国家标准计划《重载齿轮箱加速疲劳寿命试验技术规范》由 TC357(全国减速机标准化技术委员会)归口 ,主管部门为中国机械工业联合会。
主要起草单位 重庆大学 、太原重工股份有限公司 、南京高速齿轮制造有限公司 、重庆齿轮箱有限责任公司 、天津华建天恒传动有限责任公司 、江苏泰隆减速机股份有限公司 、江苏省减速机产品质量监督检验中心...... 。
| 21 机械系统和通用件 |
| 21.200 齿轮及齿轮传动 |
重载齿轮箱作为风电、矿用挖掘机、采煤机等大型机电设备的重要部件,其性能和可靠性直接决定了整机系统的质量水平。
目前,大多数的齿轮箱制造厂商都采用逐级加载载荷的验证方法来检测齿轮箱的啮合状况、润滑油路及振动噪声情况。
然而,由于试验费用和试验设备的限制,工厂对齿轮箱的各种试验一般只进行几十到几百个小时,而且能用于试验的样本也有限。
加之,齿轮箱通常是一种高可靠长寿命产品,工厂能够获得的实际齿轮箱失效数据也非常少。
并且,重载齿轮箱通常在变载、复杂恶劣的环境下运行,其动态服役行为与失效机理还未得到深入的研究和分析,一直未能建立一套科学合理的寿命试验方法和寿命可靠性的评价体系。
因此,开展重载齿轮箱加速疲劳寿命试验技术规范研究对齿轮箱疲劳寿命有着极为重要的意义。
同时,尽管目前已有齿轮副弯曲疲劳强度与接触疲劳强度试验标准(GB/T 14230和GB/T 14229),但其主要针对单级齿轮副,无法有效地应用于齿轮箱系统级的疲劳寿命试验中。
加之,齿轮箱通常是一种高可靠长寿命的产品,并且工厂对齿轮箱开展的各种试验的时间与成本都有限,进一步造成前述的疲劳强度试验标准的方法无法适用于齿轮箱的疲劳寿命试验中。
基于此,本项目针对重载齿轮箱系统级的疲劳寿命可靠性问题,提出一种齿轮箱系统级的加速疲劳寿命试验方法。
具体地,本项目结合删小量法和线性强化载荷谱法,删去对齿轮箱疲劳寿命影响小的部分载荷,并使试验载荷谱与设计载荷谱在频度上具有一定相似性,期望试验结果与实际应用结果具有较高的吻合度。
通过对齿轮箱的载荷谱分析,获得其主要零件齿轮和轴承的应力循环次数,并由此计算零件的累积疲劳损伤程度;通过对实际载荷谱进行加权,得到疲劳可靠性试验的加载转速和扭矩,使齿轮箱在台架的疲劳损伤程度等效于实际工况下的损伤,从而来验证设计齿轮箱的疲劳寿命可靠性。
重载齿轮箱是众多大型机电设备的重要部件,也是决定大型机电设备效能和寿命的关键系统。
本项目的成功实施将实现对重载齿轮箱疲劳寿命关键共性问题的深层次科学认识,丰富重载齿轮箱系统级疲劳寿命试验内涵,形成齿轮箱系统级疲劳寿命试验的新理论、新方法。
相关研究成果将推动我国重载齿轮箱系统级疲劳寿命试验基础科学进步,提升学术影响力与工程应用价值,促进重载齿轮箱疲劳寿命试验的科技创新及可持续发展,为我国重载齿轮箱的疲劳寿命试验提供有效的技术支撑与试验流程。
本文件规定了重载齿轮箱加速疲劳寿命试验技术规范的术语和定义、项目与符号、试验系统、试验条件、试验的准备、 加速疲劳寿命试验载荷谱编制方法及试验流程。 本文件适用于兆瓦级风电齿轮箱、矿用挖掘机齿轮箱、采煤机齿轮箱等变载荷工况下齿轮箱系统级加速疲劳寿命试验的载荷谱编制、试验流程等,以检验齿轮箱系统级失效与承载能力所需的基础数据,并确定齿轮箱中可靠性最薄弱环节。 单级齿轮副弯曲疲劳强度与接触疲劳强度试验标准方法分别按照GB/T 14230与GB/T 14229规定执行。