工程機(jī)械變速箱總成性能檢測(cè)分析試驗(yàn)臺(tái)及其試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)變速箱出廠前的檢測(cè)分析試驗(yàn)臺(tái)及試驗(yàn)方法，特別涉及 一種工程機(jī)械變速箱總成的各性能檢測(cè)分析的試驗(yàn)臺(tái)及其試驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 變速箱是現(xiàn)工程機(jī)械的重要傳動(dòng)部件，其為了能在整機(jī)裝配前準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)出該變 速箱的傳動(dòng)質(zhì)量和性能，變速箱在出廠前均會(huì)放置在試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行檢測(cè)。現(xiàn)變速箱試驗(yàn)臺(tái) 過多采用的是渦流測(cè)功機(jī)、液力測(cè)功機(jī)，即在試驗(yàn)臺(tái)中由驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生能量經(jīng)過待測(cè)變速 箱到終端的加載設(shè)備，這樣驅(qū)動(dòng)電機(jī)的能量通過待測(cè)變速箱消耗于終端的加載設(shè)備，造成 能量消耗大，不宜用于長(zhǎng)期試驗(yàn)中。
[0003] 另，工程機(jī)械的變速箱的輸出均是與液力變矩器連接，目前的變速箱試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì) 主要只針對(duì)變速箱的出廠檢測(cè)和性能檢測(cè)（即傳動(dòng)效率的檢測(cè)），對(duì)于液力變矩器的出廠 檢測(cè)只能在不同試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行測(cè)試，即變速箱與液力變矩器分別在不同試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行，而變 速箱與液力變矩器是一同使用的，這就造成兩者不能準(zhǔn)確模擬在同一工況下的性能試驗(yàn)， 試驗(yàn)可靠性較低；同時(shí)，現(xiàn)有的試驗(yàn)臺(tái)無法對(duì)變速箱進(jìn)行NVH檢測(cè)，使變速箱的品質(zhì)性能無 法得到進(jìn)一步提尚。
[0004] 有鑒于此，本申請(qǐng)人對(duì)上述問題進(jìn)行深入研究，遂由本案產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種工程機(jī)械變速箱總成性能檢測(cè)分析試驗(yàn)臺(tái)，其可實(shí)現(xiàn) 變速箱與液力變矩器在同一工況下進(jìn)行性能試驗(yàn)，還能對(duì)變速箱進(jìn)行NVH檢測(cè)，使變速箱 的品質(zhì)得以提高，并具有節(jié)能，省電的優(yōu)點(diǎn)。
[0006] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種工程機(jī)械變速箱總成性能檢測(cè)分析試驗(yàn)方法，其 在同一工況下對(duì)變速箱與液力變矩器進(jìn)行性能試驗(yàn)，可實(shí)現(xiàn)變速箱與液力變矩器在同一工 況下進(jìn)行性能試驗(yàn)，還能對(duì)變速箱進(jìn)行NVH檢測(cè)，使變速箱的品質(zhì)得以提高。
[0007] 為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：
[0008] -種工程機(jī)械變速箱總成性能檢測(cè)分析試驗(yàn)臺(tái)，包括基座，設(shè)置在基座上的待測(cè) 變速箱，待測(cè)液力變矩器和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出端與待測(cè)變速箱的輸入端傳動(dòng)連接， 待測(cè)變速箱的輸出端與待測(cè)液力變矩器的輸入端傳動(dòng)連接；還包括第一轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、 第二轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、第三轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、陪侍齒輪箱、加載電機(jī)、振動(dòng)傳感器和噪聲傳 感器，上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出端通過上述第一轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器與上述待測(cè)變速箱的輸入端傳 動(dòng)連接，上述待測(cè)變速箱的輸出端通過上述第二轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器與上述待測(cè)變速箱的輸出 端傳動(dòng)連接，上述待測(cè)液力變矩器的輸出端通過上述第三轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器與上述陪侍齒輪 箱的輸入端傳動(dòng)連接，上述陪侍齒輪箱的輸出端與上述加載電機(jī)的輸入端連接，上述加載 電機(jī)經(jīng)共直流母線與上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電連接；上述振動(dòng)傳感器安裝在上述待測(cè)變速箱上， 上述噪聲傳感器固定安裝于上述待液變速箱的上方。
[0009] 上述噪聲傳感器設(shè)置有三個(gè)，上述噪聲傳感器的檢測(cè)端朝下設(shè)置，并與上述待測(cè) 變速箱之間的間距為〇. 3m，三噪聲傳感器分別處于上述待測(cè)變速箱的左上方、正上方和右 上方，三噪聲傳感器的輸出端均與上述上位機(jī)的輸入端連接。
[0010] 上述待測(cè)變速箱具有輸入軸、中間軸和輸出軸，上述待測(cè)變速箱輸入軸的軸承座， 上述待測(cè)變速箱中間軸兩端的軸承座及上述待測(cè)變速箱輸出軸的軸承座上均安裝有上述 振動(dòng)傳感器。
[0011] -種工程機(jī)械變速箱總成性能檢測(cè)分析試驗(yàn)方法，包括如下步驟：
[0012] -、上位機(jī)初始化，并在上位機(jī)上輸入待測(cè)變速箱型號(hào)及試驗(yàn)類型的相關(guān)參數(shù)，準(zhǔn) 備試驗(yàn)開啟條件；
[0013] 二、啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，加載電機(jī)，對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和加載電機(jī)分別進(jìn)行轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩控制，之 后第一轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、第二轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、第三轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、振動(dòng)傳感器和噪聲傳 感器開始測(cè)量，第一轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、第二轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、第三轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、各振動(dòng) 傳感器和噪聲傳感器的采集數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡通過以太網(wǎng)發(fā)送給上位機(jī)；
[0014] 三、上位機(jī)的接收模塊接收第一轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、第二轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、第三轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速傳感器、振動(dòng)傳感器和噪聲傳感器的采集數(shù)據(jù)，且上位機(jī)接收的第一、二、三轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速 傳感器的采集數(shù)據(jù)通過上位機(jī)的轉(zhuǎn)速分析模塊進(jìn)行傳動(dòng)效率分析處理，分析得到待測(cè)變速 器和待測(cè)液力變矩器的傳動(dòng)效率；上位機(jī)接收的振動(dòng)傳感器的采集數(shù)據(jù)通過上位機(jī)的振動(dòng) 分析模塊進(jìn)行振動(dòng)分析，分析得到待測(cè)變速箱的振動(dòng)特性，且振動(dòng)分析模塊具有用于變速 箱勻速轉(zhuǎn)動(dòng)分析的頻譜分析模塊，用于變速箱勻速轉(zhuǎn)動(dòng)分析的功率譜密度分析模塊，及用 于變速箱非勻速轉(zhuǎn)動(dòng)分析的階次分析模塊；上位機(jī)接收的噪聲傳感器的采集數(shù)據(jù)通過噪聲 分析模塊進(jìn)行噪聲分析，分析得到變速箱的噪聲特性，且噪聲分析模塊具有頻譜分析模塊 和能量譜分析模塊；該轉(zhuǎn)速分析模塊、振動(dòng)分析模塊及噪聲分析模塊分析得到的數(shù)據(jù)均發(fā) 送至上位機(jī)的顯示模塊中顯示出來，并在上位機(jī)的保存模塊中保存。
[0015] 上述步驟三中階次分析模塊的階次分析步驟是先對(duì)待測(cè)變速箱不同檔位下的振 動(dòng)傳感器的信號(hào)根據(jù)式①和式②進(jìn)行等角度重采樣計(jì)算，計(jì)算得出的等角度重采樣數(shù)據(jù)作 為振動(dòng)信號(hào)階次分析的參考基頻；
[0016]
[0017] L=MXΔΘs ②
[0018] 其中，ΛΘ^為間隔采樣角度，Ei為第一轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器的等角度重采樣點(diǎn)數(shù)，I^ 為各檔位下相對(duì)輸入軸的傳動(dòng)比（其中i= 1、2…5分別表示5種檔位，j= 1、2、3分別表 示輸入軸、中間軸和輸出軸，如112表示檔位1下中間軸相對(duì)輸入軸的傳動(dòng)比值，為已知參 數(shù)），Μ為信號(hào)的總采樣樣本點(diǎn)數(shù)，L為采樣的總長(zhǎng)度；
[0019] 再對(duì)待測(cè)變速箱輸入軸轉(zhuǎn)速信號(hào)的實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)采用離散傅立葉變換計(jì)算方式 進(jìn)行計(jì)算即可得到階比幅值，此階比幅值結(jié)合等角度重采樣數(shù)據(jù)可得到階次分析譜，此階 次分析譜由上位機(jī)顯示出來，利用此階次分析譜即得到待測(cè)變速箱發(fā)生故障的故障源；該 離散傅立葉變換計(jì)算方式如下：
[0020]
[0021]
[0022]
[0023] 其中*為參考軸基準(zhǔn)頻率（j= 1、2、3,j= 1代表輸入軸基準(zhǔn)頻率，j= 2代表中 間軸基準(zhǔn)頻率，j= 3為輸出軸基準(zhǔn)頻率），&為輸入軸的轉(zhuǎn)速，即第一扭矩轉(zhuǎn)速感應(yīng)器的測(cè) 量值，L為各檔位下相對(duì)輸入軸的傳動(dòng)比（其中i= 1、2…5分別表示5種檔位，j= 1、2、 3分別表示輸入軸、中間軸和輸出軸，如112表示檔位1下中間軸相對(duì)輸入軸的傳動(dòng)比值）； 為相對(duì)參考軸的階次，F(xiàn)N為被分析對(duì)象的頻率值，Nj為參考軸轉(zhuǎn)速（j= 1、2、3分別表示 輸入軸、中間軸和輸出軸），即輸入軸的轉(zhuǎn)速為第一扭矩轉(zhuǎn)速感應(yīng)器的測(cè)量值，中間軸和輸 出軸的轉(zhuǎn)速相應(yīng)通過中間軸與輸入軸的傳動(dòng)比和輸出軸與輸入軸的傳動(dòng)比即可計(jì)算得出， 式⑤的Μ為信號(hào)的總采樣樣本點(diǎn)數(shù)，為階比幅值。
[0024] 本發(fā)明的有益效果如下：通過第一、二、三轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器的采集數(shù)據(jù)可得到待 測(cè)變速箱的輸入、輸出轉(zhuǎn)速，待測(cè)液力變矩器的輸入、輸出轉(zhuǎn)速，從而可計(jì)算得到待測(cè)變速 箱和待測(cè)液力變矩器的傳動(dòng)效率，實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)變速箱出廠試驗(yàn)檢測(cè)的同時(shí)，也可檢測(cè)液力 變矩器的傳動(dòng)效率試驗(yàn)，且待測(cè)變速箱和待測(cè)液力變矩器連接在一起進(jìn)行測(cè)試，使變速箱 和液力變矩器的測(cè)試能夠保證在同一工況條件下，并能夠更加符合測(cè)試對(duì)象的實(shí)際工作情 況，試驗(yàn)可靠性高；同時(shí)，通過振動(dòng)傳感器和噪聲傳感器可對(duì)變速箱工作情況下的振動(dòng)情況 和噪聲情況進(jìn)行采集，得以進(jìn)行NVH檢測(cè)，從而計(jì)算得到變速箱的振動(dòng)和噪聲特征，從而了 解變速箱的振動(dòng)源和噪聲源，為降低變速箱的振動(dòng)和噪聲提供可靠的理論依據(jù)，以提高變 速箱的品質(zhì)和運(yùn)行壽命；另，待測(cè)液力變矩器輸出的能量可經(jīng)陪侍齒輪箱傳遞給加載電機(jī) 發(fā)電，加載發(fā)光電機(jī)發(fā)出的電再回饋給驅(qū)動(dòng)電機(jī)再利用，實(shí)現(xiàn)能量的重新利用，節(jié)能，省電。
【附圖說明】
[0025] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖2為本發(fā)明的控制原理框圖；
[0027] 圖3為振動(dòng)傳感器和噪聲傳感器的安裝示意圖；
[0028] 圖4為上位機(jī)的振動(dòng)和噪聲分析流程圖；
[0029] 圖5為振動(dòng)信號(hào)分析流程圖；
[0030] 圖6為噪聲信號(hào)分析流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 本發(fā)