一种煤矿重载减速器润滑油模拟台架试验方法及装置与流程

1.本技术涉及矿井技术领域，具体而言，涉及一种煤矿重载减速器润滑油模拟台架试验方法及装置。


背景技术：

2.井下服役环境苛刻，煤矿减速器多处在重载、低速、冲击载荷、振动、超负荷、散热条件差、工作时间超长等恶劣工况条件下工作，且具有传递力矩大及传动比大等特点，使齿轮减速机构面临着极为严重的摩擦磨损问题及由其引起的高发热和高能耗问题，成为综采机械故障的多发处和能量浪费的重灾区。大型减速器故障往往首先发生润滑故障，如减速机齿轮磨损、漏油、运转不均匀等，进而导致严重的摩擦磨损甚至断裂等灾难性故障。由于润滑不良造成的减速箱、电动机故障停机，在煤矿生产设备故障中占有很大比例。因此对润滑油的润滑能力、减摩抗磨能力、极压性能、降温、节约能耗等指标提出更高的要求。传统评价油品性能最为普遍的实验方法是四球实验方法，可以评价润滑油的极压性能和抗磨损性能，但是其工况与实际使用工况有非常大的区别，很多情况下，四球实验结果与实际使用性能之间没有很好的相关性。因此，针对煤矿减速机的运行工况特点，建立台架试验平台，评价模拟工况下润滑油的实际抗磨损性能和能耗，测定润滑油对减速机振动、噪音等的影响规律，具有重要的意义。
3.通过模拟台架实验评价润滑油的性能已成为车辆齿轮油、内燃机油的标准实验方法，但缺乏针对煤矿重载减速机用润滑油的实验台架。


技术实现要素：

4.为了弥补以上不足，本技术提供了一种煤矿重载减速器润滑油模拟台架试验方法及装置，旨在改善常规的缺乏针对煤矿重载减速机用润滑油的试验台架，不能完全评价润滑油在煤矿重载减速机实际工况下使用性能的问题。
5.本技术实施例提供了一种煤矿重载减速器润滑油模拟台架试验方法，包括有以下方法步骤：
6.s1、通过驱动电机实现对减速器进行驱动运行：在进行煤矿重载减速器润滑油模拟的时候，使用驱动电机实现对减速器进行驱动，完成对减速器的驱动运行；
7.s2、通过制动器实现对减速器的输出端进行制动：在驱动电机实现对减速器进行驱动运行的时候，通过制动器对减速器进行制动，完成对减速器进行重载模拟；
8.s3、在进行模拟重载减速器进行运行的时候；通过传感系统实现对减速器内部的高性能润滑油进行检测，并且将检测的数据信息传输给控制系统，控制系统实现对数据信息进行处理，并且再将数据信息通过显示系统进行数据显示；
9.s4、并且根据不同的检测内容运行不同的检测项目：通过对控制系统的程序化设计，台架实验进行不同时间的连续加载试验、频繁启停试验、堵转试验，并且通过传感系统进行数据检测；
10.s5、在所有的检测项目检测完毕之后，对润滑油进行检测：测试完成后，打开减速器，观察齿轮磨损情况，进而在齿轮不同位置取样，采用光学显微镜、扫描电子显微镜进行微观分析测试手段深入的表征齿轮磨损情况；收集润滑油进行铁谱分析。
11.在上述实现过程中，本台架试验能够获得润滑油在接近煤矿减速机实际工况下的使用性能，同时能够获得润滑油对减速机运行状态数据的影响，通过磨损、减速机运行状态全面评价润滑油的使用性能。
12.对于目前添加纳米添加剂等的高性能润滑油，抗磨、减耗是其最主要的性能，通过本试验台，不仅可以获取抗磨性能，而且可以获取不同工况下的能耗，这对于高性能润滑油的性能评估具有重要的意义，为国内高性能煤矿重载减速机润滑油的性能试验研究奠定了基础，满足了煤矿行业对此项技术的需求，对进一步提高润滑油性能提供了可行的实验手段。
13.在一种具体的实施方案中，所述s1中的驱动电机在驱动减速器的时候，通过联轴器进行传动连接所述减速器运行，所述联轴器和所述减速器之间传动连接有扭矩传感器，用于检测所述减速器运行时候扭矩。
14.在上述实现过程中，可以实现对减速器4进行有效的驱动运行，并且实现对减速器4运行时候的扭矩进行检测。
15.在一种具体的实施方案中，所述s2中的制动器在制动减速器的时候，通过联轴器进行制动所述减速器运行，所述联轴器和所述减速器之间传动连接有转速传感器，用于检测所述减速器的转速。
16.在上述实现过程中，制动器可以实现对减速器进行制动，模拟减速器在重载下的运行情况。
17.在一种具体的实施方案中，所述s3中的传感系统包括有用于测量减速器中油温的温度传感器、用于测量减速器中的噪音的噪音传感器、用于测量减速器中输出轴振动的振动传感器、用于测量减速器中油液的油液传感器。
18.在上述实现过程中，传感系统可以实现对减速器进行有效的检测，能够有效的检测出减速器在运行时候的情况。
19.在一种具体的实施方案中，所述驱动电机与所述制动器上分别安装电表，用于分别测试系统的输入功率和输出功率，输入与输出功率差即为减速器的能耗。
20.在上述实现过程中，可以实现对减速器的能耗进行有效的检测计算。
21.在一种具体的实施方案中，所述s3中的控制系统中包括有存储模块，所述存储模块包括有两组，分别为用于存储系统运行程序体的rom存储模块和存储系统运行日志的ram存储模块。
22.在上述实现过程中，存储系统可以实现对系统进行存储，并且保持数据的分别存储，防止数据信息发生混乱。
23.在一种具体的实施方案中，所述s5中的光学显微镜和扫描电子显微镜进行微观分析测试手段深入的表征齿轮磨损情况，在使用光学显微镜和扫描电子显微镜进行微观分析测试的时候，对齿轮进行固定安装，保持齿轮的稳定性，然后对齿轮进行旋转分析齿轮的每一个齿牙和齿槽的磨损情况。
24.在上述实现过程中，通过光学显微镜和扫描电子显微镜的分析检测，可以有效的
检测出齿轮的磨损情况。
25.在一种具体的实施方案中，所述铁谱分析包括有两种类型，一种是直读铁谱仪，一种是分析铁谱仪，且分析铁谱仪又分为直线式铁谱仪和旋转式铁谱仪两种；所述铁谱分析包括有以下方法步骤：
26.s501、取样：用取油工具从管线上或油箱中抽取润滑油或液压油样，且避免从死角、底部取样，选择在机器运转时，或刚停机时取样；取样应始终在同一位置、同一条件下和同一运转状态下取样；
27.s502、制谱：在进行分析质谱的时候，既要注意提高制谱效率，更要注意提高制谱质量，要选合适的稀释比例和流量，使得制出的谱片链状排列明显，且光密度读数在规定范围内；
28.s503、观测与分析：谱片制好后，需对谱片进行定性分析与定量分析，定性分析：用铁谱显微镜对磨屑形貌进行观测，也可用扫描电子显微镜对磨屑进行更细致的观察；定量分析：主要是进行光密度读数；
29.s504、结论：根据分析结果作出状态监测或故障诊断结论。
30.一种煤矿重载减速器润滑油模拟台架试验装置，包括有驱动电机，所述驱动电机通过联轴器和扭矩传感器实现对减速器进行传动连接，所述减速器的另一端通过转速传感器连接制动器，所述制动器上通过进出水口连通有循环冷却系统，所述减速器上电性连接有传感系统，所述传感系统中包括有温度传感器、噪音传感器、振动传感器、油液传感器和电表，所述电表分别与所述驱动电机和所述接制动器电性连接所述电表，所述传感系统上电性连接有控制系统，所述控制系统和所述传感系统上电性连接有显示系统。
31.在上述实现过程中，其可实现润滑油长时间、可调负载下抗磨性能、能耗的测试，同时含有润滑油温度、主轴振动、扭矩、主轴转速、噪音和油液在线检测的传感器，以评价润滑油抗磨损性能、能耗及润滑油对减速机运行状态的影响，全面的评价润滑油的综合使用性能。
32.在一种具体的实施方案中，所述制动器采用的是磁粉制动器，所述循环冷却系统能够保证台架试验装置长时间的测试，所述磁粉制动器的使用可以获得精确、大功率的连续加载。
33.在上述实现过程中，制动器可以实现对减速器进行有效的制动效果，且能够保持冷却降温，提高运行的时长。
附图说明
34.为了更清楚地说明本技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
35.图1是本技术实施方式提供的系统结构示意图；
36.图2为本技术实施方式提供的方法步骤流程示意图；
37.图3为本技术实施方式提供的铁谱分析方法流程示意图。
38.图中：1、驱动电机；2、联轴器；3、扭矩传感器；4、减速器；5、传感系统；6、显示系统；
7、控制系统；8、制动器；9、进出水口；10、循环冷却系统。
具体实施方式
39.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
40.为使本技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。
41.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。
42.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
43.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
44.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
45.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
46.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
47.请参阅图1-3，本技术提供一种煤矿重载减速器润滑油模拟台架试验方法，包括有以下方法步骤：
48.s1、通过驱动电机1实现对减速器4进行驱动运行：在进行煤矿重载减速器4润滑油模拟的时候，使用驱动电机1实现对减速器4进行驱动，完成对减速器4的驱动运行；
49.s2、通过制动器8实现对减速器4的输出端进行制动：在驱动电机1实现对减速器4进行驱动运行的时候，通过制动器8对减速器4进行制动，完成对减速器4进行重载模拟；
50.s3、在进行模拟重载减速器4进行运行的时候；通过传感系统5实现对减速器4内部的高性能润滑油进行检测，并且将检测的数据信息传输给控制系统7，控制系统7实现对数据信息进行处理，并且再将数据信息通过显示系统6进行数据显示；
51.s4、并且根据不同的检测内容运行不同的检测项目：通过对控制系统7的程序化设计，台架实验进行不同时间的连续加载试验、频繁启停试验、堵转试验，并且通过传感系统进行数据检测；
52.s5、在所有的检测项目检测完毕之后，对润滑油进行检测：测试完成后，打开减速器4，观察齿轮磨损情况，进而在齿轮不同位置取样，采用光学显微镜、扫描电子显微镜进行微观分析测试手段深入的表征齿轮磨损情况；收集润滑油进行铁谱分析。
53.在上述实现过程中，本台架试验能够获得润滑油在接近煤矿减速机实际工况下的使用性能，同时能够获得润滑油对减速机运行状态数据的影响，通过磨损、减速机运行状态全面评价润滑油的使用性能。
54.对于目前添加纳米添加剂等的高性能润滑油，抗磨、减耗是其最主要的性能，通过本试验台，不仅可以获取抗磨性能，而且可以获取不同工况下的能耗，这对于高性能润滑油的性能评估具有重要的意义，为国内高性能煤矿重载减速机润滑油的性能试验研究奠定了基础，满足了煤矿行业对此项技术的需求，对进一步提高润滑油性能提供了可行的实验手段。
55.在一种具体的实施方案中，所述s1中的驱动电机1在驱动减速器4的时候，通过联轴器2进行传动连接所述减速器4运行，所述联轴器2和所述减速器4之间传动连接有扭矩传感器3，用于检测所述减速器4运行时候扭矩，可以实现对减速器4进行有效的驱动运行，并且实现对减速器4运行时候的扭矩进行检测。
56.在具体方案中，所述s2中的制动器8在制动减速器4的时候，通过联轴器2进行制动所述减速器4运行，所述联轴器2和所述减速器4之间传动连接有转速传感器，用于检测所述减速器4的转速，制动器8可以实现对减速器4进行制动，模拟减速器4在重载下的运行情况。
57.在实施方案中，所述s3中的传感系统5包括有用于测量减速器中油温的温度传感器、用于测量减速器中的噪音的噪音传感器、用于测量减速器中输出轴振动的振动传感器、用于测量减速器中油液的油液传感器，传感系统5可以实现对减速器4进行有效的检测，能够有效的检测出减速器4在运行时候的情况。
58.在具体方案中，所述驱动电机1与所述制动器8上分别安装电表，用于分别测试系统的输入功率和输出功率，输入与输出功率差即为减速器的能耗，可以实现对减速器4的能耗进行有效的检测计算。
59.在具体的实施中，所述s3中的控制系统中包括有存储模块，所述存储模块包括有两组，分别为用于存储系统运行程序体的rom存储模块和存储系统运行日志的ram存储模块，存储系统可以实现对系统进行存储，并且保持数据的分别存储，防止数据信息发生混乱。
60.在实施方案中，所述s5中的光学显微镜和扫描电子显微镜进行微观分析测试手段深入的表征齿轮磨损情况，在使用光学显微镜和扫描电子显微镜进行微观分析测试的时
候，对齿轮进行固定安装，保持齿轮的稳定性，然后对齿轮进行旋转分析齿轮的每一个齿牙和齿槽的磨损情况，通过光学显微镜和扫描电子显微镜的分析检测，可以有效的检测出齿轮的磨损情况，所述铁谱分析包括有两种类型，一种是直读铁谱仪，一种是分析铁谱仪，且分析铁谱仪又分为直线式铁谱仪和旋转式铁谱仪两种；所述铁谱分析包括有以下方法步骤：
61.s501、取样：用取油工具从管线上或油箱中抽取润滑油或液压油样，且避免从死角、底部取样，选择在机器运转时，或刚停机时取样；取样应始终在同一位置、同一条件下和同一运转状态下取样；
62.s502、制谱：在进行分析质谱的时候，既要注意提高制谱效率，更要注意提高制谱质量，要选合适的稀释比例和流量，使得制出的谱片链状排列明显，且光密度读数在规定范围内；
63.s503、观测与分析：谱片制好后，需对谱片进行定性分析与定量分析，定性分析：用铁谱显微镜对磨屑形貌进行观测，也可用扫描电子显微镜对磨屑进行更细致的观察；定量分析：主要是进行光密度读数；
64.s504、结论：根据分析结果作出状态监测或故障诊断结论。
65.参考图1，一种煤矿重载减速器润滑油模拟台架试验装置，包括有驱动电机1，所述驱动电机1通过联轴器2和扭矩传感器3实现对减速器4进行传动连接，所述减速器4的另一端通过转速传感器连接制动器8，所述制动器8上通过进出水口9连通有循环冷却系统10，所述减速器4上电性连接有传感系统5，所述传感系统5中包括有温度传感器、噪音传感器、振动传感器、油液传感器和电表，所述电表分别与所述驱动电机1和所述接制动器8电性连接所述电表，所述传感系统5上电性连接有控制系统7，所述控制系统7和所述传感系统5上电性连接有显示系统6。
66.在上述实现过程中，其可实现润滑油长时间、可调负载下抗磨性能、能耗的测试，同时含有润滑油温度、主轴振动、扭矩、主轴转速、噪音和油液在线检测的传感器，以评价润滑油抗磨损性能、能耗及润滑油对减速机运行状态的影响，全面的评价润滑油的综合使用性能。
67.在具体实施方案中，所述制动器8采用的是磁粉制动器，所述循环冷却系统10能够保证台架试验装置长时间的测试，所述磁粉制动器的使用可以获得精确、大功率的连续加载，制动器8可以实现对减速器4进行有效的制动效果，且能够保持冷却降温，提高运行的时长。
68.具体的，
69.第一步、通过驱动电机1实现对减速器4进行驱动运行：在进行煤矿重载减速器4润滑油模拟的时候，使用驱动电机1实现对减速器4进行驱动，完成对减速器4的驱动运行；
70.第二步、通过制动器8实现对减速器4的输出端进行制动：在驱动电机1实现对减速器4进行驱动运行的时候，通过制动器8对减速器4进行制动，完成对减速器4进行重载模拟；
71.第三步、在进行模拟重载减速器4进行运行的时候；通过传感系统5实现对减速器4内部的高性能润滑油进行检测，并且将检测的数据信息传输给控制系统7，控制系统7实现对数据信息进行处理，并且再将数据信息通过显示系统6进行数据显示；
72.第四步、并且根据不同的检测内容运行不同的检测项目：通过对控制系统7的程序
化设计，台架实验进行不同时间的连续加载试验、频繁启停试验、堵转试验，并且通过传感系统进行数据检测；
73.第五步、在所有的检测项目检测完毕之后，对润滑油进行检测：测试完成后，打开减速器4，观察齿轮磨损情况，进而在齿轮不同位置取样，采用光学显微镜、扫描电子显微镜进行微观分析测试手段深入的表征齿轮磨损情况；收集润滑油进行铁谱分析。
74.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
75.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。