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齿轮疲劳试验及装备技术


预估,其实现过程如图所示。
该方法已在风电齿轮箱疲劳 试验中使用。
齿轮箱试验台 加载转速扭矩
零件累计疲劳损 伤度 齿轮箱试验台架 损伤度
=
1 齿轮加速疲劳试验
风电齿轮箱加速疲劳试验
4.000E-01 3.500E-01 3.000E-01 2.500E-01 2.000E-01 1.500E-01 1.000E-01 5.000E-02 0.000E+00 1 2 3 4 5 轴承1 轴承2 轴承3 轴承4 轴承5 轴承6 轴承7 轴承8 轴承9
齿轮Βιβλιοθήκη 损伤度 接触0.478 0.012 0.236 0.565
齿轮 弯曲
0.035 0.165 0.324 0.993
损伤度 接触
0.078 0.054 0.113
轴承
1 3 5 7 9
损伤度
0.110 0.101 0.099 0.088 0.045
轴承
2 4 6 8
损伤度
0.113 0.225 0.583 0.052
试验台部分技术参数 额定功率: 2×3300KW 水力测功机功率:双向 7200KW 额定电压: 4.14KV±10% 系统主要技术特点: 变频调速系统采用矢量 控制技术 采用网格技术、数据库 技术 模块设计、易维护 采用统一的组态、变成、 数据管理
齿轮箱性能试验台框图
5 直升机传动系统及其试验平台
用于尾旋翼齿轮箱试验的试验台
RUAG 的MGB齿轮箱试验台: 电缆与齿轮箱上的测量点相连。
兆瓦级机械功率全封闭试验台垂直轴减速器平面布置 兆瓦级机械功率全封闭试验台平行轴减速器平面布置
3 兆瓦级功率全封闭齿轮试验台
3.2 兆瓦级试验台机械加载器 结构独特,性能优良,属过内外首创。
可实现几个千瓦 的无极加载,加载过 程无行程的限制。具 有加载灵敏、稳定等 优点。
4 大功率风电齿轮箱试验台
弯曲
0.178 0.086 0.199
20年设计寿命下轴承疲劳损伤度
试验载荷谱下齿轮损伤度
试验载荷谱下轴承损伤度
2 齿轮系统温度预测
利用传热学和网格法分析技术,分析 齿轮传动系统的拓扑结构,及系统各零部 件间的热量流动关系,创建齿轮传动系统 耦合热分析模型。
减速器内的主要换热情况
节点热平衡方程组
2 齿轮系统温度预测
4 大功率风电齿轮箱试验台
主要技术创新: 解决了双机串、并联运行动 态过程振荡问题。 实现了双机的平滑、可靠运 行。 数据采集系统实现多通道、 多类型的高精度同步采集及 风度的后处理功能。
齿轮箱性能试验台试验现场
5 直升机传动系统及其试验平台
直升机传动系统特点: 高功率密度。 减速比大、传动效率高。 美军“黑鹰”直升机总传 动比为81, 阿帕奇的总传动比为72.1 寿命长、可靠性强。 干运能力强。
美军阿帕奇直升机传动系统原理图
阿帕奇主减速器干运能力为1h、意大利
武装直升机A129干运能力为30min、虎 式直升机干运能力为30min。
美军阿帕奇直升机传动系统
5 直升机传动系统及其试验平台
AS-332超级美洲豹中型运输直升机齿轮箱
Puma旋翼齿轮箱
Puma尾旋翼齿轮箱
直升机减速器试验 齿轮箱试验的内容包括旋翼速度、扭矩、齿轮箱油压、润滑剂温度及 油温。此外,在齿轮箱负载时还将对这些变量进行测试,以测定它们是否 达到极限水平。
齿轮试验方法及装备
1 齿轮加速疲劳试验
目前存在的加速疲劳试验方法有:提高试验加载频率法、删小量 法、线型强化载荷谱法。
线型强化载荷谱法采用 Miner线性累计损伤理论, 提出了加速疲劳寿命试验方 法,实现了在较短时间内齿 轮箱疲劳寿命的试验评价与
线型强化载荷谱法实现过程
齿轮箱载荷 谱
齿轮、轴承应力 循环次数
3 可变中心距功率封闭齿轮试验台
试验齿轮箱中心距变化 时,陪试齿轮箱不发生任何 变化。与活动工作台相连的 陪试齿轮箱可以通过活动工
作台轨道的移动来适应受试
齿轮箱中心距的变化。
A为陪试齿轮箱,B为试验齿轮 箱,T为加载器,M为驱动电机
3 兆瓦级机械功率全封闭齿轮试验台
3.1 试验台结构及工作原理 采用机械功率全封闭结构。机械 功率全封闭式试验台中电动机能耗仅 为封闭功率的10%左右,较电封闭结 构更节能。该技术属于国内首创。
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