800KW機(jī)械封閉式齒輪箱試驗(yàn)臺(tái).doc

800KW機(jī)械封閉式齒輪箱試驗(yàn)臺(tái)說(shuō)明書(shū)一、試驗(yàn)臺(tái)的總體結(jié)構(gòu)及原理適用于800KW的各類(lèi)工業(yè)齒輪箱的機(jī)械封閉式試驗(yàn)臺(tái)的總體結(jié)構(gòu)如附圖一所示，它主要有主驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)與相應(yīng)的控制系統(tǒng)、陪試齒輪箱、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、扭力軸、加載裝置、液壓潤(rùn)滑站與動(dòng)力站、工控機(jī)及操作臺(tái)等幾部分組成，為滿(mǎn)足振動(dòng)、噪聲及油溫測(cè)定的要求，另配有測(cè)振儀、精密聲級(jí)計(jì)及測(cè)溫裝置等。試驗(yàn)臺(tái)的主要技術(shù)參數(shù)為：（1）主驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率 90KW（2）主驅(qū)動(dòng)電機(jī)最高轉(zhuǎn)速 1500r/min（3）試驗(yàn)齒輪箱最大傳遞功率 800KW（4）潤(rùn)滑站壓力 1.5Mpa（5）動(dòng)力站壓力 32MPa試驗(yàn)時(shí)，被試齒輪箱背靠背串聯(lián)于試驗(yàn)臺(tái)的封閉傳動(dòng)鏈中，主電機(jī)驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)回轉(zhuǎn)并可按要求調(diào)整其驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速。加載時(shí)，依靠加載器使封閉回路產(chǎn)生一強(qiáng)制彈性變形，形成所謂的“封閉功率”，借此也實(shí)現(xiàn)對(duì)被試齒輪箱的加載，主電機(jī)回轉(zhuǎn)時(shí)所提供的功率僅僅是試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)回轉(zhuǎn)時(shí)所消耗的功率，即用較小的驅(qū)動(dòng)功率就可實(shí)現(xiàn)很大功率齒輪箱的試驗(yàn)。試驗(yàn)臺(tái)的加載在靜態(tài)、動(dòng)態(tài)下均可進(jìn)行，且可隨時(shí)加載卸載。試驗(yàn)過(guò)程中的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及功率等通過(guò)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器傳輸至二次儀表或工控機(jī)，統(tǒng)一打印或顯示。試驗(yàn)臺(tái)的調(diào)速、加載卸載、數(shù)據(jù)顯示及處理可集中于一臺(tái)工控機(jī)上，便于進(jìn)行操作、控制，同時(shí)亦留有手動(dòng)接口，以便萬(wàn)一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)啟用。試驗(yàn)臺(tái)液壓潤(rùn)滑站集中實(shí)現(xiàn)對(duì)陪試箱的潤(rùn)滑供油，油站配有壓力、溫度報(bào)警功能。液壓動(dòng)力站為試驗(yàn)臺(tái)加載裝置提供液壓動(dòng)力及控制功能。潤(rùn)滑站和液壓動(dòng)力站集中置于車(chē)間地下室內(nèi)。與試驗(yàn)臺(tái)配套選用的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳遞器、機(jī)械效率儀、振動(dòng)測(cè)試裝置、精密聲級(jí)計(jì)及測(cè)溫儀表等，都充分考慮到了試驗(yàn)要求，能保證足夠的檢測(cè)精度。陪試齒輪箱設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)行時(shí)要求其可靠及長(zhǎng)壽命的特點(diǎn)，齒輪件采用優(yōu)質(zhì)齒輪鋼，滲碳淬火、磨齒、精度5級(jí)，箱體設(shè)計(jì)則主要考慮其剛度及分布的合理性等問(wèn)題。為確保試驗(yàn)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)工作人員的安全,試驗(yàn)臺(tái)主要回轉(zhuǎn)件均加裝安全罩。二、電控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)1. 齒輪箱試驗(yàn)臺(tái)電氣控制系統(tǒng)功能：齒輪箱試驗(yàn)臺(tái)電氣設(shè)備是齒輪箱試驗(yàn)臺(tái)配套的設(shè)備。電氣控制系統(tǒng)主要功能是：主機(jī)的速度控制、液壓系統(tǒng)控制、潤(rùn)滑系統(tǒng)控制以及試驗(yàn)設(shè)備的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、溫度等信號(hào)的采集和顯示。電氣設(shè)備中的主要控制元件選用中外合資或國(guó)營(yíng)大型企業(yè)名牌產(chǎn)品。電氣設(shè)備配有計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)行情況進(jìn)行控制和顯示，并可用打印機(jī)將有關(guān)參數(shù)打印記錄。2齒輪箱試驗(yàn)臺(tái)電氣控制系統(tǒng)組成及系統(tǒng)配置2.1低壓總進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)柜及控制電源由系統(tǒng)低壓動(dòng)力柜接受車(chē)間一路供電，進(jìn)線(xiàn)電壓為380V三相三線(xiàn)制，經(jīng)由自動(dòng)斷路器進(jìn)行開(kāi)斷及保護(hù)。各支路低壓動(dòng)力電源采用分路自動(dòng)斷路器分別供給主傳動(dòng)電機(jī)、液壓站電機(jī)、稀油潤(rùn)滑泵電機(jī)、1#扭矩儀電機(jī)和2#扭矩儀電機(jī)等(見(jiàn)系統(tǒng)單線(xiàn)圖)。為了避免工廠電源對(duì)本電氣系統(tǒng)的干擾,系統(tǒng)低壓動(dòng)力柜中裝有隔離單相變壓器(AC380V/220V),將進(jìn)線(xiàn)電壓AC380V轉(zhuǎn)換為AC220V，直接給電氣系統(tǒng)的控制回路供電。 低壓動(dòng)力電源及控制電源技術(shù)參數(shù)：進(jìn)線(xiàn)電壓：380V三相三線(xiàn)電源頻率：50HZ電壓等級(jí)：AC380V，10%接地電阻：4歐姆設(shè)備容量：100KW2.2儀表測(cè)量系統(tǒng)整個(gè)齒輪箱試驗(yàn)臺(tái)儀表系統(tǒng)配置的顯示儀表包括：監(jiān)測(cè)試驗(yàn)設(shè)備的速度、轉(zhuǎn)矩、溫度等，信號(hào)的采集是通過(guò)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器和溫度傳感器將模擬電壓或電流信號(hào)送入PLC的模擬量輸入模塊，再由PLC處理后通過(guò)MPI網(wǎng)發(fā)送到工控計(jì)算機(jī)，通過(guò)工控計(jì)算機(jī)顯示各參數(shù)的變化值及過(guò)程參數(shù)的趨勢(shì)圖。2.3 PLC控制系統(tǒng)齒輪箱試驗(yàn)臺(tái)電氣控制系統(tǒng)中的PLC控制系統(tǒng)采用德國(guó)SIEMENS公司生產(chǎn)的S7-300系列可編程控制器。選用CPU 313C-2DP ，并配以相應(yīng)的電源、功能模塊、信號(hào)模塊等，用于機(jī)組試驗(yàn)臺(tái)和液壓系統(tǒng)的控制。 PLC系統(tǒng)主要完成以下功能：根據(jù)操作過(guò)程及相關(guān)的連鎖要求向試驗(yàn)臺(tái)發(fā)出控制命令，對(duì)試驗(yàn)臺(tái)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的故障進(jìn)行相應(yīng)的報(bào)警和保護(hù)。電氣控制系統(tǒng)以現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)（PROFIBUS）通訊為基礎(chǔ)，將6RA70傳動(dòng)裝置、PLC可編程控制器、操作員計(jì)算機(jī)等控制單元連接成一體化的控制系統(tǒng)。工控計(jì)算機(jī)、PLC、直流傳動(dòng)裝置都掛接在此網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享。24 直流傳動(dòng)系統(tǒng)2.4.1主傳動(dòng)電機(jī)的選用。主電機(jī)采用Z4直流電機(jī)；功率90KW，直流電壓440V，轉(zhuǎn)速01500r/min.2.4.2主傳動(dòng)采用直流傳動(dòng)系統(tǒng)。機(jī)組直流傳動(dòng)裝置選用SIEMENS公司的6RA70系列全數(shù)字調(diào)速器產(chǎn)品，該系列產(chǎn)品是為三相交流電源直接供電的全數(shù)字整流裝置；該裝置本身帶有參數(shù)設(shè)定單元，不需要其它的任何附加設(shè)備即可完成參數(shù)的設(shè)定。所有的控制、調(diào)節(jié)、監(jiān)視及附加功能都由微處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)。該系列整流裝置特點(diǎn)是體積小，結(jié)構(gòu)緊湊。各個(gè)單元很容易拆裝，使裝置維修服務(wù)變得簡(jiǎn)單、易行。2.4.3網(wǎng)絡(luò)部分系統(tǒng)選用6RA70系列全數(shù)字調(diào)速器的PROFIBUS DP通訊板CBP2，完成與PLC系統(tǒng)的PROFIBUS通訊功能。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)與PLC系統(tǒng)相連，從而實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)與PLC系統(tǒng)數(shù)據(jù)的交換和共享。2.5計(jì)算機(jī)監(jiān)控站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用西門(mén)子監(jiān)控軟件WINCC 5.1編寫(xiě)系統(tǒng)監(jiān)控程序,并通過(guò)PROFIBUS DP網(wǎng)卡與PLC、直流傳動(dòng)裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享。系統(tǒng)監(jiān)控程序主要功能如下:形象而又直觀的顯示整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)的工作狀態(tài)和主要運(yùn)行參數(shù)。自動(dòng)完成數(shù)據(jù)采集、處理及圖像化顯示。故障報(bào)警：用于記錄各試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)行過(guò)程的故障報(bào)警。顯示畫(huà)面：對(duì)減速機(jī)的重要參數(shù)如：速度、主機(jī)電流、轉(zhuǎn)矩和效率等進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。參數(shù)設(shè)定與顯示：用于試驗(yàn)臺(tái)的運(yùn)行參數(shù)的設(shè)定與參數(shù)顯示。趨勢(shì)顯示：用于試驗(yàn)臺(tái)速度、轉(zhuǎn)矩與主機(jī)電流的實(shí)時(shí)監(jiān)控。2.5.3 操作站的主要狀態(tài)畫(huà)面有：（1）系統(tǒng)流程圖；（2）參數(shù)設(shè)定畫(huà)面；（3）狀態(tài)顯示畫(huà)面；（4）系統(tǒng)趨勢(shì)顯示畫(huà)面（顯示實(shí)時(shí)趨勢(shì)與歷史趨勢(shì)）；（5）系統(tǒng)故障報(bào)警畫(huà)面；2.6 齒輪箱試驗(yàn)臺(tái)電氣控制設(shè)備序號(hào)電氣設(shè)備名稱(chēng)電氣設(shè)備代號(hào)備 注1電源進(jìn)線(xiàn)柜+P1電氣控制元件選型以施耐德和西門(mén)子公司產(chǎn)品為主，選用國(guó)內(nèi)外優(yōu)質(zhì)可靠的產(chǎn)品。2直流傳動(dòng)柜+P23主操作臺(tái)+T14計(jì)算機(jī)臺(tái)+T23