一种矿用自卸车后桥试验台及后桥试验方法
【专利摘要】本发明提供一种矿用自卸车后桥试验台及后桥试验方法，所述后桥试验台包括后桥磨合试验模块，该后桥磨合试验模块包括电机、液力变矩器、扭矩转速传感器、传动轴，所述电机和液力变矩器通过第一联轴器总成传动连接，所述液力变矩器和扭矩转速传感器通过第二联轴器总成传动连接，所述扭矩转速传感器和传动轴通过前后设置的第三联轴器总成、轴承座总成传动连接，所述传动轴的后方连接有被测驱动桥。本发明利用后桥磨合试验模块可以方便的对矿用自卸车的后桥各部件性能进行试验检测，从而保证整车的后桥的传动性能，并采用变频调速电机，性能可靠且环保。
【专利说明】一种矿用自卸车后桥试验台及后桥试验方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种试验装置，具体涉及一种矿用自卸车后桥试验台及后桥试验方法。
【背景技术】
[0002]改革开放以来，我国正进入工业化时代，国家重大工程的不断实施以及对矿产资源的极大需求，都对运输车辆提出很高的要求。自卸车行业是一个很有发展潜力的行业，也是市场急需的产品，随着生产厂家的不断增加，社会需求量和保有量的逐渐增大，整个行业形成一种至上而下的产业开发趋势，产业链即将形成并步入良性循环轨道。就其发展趋势而言，自卸车的需求量逐年递增，其产销量每年都以10%左右的幅度增长，所以自卸车行业是一个朝阳行业，具有很大的发展空间。
[0003]矿用自卸车是一种专门用于矿山的大型运输车，属于矿山开采设备之一，主要用于矿山的矿石及其散料的运输，对于矿用自卸车而言，传动系统是其重要组成部分，直接决定了矿用自卸车的性能。自卸车的传动系统是指:发动机、前传动轴、变速箱、后传动轴将动力传递给后桥，后桥一般通过主减速器减速及轮边减速两级减速以及半轴实现车辆的正常运行。
[0004]后桥是整车中的关键总成之一，主要由主减速器、差速器、半轴、轮边减速器、后轮毂和后桥壳等零部件组成，其基本功用是将从液力机械变速器方面输入的动力最后传给驱动轮。具体的动力传递过程为:经过发动机1、前传动轴2、液力机械变速器3经后传动轴4输入后桥5的动力，首先传到主减速器6，通过主减速器6的作用，增大了扭矩，同时相应地降低了转速，而且旋转轴线也作了 90°的改变，然后动力差速器7将动力分配给左右两半轴7，驱动左右两轮边减速器9，进一步降低转速，增大扭矩，最后动力经后轮毂传到驱动车轮，实现整车的传动运行，如图1所示。
[0005]由上述可知，后桥传动系统各部件的性能对矿用自卸车的整车传动性能至关重要，因此在矿用自卸车装配前首先需要对后桥总成进行试验检测，以便更好的提升矿用自卸车的性能。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题是提供一种矿用自卸车后桥试验台及后桥试验方法，可方便地对矿用自卸车后桥各部件进行试验，从而保证整车的传动性能。
[0007]为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种矿用自卸车后桥试验台，包括后桥磨合试验模块，该后桥磨合试验模块包括电机、液力变矩器、扭矩转速传感器、传动轴，所述电机和液力变矩器通过第一联轴器总成传动连接，所述液力变矩器和扭矩转速传感器通过第二联轴器总成传动连接，所述扭矩转速传感器和传动轴通过前后设置的第三联轴器总成、轴承座总成传动连接，所述传动轴的后方连接有被测驱动桥。
[0008]上述结构，利用电机模拟发动机的输出，要求电机能实现正反转和调速的目的；然后对输入后桥的驱动力进行扭矩和转速的检测及分析。为保证对现实工况的模拟及对传动轴对中的考虑，电机与后桥之间采用带万向连轴节的传动轴连接，并在传动轴与电机之间设置扭矩传感器。
[0009]上述的矿用自卸车后桥试验台还包括设于后桥磨合试验模块侧方的冷却循环模块，该冷却循环模块包括水冷循环系统和油冷循环系统，所述水冷循环系统和油冷循环系统均连接至油水交换器上。
[0010]其中，所述水冷循环系统由储水箱、水冷循环管路和油水交换器组成，所述水冷循环管路包括设于所述储水箱内的水泵、自水泵的出水端至油水交换器进水端的出水管路以及自油水交换器出水端至水泵的回水端的回水管路。
[0011]进一步，所述出水管路自水泵的出水端至油水交换器的进水端由第一接头、第一接管、第二接头、第二接管和第三接头依次连接而成；
[0012]所述回水管路自油水交换器的出水端至水泵的回水端由第四接头、第三接管、第五接头、水冷截门、第六接头、第四接管、第七接头、第五接管和第八接头依次连接而成；
[0013]相连接的第五接管、第八接头、水泵、第一接头和第一接管位于所述储水箱内；
[0014]所述储水箱内设有电加热器。
[0015]上述结构中，水冷循环系统中的储水箱配装电加热器，冬季气温较低时，可利用电加热器将水加热到一定温度，水循环预热油，待油温到一定温度时在启动磨合试验试验模块进行后桥磨合试验。
[0016]其中，所述油冷循环系统由液力机械变矩器、油冷循环管路和油水交换器组成，所述油冷循环管路包括自液力机械变矩器出油端至油水交换器进油端的出油管路以及自油水交换器出油端至液力机械变矩器回油端的回油管路。
[0017]进一步，所述出油管路自液力机械变矩器出油端至油水交换器进油端由油泵、第九接头、第六接管、第十接头、油冷截门、第十一接头、第七接管和第十二接头依次连接而成；
[0018]所述回油管路自油水交换器出油端至液力机械变矩器回油端由第十三接头、第八接管和第十四接头依次连接而成。
[0019]上述的矿用自卸车后桥试验台还包括对后桥的振动、扭矩、转速、温度等情况进行动态检测、分析的扭矩、转速、油温试验模块及试验数据采集处理模块，该扭矩、转速、油温试验模块及试验数据采集处理模块包括转速扭矩传感器、光电传感器、振动传感器、温度传感器、电控箱及操作台，所述转速扭矩传感器设于液力变矩器的侧方；
[0020]所述被测驱动桥包括半轴和后轮，所述光电传感器设于后轮的侧方，所述振动传感器设于半轴的侧方；
[0021]所述被测驱动桥的外侧设有桥壳，所述温度传感器设于桥壳的下方。
[0022]通过上述结构，可以检测后桥总成的转速、扭矩、油温等数据，实现齿轮传动初期的良好磨合，避免油温升高及齿轮非正常早期磨损等。
[0023]上述的矿用自卸车后桥试验台还包括设于所述后桥磨合试验模块下方的定位连接模块，该定位连接模块包括支座，连接于支座上方的后桥固定支架、中间连接座、变扭器连接座和电机连接座，以及连接于支座下方的3个底连接座；
[0024]所述电机连接座固连于电机的下方；[0025]所述变扭器连接座固连于液力变矩器的下方；
[0026]所述中间连接座固连于扭矩转速传感器、第三联轴器总成和轴承座总成的下方。
[0027]其中，所述后桥磨合试验模块的被测驱动桥的侧方设有与所述后桥固定支架固连的支撑架。
[0028]本发明还提供一种利用上述的矿用自卸车后桥试验台的后桥试验方法，包括如下步骤:[0029](1)安装后桥总成到试验台上；
[0030](2)每次试验前必须检验各部位螺纹连接状况，杜绝存在松动现象；
[0031](3)调整同心度，保证运转期间桥壳固定牢靠；
[0032](4)每周检验一次轴承座、传动轴的黄油量，如果缺油应及时补充；
[0033](5)请勿调整液力变矩器的溢流阀、背压阀压力；
[0034](6)变频器内部参数一经设定，非专业人员请勿擅自调整；
[0035](7)试验前必须安装好防护罩，以确保安全；
[0036](8)试验过程中先打开传感器显示仪表，先按复位按钮使仪表复位，然后开变频器，把变频器的频率调到IOHz预热20min，再把变频器的频率调到20Hz，磨合3h，然后在把变频器的频率调到30Hz磨合Ih ；
[0037](9)试验过程中随时检查桥壳温度，如有异常立刻停车；
[0038](10)在冷磨过程中要观测油温，当温度升高到90°C时要打开循环水进行冷却；
[0039](11)运转期间非工作人员不得进入工作区域；
[0040](12)液力变矩器运行50h内第一次换工作油，以后每隔1000h更换一次，换油时注意清洗滤芯；
[0041](13)试验结束后要关闭电源、水源；
[0042](14)记录试验数据。
[0043]本发明的上述技术方案的有益效果如下:
[0044]上述方案中，利用后桥磨合试验模块可以方便的对矿用自卸车的后桥各部件性能进行试验检测，从而保证整车的后桥的传动性能，并采用变频调速电机，性能可靠且环保。
【专利附图】
【附图说明】
[0045]图1为本发明【背景技术】中自卸车后桥总成的结构示意图；
[0046]附图标记说明:
[0047]1、发动机；2、前传动轴；6、主减速器；7、差速器；
[0048]3、液力机械变速器；8、半轴；9、轮边减速器；
[0049]4、后桥传动轴；5、后桥；
[0050]图2为本发明实施例一中后桥磨合试验模块和定位连接模块连接后的主视图；
[0051]图3为实施例一中后桥磨合试验模块和定位连接模块连接后的俯视图；
[0052]图4为实施例一中水冷循环系统的结构示意图；
[0053]图5为实施例一中油冷循环系统的结构示意图；
[0054]图6为实施例一中扭矩、转速、油温试验模块及试验数据采集处理模块的分布示意图；[0055]图7为实施例一中定位连接模块的主视图；
[0056]图8为实施例一中定位连接模块的俯视图；
[0057]图9为实施例一中控制面板的示意图。
[0058]附图标记说明:
[0059]1-1、电机；1_2、第一联轴器总成；1_3、液力变矩器；1_4、第二联轴器总成；1_5、扭矩转速传感器；1_6、第三联轴器总成；1_7、轴承座总成；1_8、传动轴；1_9、被测驱动桥；
1-10、支撑架；
[0060]2-1、储水箱；2_2、第八接头；2_3、水泵；2_4、第一接头；2_5、第一接管；2_6、电加热器；2-7、第二接头；2-8、第二接管；2-9、第三接头；2-10、油水交换器；2_11、第四接头；
2-12、第三接管；2-13、第五接头；2-14、水冷截门；2_15、第六接头；2_16、第四接管；2_17、第七接头；2-18、第五接管；
[0061]3-1、液力机械变速器；3_2、油泵；3_3、第九接头；3_4、第十四接头；3_5、第八接管；3-6、第十三接头；3-7、第六接管；3-8、第十接头；3-9、油冷截门；3_10、第十一接头；
3-11、第七接管；3-12、第十二接头；
[0062]4-1、转速扭矩传感器；4_2、光电传感器；4_3、振动传感器；4_4、温度传感器；
[0063]5-1、后桥固定支架；5_2、第一底连接座；5_3、第二底连接座；5_4、支座；中间连接座5-5 ;5-6、变扭器连接座；5-7、电机连接座；5-8、第三底连接座。
【具体实施方式】
[0064]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0065]一种矿用自卸车后桥试验台，包括后桥磨合试验模块，冷却循环模块，扭矩、转速、油温试验模块及试验数据采集处理模块和定位连接模块。
[0066]如图2、图3所示，所述后桥磨合试验模块包括电机1-1、液力变矩器1-3、扭矩转速传感器1-5、传动轴1-8，所述电机1-1和液力变矩器1-3通过第一联轴器总成1-2传动连接，所述液力变矩器1-3和扭矩转速传感器1-5通过第二联轴器总成1-4传动连接，所述扭矩转速传感器1-5和传动轴1-8通过前后设置的第三联轴器总成1-6、轴承座总成1-7传动连接，所述传动轴1-8的后方连接有被测驱动桥1-9。
[0067]上述结构，利用电机模拟发动机的输出，要求电机能实现正反转和调速的目的；然后对输入后桥的驱动力进行扭矩和转速的检测及分析。为保证对现实工况的模拟及对传动轴对中的考虑，电机与后桥之间采用带万向连轴节的传动轴连接，并在传动轴与电机之间设置扭矩传感器。
[0068]所述冷却循环模块设于后桥磨合试验模块的侧方，包括水冷循环系统和油冷循环系统，所述水冷循环系统和油冷循环系统均连接至油水交换器上。
[0069]其中，所述水冷循环系统由储水箱2-1、水冷循环管路和油水交换器2-10组成，所述水冷循环管路包括设于所述储水箱2-1内的水泵2-3、自水泵2-3的出水端至油水交换器2-10进水端的出水管路以及自油水交换器2-10出水端至水泵2-3的回水端的回水管路。
[0070]本实施例中，如图4所示，所述出水管路自水泵2-3的出水端至油水交换器2-10的进水端由第一接头2-4、第一接管2-5、第二接头2-7、第二接管2-8和第三接头2_9依次连接而成。
[0071]所述回水管路自油水交换器2-10的出水端至水泵2-3的回水端由第四接头2-11、第三接管2-12、第五接头2-13、水冷截门2-14、第六接头2_15、第四接管2_16、第七接头
2-17、第五接管2-18和第八接头2-2依次连接而成。
[0072]相连接的第五接管2-18、第八接头2-2、水泵2_3、第一接头2_4和第一接管2_5位于所述储水箱2-1内。
[0073]所述储水箱2-1内设有电加热器2-6。[0074]上述结构中，水冷循环系统中的储水箱配装电加热器，冬季气温较低时，可利用电加热器将水加热到一定温度，水循环预热油，待油温到一定温度时在启动磨合试验试验模块进行后桥磨合试验。
[0075]其中，所述油冷循环系统由液力机械变矩器3-1、油冷循环管路和油水交换器
2-10组成，所述油冷循环管路包括自液力机械变矩器3-1出油端至油水交换器2-10进油端的出油管路以及自油水交换器2-10出油端至液力机械变矩器3-1回油端的回油管路。
[0076]本实施例中，如图5所示，所述出油管路自液力机械变矩器3-1出油端至油水交换器2-10进油端由油泵3-2、第九接头3-3、第六接管3-7、第十接头3_8、油冷截门3_9、第十一接头3-10、第七接管3-11和第十二接头3-12依次连接而成。
[0077]所述回油管路自油水交换器2-10出油端至液力机械变矩器3-1回油端由第十三接头3-6、第八接管3-5和第十四接头3-4依次连接而成。
[0078]如图6所示，所述扭矩、转速、油温试验模块及试验数据采集处理模块包括转速扭矩传感器4-1、光电传感器4-2、振动传感器4-3、温度传感器4-4、电控箱及操作台，所述转速扭矩传感器4-1设于液力变矩器1-3的侧方。
[0079]所述被测驱动桥1-9包括半轴和后轮，2个所述光电传感器4-2设于左右后轮的侧方,2个所述振动传感器4-3设于左右半轴的侧方。
[0080]所述被测驱动桥1-9的外侧设有桥壳，所述温度传感器4-4设于桥壳下方。
[0081]利用上述的扭矩、转速、油温试验模块及试验数据采集处理模块，可以检测后桥总成的转速、扭矩、油温等数据，实现齿轮传动初期的良好磨合，避免油温升高及齿轮非正常早期磨损等。
[0082]上述的扭矩、转速、油温试验模块及试验数据采集处理模块的操作台上设有如图9所示的控制面板，说明如下:
[0083](I) “振动信号显示”面板可以同时显示两个振动信号，还可以在显示一个和显示两个之间进行转换，“显示类型”按钮可以实现这个功能。在“显示类型选项”里有三个数字:0、1、2，分别代表同时显示两个信号、显示左边的信号、显示右边的信号；
[0084](2)在对信号的放大倍数上，转速信号和振动信号是分别独立的，可以独立的调整各自的信号；当“显示控制开关”显示为ON时，信号放大倍数的调节按钮就会显示出来；
[0085](3)另外转速信号、温度信号、扭矩信号还可以以数值的形式显示出来，当“显示控制开关”显示为ON时数值显示形式就会出现，这样可以提高测量值的精度；
[0086](4)在温度显示和扭矩显示的下面各有一个报警灯，当温度值和扭矩值大于某个数值时灯就会亮起来；
[0087](5)在演示时，振动波形还可以调整，其控制按钮的出现由“显示控制开关”控制。[0088]如图7、图8所示，所述定位连接模块包括支座5-4，连接于支座5-4上方的后桥固定支架5-1、中间连接座5-5、变扭器连接座5-6和电机连接座5-7，以及连接于支座5_4下方的3个底连接座，分别为第一底连接座5-2、第二底连接座5-3和第三底连接座5-8。
[0089]如图1所示，所述电机连接座5-7固连于电机1-1的下方；所述变扭器连接座5-6固连于液力变矩器1-3的下方；所述中间连接座5-5固连于扭矩转速传感器1-5、第三联轴器总成1-6和轴承座总成1-7的下方。
[0090]所述后桥磨合试验模块的被测驱动桥1-9的侧方设有与所述后桥固定支架5-1固连的支撑架1-10。
[0091]试验前各部件的安装、连接如下所述:
[0092]首先将后桥固定支架、第一底连接座、第二底连接座、支座、中间连接座、变扭器连接座、电机连接座、第三底连接座固定好，然后正确安装电机、第一联轴器总成、液力变矩器、第二联轴器总成、扭矩转速传感器、第三联轴器总成、轴承座总成、传动轴、被测驱动桥，再然后连接液压及水管管路，最后连接并安装光电传感器、振动传感器、温度传感器、电控箱及操作台等，整体进行调试。
[0093]试验前及试验中应注意事项:
[0094](I)每次试验前必须检验各部位螺纹连接状况，杜绝松动现象。
[0095](2)调整同心度，保证运转期间桥壳固定牢靠。
[0096](3)每周检验一次轴承座、传动轴的黄油量，如果缺油应及时补充。
[0097](4)变频器内部参数设定后调整液力变矩器的溢流阀、背压阀压力。
[0098](5)试验前必须安装好防护罩，以确保安全。
[0099](6)试验过程中先打开传感器显示仪表，先按复位按钮使仪表复位。然后开变频器，把变频器的频率调到10赫兹(相当于传动轴以600rPm运行)预热20分钟，再把变频器的频率调到20赫兹(相当于传动轴以1200rPm运行)，磨合3个小时，然后在把变频器的频率调到30赫兹(相当于传动轴以ISOOrPm运行)磨合I个小时。
[0100](7)试验过程中随时检查桥壳温度，如有异常立刻停车。
[0101](8)在冷磨过程中要观测油温，当温度升高到90度左右时要打开循环水进行冷却。冬季如气温过低，可先加热水循环保证油温，然后再进行磨合试验，磨合完成后记录试验数据。
[0102](9)液力变矩器运行50小时内第一次换工作油，以后每隔1000小时更换一次，换油时注意清洗滤芯。
[0103](10)试验结束后要关闭电源、水源；
[0104](11)记录试验数据，如下表所示:
[0105]后桥试验数据记录表后桥编号:***
[0106]
【权利要求】
1.一种矿用自卸车后桥试验台，其特征在于，包括后桥磨合试验模块，该后桥磨合试验模块包括电机、液力变矩器、扭矩转速传感器、传动轴，所述电机和液力变矩器通过第一联轴器总成传动连接，所述液力变矩器和扭矩转速传感器通过第二联轴器总成传动连接，所述扭矩转速传感器和传动轴通过前后设置的第三联轴器总成、轴承座总成传动连接，所述传动轴的后方连接有被测驱动桥。
2.根据权利要求1所述的矿用自卸车后桥试验台，其特征在于，还包括设于后桥磨合试验模块侧方的冷却循环模块，该冷却循环模块包括水冷循环系统和油冷循环系统，所述水冷循环系统和油冷循环系统均连接至油水交换器上。
3.根据权利要求2所述的矿用自卸车后桥试验台，其特征在于，所述水冷循环系统由储水箱、水冷循环管路和油水交换器组成，所述水冷循环管路包括设于所述储水箱内的水泵、自水泵的出水端至油水交换器进水端的出水管路以及自油水交换器出水端至水泵的回水端的回水管路。
4.根据权利要求3所述的矿用自卸车后桥试验台，其特征在于，所述出水管路自水泵的出水端至油水交换器的进水端由第一接头、第一接管、第二接头、第二接管和第三接头依次连接而成； 所述回水管路自油水交换器的出水端至水泵的回水端由第四接头、第三接管、第五接头、水冷截门、第六接头、第四接管、第七接头、第五接管和第八接头依次连接而成； 相连接的第五接管、第八接头、水泵、第一接头和第一接管位于所述储水箱内； 所述储水箱内设有电加热器。
5.根据权利要求2所述的矿用自卸车后桥试验台，其特征在于，所述油冷循环系统由液力机械变矩器、油冷循环管路和油水交换器组成，所述油冷循环管路包括自液力机械变矩器出油端至油水交换器进油端的出油管路以及自油水交换器出油端至液力机械变矩器回油端的回油管路。
6.根据权利要求5所述的矿用自卸车后桥试验台，其特征在于，所述出油管路自液力机械变矩器出油端至油水交换器进油端由油泵、第九接头、第六接管、第十接头、油冷截门、第十一接头、第七接管和第十二接头依次连接而成； 所述回油管路自油水交换器出油端至液力机械变矩器回油端由第十三接头、第八接管和第十四接头依次连接而成。
7.根据权利要求1所述的矿用自卸车后桥试验台，其特征在于，还包括对后桥的振动、扭矩、转速、温度等情况进行动态检测、分析的扭矩、转速、油温试验模块及试验数据采集处理模块，该扭矩、转速、油温试验模块及试验数据采集处理模块包括转速扭矩传感器、光电传感器、振动传感器、温度传感器、电控箱及操作台，所述转速扭矩传感器设于液力变矩器的侧方； 所述被测驱动桥包括半轴和后轮，所述光电传感器设于后轮的侧方，所述振动传感器设于半轴的侧方； 所述被测驱动桥的外侧设有桥壳，所述温度传感器设于桥壳的下方。
8.根据权利要求1所述的矿用自卸车后桥试验台，其特征在于，还包括设于所述后桥磨合试验模块下方的定位连接模块，该定位连接模块包括支座，连接于支座上方的后桥固定支架、中间连接座、变扭器连接座和电机连接座，以及连接于支座下方的3个底连接座；所述电机连接座固连于电机的下方； 所述变扭器连接座固连于液力变矩器的下方； 所述中间连接座固连于扭矩转速传感器、第三联轴器总成和轴承座总成的下方。
9.根据权利要求6所述的矿用自卸车后桥试验台，其特征在于，所述后桥磨合试验模块的被测驱动桥的侧方设有与所述后桥固定支架固连的支撑架。
10.一种利用权利要求1~9中任一项所述的矿用自卸车后桥试验台的后桥试验方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)安装后桥总成到试验台上； (2)每次试验前必须检验各部位螺纹连接状况，杜绝存在松动现象； (3)调整同心度，保证运转期间桥壳固定牢靠； (4)每周检验一次轴承座、传动轴的黄油量,如果缺油应及时补充； (5)请勿调整液力变矩器的溢流阀、背压阀压力； (6)变频器内部参数一经设定，非专业人员请勿擅自调整； (7)试验前必须安装好防护罩，以确保安全； (8)试验过程中先打开传感器显示仪表，先按复位按钮使仪表复位，然后开变频器，把变频器的频率调到IOHz预热20min，再把变频器的频率调到20Hz，磨合3h，然后在把变频器的频率调到30Hz磨合Ih ； (9)试验过程中随时检查桥壳温度，如有异常立刻停车； (10)在冷磨过程中要观测油温，当温度升高到90°C时要打开循环水进行冷却； (11)运转期间非工作人员不得进入工作区域； (12)液力变矩器运行50h内第一次换工作油，以后每隔1000h更换一次，换油时注意清洗滤芯； (13)试验结束后要关闭电源、水源； (14)记录试验数据。
【文档编号】G01M17/007GK103837351SQ201410117387
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年3月27日 优先权日:2014年3月27日
【发明者】董翠艳, 刘肇飞, 高全峰 申请人:北京首钢重型汽车制造股份有限公司