружения моментом пружины 37 настраиваются на минимальное предварительное усилие (например, на 2 - 20 Я от максимального рабочего), которое необходимо для стабилизации положения шестеренчатых блоков 28, а прирагцение осевого усилия до максимального рабочего осуществляется за счет повышения давления в полости гидроцилиндров 36 с помощью насосной станции 41. Благодаря тому, что все полости гидроцилиндров 36 соединены трубопроводами 39 с одной общей гидромагистралью 40, давление и усилие в каждом гидроцилиндре одинаковы, соответственно, этому равны осевые усилия и крутящие моменты трения, действующие в каждом из шестеренчатых блоков 28, а также в каждой шестерне 29 и 30.Работа стенда, показанного на фиг. 2, осуществляется аналогично, но в этом случае в кинематическую схему замкнутого контура, где циркулирует нагрузочная испытательная мощность, дополнительно включаются тихоходная планетарная передача 45 двухступенчатого нагружающего блока 52 и тихоходная планетарная ступень 47 испытуемого двухступенчатого планетарного редуктора 46.Мощность, затрачиваемая приводным двигателем 1 стенда, расходуется на трение в подшипниках и зубчатых зацеплениях всех узлов в замкнутом контуре, а также на трение во фрикционных дисках 31 нагружателя 2. Так как путем подбора чисел зубьев шестерен соединительного реверсивного механизма 4 обеспечивается общее передаточное отношение замкнутого контура, близкое к 1, то потери на трение во фрикционных дисках 31 небольшие, близкие к О, что, соответственно, уменьшает потребление двигателем стенда энергии. Чем передаточное отношение замкнутого контура ближе к 1, тем меньше относительная величина проскальзывания и износ фрикционных дисков в нагружателе и тем меньше потери энергии, затрачиваемые на вращение стенда.На стенде могут испытываться различные планетарные редукторы с коаксиальными валами, существенно отличающиеся по передаваемым мощностям и передаточным отношениям.Постоянной частью общего передаточного отношения замкнутого контура стенда являются передаточные отношения1328703 Раг. 2 нагружающего устройства (нагружателя 2 на фиг. 1 и нагружающего блока 52 на фиг. 2) и испытуемого планетарного редуктора (одноступенчатого на фиг. 1 и двухступенчатого на фиг. 2), а переменной частью передаточное отношение сменных зубчатых колес 13, 14 и 17 и сателлитов 16 соединительного механизма 4, которое подбирается с таким расчетом, чтобы общее передаточное отношение замкнутого контура стенда было как можно ближе к 1, это уменьшает скорость проскальзывания дисков в нагружателе и дает экономию энергии при испытании редукторов с различными передаточными отношениями.В связи с тем, что сменные колеса 3, 14 и 17 и сателлиты 16 расположены внутри вращающегося соединительного реверсивного механизма 4 и соединяют собой быстроходные низкомоментные валы нагружателя 2 и испытуемого редуктора 3, их размеры и стоимость невелики, изготовление их компенсируется экономиеи энергии при испытании редукторов с разным передаточным отношением,Если передаточное отношение испытуемого планетарного редуктора 3 равно передаточному отношению нагружателя 2, то передаточное отношение сменных колес 13, 14 и 17 и сателлитов 16 соединительного механизма 4 выполняется близким, но не равным 1. 10 Формула изобретенияСтенд для испытания редукторов с коаксиальными валами по схеме замкнутого контура по авт, св.1295257, отличающийся тем, что, с целью испытания планетарных редукторов, он снабжен по меньшей мере двумя установленными на водиле дополнительными зубчатыми колесами, каждое из которых размещено между одним из венцов сателлита и центральным колесом с внешними зубьями, закрепленным на втором соосном валу, 1328703,г.Уж Составитель М. Техред И. Верее Тираж 776комитета СССР поа, Ж - 35, Раушс ческое предприяп едактор О. Юрковецкаяаказ 3477/45ВКИИПИ Государственного113035, МосквПроизводственно. полиграф кийКорректор Г. РешетникПодписноеизобретений и открытийб., д. 45город, л. Проектная, 4