试析装载机变速箱测试系统

试析装载机变速箱测试系统装载机变速箱测试系统论文导读：本论文是一篇关于装载机变速箱测试系统的优秀论文范文,对正在写有关于变速箱论文的写有一定的参考和指导作用,.294.1.1传动系统.294.1.2传动性能参数的检测.324.2测量仪器选型.334.2.1转速转矩仪应用概况. 装载机变速箱测试系统 目录第一章 设计背景.31.1 产品测试装置的选题背景.31.2 装载机的变速箱应用情况.4 1.2.1 装载机变速箱的传动原理.5 1.2.2 装载机变速箱液压系统工作原理.6 1.2.3 装载机变速箱在车辆应用情况及其易出的故障.7 1.2.4 测试装置所要求做的工作.81.3 课题提出及其重要意义.81.4 课题的工作与论文的内容安排.9第二章 装载机液力变速箱的工况.102.1 装载机的各项指标.102.2 装载机液力变速箱驱动部分的工作情况.102.3 装载机液力变速箱输出性能.142.4 变速箱输出特性的试验数据理论计算.14第三章 装载机变速箱试验装置总体设计.173.1 实验装置的驱动、负载方式. .173.1.1 实验装置的驱动方式.173.1.2实验装置的负载方式.193.2 总体设计. .263.2.1 装载机需要测试的指标. 263.2.2 装载机变速箱测试装置的总体设计. 26第四章 机械传动系统概述. .294.1 装载机变速箱试验测功装置. 294.1.1 传动系统.294.1.2 传动性能参数的检测.324.2 测量仪器选型.33 4.2.1 转速转矩仪应用概况.33 4.2.2 转速转矩仪选型.344.3 联轴器选型.344.4 台架同步升降机构设计.35第五章 总结.41附：装载机变速箱测试系统论文导读：本论文是一篇关于装载机变速箱测试系统的优秀论文范文,对正在写有关于变速箱论文的写有一定的参考和指导作用,各项性能指标进行在线测试。1.2 装载机的变速箱应用情况工程车辆用变速箱一般有两类：机械变速箱和液力变速箱。机械变速箱主要由一根主动轴、若干从动轴、一根输出轴和一根惰轮轴（倒档用）组成，每个轴上都有一种或几种不同齿数的齿轮，这些齿轮通过装在主轴上的两组啮合套式的同步器，利用换档手柄来进行换档，由输出轴通过低速齿轮和差速器及半轴将发动机的动力传到驱动轮。机械变速箱的优点是成本低，传动效率高，但其缺点是（1）传递的扭矩适应性小，只能按照固有的传动比变化；（2）换档冲击大，噪音高；（3）换档手动操作，操作繁琐；（4）因外载荷突然增大，往往会造成发动机熄火。液力变速箱主要由液力变矩器和机械传动部分组成，机械传动部分的原理与机械变速箱的原理相似，但换档形式不同，采用动力换档，利用液压系统的动力控制液力离合器内的摩擦片的接合与分离，从而控制各档位齿轮的啮合与否。液力变速箱的优点：（1）使车辆有自适应性，可适应外载荷频繁的变化，当载荷大的时候，速度自动降低，而当载荷降低时，速度自动升高，同时保证了发动机经常工作在额定工况以下，避免了发动机因外载荷突变而熄火；（2）用液力传动可吸收并减少来自动力装置和外载荷的振动与冲击，能提高车辆的使用寿命；（3）液力传动可使车辆以任意小的速度，很大的力矩行驶，这样可以在泥泞、不平的路面条件下作业，适应的工作环境较广；（4）液力变矩器本身是一个无级自动变速箱，发动机的动力范围得到扩大。变速箱的档位可以减少，加以采用动力换档操作，可以大大简化车辆的操作。装载机经常工作在过载和载荷频繁变化的场合，因此液力变速箱非常适应装载机使用。 1.2.1装载机变速箱的传动原理 装载机液力变速箱的传动原理如图1. 1所示图1.1装载机液力变速箱的传动原理变速箱里包括液力变矩器的液力传动部分和齿轮箱中的机械传动部分，机械传动部分采用液力离合器进行换档操作，它可实现四个前进档和四个倒退档。液力变矩器与发动机刚性连接，接受发动机传来的动力，在一定的变速比下，将动力传动到前进后退档轴，前进后退档选择档位后，在经过换档离合器换档控制和齿轮传动，动力或者传送到一、三档轴，或者传送到二、四档轴，然后经输出轴将动力传至前后驱动桥，。离合器即（前进、后退离合器）为方向离合器，1，2，3，4档离合器为速度离合器，变速箱每实现一个档位必须同时接合一个方向离合器和一个速度离合器。1.2.2 装载机变速箱液压系统工作原理装载机变速箱采用液力变矩器及离合器进行传动和换档操作，需要一定的液压系统来控制和带动它运转，我公司ZL50装载机液压系统原理如下,该系统具有变速换档操纵、变矩器冷却补偿及变速箱压力润滑等功能:111. 变速箱底油箱 2.滤清器 3主溢流阀 4平稳结合阀 5主控阀 6变矩器 7单向阀 8变矩器出口压力阀 9油冷却器 10双联齿轮泵 11滤油器 图1.2 ZL50装载机液压系统原理如图1.2所示,双联齿轮泵10经吸油滤X2从变速箱底的油箱吸油，其中的变速泵提供的压力油经滤油器11和主控阀5，到达变速箱各换档阀块KV、KR、K1、K2、K1、K3、K4,完成换档动作，另一路液压油给变矩器供油，并流向润滑油道，对变速箱各部位进行压力润滑。 主控阀包括主溢流阀3、平稳结合阀4、变矩器出口压力阀8、各档电液换向阀。当双联齿轮泵10工作时，液压油首先经平稳结合阀4流向各档电液换向阀，在控制电路作用下，选择不同的档位后，换向阀中通向该档离合器阀块的油路口打开，换档阀块前进，离合器结合，该档齿轮与前级齿轮啮合，实现挂挡，传递动力。平稳结合阀的作用是限制离合器阀块的移动速度以及控制换档油路压力的上升速度，使离合器平稳地接合，同时离合器分离过程中使离合器阀块快速回位，离合器压力迅速下降而分离。主溢流阀调定压力一般在1.8-2.2MPa,当换档油路压力上升达到主溢流阀调定压力时，主溢流阀的阀口打开，溢流油进入液力变矩器6。变矩器进口背压阀设定压力为0.85MPa，控制工作油进入泵轮时的压力最大不超过0.85MPa，以保护变矩器内部各密封件不会因压力过高而损坏。同时，变矩器出口压力阀8调定压力在0.5MPa，这样可使变矩器循环圆内保持足够的压力，以防产生空穴和气蚀而降低传动效率。从变矩器出口处流出的热油，经油冷却器9冷却后与双联泵中的润滑泵的供油会合，一起进入变速箱润滑油路，对变速箱各部位进行压力润滑后流回变速箱的底壳1中。润滑泵对变速箱部位润滑起辅助作用，和变速泵提供的润滑油共同保证变速箱压力润滑所需要的润滑压力和流量。在各离合器的油路中还加有蓄能器，起着保压作用，以及防止主控阀泄漏后，油压突然下降，离合器打滑造成安全事故。1.2.3 装载机变速箱在车辆应用情况及其易出的故障要建立装载机变速箱的测试系统，首先需要分析可能出现的故障及其原因，然后针对存在的原因，确定测试项目，进而进行测试系统的设计。因装载机工作环境恶劣，工作量较大，公司在做市场调研时根据客户反馈信息及技术资料的调研，发现易出现如下一些故障， 1系统功率输出不足或无功率输出当系统处于挂挡状态下，输出端各挡位均表现为输出功率不足或无功率输出。该故障现象出现的原因可能有以下几点：a. 变速箱内的油面高度过低；b. 供油泵出口处的压力过低，供油泵存在缺陷，或者油泵出现吸空现象；c. 变矩器出来的油温度过高，加速了油脂的氧化，使其丧失其润滑功能，从而导致密封件，轴承，齿轮等零件的损坏，破坏了变速箱的传动性能。2个别挡位输出功率不足或无功率输出,主要原因可能是离合器进口处油路压力较低或者离合器摩擦片损坏。1.2.4 测试装置所要求做的工作在做产品设计时，设计的产品必须满足一定的功能，为了满足这些功能，各部件都应有一定的性能要求。这些性能指标也是检查与判断零部件合格与否的依据，在零部件发生故障时，寻找故障发生原因，是排除故障点的必要依据。因此对部件质量有重要影响的指标是我们的检测依据，在做测试装置的方案时，首先需要针对部件在车上的使用情况来确定要测试的项目。测试项目确定后，就涉及到为了测量这些项目，变速箱必须具有的工作环境，即各项指标是在装载机的何种工况下所具有的。这些工况也就是我们必须在试验装置中给变速箱提供的。在测试的项目和所需的工况确定后，为了达到这些功能，必须有一些设备与检测仪器来模拟工况和测试数据，这也就我们试验检测装置所要做的工作。1. 3 课题提出及其重要意义液力变速箱总成是装载机传动系统的重要组成部分，其性能的优劣将直接影响传动系统的性能，关系到整车质量。由于变速箱质量问题引起的返修甚至索赔的情况不仅浪费大量的人力，物力，而且也会因此严重影响企业信誉。在市场竞争非常激烈的情况下，如果企业信誉受到伤害的话，损失是不可估量的。变速箱在总装完成之后，装配到整车之前，对其进行在线检测，可以及时发现不合格品，保证整车质量，从而减少整车故障率，节省售后服务成本，为企业赢得良好声誉。变速箱进行检验还有另外的好处是及时发现变速箱在设计、制造上的缺陷，针对问题能是进行设计、制造方面的完善，不断地提高产品质量，是技术、制作地水平得到提高。1.4 课题的工作与论文的内容安排1）分析产品结构及故障发生原因，从而确定需要测试的主要项目；2）确定测试装置的设计方案；3）测试装置的设计及加工；4）测试装置的装配与调试。第二章 装载机液力变速箱的工况2.1 装载机的各项指标 装载机动力传动系统（变速箱部分）传动原理如图 5 6 7 8 9 10 装载机变速箱测试系统论文导读：本论文是一篇关于装载机变速箱测试系统的优秀论文范文,对正在写有关于变速箱论文的写有一定的参考和指导作用,1.1。其采用柴油机驱动，动力经过液力变矩器再传递给机械传动部分。液力变矩器具有无级变速器的性能，而且使装载机在低速行驶时具有高的驱动力。机械传动部分共有四档变速。其技术参数如下： 发动机：额定功率：158ke、功率Pe、燃料消耗率ge等与内燃机转速ne之间的变化关系。速度特性通常是发动机厂家通过实验测得的。我公司使用的发动机的速度特性曲线如图2. 1所示。 ge-燃油消耗率 Ne-油门最大时输出的功率 Me-油门最大时输出的扭矩 图2.1 发动机的速度特性曲线 液力变矩器具有无极变速器的功能，它的泵轮与变速箱刚性连接，涡轮与变速箱的齿轮传动部分的输入轴相连，输入、输出转矩与泵轮的转速，泵轮，涡轮的转矩系数有关，其计算公式如下：泵轮的输入转矩 (2.1)涡轮的输出转矩 (2.2) 式中：D-变矩器有效直径-变矩器工作油液的密度g-重力加速度np-泵轮转速p-泵轮转矩系数T-涡轮转矩系数p和T是随转速的函数，是在保持泵轮转速np恒定,油液及油温及油液不变情况下,测得MpnT（涡轮转速），MTnT 外特性曲线，然后根据式2.1和式2.2，对于某个确定的泵轮与涡轮转速比iTP，都有一确定的p，T值，求得其原始特性曲线，即pnT，TnT曲线，有了变矩器原始特性曲线，就可根据使用的需要绘出各种变矩器性能曲线，例如表征变矩器传动特性的特性曲线，见图2.2，研究发动机与变矩器共同工作时特性曲线见图2.2.2。图2.2 变矩器传动的特性曲线在图2.2中可知，随着速比的变化，泵的效率呈曲线变化，而变矩系数呈近似线性变化。确定变矩器变速比后，各点的变矩器的输出的力矩和功率可以通过这张图，根据变速比的数值来确定。图2.3 发动机与变矩器共同工作时特性曲线在图2. 3中，数条np-Mp曲线在是iTP一定情况下(分别iTP=0.1,0.2.0.95),根据式（2. 1）、式（2. 2）以及变矩器原始特性曲线，确定的变矩器的输入力矩Mp与变矩器的转速np的关系曲线。有此曲线即可知对于在iTP=0.1,0.2.0.95不同的变矩器变速比，随着输入转速的变化，变矩器可吸收到的不同力矩。因变矩器是一种传动部件，它与发动机匹配在一起工作的，组成联合动力装置，才能在较高效率情况下，传递机器工作所需的较大扭矩。因为变矩器的泵轮与发动机是刚性连接的，变矩器的泵轮转速np与发动机的转速ne是相等的，所以为了更全面的研究所配制的发动机和变矩器的综合性能，可以将变矩器的np-Mp曲线与发动机的neMe曲线画在一张图上。分析图2.3的由I=0到I0.95各曲线与发动机特性曲线交点,在此点发动机所产生的扭矩Me,被变矩器完全吸收,即变矩器能吸收到的最大扭矩，变矩器有自适应性，可由所受的外部扭矩来调整其涡轮输出的扭矩，但在一定的速比情况下，所能受到的最大扭矩也就是这些曲线交点，做变速箱试验装置的驱动装置设计时，必须涵盖这些曲线交点。2.3 装载机液力变速箱输出性能 由图2.3分析可知,变速箱输入转速达到与发动机特性曲线交点处的转速时,变速箱中变矩器能吸收扭矩达到最大值, 即I=0到I0.95各变速比的变矩器特性曲线与发动机特性曲线交点，在此点不但变矩器能吸收到的扭矩最大，而且由变矩器特性曲线（图2.2）知，在此点变矩器的输入转速也达到最大值。故此时液力变速箱吸收的功率最大。液力变速箱传递动力是从变矩器，再到变速箱机械传动 5 6 7 8 9 10 装载机变速箱测试系统论文导读：本论文是一篇关于装载机变速箱测试系统的优秀论文范文,对正在写有关于变速箱论文的写有一定的参考和指导作用,in，发动机的最大功率为158ke2200：转速2200r/min，变速箱输出的扭矩710N.m； n：变矩器的输入转速2200r/min；c ：变速箱的机械部分效率=95;：变矩器最高效率=85;计算得到最大功率Pmax120kd=ne/ndMe=（1500/2202）*1018=694n.m，都大于变速箱的最大转矩。根据速度调节裕度来对电机再次筛选。液力变速箱的最大转速为2320 r/min，四、六、八级电机要达到此转速，所需的频率为分别为68Hz，102 Hz、136 Hz，因此在液力变速箱最大转速时，六、八级电机调速频率超过了100 Hz，不能满足要求。3.1.2实验装置的负载方式对变速箱检测装置的设计通常分为加载与不加载的两种方案，不加载通常只能对变速箱做些跑合试验，听听噪音大小 5 6 7 8 9 10 装载机变速箱测试系统论文导读：本论文是一篇关于装载机变速箱测试系统的优秀论文范文,对正在写有关于变速箱论文的写有一定的参考和指导作用,0度电，按可反馈70%计算，约损失17500度电，约10000元。后一种方式将电能反馈回电X，没有浪费，但一次投入成本较大。下表从能吸收的功率，负载可调性，负载精度等方面对三种制动方式进行比较和总结。表3.1三种负载方式的比较制动类型吸收功率大小负载可调类型负载精度运行成本系统稳定性机械负载中间断调节低高低，检查变速箱的密封情况。如果做性能检测的话，也只能检测的变速箱输入端的一些参数，这些参数并不是实际工况情况下的所拥有的，没有实际意义。所以对变速箱进行在线性能检测，必须在变速箱的输出端增加装置，以便使变速箱的输出轴受到一定负载力，来模拟实际的行车工况。国内的汽车和工程车辆的厂家给变速箱加载方式有很多种方式例如：机械摩擦式，液力制动式，液压制动式，电、水涡流式，负载电机等，它们各有各自的优缺点，针对我厂的实际情况，我们主要考虑了机械摩擦式，电、水涡流式，负载电机这三种方式，我们从经济性，使用可靠性，以及对变速箱传递功率的吸收等方面对三种方式进行比较。（1）机械摩擦式制动 在输出端增加制动装置，可以通过气动或液压缸方式，制动摩擦片，使摩擦片与转动盘摩擦，产生制动力，来对输出轴加载一定的力矩。通过汽缸或油缸的精确行程，控制摩擦片与转动盘的摩擦力，从而形成不同的负载力矩。由于动力电机的输出功率很大（42kin,0-600n.m, 而装载机的负载范围很大，转速50-550r/min,扭矩700-6800N.m.即使使用升速装置也只能满足一段线性要求，即只能满足装载机变速箱0-3200N.m一段，或满足3200-6800N.m一段，无法同时满足全部负载图的要求。目前国内市场还没有符合装载机变速箱特性的低速大扭矩测功机，所以也无法选用此种方式。（3）负载电机 电动机吸收的机械能，可以有两种转换方式。一是将机械能转换成热能散发掉，另一种是将机械能转化为电能反馈回电X。这两种方式都能通过调节电流来线性调节负载（精度在2%以内，机械加载一般无法达到此精度），都可以任意选择负载形式。前一种方式成本低，但转换成的热能较大，只有另用加热锅炉和水循环系统来进行散热，且电能无法回收，造成很大的浪费，按每台试验30分钟计算，1000台变速箱约损失25000度电，按可反馈70%计算，约损失17500度电，约10000元。后一种方式将电能反馈回电X，没有浪费，但一次投入成本较大。下表从能吸收的功率，负载可调性，负载精度等方面对三种制动方式进行比较和总结。表3.1三种负载方式的比较制动类型吸收功率大小负载可调类型负载精度运行成本系统稳定性 机械负载中 间断调节 低高 低电涡流测功机中 线性调节 中 低 较高负载电机大线性调节 高（4%）低 高 根据分析，我们如果做出选择后，每种方式的优缺点分别如下：A选用机械负载，成本低，检测精度低，稳定性差。B三项交流电机作为负载，这又有两种方式。一是将机械能逆变成电能（或回送到直流电动机），首次投入成本高，但因电能回收，所以试验时节约电能，试验成本也就相对较低。而且这种方式环保，检测精度高，稳定性好。二是将机械能逆变成热能，成本低相对前一种形式较低，检测精度高，稳定性好，但耗费电能，试验成本较大，且需要较大场地，环保差。这两种方式都可增加升速机构，减少所选电机容量。C增加升速机构，升速后采用电涡流测功机测功。此种方式只能覆盖负载图的一段曲线。由此可见，B类的第一种方式从经济性及使用性能来考虑，还是比较合适的。 图3.1 装载机试验装置流程结构 所以装载机试验装置流程结构如图3.1所示,该方案交流电能够反馈，具有能量传输环节少、能量利用系数高、投资少、占地面积小等优点。 由表2.2知,各档输出的转速最小的为50r/min，最大的为2978 r/min。各档输出的扭矩最小的为133N.m，最大的为6089 N.m，转速和扭矩范围都较大。而做负载装置的电机应选用变频异步三相电机，电机的调速范围和对应的扭矩范围必须适应所有变速箱输出的转速和扭矩，故选择驱动电机考虑因素多,选择起来也比较复杂。负载电机的选择必须满足以下几点： 1所选的电机容量必须大于测试变速箱输出的最大功率；2负载电机能够调速的范围必须大于变速箱各档输出转速的范围，即502978r/min；3对应变速箱各档输出的速度，负载电机在此速度下，相对应的扭矩应大于变速箱在此速度下输出的扭矩。4变频异步三相电机在受到输入的扭矩的作用下，如果输入的转速与同步转速相同，扭矩方向与电机的磁场力方向相反，此时电动机就相当于发电机的作用，可将将吸收的机械能转变为电能，反馈给电X。同时电机给与之连接的装置施加反向扭矩，其大小与输入扭矩相同，方向相反，相当与给装置加载，因此这种用法的电机称为负载电机。5国内厂家提供的变频异步三相电机的指标，一般是频率调节范围3100 Hz，最大的功率在250kin时，输出的扭矩为5831N.m，如果选用八级电机（定子绕组电极对数p4），标称功率是250k=9.55P/n）初步核算为M=3183N.m，由电机的性质知，转速50r/min是在同步转速以下，电机以恒扭矩输出，电机的额定扭矩M=3183N.m，显然低于变速箱在此转速下输出的扭矩，电机不能直接给变速箱加载。而且变速箱在高速档时，其速度达到2978 r/min，如果选用高级数的电机的话，譬如八级电机，其同步转速为750r/min，电机的输入电流的频率为100 Hz时，其速度也只能达到1500 r/min，速度无法满足要求。如果选用较低级数的电机的话，其能达到的力矩又偏小，远远不能满足变速箱输出力矩的需要。鉴于电机在做负载使用时，存在着上述局限性，故考虑在负载电机的前端增加一个实验用变速箱，设定三档变速-升速、降速、等速，降速档这样可以变速箱高速档输出的速度降下来，升速档使变速箱低速档输出的速度升高，这样就可相应地降低输出的扭矩。无需变化的转矩可通过等速档输出。从而实验用变速箱将变速箱输出的转速与扭矩的范围缩小，电机的选型问题也就好解决了。初步对电机进行选型，选用八级电机，同步转速为750r/min，标称功率是200k=3183N.m，频率调节范围3100 Hz。那么电机的输入电流的频率为100 Hz时，速度达到1500 r/min，按照此转速与变速箱的最大转速的比值以及变速箱最大输出扭矩与电机的额定扭矩的比值，初步设定实验用变速箱升速的速比采用1：3，降速档的速比采用1.8：1,然后对各档速度和扭矩进行校核,结果如下:表3.2 速度校核：输出转速后退四挡降速1.8后退三挡后退二挡升速后速度后退一挡升速后速度2202981699027155165441596338181543110331662895508272816166497884119467836310892216631106149484845413622768291327179499610195451635332995156021081171119764039011701804243813541384741451135319322611145014837934831449206127851547158284651515462204297816541691905551165300000 5 6 7 8 9 10 装载机变速箱测试系统论文导读：本论文是一篇关于装载机变速箱测试系统的优秀论文范文,对正在写有关于变速箱论文的写有一定的参考和指导作用,供扭矩前进一挡升速后扭矩电机能提供扭矩14581125254719822547370325476089203025471321102025471796254733541118254755161839254711879172227161525473016100524434960165325471049810166914272547266488818304382146125479597401334130423502436812146340061335240681562911322000110919572071690121934061135200463800续表3.2输出转速前进四挡降速1.8前进三挡前进二挡升速后速度前进一挡升速后速度220 285 162 87 260 53 158 441 571 324 174 521 106 317 662 858 487 261 782 159 476 884 1145 650 348 1044 212 635 1106 1432 813 435 1306 265 794 1327 1719 955 976 523 1568 318 953 1560 2020 1122 1147 614 373 1120 1804 2337 1298 1326 710 432 1296 1932 2503 1390 1421 761 463 1388 2061 2670 1483 1515 811 493 1480 2204 2855 1586 1621 868 528 1583 0 0 0 0 0 0 0 由表3.2可见，后退四档输出的最高转速经1.8:1变速后，速度降到1654r/min，同电机厂家协商后，可以将变频器的频率调到转速1654r/min所需的频率，换句话说，八级电机可提供该转速。故所选的电机满足试验装置所需的速度要求。扭矩校核：输出转矩后退四挡降速后扭矩电机能提供扭矩后退三挡电机能提供扭矩后退二挡升速后扭矩电机能提供扭矩后退一挡升速后扭矩电机能提供扭矩1458 1079 2547 1899 2547 3549 1183 2547 5831 1944 2547 1321 977 2547 1721 2547 3216 1072 2547 5282 1761 2547 1187 879 2135 1547 2547 2891 964 2342 4750 1583 2547 1049 776 1600 1367 2547 2554 851 1755 4196 1399 2547 959 710 1279 1250 2252 2335 778 1403 3836 1279 2304 815 603 1085 1918 1062 1875 1985 662 1168 3261 1087 1919 638 472 849 1631 832 1596 1554 2547 2553 851 1633 459 339 610 1411 597 1380 1116 2547 1834 611 1412 367 272 490 1317 478 1288 894 2408 1468 489 1318 269 199 358 1235 351 1208 655 2258 1076 359 1236 179 133 239 1155 234 1129 437 2110 717 239 1156 1538 1138 0 2004 0 3744 1248 0 6151 2050 0 表3.3 扭矩校核续表3.3输出转矩前进四挡降速后扭矩电机能提供扭矩前进三挡电机能提供扭矩前进二挡升速后扭矩电机能提供扭矩前进一挡升速后扭矩电机能提供扭矩1458112525471982254737032547608920302547132110202547179625473354111825475516183925471187917222716152547301610052443496016532547104981016691427254726648881830438214612547959740133413042350243681214634006133524068156291132200011091957207169012193406113520046384938871703868166616212547266688917054593546371472624144011652547191563814743672835091374499134593225101533511137726920837412883661261683235511243751290179138248120424411794552200749250120715381187020910390613020642321410由表3.3可知，前进四挡降 5 6 7 8 9 10 装载机变速箱测试系统论文导读：本论文是一篇关于装载机变速箱测试系统的优秀论文范文,对正在写有关于变速箱论文的写有一定的参考和指导作用,变速箱的输入，输出转速、转矩。这条传动链上的所有的零件将安装在试验用的机械台架上。因为要测试两种变速箱，为了方便变速箱的装卸和定位，在机械台架中附加液压和气动装置，来自动升降，压紧变速箱。e图3.2变速箱的试验测试装置总体方案从液力变速箱中变矩器出来的液压油，温度达到100，如果这种温度的油未经任何冷却直速后扭矩，前进一挡升速后扭矩都小于电机能提供的扭矩，前进三挡、前进二挡所输出的扭矩也均小于电机提供的扭矩。所以所选的电机也符合试验装置的扭矩要求。3.2 总体设计3.2.1 装载机需要测试的指标由1.2.3节可知，变速箱性能好坏主要表现在输出功率的情况，功率不能直接测量，而输出力矩与转速是输出功率的两个表现形式。因此变速箱输出力矩与转速是判断变速箱是否在正常工作的重要指标，。由装载机的事故原因分析知，影响变速箱输出质量的因素有各档离合器的接合压力，油温以及流量，以及变矩器的进口，出口压力，油温以及流量。当变速箱出故障后，是判断故障原因的重要判断依据。测试变速箱要在符合其实际工况下进行，判断变速箱是否在实际工况下运转，其驱动力是一项重要指标。因此变速箱的驱动力矩和转速，输出力矩和转速，变矩器、离合器的接合油压、油温以及流量是测试系统测量项目。3.2.2 装载机变速箱测试装置的总体设计 变速箱要测试的工作状况确定，用电机做驱动和负载来模拟变速箱要测试的工况的工作完成后，就要对整个系统进行总体方案设计，来实现对预期要测试的工况的性能测试。 变速箱的试验测试装置总体方案如图3.2所示：动力沿着动力装置(三相异步调速电机)-连轴器-转速转矩仪-连轴器-被试变速箱连轴器-转速转矩仪-连轴器-试验用变速箱-连轴器-负载电机这条开环传动链传动，将驱动电机提供的机械能传递到负载电机, 驱动电机吸收机械能，并将其转变成电能，并通过控制系统反馈给了前端的驱动电机，形成能量的闭环流动，这种开环传动，闭环流动能量的设计使测试系统布局紧凑，运行经济。在传动过程中，转速转矩仪将速度和扭矩信号转变为电信号反馈给控制系统，经处理后在显示屏上读出。变速箱的前后两端分别装有转速转矩仪，分别测试变速箱的输入，输出转速、转矩。这条传动链上的所有的零件将安装在试验用的机械台架上。因为要测试两种变速箱，为了方便变速箱的装卸和定位，在机械台架中附加液压和气动装置，来自动升降，压紧变速箱。 e图3.2 变速箱的试验测试装置总体方案 从液力变速箱中变矩器出来的液压油，温度达到100，如果这种温度的油未经任何冷却直接回到变速箱里，会造成变速箱内的油温升高，油温持续升高，油液变稀，变速箱内的密封件加速老化，控制阀处也会因油液变稀而增加泄漏的机会，故变矩器出来的液压油必须经过冷却后，才能再回变速箱。考虑到油温比较高，采用水冷却方式进行冷却，同时在油路中增加传感器来测量油温。 变速箱的机械传动部分采用液力离合器进行换档操作，换档的可靠性与离合器结合力和结合的时间长短有关，所以必须测量离合器结合时的油路压力与油路的流量。测量出的数值转化成电信号传输到控制系统处理后由显示屏读出。在负载电机前端的试验用变速箱也采用液力变速箱的结构，其好处在于1. 可以用液力的方式进行换档操作，实现远程控制，在操作台上便可进行换档；2. 降低噪音，便于变速箱的检测；3. 换档时平稳，便于保证转矩转速仪的测量精度。液力变速箱中的液力离合器换档操作的由液压阀组成的控制系统来完成的，此液压系统必须保证离合器结合的安全、可靠，同时对摩擦片进行润滑。变速箱上安装有工作三联泵，做液力变速箱测试同时，必须进行工作三联泵的工作性能试验与变速箱的性能试验，因此按照工作泵的工况，设计一套试验测试系统来完成。变速箱在试验前需向里注油，来完成变速箱内的油循环，试验完毕必须要将里面的油放出，以便变速箱整机装配，因此设计了一个放油台架和注油装置并增加一个滤油装置对放出的油进行过滤。第四章 装载机变速箱试验测功装置装载机变速箱试验装置的驱动电机与负载电机确定后，待测装载机变速箱的需要测量的工作状况即可模拟出来，那么对于变速箱试验装置测速装置设计工作来说，还有如下工作要做：1 设计传动装置将电机的动力传给变速箱，再将动力传到负载电机处，负载电机产生一定的与变速箱输出扭矩方向相反的扭矩给变速箱加载。2 将输入的扭矩、转速和输出的扭矩、转速用测量仪器测出；这两项工作是变速箱试验装置测速部分要完成，变速箱试验装置测速部分的传动原理图如图4.1：图4.1 变速箱试验装置测速部分的传动原理图4. 1 机械传动系统概述:4.1.1 传动系统驱动电机带动变速箱的输入轴旋转，在驱动电机与变速箱的输入端之间装有转速、转矩仪，可检测输入变速箱的扭矩及转速。三台装置用联轴器和轴承座等连接部件将其连成一个输入传动链。变速箱输入轴做旋转运动并使变矩器吸收扭矩后，经过一定的速比变化，变速箱的输出轴就会以一定的功率和转速旋转，然后经过试验用变速箱的升速或减速，使输入到负载电机的转速和扭矩达到电机所需要的扭矩与转速范围，这样以一定速度带动加载电机以旋转，旋转方向与加载电机的同步磁场运转方向相反，此时与电机连接的变速箱就会受到与其转动方向相反的扭矩作用，就相当于在车辆行驶时，装载机所受到各种行车阻力，这样整个变速箱相应地产生一个大小相等，方向相反的驱动力矩。在驱动电机提供各种速度情况下，改变负载电机的电流就可产出各种负载，来模拟装载机各种行车工况。加载时，加载电机处于发电状态，向电X供电，并带动驱动电机运行，在最大程度上节约了能源损耗。在变速箱的输出轴与试验用变速箱之间安装有转速、转矩仪，可检测输入变速箱的扭矩及转速，四台装置用联轴器和轴承座等连接部件将其连成一个输出传动链。根据此传动链设计的试验台架如图4.2所示。台架采用模块化设计，轴承座，转速转矩仪、变速箱支架以及试验用变速箱按中心高不同，设计不同的小的支架上，将部件安装在上面。装配时，首先安装各种小支架，调整其中心高，减少轴向误差，然后再安装部件，这样装配、调整方便，精度高，以后维修也容易操作。试验台架因轴向要安装的东西较多，因而其平板总体有7875mm，如果设计成整体式，体积较大，长度也很长，铸造用模型费用较高，铸件的质量不易控制，且加工、装配需要的设备较大，转运也较困难。因此安装变速箱输入部分的部件和安装输出部分的部件的台架将分成两个台架设计，虽然两个台架在安装时需调整中心高，使其适应变速箱输入、输出轴之间中心距的公差要求。但这样做的话，铸件的成本降低，也较易加工，可在输出端采用轴伸万向节的连接形式，以补偿两个台架中心高的误差，万向节的两个关节用花键联接，轴向可以移动，这样安装变速箱时可以留有一定的空间，方便变速箱上、下装卸。变速箱要做堵转试验，在该工况下，变速箱输出端转速为零，如果采用电机加载进行试验，势必会导致电机过分发热从而导致电机使用寿命缩短或烧毁，造成设备损坏，因此在升速箱的后端采用了一个制动器。1.驱动电机 2.前试验台架（包括升降机构） 3.联轴器1 5.轴承座1 6.联轴器2 8.输入端转速转矩仪 9.联轴器 10.输入端支架 11.待测变速箱 13.万向节 14.轴承座 15.轴承座2 17.联轴器3 19.输出端转速转矩仪 20.联轴器3 21.后试验台架 23.试验用变速箱 24.联轴器4 28.制动器 29.负载电动机图4.2 传动链设计的试验台架4.1.2 传动性能参数的检测驱动电机为交流变频电机，通过程序控制变频器的输入与输出，从而进一步控制电机的工作状态。控制电机的工作状态的调整依据为转矩传感器和电机编码器所提供的转矩和转速信号，当转矩传感器所提供的转据信号显示的实时转矩大于或小于所需转矩时，则程序会自动增加或降低变频器提供给拖动电机的电流，从而 5 6 7 8 9 10 装载机变速箱测试系统论文导读：本论文是一篇关于装载机变速箱测试系统的优秀论文范文,对正在写有关于变速箱论文的写有一定的参考和指导作用,接，使它们一起回转并传递转矩。在变速箱试验装置中的传动链中，电机、待测变速箱、转速转矩仪等部件用联轴器联接在一起，传递转速与扭矩。由于制造、安装误差或工作时零件的变形等原因，不一定都能保证被联接的两轴精确同心，因此就会出现两轴间的轴向位移、径向位移、角位移和这些位移组合的综合位移，如果联轴器没有适应这实时调整输入/输出转矩逼近至所需值，因此在该系统上设置扭矩传感器不且能检测转速而且能够很好的模拟装载机变速箱的各种实际工作状况。通过工控机板卡采集来的数据，由程序进行运算处理后计算出该变速箱在不同工作状态下的工作效率，分析判断变速箱的合格与否，通过计算机所显示的数值和试验过程中的表象从而能够很方便的判断故障原因所在。42 测量仪器选型4.2.1 转速转矩仪应用概况:国内目前在转矩测量中,传递类转矩传感器应用十分广泛。该类传感器按转矩信号的产生方式可分为光学式、光电式、磁电式、应变式、电容式、钢弦式及机械式。同时还可根据信号传输的方法不同而分为接触型和非接触型两种。接触式测量存在接触部位的摩擦阻力