专利名称：一种确定齿轮箱润滑油优选加油量的方法
技术领域：
本发明属于齿轮箱润滑技术领域，特别涉及齿轮箱润滑油加油量与功率损耗以及润滑油温度的关系，用于确定在某一工况下齿轮箱润滑油的优选加油量。
背景技术：
在齿轮箱润滑中，润滑油加油量与功率损耗和润滑油温度有着密切的关系，加油量较小时，由于润滑不充分齿轮副啮合的摩擦会导致温度升高；加油量较大时，齿轮转动的搅油损失会导致功率损耗增大；过高的工作温度会使得润滑油提前老化以及造成齿轮箱系统性能下降、缩短使用寿命，过大的功率损耗会降低齿轮箱的传动效率，因此，合适的加油量对齿轮箱系统的稳定工作有非常重要的意义。目前国内外已有一些学者在研究齿轮传动的发热问题，但还没有涉及齿轮箱优选加油量的报导。本发明采用FZG直齿轮试验台(GB/T 19936. 1-2005/IS0 14635-1 :2000) 改装添加扭矩传感器，使其能测得功率损耗。

发明内容
本发明的目的是为提高齿轮箱系统的工作性能，提出一种确定齿轮箱润滑油优选加油量的方法，该方法基于润滑油温度及功率损耗的双重因素影响，可以简单、有效地确定齿轮箱润滑油的优选加油量，实现齿轮箱的充分润滑以及较低的润滑油温度。本发明提出的一种基于润滑油温度及功率损耗的确定齿轮箱润滑油优选加油量的方法，其特征在于，包括以下步骤(I)设置工况的实验参数设置电机转速、润滑油加油量，以及测试时间；(2)在预定工况的转速和加油量条件下进行实验，测得齿轮箱功率损耗和润滑油温度在该转速和加油量下的一组实验数据；(3)重复上述步骤(2) 二次，得到相同实验条件下齿轮箱功率损耗和润滑油温度的三组数据；(4)改变电机转速，重复上述中的步骤(2)、(3)，得到不同转速下多组齿轮箱功率损耗和润滑油温度的实验数据；(5)依次改变润滑油加油量，均重复上述的⑴、(2)、(3)、⑷步骤，得到不同加油量在各个转速下的齿轮箱功率损耗和润滑油温度的多组实验数据；(6)对不同加油量在各个转速下的齿轮箱功率损耗和润滑油温度的多组实验数据进行处理，制作各转速下润滑油加油量与功率损耗曲线以及润滑油温度的关系曲线；(7)对比润滑油加油量与功率损耗关系曲线和润滑油加油量与润滑油温度关系曲线确定同时具有较小功率损耗和较低润滑油温度的加油量为该工况下齿轮箱的优选加油量。步骤￠)中每种加油量下的实验数据具体处理步骤如下〈6. 1>对在相同加油量、相同转速的实验条件下的三组数据取其平均值作为最终齿轮箱功率损耗和润滑油温度的实验结果；〈6. 2>使用上述同样的方法依次处理得到各加油量下齿轮箱功率损耗和润滑油温度的最终实验结果；〈6. 3>将实验测试中的润滑油加油量作为横坐标，各转速下，功率损耗和润滑油温度分别作为纵坐标，得到润滑油加油量与功率损耗曲线以及润滑油温度的关系曲线。本发明的特点及有益效果本发明方法首次提出结合润滑油加油量与功率损耗的关系以及润滑油加油量与润滑油温度的关系来确定齿轮箱的优选加油量。该方法可以简单、有效的测试各转速下、齿轮箱系列加油量下的功率损耗和润滑油温度。在此基础上制作加油量——功率损耗曲线和加油量——润滑油温度曲线，进而帮助确定齿轮箱的优选加油量。


图I (a)为采用本发明方法得到的润滑油加油量与润滑油温度的关系曲线；图I (b)为采用本发明方法得到的润滑油加油量与功率损耗的关系曲线；
具体实施例方式本发明提出的基于润滑油温度及功率损耗的确定齿轮箱润滑油优选加油量的方法结合实施例及附图详细说明如下本发明提出的一种基于润滑油温度及功率损耗的确定齿轮箱润滑油优选加油量的方法，其特征在于，包括以下步骤(I)设置工况的实验参数设置电机转速、润滑油加油量，以及测试时间；(2)在预定工况的转速和加油量条件下进行实验，测得齿轮箱功率损耗和润滑油温度在该转速和加油量下的一组实验数据；(3)重复上述步骤(2) 二次，得到相同实验条件下齿轮箱功率损耗和润滑油温度的三组数据；(4)改变电机转速，重复上述中的步骤(2)、(3)，得到不同转速下多组齿轮箱功率损耗和润滑油温度的实验数据；(5)依次改变润滑油加油量，均重复上述的⑴、(2)、(3)、⑷步骤，得到不同加油量在各个转速下的齿轮箱功率损耗和润滑油温度的多组实验数据；(6)对不同加油量在各个转速下的齿轮箱功率损耗和润滑油温度的多组实验数据进行处理，制作各转速下润滑油加油量与功率损耗曲线以及润滑油温度的关系曲线；(7)对比润滑油加油量与功率损耗关系曲线和润滑油加油量与润滑油温度关系曲线确定同时具有较小功率损耗和较低润滑油温度的加油量为该工况下齿轮箱的优选加油量。步骤￠)中每种加油量下的实验数据具体处理步骤如下〈6. 1>对在相同加油量、相同转速的实验条件下的三组数据取其平均值作为最终齿轮箱功率损耗和润滑油温度的实验结果；〈6. 2>使用上述同样的方法依次处理得到各加油量下齿轮箱功率损耗和润滑油温度的最终实验结果；〈6. 3>将实验测试中的润滑油加油量作为横坐标，各转速下，功率损耗和润滑油温度分别作为纵坐标，得到润滑油加油量与功率损耗曲线以及润滑油温度的关系曲线。为实现上述方法的实施例说明如下本实施例所采用的实验装置采用FZG直齿轮试验台(GB/T 19936. 1-2005/IS0 14635-1 2000)通过添加扭矩传感器，使其能测得功率损耗。本实施例中的预定的实验参数如下转速分别为800rpm、1300rpm，室温为35°C， 测试时间间隔为15min，加油量分别为O. 6L,0. 7L,0. 8L,0. 9L、L OLU. 25L、L 5L ；(以上参数仅为举例说明，并不用以限定本发明方法的实现)采用上述装置的测试方法的实施例，包括以下步骤(I)首先并安装好，接通实验装置电源，调整好测试时间间隔为15min ；(2)将选取一个预定润滑油加油量O. 6L加入实验装置中，启动电机，将转速调到预定的SOOrpm(转速参数的选择，可根据实际工况进行选择，本实施例中速度选定为 SOOrpm)，测得齿轮箱功率损耗和润滑油温度在该转速和加油量下齿轮箱功率损耗和润滑油温度的一组实验数据；(3)重复上述步骤(2) 二次，得到相同实验条件下齿轮箱功率损耗和润滑油温度的三组数据；(4)改变电机转速为1300rpm(转速参数的选择，可根据实际工况进行选择，本实施例中速度选定为1300rpm)，重复上述中的步骤(2)、(3)，得到不同该转速下齿轮箱功率损耗和润滑油温度的实验数据；(5)依次改变润滑油加油量(本实施例中加油量分别为O. 6L、0. 7L、0. 8L、0. 9L、
1.(^、1.251^、1.51^，可根据实际的工况选择加油量的范围及其增幅)，均重复上述的(I)、
(2)、(3)、(4)步骤，得到不同加油量在各个转速下齿轮箱功率损耗和润滑油温度的多组实验数据；(6)对不同加油量在各个转速下的多组实验数据进行处理，制作各转速下润滑油加油量与功率损耗曲线以及润滑油温度的关系曲线；各转速下不同加油量的实验数据具体处理步骤如下〈6. 1>对在相同加油量、相同转速的实验条件下的三组数据取其平均值作为最终齿轮箱功率损耗和润滑油温度的实验结果；〈6. 2>使用上述同样的方法依次处理得到各加油量下齿轮箱功率损耗和润滑油温度的最终实验结果；〈6. 3>将实验测试中的润滑油加油量作为横坐标，各转速下，功率损耗和润滑油温度分别作为纵坐标，得到润滑油加油量与功率损耗曲线以及润滑油温度的关系曲线。(7)根据所得到的结果，对比润滑油加油量与功率损耗关系曲线和润滑油加油量与润滑油温度关系曲线，确定同时具有较小功率损耗和较低润滑油温度的加油量为该工况下齿轮箱的优选加油量。在本实施实例中，润滑油加油量与润滑油温度关系曲线，如图1(a)可以看出；润滑油加油量与功率损耗关系曲线，如图1(b)可以看出(图中方形表示800rpm，三角形表示 1300rpm)。由图I (a)，加油量较小时润滑油温度较高，随着加油量的增大，润滑油温度先减小后增大，在加油量为0. 9-1. OL时出现一个温度最低的区域；由图I (b)，随着加油量的增大功率损耗也增大，但在I. OL之前功率损耗增幅不大，综合图1(a)和图1(b)可知润滑油加油量选0. 9L-1. OL时为最佳。 通过本发明可以比较不同加油量下的润滑油温度以及功率损耗，进而可简单有效的确定这一工况下齿轮箱的优选加油量。
权利要求
1.一种确定齿轮箱润滑油优选加油量的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤(1)设置工况的实验参数设置电机转速、润滑油加油量，以及测试时间；(2)在预定工况的转速和加油量条件下进行实验，测得齿轮箱功率损耗和润滑油温度在该转速和加油量下的一组实验数据；(3)重复上述步骤(2)二次，得到相同实验条件下齿轮箱功率损耗和润滑油温度的三组数据；(4)改变电机转速，重复上述中的步骤(2)、(3)，得到不同转速下多组齿轮箱功率损耗和润滑油温度的实验数据；(5)依次改变润滑油加油量，均重复上述的(I)、(2)、(3)、(4)步骤，得到不同加油量在各个转速下的齿轮箱功率损耗和润滑油温度的多组实验数据；(6)对不同加油量在各个转速下的齿轮箱功率损耗和润滑油温度的多组实验数据进行处理，制作各转速下润滑油加油量与功率损耗曲线以及润滑油温度的关系曲线；(7)对比润滑油加油量与功率损耗关系曲线和润滑油加油量与润滑油温度关系曲线确定同时具有较小功率损耗和较低润滑油温度的加油量为该工况下齿轮箱的优选加油量。
2.根据权利要求I中所述的方法，其特征在于，所述步骤(6)中每种加油量下的实验数据具体处理步骤如下〈6. 1>对在相同加油量、相同转速的实验条件下的三组数据取其平均值作为最终齿轮箱功率损耗和润滑油温度的实验结果；〈6. 2>使用上述同样的方法依次处理得到各加油量下齿轮箱功率损耗和润滑油温度的最终实验结果；〈6. 3>将实验测试中的润滑油加油量作为横坐标，各转速下，功率损耗和润滑油温度分别作为纵坐标，得到润滑油加油量与功率损耗曲线以及润滑油温度的关系曲线。
全文摘要
本发明涉及一种基于润滑油温度及功率损耗的确定齿轮箱润滑油优选加油量的方法，属于齿轮箱润滑技术领域。该方法包括以下步骤设置实验参数；测得齿轮箱在不同加油量下的功率损耗和润滑油温度，进而得到功率损耗和润滑油温度与加油量的关系曲线，对比加油量——功率损耗曲线和加油量——润滑油温度曲线，得出齿轮箱润滑油的优选加油量。本发明可用于确定某一工况下齿轮箱润滑油的优选加油量，实现齿轮箱的充分润滑以及较低的润滑油温度。
文档编号G01F22/00GK102589635SQ201210037300
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月17日 优先权日2012年2月17日
发明者刘莹, 周平宇, 孟永钢, 张向军, 张松鹏, 张超前, 王渊渊, 赵长龙 申请人:南车青岛四方机车车辆股份有限公司, 清华大学