(高清版)GBT 14231-2021 齒輪裝置效率測(cè)定方法

代替GB/T14231—1993齒輪裝置效率測(cè)定方法Determinationofefficiencyf國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)I 12規(guī)范性引用文件 24.1精度等級(jí) 24.2校準(zhǔn) 2 2 36.1直測(cè)功率法 36.2損失功率法 4 57.1測(cè)試步驟 57.2數(shù)據(jù)處理 6 88.1記錄內(nèi)容 88.2報(bào)告內(nèi)容 8ⅢGB/T14231—2021本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)代替GB/T14231—1993《齒輪裝置效率測(cè)定方法》,與GB/T14231—1993相比，主要技術(shù)變化如下：——將4.1中“采用JG924中規(guī)定的不低于1級(jí)或0.5級(jí)的測(cè)試儀器，或精度相當(dāng)?shù)钠渌麥y(cè)試儀的4.1);——將4.2中的“測(cè)試使用的儀器需經(jīng)有關(guān)計(jì)量部門驗(yàn)定合格，并應(yīng)在有效期內(nèi)使用。”更改為“測(cè)試儀器應(yīng)符合JB/T6876和JB/T6877的規(guī)定。”(見4.2,1993年版的4.2);務(wù)雙方協(xié)商”等內(nèi)容(見第5章，1993年版的第5章);---—更改了式(3)[見式(3),1993年版的式(3)];———?jiǎng)h除了8.2中的“b)給出轉(zhuǎn)矩效率曲線；c)給出轉(zhuǎn)速效率曲線”(見1993年版的8.2)。本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)齒輪標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC52)提出并歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：鄭州高端裝備與信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司、鄭州機(jī)械研究所有限公司、陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司、東北特鋼集團(tuán)山東鷹輪機(jī)械有限公司、南京三創(chuàng)自動(dòng)化科技有限公司、鄭州中機(jī)軌道交通裝備科技有限公司、江蘇中工高端裝備研究院有限公司、中機(jī)生產(chǎn)力促進(jìn)中心。本標(biāo)準(zhǔn)所代替標(biāo)準(zhǔn)的歷次版本發(fā)布情況為：-——GB/T14231—1993。1GB/T14231—2021齒輪裝置效率測(cè)定方法和報(bào)告。本標(biāo)準(zhǔn)適用于傳遞動(dòng)力的有獨(dú)立封閉式箱體的齒輪裝置的效率測(cè)定。遞動(dòng)力為主要目的的齒輪裝置等。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。JB/T6876轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器JB/T6877轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)xJJG924轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置檢定規(guī)程表1列出的符號(hào)適用于本文件。表1符號(hào)及其單位列表E系數(shù)5被測(cè)齒輪裝置的功率損失值7效率λ轉(zhuǎn)矩測(cè)量值的允許誤差N·m轉(zhuǎn)速測(cè)量值的允許誤差N測(cè)量次數(shù)n轉(zhuǎn)速n;輸入端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)速值輸出端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)速值σ轉(zhuǎn)矩測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差轉(zhuǎn)速測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ轉(zhuǎn)矩測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)誤差N·m轉(zhuǎn)速測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)誤差2GB/T14231—2021輸入端傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)矩標(biāo)準(zhǔn)誤差輸出端傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)矩標(biāo)準(zhǔn)誤差輸入端傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)誤差輸出端傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)誤差σ效率測(cè)量誤差T轉(zhuǎn)矩輸入端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)矩值輸出端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)矩值t應(yīng)被剔除的粗大誤差測(cè)量值的組數(shù)單次轉(zhuǎn)矩測(cè)量值單次轉(zhuǎn)速測(cè)量值X轉(zhuǎn)矩測(cè)量值的算術(shù)平均值轉(zhuǎn)速測(cè)量值的算術(shù)平均值4測(cè)試儀器4.1精度等級(jí)測(cè)試儀器的精度不宜低于JJG924中規(guī)定(或與之相當(dāng))的0.5級(jí)。4.2校準(zhǔn)測(cè)試儀器應(yīng)符合JB/T6876和JB/T6877的規(guī)定。測(cè)試前，應(yīng)按操作要求做好儀器的零點(diǎn)調(diào)整等準(zhǔn)備工作。5測(cè)試要求a)被測(cè)齒輪裝置應(yīng)按設(shè)計(jì)的功率流傳輸方向進(jìn)行安裝、測(cè)試。b)被測(cè)齒輪裝置各伸出軸的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。c)被測(cè)齒輪裝置、測(cè)試儀器和其他設(shè)備在試驗(yàn)臺(tái)上的聯(lián)接形式應(yīng)符合第6章的規(guī)定。d)齒輪裝置與傳感器聯(lián)接時(shí)的同軸度誤差應(yīng)符合傳感器的使用要求；聯(lián)軸器的重量也應(yīng)符合傳感器的使用要求。e)應(yīng)考慮試驗(yàn)臺(tái)上其他附件(如聯(lián)軸器等)和設(shè)備安裝誤差帶來(lái)的功率損失導(dǎo)致的系統(tǒng)誤差對(duì)效率測(cè)量值的影響。f)被測(cè)齒輪裝置應(yīng)與設(shè)計(jì)要求保持相同的潤(rùn)滑(如油品、油量)。g)被測(cè)齒輪裝置應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行前期跑合。h)被測(cè)齒輪裝置的測(cè)試轉(zhuǎn)速按以下方式選擇：-—在固定轉(zhuǎn)速下使用的齒輪裝置，應(yīng)按名義設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速；3GB/T14231—2021速作為測(cè)試速度。熱平衡狀態(tài)由以下方法確定：6測(cè)試方法應(yīng)按下列情況：——雖然設(shè)計(jì)效率值≥98%,但是測(cè)試儀器精度較高，不會(huì)出現(xiàn)異常結(jié)果，且不宜采用損失功率2——輸入端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器；2——輸入端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器；5——加載裝置。4GB/T14231—2021式中：η——被測(cè)齒輪裝置的效率值；T。——輸出端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)矩值，單位為牛頓米(N·m);T;——輸入端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)矩值，單位為牛頓米(N·m);n?！敵龆宿D(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)速值，單位為轉(zhuǎn)每分(r/min);n;——輸入端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)速值，單位為轉(zhuǎn)每分(r/min)。6.1.3.2雙臺(tái)直測(cè)功率法雙臺(tái)直測(cè)功率法的安裝形式與計(jì)算公式要求如下：a)安裝形式：試驗(yàn)臺(tái)上將兩臺(tái)規(guī)格、型號(hào)和制造水平相同，并可以按照設(shè)計(jì)功率流正反雙向傳輸?shù)凝X輪裝置面對(duì)面(或背靠背)安裝在兩臺(tái)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器之間，見圖2。說(shuō)明：2——輸入端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器；3——被測(cè)齒輪裝置1;4———被測(cè)齒輪裝置2;5———輸出端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器；圖2雙臺(tái)直測(cè)功率法試驗(yàn)臺(tái)安裝示意圖 (2)T?！敵龆宿D(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)矩值，單位為牛頓米(N·m);T;——輸入端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)矩值，單位為牛頓米(N·m)。6.2損失功率法6.2.1釋義通過(guò)測(cè)定齒輪裝置的損失功率來(lái)確定其傳動(dòng)效率的方法。6.2.2選用條件當(dāng)被測(cè)齒輪裝置的輸入和輸出兩軸平行位于裝置同側(cè)且設(shè)計(jì)效率≥98%時(shí)，宜采用此法。5GB/T14231—20216.2.3安裝形式與計(jì)算公式損失功率法的安裝形式與計(jì)算公式要求如下：a)安裝形式：齒輪裝置安裝在傳動(dòng)封閉的試驗(yàn)臺(tái)上，見圖3。其中被測(cè)齒輪裝置和陪試齒輪裝置的規(guī)格、型號(hào)和制造水平應(yīng)完全相同，其效率可視為相等。說(shuō)明：3——陪試齒輪裝置；6——被測(cè)齒輪裝置。圖3損失功率法試驗(yàn)臺(tái)安裝示意圖b)計(jì)算公式：被測(cè)齒輪裝置的效率值η的計(jì)算見式(3)。 (3)式中：T;—-—輸入端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)矩值，單位為牛頓米(N·m);T?！敵龆宿D(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)矩值，單位為牛頓米(N·m);n;——輸入端轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)速值，單位為轉(zhuǎn)每分(r/min);n?！敵龆宿D(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)速值，單位為轉(zhuǎn)每分(r/min);5——被測(cè)齒輪裝置的功率損失值，按式(4)計(jì)算。7測(cè)試步驟和數(shù)據(jù)處理7.1測(cè)試步驟測(cè)試步驟如下：a)測(cè)量前，應(yīng)按照第4章和第5章的要求進(jìn)行準(zhǔn)備。b)在規(guī)定條件下同時(shí)讀取兩臺(tái)測(cè)量?jī)x器的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速顯示值作為一組數(shù)據(jù)，填入表2。數(shù)據(jù)共需要5組～10組，要求每組測(cè)量觀察時(shí)間不得少于10s,讀數(shù)穩(wěn)定后方可記錄觀察值。6表2效率試驗(yàn)讀數(shù)記錄表測(cè)量值N·m組序j12::N-1N7.2數(shù)據(jù)處理7.2.1效率計(jì)算將表2數(shù)據(jù)按以下步驟進(jìn)行計(jì)算和比較，直至得到最終值。a)將某列數(shù)據(jù)按式(5)計(jì)算出算術(shù)平均值：式中：X--——算術(shù)平均值，單位為牛頓米(N·m)或轉(zhuǎn)每分(r/min);X——有效的單組測(cè)量值，單位為牛頓米(N·m)或轉(zhuǎn)每分(r/min);N——總的測(cè)量組數(shù)；t——被剔除的粗大誤差測(cè)量值的組數(shù)，t=0,1,2,3,…。b)該列數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ的計(jì)算見式(6):……….式中：c)該列數(shù)據(jù)的允許誤差λ的計(jì)算見式(7):λ=E0…………(7)式中：E——系數(shù)，由表3查得。表3系數(shù)ε的確定N—t56789E7d)將(X;-X)值逐個(gè)與λ進(jìn)行比較，如果某個(gè)(X;-X)值超過(guò)±λ范圍，則該值判為粗大誤差。每剔除一個(gè)粗大誤差后，應(yīng)重新從7.2.1a)進(jìn)行計(jì)算和比較，直到滿足一λ≤(X;-X)≤λ。e)如果剔除組數(shù)t超過(guò)表4的規(guī)定，則應(yīng)重新進(jìn)行本次試驗(yàn)。表4粗大誤差測(cè)量值組數(shù)t的最大值N的初值56789112233f)將該列數(shù)據(jù)處理后剩余的測(cè)量值按式(5)求出算數(shù)平均值，即為計(jì)算的轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)速值。g)根據(jù)所采用的第6章說(shuō)明的特定測(cè)試方法，按照式(1)或式(2)或式(3)計(jì)算出被測(cè)齒輪裝置的傳動(dòng)效率值。7.2.2誤差計(jì)算在完成7.2.1a)～f)計(jì)算以后，表2中某列數(shù)據(jù)(轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速)的標(biāo)準(zhǔn)誤差σ的計(jì)算見式(8):……分別得到齒輪裝置相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩標(biāo)準(zhǔn)誤差σt和轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)誤差σ。根據(jù)所采用的第6章說(shuō)明的某種測(cè)試方法，將式(8)得到的σr和σ。代入式(9)～式(11)中的某個(gè)公式，即可算出對(duì)應(yīng)的齒輪裝置傳動(dòng)效率的測(cè)量誤差ση。具體算法如下：a)單臺(tái)直測(cè)功率法的測(cè)量誤差σ,的計(jì)算見式(9):式中：σT?——輸出端傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)矩標(biāo)準(zhǔn)誤差，單位為牛頓米(N·m);σTi——輸入端傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)矩標(biāo)準(zhǔn)誤差，單位為牛頓米(N·m);輸出端傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)誤差，單位為轉(zhuǎn)每分(r/min);σi———輸入端傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)誤差，單位為轉(zhuǎn)每分(r/min)。式中：σTo——輸出端傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)矩標(biāo)準(zhǔn)誤差，單位為牛頓米(N·m);σTi——輸入端傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)矩標(biāo)準(zhǔn)誤差，單位為牛頓米(N·m)。c)損失功率法的測(cè)量誤差σ,的計(jì)算見式(11):式中：σTi——輸入端傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)矩標(biāo)準(zhǔn)誤差，單位為牛頓米(N·m);輸出端傳感器測(cè)得的