申请/专利权人：吉林大学

申请日：2021-12-15

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN114264475B

主分类号：G01M13/023

分类号：G01M13/023;G01M13/025

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2022.04.19#实质审查的生效;2022.04.01#公开

摘要：本发明公开了一种全工况模拟的双三联齿盘可靠性试验装置，它包括：第一齿盘运转部、第一三联齿盘、加载部分、第二三联齿盘、第二齿盘运转部、液压站、控制台、检测单元；第一三联齿盘固定在第一齿盘运转部上；第二三联齿盘固定在第二齿盘运转部上；第一三联齿盘、加载部分、第二三联齿盘依次连接；加载部分通过检测单元固定在地平铁上；检测单元可同时检测两个三联齿盘；液压站和控制台设在地平铁两侧；控制台分别与各个被控制端电气连接；本装置同时对两种不同型号三联齿盘进行可靠性试验，试验装置结构紧凑，利用率高，无需在重复对两套三联齿盘进行定位精度调整，提升了检测效率。

主权项：1.一种全工况模拟的双三联齿盘可靠性试验方法，采用一种全工况模拟的双三联齿盘可靠性试验装置，包括如下步骤：（1）开启设备a.打开电源b.打开工控机，开启液压控制软件、电机控制软件、多棱体镜923）检测软件、压电陶瓷控制软件；c.开启液压站；（2）调整试验台至工作位控制台（7）发送指令，调整三联齿盘运转部分至三联齿盘分离工作位，调整检测单元至两三联齿盘中间位置；（3）试验前三联齿盘精度检测第一三联齿盘定位精度、重复定位精度检测a.控制台（7）发送指令，控制平移驱动电机（955）运转通过丝杠螺母副带动检测单元移动，直至多棱体安装轴（921）与第一内齿盘（22）内孔配合上；b.制定齿盘运转方案按间隔0、1、2、…和或N刀位换刀，正转和或反转运转；c.按照上述齿盘运转方案，控制台发送指令给第一液压缸（12）控制第一动齿盘（21）与第一内齿盘（22），第一外齿盘（23）的分离与啮合，控制台（7）发送指令给第一驱动电机（14）控制三联齿盘内齿盘运转；每次三联齿盘运转试验都包含上述两个动作，其中第一驱动电机（14）运转角度由齿盘运转方案决定；d.每次运转试验在多棱体镜923）检测软件记录试验数据，直至全部运转试验结束；e.第一三联齿盘试验前精度检测实验结束，控制台（7）发送指令，控制平移驱动电机（955）运转通过丝杠螺母副带动检测单元（9）移动，直至多棱体安装轴（921）与第一内齿盘（22）解除配合，和检测单元回到非工作位；第二三联齿盘定位精度、重复定位精度检测a.控制台（7）发送指令，控制平移驱动电机（955）运转通过丝杠螺母副带动检测单元移动，直至多棱体安装轴（921）与第二内齿盘（42）内孔配合上；b.制定齿盘运转方案按间隔0、1、2、…和或N刀位换刀，正转和或反转运转；c.按照上述齿盘运转方案，控制台（7）发送指令给液压缸：第二液压缸（52）控制第二动齿盘（41）与第二内齿盘（42），第二外齿盘43的分离与啮合；控制台（7）发送指令给第二驱动电机（54）控制三联齿盘内齿盘运转；每次三联齿盘运转试验都包含上述两个动作，其中第一驱动电机（14）运转角度由上述的齿盘运转方案决定；d.每次运转试验在12面棱体检测软件记录试验数据，直至全部运转试验结束；e.第二三联齿盘试验前精度检测实验结束，控制台（7）发送指令，控制平移驱动电机（955）运转通过丝杠螺母副带动检测单元移动，直至多棱体安装轴（921）与第二内齿盘（42）解除配合，和检测单元回到非工作位；（4）三联齿盘加载a.三联齿盘运转方案：按间隔0、1、2、…和或N刀位换刀，正转和或反转运转；b.三联齿盘载荷谱编制:采用数控刀架在实际切削过程中切削力分析结果，并将其转换为三联齿盘受力情况搭建三联齿盘载荷谱三联齿盘载荷谱搭建步骤如下：Step1采集切削力样本数据；Step2选取最小样本；Step3截取信号进行预处理，去除奇异点；Step4采用雨流计数法处理预处理过得信号得到切削力载荷均值、幅值、切削力方向；Step5根据切削力受力分析，计算切削力均值在轴向分力及三联齿盘所受载荷均值；Step6根据算得的三联齿盘载荷力均值、幅值编制三联齿盘载荷谱；所述的雨流计数法又称作“塔顶法”，其过程如同对雨滴从塔顶流下的轨迹进行计数统计，雨流计数的过程主要包括数据压缩和循环数的提取两个步骤；其中数据压缩是去除无效幅值数据，保留载荷数据中有效的峰谷值，将载荷时间历程处理成便于计数的数组；循环数提取的方法常见的有三点法和四点法；由于四点法在统计计数之前不需要进行重新排列，直接利用两个峰值和两个谷值数据就可以进行提取，所以被广泛使用；首先从载荷时间历程中提取出四个连续的极值点，如果满足式（1）所示的判定依据，则确定一个载荷全循环；然后去除掉中间两个数据点，再读取两个新的数据点，继续用式（1）进行判断；如果不满足，则舍弃第一个数据点，重新读取第五个数据点，继续进行判定，以此类推，直到提取完所有的载荷数据点；对于提取完全循环后剩余的数据点，则可形成残余半循环； （1）所述的切削力受力分析，通过式2将切削力径向力计算出，从而得到三联齿盘加载力均值； （2）c.三联齿盘可靠性试验谱编制所述的三联齿盘可靠性试验谱由三联齿盘运转谱和三联齿盘载荷谱联合构成；这里采用12刀位数控刀架实际工况情况为例；所述的三联齿盘可靠性试验谱为首先按照三联齿盘运载谱间隔0刀位进行运转试验，后按照三联齿盘均幅值表进行加载，加载频率为6Hz,后继续按照三联齿盘运转谱进行相隔1刀位运转，以此类推，对应关系为相隔0刀位-6Hz,相隔1刀位-15Hz,相隔2刀位-21Hz,相隔3刀位-28Hz,相隔4刀位-41Hz,相隔5刀位运转；这里试验时间可以自定，一般选取总时间为2h；这个6Hz-15Hz-21Hz-28Hz，相隔5刀位运转没有规律；（5）试验后三联齿盘精度检测第一三联齿盘定位精度、重复定位精度检测a.控制台（7）发送指令，控制平移驱动电机（955）运转通过丝杠螺母副带动检测单元（9）移动，直至多棱体安装轴（921）与第一内齿盘（22）内孔配合上；b.制定齿盘运转方案按间隔0、1、2、…和或N刀位换刀，正转和或反转运转；c.按照上述的齿盘运转方案，控制台发送指令给第一液压缸（12）控制第一动齿盘（21）与第一内齿盘（22），第一外齿盘（23）的分离与啮合，控制台（7）发送指令给第一驱动电机（14）控制三联齿盘内齿盘运转；每次三联齿盘运转试验都包含上述两个动作，其中第一驱动电机（14）运转角度由三联齿盘运转试验表决定；d.每次运转试验在12面棱体检测软件记录试验数据，直至全部运转试验结束；e.第一三联齿盘试验前精度检测实验结束，控制台（7）发送指令，控制平移驱动电机（955）运转通过丝杠螺母副带动检测单元移动，直至多棱体安装轴（921）与第一内齿盘（22）解除配合，和检测单元回到非工作位；第二三联齿盘定位精度、重复定位精度检测a.控制台（7）发送指令，控制平移驱动电机（955）运转通过丝杠螺母副带动检测单元移动，直至（1）多棱体安装轴（921）与第一内齿盘（22）内孔配合上；b.制定齿盘运转方案按间隔0、1、2、…和或N刀位换刀，正转和或反转运转；c.按照上述的齿盘运转方案，控制台发送指令给第二液压缸（52）控制第二动齿盘（41）与第二内齿盘（42），第二外齿盘（43）的分离与啮合，控制台（7）发送指令给第二驱动电机（54）控制三联齿盘内齿盘运转；每次三联齿盘运转试验都包含上述两个动作，其中第二驱动电机（54）运转角度由上述的齿盘运转方案决定；d.每次运转试验在多棱体镜（923）检测软件记录试验数据，直至全部运转试验结束；e.第二三联齿盘试验前精度检测实验结束，控制台（7）发送指令，控制平移驱动电机（955）运转通过丝杠螺母副带动检测单元移动，直至多棱体安装轴（921）与第二内齿盘（42）解除配合，和检测单元回到非工作位；6调整试验台至非工作位控制台（7）发送指令，调整三联齿盘运转部分至三联齿盘分离工作位，调整检测单元至两三联齿盘中间位置；（7）数据分析将采集到的精度指标以向量的形式存放入控制台（7），进行长时间多次了靠性试验后，以时间为横坐标，每次三联齿盘可靠性试验的到的试验后检测数据为变量代入可靠性模型分析，得到对应的可靠性指标；所述的一种全工况模拟的双三联齿盘可靠性试验装置，它包括：第一齿盘运转部、第一三联齿盘（2）、加载部分、第二三联齿盘（4）、第二齿盘运转部、液压站（6）、控制台（7）、地平铁（8）、检测单元；所述的第一三联齿盘（2）固定在第一齿盘运转部上；第二三联齿盘（4）固定在第二齿盘运转部上；第一三联齿盘（2）、加载部分、第二三联齿盘（4）依次连接；加载部分通过检测单元固定在地平铁（8）上；液压站（6）和控制台（7）设在地平铁（8）两侧；所述的液压站（6）为装置内提供液压动力支持；所述的检测单元包括：激光位移传感器91、多面棱镜组件、激光位移传感器底座（93）、移动平台（94）、平台驱动组件、检测装置底座（99）；所述的多面棱镜组件中设有多棱体镜（923），多棱体镜（923）通过多棱体安装轴（921）轴接在多棱体支撑架（922）上；激光位移传感器底座（93）和多棱体支撑架（922）固定在移动平台（94）上；平台驱动组件驱动移动平台（94）在检测装置底座（99）上移动；所述的控制台（7）分别与第一三联齿盘运转支撑部分、第一三联齿盘、加载部分（3）、第二三联齿盘、第二三联齿盘运转支撑部分、平台驱动组件的控制端电气连接；所述的第二齿盘运转部与第一齿盘运转部结构相同；第一齿盘运转部包括：第一液压缸支撑座（11）、第一液压缸（12）、第一支撑架（13）、第一驱动电机（14）；第一液压缸支撑座（11）底部通过螺栓锁固在地平铁（8）上；第一液压缸（12）设在第一液压缸支撑座（11）上部；第一液压缸（12）的活塞杆与第一支撑架（13）连接；第一驱动电机（14）固定在第一电机支撑盘（15）中部，第一电机支撑盘（15）可在第一支撑架（13）内滑动，轴向固定；所述的第二三联齿盘（4）与第一三联齿盘（2）结构相同；第一三联齿盘（2）包括：第一动齿盘（21）、第一内齿盘（22）、第一外齿盘（23）；第一动齿盘（21）一侧与第一支撑架（13）连接；第一动齿盘（21）、第一内齿盘（22）、第一外齿盘（23）的圆盘上分布有T型齿槽；第一动齿盘（21）的T型齿槽与第一内齿盘（22）、第一外齿盘（23）上的T型齿槽啮合为数控刀架刀盘转动起到传动动力；所述的加载部分包括：第一三联齿盘加载装置、第二三联齿盘加载装置；第一三联齿盘加载装置和第二三联齿盘加载装置结构对称相同并固定在检测装置底座（99）上；所述的第一三联齿盘加载装置和第二三联齿盘加载装置中均设有：加载压电陶瓷、直线电机；加载压电陶瓷通过直线电机直线移动；两个加载压电陶瓷可实现对第一三联齿盘（2）、第二三联齿盘（4）加载与卸载。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 吉林大学 全工况模拟的双三联齿盘可靠性试验装置及方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD