减速器试验规范标准

1 / 14

减速器空载、超载与接触疲劳

试验规

德阳东汽电站机械制造

2007-06-28 2 / 14 目 录

一、试验目的4

二、试验标准4

三、试验要求：4

1. 试验所用仪器4

2. 试验润滑要求4

3. 试验标准4

四、试验前准备5

五、空载试验5

1．试验装置5

2．安装调试6

3．负载与转速测试仪器6

4．试验方法6

5．基本要求7

六、超载试验7

1．试验装置7

2．安装调试7

3．负载与转速测试仪器8

4．加载步骤8

5．超载试验8

6．基本要求9

七、齿轮接触疲劳寿命试验9

八、试验的温度、噪声、振动测试仪器要求9 3 / 14 九、测试数据与数据处理10

1．数据采集10

2．计算转矩（功率）、转速的平均值10

3．减速器传动效率11

4．减速器热功率曲线12

5．负荷性能试验、疲劳寿命试验高速齿轮每齿应为循环数的计算12

6．温升计算与温度限额13

十、试验合格指标13

1．疲劳寿命试验或工业应用试验合格指标13

2．产品质量鉴定、认证与出厂验收试验的合格指标14

4 / 14 一、试验目的

通过试验验证变桨减速器各性能参数达到设计要求，连接稳固，密封可靠。

二、试验标准

减速器空载试验参照《/T 9050.3－1999圆柱齿轮减速器加载试验方法》中相关要求进行。

三、试验要求：

1. 试验所用仪器

① 动力源：按齿轮箱的功率选用适当电机

② 试验台：按要求搭建

③ 测量仪表：

a. 温度计、Pt100仪表：用于测量被试齿轮箱润滑油温度，轴承温度。

b. 测振仪：测量振动。要求测量高速轴，齿圈外部等处振动量。

c. 声级仪：测量试车噪音。

d. 转速表：测量齿轮箱轴与电机轴转速。

e. 必要时应配有一台1/3倍频程频率分析仪，并进行FFT分析。

2. 试验润滑要求

试验用油必须采用与齿轮箱工作时完全一致的油品，润滑油路必须是齿轮箱正常工作时的油路，试验后应更换过滤器。涂装时，为保证齿轮箱油路的完好性，不应拆卸各元件。

3. 试验标准 5 / 14 ① 温度：齿轮箱最高温度不应超过80℃，高速轴轴承温度不能超过90℃。

② 齿轮箱的空载噪音应不大于85dB（A），用GB3785中规定的Ⅰ型和Ⅰ型以上声级计，在额定转速下，在距齿轮箱中分面1米处测量，当环境噪声小于减速器噪声3dB（A）的情况下，应符合要求。

③ 振动：要求测量高速轴轴伸，齿圈外部等处振动，应符合GB/T8543规定的C级。

④ 效率；齿轮箱效率视结构型式而定，一般应在96.5～97.5之间。

⑤ 清洁度：齿轮箱的清洁度应符合/T7929的有关规定。

四、试验前准备

由于风电变桨齿轮箱在现场工作时随桨叶360°旋转，而偏航减速器工作时轴线保持垂直，所以试验时要求模拟这一工况，以检查齿轮箱油润滑系统的工作情况以与齿轮轴向定位。

对试验件材质和加工精度的要：主要零件的材料、热处理、机械加工应合格并有检查记录。必要时在试验前核查生产检验记录或抽检其重要项目。

五、空载试验

1．试验装置

试验装置如图1和图2所示。 6 / 14

1—传感器； 2—试件； 3—传感器； 4—电动机； 5、6、7—联轴器；

图1 开式空载试验台示意图

2．安装调试

全部试验装置（不包括电控电源设备）应装在同一（或组合）平台上，要求各部件与平台保持水平、对中，系统运转灵活。先进行静调零，然后进行动调零。调改仪器转矩显示值多位读数的前几位均应为零，末位数不大于4。该平台应该可以绕水平轴线摆动90°，以使试验装置的轴向处于不同工作角度。

3．负载与转速测试仪器

仪器仪表类型不限，但其规格、量程、精度应与试验相适应。测试项目为加载转矩（功率）、转速，测试精度不超过读数的1%。优先采用转矩转速传感器与转矩转速测量仪，并应在被试验减速器的输入、输出端各装一台传感器，直接测定试件（仅附加联轴器）的输入输出转矩（功率）、转速，如图1所示。

4．试验方法

① 试车前先手动，确认无卡死现象后再正式启动。

② 按额定转速的30％、50％、80％各运行10分钟，观察无异常情况后再启动至额定转速。在额定转速下运行2小时，试车过程中，每隔20分钟测量下列数据并作记录：油温、轴承温度、振动、噪音。 7 / 14 ③ 在110％额定转速下运行5分钟。

④ 在额定转速下，反方向运行30分钟。

⑤ 偏航减速器的轴线保持垂直；变桨减速器要求轴线从水平位置开始，每转动15°重复上述实验步骤。

5．基本要求

① 各连接件、紧固件不松动；

② 各密封处接合处不漏油、不渗油；

③ 运转平稳，无异常冲击声和杂音，噪声声压级符合要求；

④ 润滑充分，检查轴承和油池温度，温升正常。

六、超载试验

1．试验装置

试验的驱动与加载方式与其装置不受限制。试验装置如图2所示。加载转矩和转速稳定，波动不应超过1%。运转中能进行加载和卸载。

1—传感器； 2—试件； 3—传感器； 4—电动机； 5、6、7、8—联轴器；9—加载器

图2 开式超载试验台

2．安装调试

全部试验装置（不包括电控电源设备）应装在同一（或组合）平台上，要求各部件找水平、对中、系统运转灵活。先进行静调零，然8 / 14 后进行动调零。调改仪器转矩显示值多位读数的前几位均应为零，末位数不大于4。该平台应该可以绕水平轴线摆动90°，以使试验装置的轴向处于不同工作角度。

3．负载与转速测试仪器

仪器仪表类型不限，但其规格、量程、精度应与试验相适应。测试项目为加载转矩（功率）、转速，测试精度不超过读数的1%。优先采用转矩转速传感器与转矩转速测量仪，并应在被试验减速器的输入、输出端各装一台传感器，直接测定试件（仅附加联轴器）的输入输出转矩（功率）、转速，如图2所示。

4．加载步骤

额定转速下，逐级加载试验，每级载荷试验，达到油温平衡1h后再增加一级（约20%额定负荷），直到平衡温度达到润滑油允许的最高温度为止。然后进行机械功率（机械强度）试验，在额定转速和转矩下高速齿轮每齿应力循环数N≥3×106次。要求测定：

① 转矩（或功率）；

② 效率；

③ 转速与运转时间；

④ 轴承与油池温度、温升；

⑤ 噪声，振动；

⑥ 齿面接触率，齿轮损坏情况。

注意在加载过程中，如有异常应立即停车消除故障后重新试车。试验后将齿轮箱油放出，并冲洗干净，更换过滤元件。

5．超载试验 9 / 14 在额定转速下

120%额定负荷，运转1min；

150%额定负荷，运转1min；

180%额定负荷，运转0.5min。

检验齿轮与其它机件损坏情况，超载试验应在起动以后加载，卸载以后制动。偏航减速器的轴线保持垂直；变桨减速器要求轴线从水平位置开始，每转动15°重复上述实验步骤。

6．基本要求

① 各连接件、紧固件不松动；

⑤ 各密封处、结合处不渗油；

⑥ 齿面无损伤；

⑦ 润滑充分，检查轴承和油池温度，温升正常；

⑧ 机件无损伤。

七、齿轮接触疲劳寿命试验

试验装置超载试验一样，检验项目除包括超载试验中目外，还需检验在额定负荷下，高速齿轮的应力循环数分别为：调质齿轮、淬火齿轮为5×107次，氮化齿轮为2×106次，齿轮的接触疲劳寿命。

八、试验的温度、噪声、振动测试仪器要求

1. 减速器油池和轴承的温度测定可采用经计量部门鉴定合格的量程到150℃的温度计。

2. 噪声仪和测试方法应符合GB/T 6404的规定。

3. 振动测试仪器和测试方法应符合GB/T 8543的规定。 10 / 14 九、测试数据与数据处理

1．数据采集

试验中采集的数据包括：加载转矩、功率、转速、温度、噪声、振动、齿轮磨损、时间等。

至少每半小时应采集一次的数据有输入输出转速、输入输出转矩、功率值、润滑油温、轴承温度、室温。从数显仪上采数或打字机取数，转速、转矩、功率值每次至少采集5 组数据。同时记下采集数据的时间。

噪声、振动应每个负荷档次、每个转速档次测定一次，并记录噪声、振动值与相应的负荷转速与时间。

齿轮的磨损、点蚀、胶合、裂断与齿面接触率的变化，一般至少每日观察记录一次。试验正常，无损伤，记录时间间隔可较长，反之齿面已出现损伤，记录时间间隔应较短。

轴、轴承与机体等在试验中的不正常现象、损伤，润滑油的种类、牌号等均应记录。

2．计算转矩（功率）、转速的平均值

① 求每次采集数据的平均值见式（1）、式（2）：

kTTkii1

(1)

knnkii1 (2)

式中：T——每次转矩平均值，N·m；

n ——每次转速平均值，r/min； 11 / 14 k——数据组数；

Ti——每组数据中的转矩值，N·m；

ni——每组数据中的转速值，r/min。

② 求每级载荷的平均值见式（3）、式（4）：

mTTmii10

(3)

mnnmii10 (4)

式中：T0——每级载荷的转矩平均值，N·m；

Ti——每次采集转矩的平均值，N·m；

m——每级载荷采集数据的次数；

n0——每级载荷的转速平均值，r/min；

ni——每次采集转速的平均值，r/min。

3．减速器传动效率

① 减速器总效率，见式（5）；

%10012联iTT (5)

式中：η——减速器传动总效率；

T2——一次采集的输出转矩的平均值，N·m；

T1——与T2同时采集的输入转矩的平均值，N·m；

i——减速器传动比；

η联——减速器输入、输出轴头联轴器效率。

② 齿轮啮合效率（包括润滑搅油损失），见式（6）：