专利名称：大功率齿轮箱机械封闭式综合试验装置的制作方法
技术领域：
本发明属于动力传动装置，涉及大型齿轮箱、特别是风力发电齿轮箱的运转性能 试验的大功率齿轮箱机械封闭式综合试验装置，大功率齿轮箱的功率高达3000千瓦。
背景技术：
风电齿轮箱是风力发电机组中一个重要部件。由于风力发电机机组常安装在高 山、荒野、海滩等自然环境恶劣交通不便风口处，一旦出现故障，修复困难且成本较高，故对 其齿轮箱性能和可靠性提出了非常严格的要求。因此，风电齿轮箱在总装完成之后，必须对 齿轮箱进行性能试验。目前大功率齿轮箱试验台大多采用开式机械结构或电封闭式结构，开式机械结构 存在系统运转时功率不能循环利用，而且制造和试验成本较高；而电封闭式结构的交流变 频回馈式齿轮箱试验装置虽可实现电能反馈，但结构复杂，制造和维护成本较高，反馈回电 网的电能也不稳定，影响电网供电质量。本发明就是这样一套试验装置，主要对3000千瓦风电齿轮箱在0 120%额定 载荷情况下运转时齿轮、轴、轴承和箱体的强度进行试验，检验齿面磨损、功率损耗、油温变 化、箱体的密封等。

发明内容
本发明的目的为了克服上述现有技术存在的问题及缺点，而提供一种大功率齿轮 箱机械封闭式综合试验装置，本装置是一套封闭功率流式齿轮箱性能试验装置，具有以下 优点在装置运转时功率可以循环利用，驱动电机仅补偿装置消耗的各摩擦损耗等，节省能 源，制造和试验成本较低。大功率齿轮箱机械封闭式综合试验装置，包括驱动电机、二个传动箱、试验齿轮 箱、陪试齿轮箱、弹性扭力轴、传动轴、扭矩加载器、二个扭矩传感器、多个联轴器、润滑系 统、监控系统，其特征在于驱动电机通过联轴器与一扭矩传感器连至一传动箱，一传动箱 依次与另一扭矩传感器、陪试齿轮箱、试验齿轮箱、另一传动箱相连；扭矩加载器依次与一 传动箱、弹性扭力轴相连，弹性扭力轴通过联轴器依次与传动轴、另一传动箱相连；二个传 动箱之间连接成一个封闭式的整体；润滑系统采用稀油集中润滑系统，在齿轮及每个轴承 处均设置润滑油喷嘴，监控系统分别与二个扭矩传感器、驱动电机的变频器、润滑系统控制 站和扭矩加载器相连。本发明还包括轴承座，所述的传动轴都安装在轴承座上。所述的联轴器采用双摩擦片结构或鼓形齿结构。扭矩加载器采用机械式扭矩动态加载器。监控系统采用现有的中央控制台。润滑系统采用现有的稀油集中润滑系统对装置 内需要润滑的部件进行润滑。本发明是一个机械传动封闭装置，试验时将试验的齿轮箱装入，当扭矩加载器对内加上一个同心偏转角时，装置内就会产生一定的扭矩，得到一个相应的势能，这时驱动电 机通过传动箱将装置带动，驱动电机仅补偿装置消耗的各摩擦损耗等。联轴器采用双摩擦 片结构或鼓形齿轮结构，以克服装置内部各部件同轴度误差。扭矩加载器采用先进机械式 扭矩动态加载器，负责给本装置内部提供封闭功率，加载扭矩最高达30000N · m,并可正反 两方向加载，工作转速0 1800r/min，试验功率达3000KW。驱动电机采用变频器调速技术， 保证了齿轮箱运转平稳。中央控制台向驱动电机的变频器和扭矩加载器的控制箱发送控制指令，并实时监 测试验齿轮箱、陪试齿轮箱和传动箱润滑油温、注油压力、润滑油流量、试验齿轮箱轴承温 度、陪试齿轮箱轴承温度、电机轴承及绕组温度、加载力矩等等，并实时记录。当任一参数发 现异常时，中央控制台都能实现声、光报警并采取相关的应急措施，确保本装置的安全，对 于试验数据如加载力矩、转速、油温、油压、流量等具备实时记录、查询、生成报表及打印功 能。本发明目前已经圆满完成风电齿轮箱性能试验，其试验方法、过程和试验数据已 得到船级社认可并顺利通过船级社论证。该装置结构简单，节约能源，制造和试验成本较 低，对于大功率齿轮箱性能试验有积极的推广意义。


图1为本发明的结构示意图。图2为本发明的监控系统的连接示意图。
具体实施例方式下面结合附图1、2对本发明进行详细的说明如图1、图2所示，本发明包括驱动电机1、二个传动箱(5，13)、试验齿轮箱11、陪 试齿轮箱9、弹性扭力轴19、传动轴(15，17，18)、扭矩加载器20、二个扭矩传感器(3，7)、多
个联轴器(2,4,6,8,10，12，14......)、轴承座16、润滑系统、监控系统，驱动电机1通过联
轴器2与扭矩传感器3相连，一扭矩传感器3通过联轴器4与一传动箱5相连，传动箱5通 过联轴器6与另一扭矩传感器7相连，另一扭矩传感器7通过联轴器8与陪试齿轮箱9相 连，陪试齿轮箱9通过联轴器10与试验齿轮箱11相连，试验齿轮箱11通过联轴器12与另 一传动箱13相连；扭矩加载器20与一传动箱5相连，一传动箱5又与弹性扭力轴19相连， 弹性扭力轴19通过联轴器与组合传动轴相连，组合传动轴是由三根传动轴(15，17，18)通 过联轴器连接而成，组合传动轴又通过联轴器14与另一传动箱13相连，三根传动轴(15， 17，18)都安装在轴承座16上，二个传动箱(5，13)之间连接成一个封闭式的整体，润滑系统 采用稀油集中润滑系统，在有齿轮及每个轴承处均设置润滑油喷嘴，监控系统分别与二个 扭矩传感器(3，7)、驱动电机的变频器、润滑系统控制站和扭矩加载器20相连。所述的联轴 器采用双摩擦片结构或鼓形齿轮结构。扭矩加载器采用机械式扭矩动态加载器。监控系统 采用现有的中央控制台。润滑系统采用现有的稀油集中润滑系统对装置内需要润滑的部件 进行润滑。本发明是一个机械传动封闭装置，试验时将试验的齿轮箱装入，当扭矩加载器20 对本装置内加上一个同心偏转角时，装置内就会产生一定的扭矩，得到一个相应的势能，这时驱动电机通过传动箱将装置带动，驱动电机仅补偿装置消耗的各摩擦损耗等。联轴器采 用双摩擦片结构或鼓形齿轮结构，以克服装置内部各部件同轴度误差。扭矩加载器采用先 进机械式扭矩动态加载器，负责给本装置内部提供封闭功率，加载扭矩最高达30000N · m, 并可正反两方向加载，工作转速0 1800r/min。驱动电机采用变频器调速技术，保证了齿 轮箱运转平稳。中央控制台向驱动电机的变频器和扭矩加载器的控制箱发送控制指令，并实时监 测试验齿轮箱、陪试齿轮箱和传动箱润滑油温、注油压力、润滑油流量、试验齿轮箱轴承温 度、陪试齿轮箱轴承温度、电机轴承及绕组温度、加载力矩等等，并实时记录，当任一参数发 现异常时，中央控制台都能实现以声、光报警并采取相关的应急措施，确保本装置的安全， 对于试验数据如加载力矩、转速、油温、油压、流量等具备实时记录、查询、生成报表及打印 功能。本发明目前已经圆满完成风电齿轮箱性能试验，其试验方法、过程和试验数据已 得到中国船级社认可并顺利通过船级社论证。该装置结构简单，节约能源，制造和试验成本 较低，对于大功率齿轮箱性能试验有积极的推广意义。
权利要求
大功率齿轮箱机械封闭式综合试验装置，包括驱动电机、二个传动箱、试验齿轮箱、陪试齿轮箱、弹性扭力轴、传动轴、扭矩加载器、二个扭矩传感器、多个联轴器、润滑系统、监控系统，其特征在于驱动电机通过联轴器与一扭矩传感器连至一传动箱，一传动箱依次与另一扭矩传感器、陪试齿轮箱、试验齿轮箱、另一传动箱相连；扭矩加载器依次与一传动箱、弹性扭力轴相连，弹性扭力轴通过联轴器依次与传动轴、另一传动箱相连；二个传动箱之间连接成一个封闭式的整体；润滑系统采用稀油集中润滑系统，在齿轮及每个轴承处均设置润滑油喷嘴，监控系统分别与二个扭矩传感器、驱动电机的变频器、润滑系统控制站和扭矩加载器相连。
2.根据权利要求1所述的大功率齿轮箱机械封闭式综合试验装置，其特征在于还包 括轴承座，所述的传动轴都安装在轴承座上。
3.根据权利要求1或2所述的大功率齿轮箱机械封闭式综合试验装置，其特征在于 所述的联轴器采用双摩擦片结构或鼓形齿结构。
4.根据权利要求1或2所述的大功率齿轮箱机械封闭式综合试验装置，其特征在于 所述的扭矩加载器采用机械式扭矩动态加载器。全文摘要
本发明涉及大功率齿轮箱机械封闭式综合试验装置，结构如下驱动电机通过联轴器与一扭矩传感器连至一传动箱，一传动箱依次与另一扭矩传感器、陪试齿轮箱、试验齿轮箱、另一传动箱相连；扭矩加载器依次与一传动箱、弹性扭力轴相连，弹性扭力轴通过联轴器依次与传动轴、另一传动箱相连；二个传动箱之间连接成一个封闭式的整体；润滑系统采用稀油集中润滑系统，在齿轮及每个轴承处均设置润滑油喷嘴，监控系统分别与二个扭矩传感器、驱动电机的变频器、润滑系统控制站和扭矩加载器相连。本发明结构简单，节约能源，制造和试验成本较低，对于大功率齿轮箱性能试验有积极的推广意义。
文档编号G01M13/02GK101957260SQ20101027824
公开日2011年1月26日 申请日期2010年9月10日 优先权日2010年6月23日
发明者梅富喜, 邱先斌, 邹平 申请人:国营武汉长虹机械厂