某系列变速器试验台液压加载系统设计与实现

　　根据标准QC/T568-1999变速器传动效率试验、疲劳寿命试验的相关规定,试验台的实现形式主要有机械功率开放式、机械功率封闭式和电功率封闭式三种。机械功率封闭式试验台的最大特点之一就在于加载与传递运动相分离,即利用机械封闭传动链内部的装置来完成加载任务,而利用机械传动封闭链之外的装置来输入运动。试验台的加载形式有多种,其中液压加载具有加载力矩大、运行平稳、易于实现自动控制及自润滑寿命长等特点而被广泛采用。

　　1　液压加载系统原理设计

　　本综合试验台采用液压系统实现加载,其系统的传动与加载原理图如图1所示。将一台球塞式径向柱塞液压马达14安装在机械封闭传动链中(总传动比为1):马达的壳体与加载箱13的从动齿轮固连,而马达的转轴则通过联轴器与机械封闭传动链相联,即液压马达成为机械封闭传动链中的一环。

　　通过液压泵12向液压马达14输入高压油时,马达的转轴与壳体之间在压力油作用下将产生相对转动趋势;但是通过齿轮副、联轴器等连接构成的机械封闭传动链又不允许液马达的转轴与壳体之间产生相对转动。这样,就在整个机械封闭传动链并没有转动的情况下,使得各个传动零件都承受了来自液压马达产生的静扭矩。

　　在电动机1带动下,整个机械封闭传动链将旋转,而液压马达的壳体与转轴之间仍然没有相对旋转运动。此时,电动机提供的动力仅仅用来克服整个机械封闭链的运动摩擦阻力。因此,所需的功率可以很小。

　　2　液压加载系统的实现

　　液压加载系统的实现主要包括以下几个方面的工作:即液压泵站设计、液压加载马达选型、加载马达与加载箱连接方式设计、旋转密封头设计、液压泵及其它设备选型等。

　　2·1　液压泵站设计

　　液压泵站的作用是为了给液压加载马达提供持续可靠的压力油。由于在正常试验中,液压加载马达的转轴与壳体之间并没有相对运动,理论上通过液压加载马达的油流量为0,此时,液压泵站主要作用是提供稳定的高压力,促使马达的转轴与壳体之间始终有相对运动趋势,从而始终产生并保持扭矩载荷。因此,要求液压泵站输出压力高而流量小,其泵站的功率也较小。液压泵站的原理如图2所示。

　　2·2　液压加载马达的选型

　　根据试验台设计任务书的要求,经计算液压马达处需要提供的最大额定力矩为4 700N·m,故选用宁波甬源(旋球)液压马达有限公司生产的型号为QJM42-4·5的球塞式径向柱塞马达,其液压马达技术参数见表1。

　　可见,当液压力为10MPa时,能够产生6 808N·m的力矩,当压力达到16MPa时,可以达到10 000N·m的力矩,具有充裕的加载能力。且该液压马达:体积小、重量轻、力矩大等特点,能较好地满足本实验台的要求。但是,该液马达不能承受轴向载荷。因此,它与封闭箱内从动齿轮的连接成为关键技术环节之一。