(高清版)GBT 14231-2021 齿轮装置效率测定方法

代替GB/T14231—1993齿轮装置效率测定方法Determinationofefficiencyf国家标准化管理委员会I 12规范性引用文件 24.1精度等级 24.2校准 2 2 36.1直测功率法 36.2损失功率法 4 57.1测试步骤 57.2数据处理 6 88.1记录内容 88.2报告内容 8ⅢGB/T14231—2021本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准代替GB/T14231—1993《齿轮装置效率测定方法》,与GB/T14231—1993相比，主要技术变化如下：——将4.1中“采用JG924中规定的不低于1级或0.5级的测试仪器，或精度相当的其他测试仪的4.1);——将4.2中的“测试使用的仪器需经有关计量部门验定合格，并应在有效期内使用。”更改为“测试仪器应符合JB/T6876和JB/T6877的规定。”(见4.2,1993年版的4.2);务双方协商”等内容(见第5章，1993年版的第5章);---—更改了式(3)[见式(3),1993年版的式(3)];———删除了8.2中的“b)给出转矩效率曲线；c)给出转速效率曲线”(见1993年版的8.2)。本标准由全国齿轮标准化技术委员会(SAC/TC52)提出并归口。本标准起草单位：郑州高端装备与信息产业技术研究院有限公司、郑州机械研究所有限公司、陕西法士特齿轮有限责任公司、东北特钢集团山东鹰轮机械有限公司、南京三创自动化科技有限公司、郑州中机轨道交通装备科技有限公司、江苏中工高端装备研究院有限公司、中机生产力促进中心。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：-——GB/T14231—1993。1GB/T14231—2021齿轮装置效率测定方法和报告。本标准适用于传递动力的有独立封闭式箱体的齿轮装置的效率测定。递动力为主要目的的齿轮装置等。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。JB/T6876转矩转速传感器JB/T6877转矩转速测量仪JJG924转矩转速测量装置检定规程表1列出的符号适用于本文件。表1符号及其单位列表E系数5被测齿轮装置的功率损失值7效率λ转矩测量值的允许误差N·m转速测量值的允许误差N测量次数n转速n;输入端转矩转速传感器测得的转速值输出端转矩转速传感器测得的转速值σ转矩测量值的标准偏差转速测量值的标准偏差σ转矩测量值的标准误差N·m转速测量值的标准误差2GB/T14231—2021输入端传感器测得的转矩标准误差输出端传感器测得的转矩标准误差输入端传感器测得的转速标准误差输出端传感器测得的转速标准误差σ效率测量误差T转矩输入端转矩转速传感器测得的转矩值输出端转矩转速传感器测得的转矩值t应被剔除的粗大误差测量值的组数单次转矩测量值单次转速测量值X转矩测量值的算术平均值转速测量值的算术平均值4测试仪器4.1精度等级测试仪器的精度不宜低于JJG924中规定(或与之相当)的0.5级。4.2校准测试仪器应符合JB/T6876和JB/T6877的规定。测试前，应按操作要求做好仪器的零点调整等准备工作。5测试要求a)被测齿轮装置应按设计的功率流传输方向进行安装、测试。b)被测齿轮装置各伸出轴的旋转方向应符合设计要求。c)被测齿轮装置、测试仪器和其他设备在试验台上的联接形式应符合第6章的规定。d)齿轮装置与传感器联接时的同轴度误差应符合传感器的使用要求；联轴器的重量也应符合传感器的使用要求。e)应考虑试验台上其他附件(如联轴器等)和设备安装误差带来的功率损失导致的系统误差对效率测量值的影响。f)被测齿轮装置应与设计要求保持相同的润滑(如油品、油量)。g)被测齿轮装置应按设计要求进行前期跑合。h)被测齿轮装置的测试转速按以下方式选择：-—在固定转速下使用的齿轮装置，应按名义设计转速；3GB/T14231—2021速作为测试速度。热平衡状态由以下方法确定：6测试方法应按下列情况：——虽然设计效率值≥98%,但是测试仪器精度较高，不会出现异常结果，且不宜采用损失功率2——输入端转矩转速传感器；2——输入端转矩转速传感器；5——加载装置。4GB/T14231—2021式中：η——被测齿轮装置的效率值；T。——输出端转矩转速传感器测得的转矩值，单位为牛顿米(N·m);T;——输入端转矩转速传感器测得的转矩值，单位为牛顿米(N·m);n。——输出端转矩转速传感器测得的转速值，单位为转每分(r/min);n;——输入端转矩转速传感器测得的转速值，单位为转每分(r/min)。6.1.3.2双台直测功率法双台直测功率法的安装形式与计算公式要求如下：a)安装形式：试验台上将两台规格、型号和制造水平相同，并可以按照设计功率流正反双向传输的齿轮装置面对面(或背靠背)安装在两台转矩转速传感器之间，见图2。说明：2——输入端转矩转速传感器；3——被测齿轮装置1;4———被测齿轮装置2;5———输出端转矩转速传感器；图2双台直测功率法试验台安装示意图 (2)T。——输出端转矩转速传感器测得的转矩值，单位为牛顿米(N·m);T;——输入端转矩转速传感器测得的转矩值，单位为牛顿米(N·m)。6.2损失功率法6.2.1释义通过测定齿轮装置的损失功率来确定其传动效率的方法。6.2.2选用条件当被测齿轮装置的输入和输出两轴平行位于装置同侧且设计效率≥98%时，宜采用此法。5GB/T14231—20216.2.3安装形式与计算公式损失功率法的安装形式与计算公式要求如下：a)安装形式：齿轮装置安装在传动封闭的试验台上，见图3。其中被测齿轮装置和陪试齿轮装置的规格、型号和制造水平应完全相同，其效率可视为相等。说明：3——陪试齿轮装置；6——被测齿轮装置。图3损失功率法试验台安装示意图b)计算公式：被测齿轮装置的效率值η的计算见式(3)。 (3)式中：T;—-—输入端转矩转速传感器测得的转矩值，单位为牛顿米(N·m);T。——输出端转矩转速传感器测得的转矩值，单位为牛顿米(N·m);n;——输入端转矩转速传感器测得的转速值，单位为转每分(r/min);n。——输出端转矩转速传感器测得的转速值，单位为转每分(r/min);5——被测齿轮装置的功率损失值，按式(4)计算。7测试步骤和数据处理7.1测试步骤测试步骤如下：a)测量前，应按照第4章和第5章的要求进行准备。b)在规定条件下同时读取两台测量仪器的转矩和转速显示值作为一组数据，填入表2。数据共需要5组～10组，要求每组测量观察时间不得少于10s,读数稳定后方可记录观察值。6表2效率试验读数记录表测量值N·m组序j12::N-1N7.2数据处理7.2.1效率计算将表2数据按以下步骤进行计算和比较，直至得到最终值。a)将某列数据按式(5)计算出算术平均值：式中：X--——算术平均值，单位为牛顿米(N·m)或转每分(r/min);X——有效的单组测量值，单位为牛顿米(N·m)或转每分(r/min);N——总的测量组数；t——被剔除的粗大误差测量值的组数，t=0,1,2,3,…。b)该列数据的标准偏差σ的计算见式(6):……….式中：c)该列数据的允许误差λ的计算见式(7):λ=E0…………(7)式中：E——系数，由表3查得。表3系数ε的确定N—t56789E7d)将(X;-X)值逐个与λ进行比较，如果某个(X;-X)值超过±λ范围，则该值判为粗大误差。每剔除一个粗大误差后，应重新从7.2.1a)进行计算和比较，直到满足一λ≤(X;-X)≤λ。e)如果剔除组数t超过表4的规定，则应重新进行本次试验。表4粗大误差测量值组数t的最大值N的初值56789112233f)将该列数据处理后剩余的测量值按式(5)求出算数平均值，即为计算的转矩或转速值。g)根据所采用的第6章说明的特定测试方法，按照式(1)或式(2)或式(3)计算出被测齿轮装置的传动效率值。7.2.2误差计算在完成7.2.1a)～f)计算以后，表2中某列数据(转矩和转速)的标准误差σ的计算见式(8):……分别得到齿轮装置相应的转矩标准误差σt和转速标准误差σ。根据所采用的第6章说明的某种测试方法，将式(8)得到的σr和σ。代入式(9)～式(11)中的某个公式，即可算出对应的齿轮装置传动效率的测量误差ση。具体算法如下：a)单台直测功率法的测量误差σ,的计算见式(9):式中：σT₀——输出端传感器测得的转矩标准误差，单位为牛顿米(N·m);σTi——输入端传感器测得的转矩标准误差，单位为牛顿米(N·m);输出端传感器测得的转速标准误差，单位为转每分(r/min);σi———输入端传感器测得的转速标准误差，单位为转每分(r/min)。式中：σTo——输出端传感器测得的转矩标准误差，单位为牛顿米(N·m);σTi——输入端传感器测得的转矩标准误差，单位为牛顿米(N·m)。c)损失功率法的测量误差σ,的计算见式(11):式中：σTi——输入端传感器测得的转矩标准误差，单位为牛顿米(N·m);输出端传感器测得的