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1、减速器空载、超载与接触疲劳试验规德阳东汽电站机械制造2007-06-28 / 目 录一、试验目的3二、试验标准3三、试验要求：31. 试验所用仪器32. 试验润滑要求33. 试验标准3四、试验前准备3五、空载试验31试验装置32安装调试43负载与转速测试仪器44试验方法45基本要求4六、超载试验41试验装置42安装调试53负载与转速测试仪器54加载步骤55超载试验56基本要求5七、齿轮接触疲劳寿命试验6八、试验的温度、噪声、振动测试仪器要求6九、测试数据与数据处理61数据采集62计算转矩（功率）、转速的平均值63减速器传动效率74减速器热功率曲线75负荷性能试验、疲劳寿命试验高速齿轮每齿应为循
2、环数的计算76温升计算与温度限额8十、试验合格指标81疲劳寿命试验或工业应用试验合格指标82产品质量鉴定、认证与出厂验收试验的合格指标8一、试验目的通过试验验证变桨减速器各性能参数达到设计要求，连接稳固，密封可靠。二、试验标准减速器空载试验参照/T 9050.31999圆柱齿轮减速器加载试验方法中相关要求进行。三、试验要求：1. 试验所用仪器 动力源：按齿轮箱的功率选用适当电机 试验台：按要求搭建 测量仪表：a. 温度计、Pt100仪表：用于测量被试齿轮箱润滑油温度，轴承温度。b. 测振仪：测量振动。要求测量高速轴，齿圈外部等处振动量。c. 声级仪：测量试车噪音。d. 转速表：测量齿轮箱轴与电
3、机轴转速。e. 必要时应配有一台1/3倍频程频率分析仪，并进行FFT分析。2. 试验润滑要求试验用油必须采用与齿轮箱工作时完全一致的油品，润滑油路必须是齿轮箱正常工作时的油路，试验后应更换过滤器。涂装时，为保证齿轮箱油路的完好性，不应拆卸各元件。3. 试验标准 温度：齿轮箱最高温度不应超过80，高速轴轴承温度不能超过90。 齿轮箱的空载噪音应不大于85dB（A），用GB3785中规定的型和型以上声级计，在额定转速下，在距齿轮箱中分面1米处测量，当环境噪声小于减速器噪声3dB（A）的情况下，应符合要求。 振动：要求测量高速轴轴伸，齿圈外部等处振动，应符合GB/T8543规定的C级。 效率；齿轮箱
4、效率视结构型式而定，一般应在96.597.5之间。 清洁度：齿轮箱的清洁度应符合/T7929的有关规定。四、试验前准备由于风电变桨齿轮箱在现场工作时随桨叶360旋转，而偏航减速器工作时轴线保持垂直，所以试验时要求模拟这一工况，以检查齿轮箱油润滑系统的工作情况以与齿轮轴向定位。对试验件材质和加工精度的要：主要零件的材料、热处理、机械加工应合格并有检查记录。必要时在试验前核查生产检验记录或抽检其重要项目。五、空载试验1试验装置试验装置如图1和图2所示。1传感器； 2试件； 3传感器； 4电动机； 5、6、7联轴器；图1 开式空载试验台示意图2安装调试全部试验装置（不包括电控电源设备）应装在同一（或
5、组合）平台上，要求各部件与平台保持水平、对中，系统运转灵活。先进行静调零，然后进行动调零。调改仪器转矩显示值多位读数的前几位均应为零，末位数不大于4。该平台应该可以绕水平轴线摆动90，以使试验装置的轴向处于不同工作角度。3负载与转速测试仪器仪器仪表类型不限，但其规格、量程、精度应与试验相适应。测试项目为加载转矩（功率）、转速，测试精度不超过读数的1%。优先采用转矩转速传感器与转矩转速测量仪，并应在被试验减速器的输入、输出端各装一台传感器，直接测定试件（仅附加联轴器）的输入输出转矩（功率）、转速，如图1所示。4试验方法 试车前先手动，确认无卡死现象后再正式启动。 按额定转速的30、50、80各运
6、行10分钟，观察无异常情况后再启动至额定转速。在额定转速下运行2小时，试车过程中，每隔20分钟测量下列数据并作记录：油温、轴承温度、振动、噪音。 在110额定转速下运行5分钟。 在额定转速下，反方向运行30分钟。 偏航减速器的轴线保持垂直；变桨减速器要求轴线从水平位置开始，每转动15重复上述实验步骤。5基本要求 各连接件、紧固件不松动； 各密封处接合处不漏油、不渗油； 运转平稳，无异常冲击声和杂音，噪声声压级符合要求； 润滑充分，检查轴承和油池温度，温升正常。六、超载试验1试验装置试验的驱动与加载方式与其装置不受限制。试验装置如图2所示。加载转矩和转速稳定，波动不应超过1%。运转中能进行加载和
7、卸载。1传感器； 2试件； 3传感器； 4电动机； 5、6、7、8联轴器；9加载器图2 开式超载试验台2安装调试全部试验装置（不包括电控电源设备）应装在同一（或组合）平台上，要求各部件找水平、对中、系统运转灵活。先进行静调零，然后进行动调零。调改仪器转矩显示值多位读数的前几位均应为零，末位数不大于4。该平台应该可以绕水平轴线摆动90，以使试验装置的轴向处于不同工作角度。3负载与转速测试仪器仪器仪表类型不限，但其规格、量程、精度应与试验相适应。测试项目为加载转矩（功率）、转速，测试精度不超过读数的1%。优先采用转矩转速传感器与转矩转速测量仪，并应在被试验减速器的输入、输出端各装一台传感器，直接测
8、定试件（仅附加联轴器）的输入输出转矩（功率）、转速，如图2所示。4加载步骤额定转速下，逐级加载试验，每级载荷试验，达到油温平衡1h后再增加一级（约20%额定负荷），直到平衡温度达到润滑油允许的最高温度为止。然后进行机械功率（机械强度）试验，在额定转速和转矩下高速齿轮每齿应力循环数N3106次。要求测定： 转矩（或功率）； 效率； 转速与运转时间； 轴承与油池温度、温升； 噪声，振动； 齿面接触率，齿轮损坏情况。注意在加载过程中，如有异常应立即停车消除故障后重新试车。试验后将齿轮箱油放出，并冲洗干净，更换过滤元件。5超载试验在额定转速下120%额定负荷，运转1min；150%额定负荷，运转1mi
9、n；180%额定负荷，运转0.5min。检验齿轮与其它机件损坏情况，超载试验应在起动以后加载，卸载以后制动。偏航减速器的轴线保持垂直；变桨减速器要求轴线从水平位置开始，每转动15重复上述实验步骤。6基本要求 各连接件、紧固件不松动； 各密封处、结合处不渗油； 齿面无损伤； 润滑充分，检查轴承和油池温度，温升正常； 机件无损伤。七、齿轮接触疲劳寿命试验试验装置超载试验一样，检验项目除包括超载试验中目外，还需检验在额定负荷下，高速齿轮的应力循环数分别为：调质齿轮、淬火齿轮为5107次，氮化齿轮为2106次，齿轮的接触疲劳寿命。八、试验的温度、噪声、振动测试仪器要求1. 减速器油池和轴承的温度测定可
10、采用经计量部门鉴定合格的量程到150的温度计。2. 噪声仪和测试方法应符合GB/T 6404的规定。3. 振动测试仪器和测试方法应符合GB/T 8543的规定。九、测试数据与数据处理1数据采集试验中采集的数据包括：加载转矩、功率、转速、温度、噪声、振动、齿轮磨损、时间等。至少每半小时应采集一次的数据有输入输出转速、输入输出转矩、功率值、润滑油温、轴承温度、室温。从数显仪上采数或打字机取数，转速、转矩、功率值每次至少采集5 组数据。同时记下采集数据的时间。噪声、振动应每个负荷档次、每个转速档次测定一次，并记录噪声、振动值与相应的负荷转速与时间。齿轮的磨损、点蚀、胶合、裂断与齿面接触率的变化，一般
11、至少每日观察记录一次。试验正常，无损伤，记录时间间隔可较长，反之齿面已出现损伤，记录时间间隔应较短。轴、轴承与机体等在试验中的不正常现象、损伤，润滑油的种类、牌号等均应记录。2计算转矩（功率）、转速的平均值 求每次采集数据的平均值见式（1）、式（2）：(1) (2)式中：T每次转矩平均值，Nm；n 每次转速平均值，r/min；k数据组数；Ti每组数据中的转矩值，Nm；ni每组数据中的转速值，r/min。 求每级载荷的平均值见式（3）、式（4）：(3)(4)式中：T0每级载荷的转矩平均值，Nm；Ti每次采集转矩的平均值，Nm；m每级载荷采集数据的次数；n0每级载荷的转速平均值，r/min；ni每
12、次采集转速的平均值，r/min。3减速器传动效率 减速器总效率，见式（5）；(5)式中：减速器传动总效率；T2一次采集的输出转矩的平均值，Nm；T1与T2同时采集的输入转矩的平均值，Nm；i减速器传动比；联减速器输入、输出轴头联轴器效率。 齿轮啮合效率（包括润滑搅油损失），见式（6）：(6)式中：啮齿轮啮合效率；减速器传动总效率；轴承减速器各轴承总效率。 描绘效率曲线按500，750，1000，1500 r/min或额定转速描绘25%，50%，75%，100%，110%额定负荷的效率曲线，取纵坐标为效率值，横坐标为负荷值。4减速器热功率曲线以允许最高平衡温度下的热功率（kW）为纵坐标，以相应的
13、转速为横坐标，描绘试验热功率与转速关系曲线图。5负荷性能试验、疲劳寿命试验高速齿轮每齿应力循环数的计算计算应力循环次数可计入低于额定负荷下的应力循环数，但必须折算为相当额定负荷下的应力循环数，一般可按式（7）计算： (7)式中：Nd相当应力循环数，次；N额定负荷下的应力循环数，次；Ti低于额定负荷的负荷，Nm；Ni对应Ti的应力循环数，次；T额定负荷，Nm；N=60niaLNi=60naLin1额定负荷下高速齿轮的转速，r/min；niTi对应的转速，r/min；a小齿轮转一转每齿的啮合次数；L额定负荷下试验时间，h；LiTi对应的试验时间，h。6温升计算与温度限额t = t t0(8)式中：
14、t润滑油（或轴承）的温升，；t润滑油（或轴承）的温度，；t0试验室室温，。十、试验合格指标1疲劳寿命试验或工业应用试验合格指标在额定负荷下疲劳寿命试验或工业应用3600h以的减速器，其合格的指标为：a) 齿轮与各机件无断裂。b) 齿面无胶合、擦伤。c) 齿面摩擦磨损厚度，在齿根附近测量不超过齿轮模数值的4%。d) 齿面点蚀面积限额为：调质齿轮，见式（9）：VGes = V1Ges + V2Ges2%(9)渗碳淬火与氮化齿轮，见式（10）、式（11）：VGes = V1Ges + V2Ges1%(10)VE2 = 4%(11)式中：VGes一对齿轮点蚀面积总和占有效工作面积总和的百分率；V1Ges、V2Ges分别为小、大齿轮点蚀面积总和占各自有效工作齿面积总和的百分率；VE2齿轮的齿点蚀面积占有效工作齿面积的百分率。允许出现初期点蚀，初
