JB-T9050.3-1999圆柱齿轮减速器加载试验方法.pdf

ICS 21.200 J19 JB/T 9050.31999 圆 柱 齿 轮 减 速 器 加 载 试 验 方 法 Load test method of reduction cylindrical gear units 1999- 06- 28 发布2000- 01- 01 实施 国 家 机 械 工 业 局 发 布 标准下载网( ) I 前 言 本标准是对 ZB J19 00588圆柱齿轮减速器 加载试验方法的修订。修订时，对原标准作了 编辑性修改，主要技术内容没有变化。 本标准自实施之日起代替 ZB J19 00588。 本标准由冶金设备标准化技术委员会提出并归口。 本标准起草单位：西安重型机械研究所。 本标准主要起草人：徐鸿钧、王培鞭、陈亚文。 本标准于 1988 年 6 月首次发布。 JB/T 9050.3 1999 标准下载网( ) 1 1 范围 本标准规定了圆柱齿轮减速器加载试验和数据处理的方法，同时也规定了对试验件、测试装置的 要求。 本标准主要适用于渐开线齿形圆柱齿轮减速器科研样机（新产品开发样机） 、产品质量认证、产品 出厂验收时的加载试验。被试减速器的高速轴转速不超过 1500r/min，齿轮圆周速度不超过 20m/s。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本 均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB/T 64041986齿轮装置噪声声功率级测定方法 GB/T 85431987验收试验中齿轮装置机械振动的测定 GB/T 100951988渐开线圆柱齿轮 精度 3 试验件的要求 3. 1 试验件及其数量的一般规定 试验件为待出厂产品或样机。试验台数由试验目的和要求决定，不应有其它限制。 3. 2 试验件的材质、加工精度 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。 4 测试装置的要求 4. 1 加载试验台 试验的驱动与加载方式及其装置不受限制。开式试验台见图 1a)，封闭功率流式试验台见图 1b)。 优先采用能耗较低的封闭功率流式。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。 4. 2 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 1a) 与图 1b)。 国家机械工业局 1999- 06- 28 批准 中 华 人 民 共 和 国 机 械 行 业 标 准 圆 柱 齿 轮 减 速 器 加 载 试 验 方 法 Load test method of reduction cylindrical gear units JB/T 9050.31999 代替 ZB J19 00588 2000- 01- 01 实施 JB/T 9050.31999 2 a) 开式试验台 b) 封闭功率流试验台 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； 10传动箱； 11传动轴 图 1 4. 3 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。 脱开联轴器 8（见图 1） ，可测定试件 2 的空载转矩。 5 负载试验的温度、噪声、振动测试仪器要求 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。 噪声仪和测试方法应符合 GB/T 6404 的规定。 振动测试仪器和测试方法应符合 GB/T 8543 的规定。 6 减速器的加载试验 6. 1 试验项目、步骤、方法 6. 1. 1 科研样机（新产品开发样机）试验 一般应按表 1 进行试验。 JB/T 9050.31999 3 表 1 分 类项 目 序号名 称序号内 容 说 明 空载试验 1 2 3 4 在额定转速下，正、反两向运转不小于 1h。要求： 各连接件、紧固件不松动； 各密封处接合处不漏油、不渗油； 运转平稳，无冲击； 润滑充分，检查轴承和油池温度 负荷性能试验 5 6 7 8 9 10 在空载试验合格后，进行热功率测试。在 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 N3106次。要求测定： 转矩（或功率）； 效率； 转速与运转时间； 轴承与油池温度、温升； 噪声，振动； 齿面接触率，齿轮损坏情况 热功率（即在一定润滑 冷却条件下减速器油温不 超过允许最高平衡油温时 的功率）试验的润滑冷却 措施，应符合其热功率表 要求。机械功率试验时可 采取任意冷却措施 超载试验 11 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。 检验齿轮及其它机件损坏情况 超载试验应在起动以后 加载，卸载以后制动 齿面接触疲劳 寿命试验 12 在额定负荷下，高速齿轮的应力循环数： 调质齿轮、淬火齿轮为 5107次，氮化 齿轮为 2106次。 检验项目与 511 项同 测试齿面接触疲劳寿命 对于输出转矩 T210tm 的减速器验收，负荷试验的加载转矩（功率） ，允许用户与制造厂协商确 定。 允许用工业应用试验代替疲劳寿命试验，但工业应用实际负荷必须达到额定负荷，并有准确的日 记录，试验时间不小于 3600h。 6. 1. 2 产品质量认证试验 产品质量鉴定、认证试验按表 1 中序号各项目进行试验。齿面接触疲劳寿命试验可免做。 6. 1. 3 产品出厂、验收试验 一般应进行表 1 中序号各项试验，但负荷性能试验与超过试验允许按实用负荷加载，且负 荷试验运转时间允许以达到温度平衡为止，不需 N3106次。批量生产时允许抽样试验，抽样数不 小于批量的 10%。如抽样试验发现不合格产品，应再抽试 10%，仍有不合格产品，应全数试验。 6. 2 测试数据与数据处理 JB/T 9050.31999 4 6. 2. 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、振动值及相应的负荷转速与 时间。 齿轮的磨损、点蚀、胶合、裂断及齿面接触率的变化，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。 6. 2. 2 计算转矩（功率） 、转速的平均值 a) 求每次采集数据的平均值见式（1） 、式（2） ： k T T k i i = = 1 (1) k n n k i i = = 1 (2) 式中：T每次转矩平均值，Nm； n 每次转速平均值，r/min； k数据组数； Ti每组数据中的转矩值，Nm； ni每组数据中的转速值，r/min。 b) 求每级载荷的平均值见式（3） 、式（4） ： M T T m i i = = 1 0 (3) M n n m i i = = 1 0 (4) 式中： 0 T 每级载荷的转矩平均值，Nm； i T 每次采集转矩的平均值，Nm； M每级载荷采集数据的次数； 0 n 每级载荷的转速平均值，r/min； i n 每次采集转速的平均值，r/min。 6. 2. 3 减速器传动效率 a) 减速器总效率，见式（5） ； %100 1 2 = 联 iT T (5) 式中：减速器传动总效率； 2 T 一次采集的输出转矩的平均值，Nm； JB/T 9050.31999 5 1 T 与 2 T 同时采集的输入转矩的平均值，Nm； i减速器传动比； 联减速器输入、输出轴头联轴器效率。 b) 齿轮啮合效率（包括润滑搅油损失） ，见式（6） ： 轴承 啮 = (6) 式中：啮齿轮啮合效率； 减速器传动总效率； 轴承减速器各轴承总效率。 c) 描绘效率曲线 按 500，750，1000，1500 r/min 或额定转速描绘 25%，50%，75%，100%，110%额定负荷的效率 曲线，取纵坐标为效率值，横坐标为负荷值。 6. 2. 4 减速器热功率曲线 以允许最高平衡温度下的热功率（kW）为纵坐标，以相应的转速为横坐标，描绘试验热功率与转 速关系曲线图。 6. 2. 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 计算应力循环次数可计入低于额定负荷下的应力循环数，但必须折算为相当额定负荷下的应力循 环数，一般可按式（7）计算： 3 1 d )( T T NNN i L i i = += (7) 式中：Nd相当应力循环数，次； N额定负荷下的应力循环数，次； Ti低于额定负荷的负荷，Nm； Ni对应 Ti的应力循环数，次； T额定负荷，Nm； N=60ni a L Ni=60n a Li n1额定负荷下高速齿轮的转速，r/min； niTi对应的转速，r/min； a小齿轮转一转每齿的啮合次数； L额定负荷下试验时间，h； LiTi对应的试验时间，h。 6. 2. 6 温升计算与温度限额，见式（8） ： t = t t0 (8) 式中：t润滑油（或轴承）的温升，； t润滑油（或轴承）的温度，； t0试验室室温，。 6. 3 试验合格指标 JB/T 9050.31999 6 6. 3. 1 疲劳寿命试验或工业应用试验合格指标： 在额定负荷下疲劳寿命试验或工业应用 3600h 以内的减速器，其合格的指标为： a) 齿轮与各机件无断裂。 b) 齿面无胶合、擦伤。 c) 齿面摩擦磨损厚度，在齿根附近测量不超过齿轮模数值的 4%。 d) 齿面点蚀面积限额为： 调质齿轮，见式（9） ： VGes = V1Ges + V2Ges2% (9) 渗碳淬火与氮化齿轮，见式（10） 、式（11） ： VGes = V1Ges + V2Ges1% (10) VE2 = 4% (11) 式中：VGes一对齿轮点蚀面积总和占有效工作面积总和的百分率； V1Ges、V2Ges分别为小、大齿轮点蚀面积总和占各自有效工作齿面积总和的百分率； VE2齿轮的齿点蚀面积占有效工作齿面积的百分率。 允许出现初期点蚀，初期点蚀可不计入点蚀面积之内。初期点蚀的特征是收敛性点蚀，点蚀点直 径小于 1mm。 e) 整机效率：对齿轮精度等级为 GB/T 10095 的 6 级和 6 级以上的减速器，0.980 n；6 级 以下的为0.975n，此处 n 为齿轮传动级数。 f) 按热功率或工作功率加载，平衡油温不高于 100或温升不高于 80。 g) 噪声85dB(A)。 6. 3. 2 产品质量鉴定、认证及出厂验收试验的合格指标： a) 齿面硬度高于 50HRC 且经磨削加工的齿轮除允许齿面磨损厚0.1mm 外，齿轮不得有任何损 伤；调质滚齿齿轮允许齿面有个别小点蚀点，磨损厚0.1mm。除此以外，齿轮不得有其它损伤。 b) 齿面接触率、齿侧间隙达到设计要求。 c) 各机件完好、无损。 d) 效率、油温、噪声指标与 6.3.1 所列相同。 JB/T 905