阅读说明：本技术 具有振动抑制及预警功能的新能源汽车高速三电机测试台 (High-speed three-motor test bench with vibration suppression and early warning functions for new energy automobile ) 是由 王权岱 彭书松 杨再峰 王俊茹 于 2021-08-06 设计创作，主要内容包括：具有振动抑制及预警功能的新能源汽车高速三电机测试台,测试台底座上放置X向调整机构a,Y向调整机构a在X向调整机构a上方,Z向调整机构a在Y向调整机构a上方,测功机底座a上方设有与传动轴系a相连的测功机a,传动轴系a与传动轴连接,传动轴通过高速旋转轴系连接被测工件,被测工件通过传动半轴连接传动轴系b,与传动轴系b相连的测功机b设在测功机底座b上,测功机底座b在Z向调整机构b上,Z向调整机构b在Y向调整机构b上,Y向调整机构b在X向调整机构b上,X向调整机构b设在测试台底座b上方；被测件的半轴分别连接至联轴器和法兰联轴器上,高速电机带动测功机a及测功机b工作；实现拟振及故障预警,设备运行可靠性高。(The new energy automobile high-speed three-motor test board with the vibration suppression and early warning functions is characterized in that an X-direction adjusting mechanism a is placed on a test board base, a Y-direction adjusting mechanism a is arranged above the X-direction adjusting mechanism a, a Z-direction adjusting mechanism a is arranged above the Y-direction adjusting mechanism a, a dynamometer a connected with a transmission shaft system a is arranged above the dynamometer base a, the transmission shaft system a is connected with a transmission shaft, the transmission shaft is connected with a tested workpiece through a high-speed rotation shaft system, the tested workpiece is connected with a transmission shaft system b through a transmission half shaft, a dynamometer b connected with the transmission shaft system b is arranged on a dynamometer base b, the dynamometer base b is arranged on the Z-direction adjusting mechanism b, the Z-direction adjusting mechanism b is arranged on the Y-direction adjusting mechanism b, the Y-direction adjusting mechanism b is arranged on the X-direction adjusting mechanism b, and the X-direction adjusting mechanism b is arranged above the test board base b; the half shaft of the tested piece is respectively connected to the shaft coupling and the flange shaft coupling, and the high-speed motor drives the dynamometer a and the dynamometer b to work; the quasi-vibration and fault early warning are realized, and the operation reliability of the equipment is high.)

具有振动抑制及预警功能的新能源汽车高速三电机测试台

技术领域

本发明属于新能源电驱系统测试技术领域，具体涉及具有振动抑制及预警功能的新能源汽车高速三电机测试台。

背景技术

新能源汽车产业是战略性新兴产业，在国民经济和社会发展中发挥着重要作用。近年来，政府高度关注新能源汽车的研发和产业化，在国家政策的倡导与支持下，新能源汽车市场出现快速增长。

电驱动系统是新能源汽车的心脏，电机驱动及控制技术是制约纯电动汽车发展的关键技术之一。新能源汽车在样机制造完成后必须对其动力总成的性能进行检测，以确认新能源汽车是否符合出厂要求。新能源汽车电驱动系统高速化的发展趋势使得轴系振动问题更加突出，轴系振动引起的破坏性事故不仅带来经济损失，更是重大安全隐患。产生振动的原因很多，其中高速试验台主轴转子长时间连续不间断运行造成的摩擦副表面的磨损，从而产生具有破坏性的离心力“不平衡力”是其主要原因。转子系统不平衡力通过轴承传递到支座上，支座因此会受到简谐力的作用。支座对轴系的反作用力或者支座在简谐力作用下可能的共振将进一步加剧轴系的振动。

因此，为了避免试验台运行的安全可靠性，需要解决新能源汽车高速试验台轴系磨损及振动抑制和预警问题。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供具有振动抑制及预警功能的新能源汽车高速三电机测试台，具有实现拟振及故障预警，提高设备运行可靠性的特点

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：具有振动抑制及预警功能的新能源汽车高速三电机测试台，包括测试台底座，测试台底座上放置 X向调整机构a，X向调整机构a驱动测功机底座aX方向运动；Y向调整机构a位于X向调整机构a上方，驱动测功机底座8Y向运动；Z向调整机构a位于Y向调整机构a上方，驱动测功机底座aZ向运动；测功机底座8上方放置测功机a，测功机a通过法兰连接件a与传动轴系a一端相连；传动轴系a的另一端与传动轴一端连接；传动轴的另一端连接法兰联轴器，法兰联轴器的另一端连接高速旋转轴系一端；高速旋转轴系通过高速电机驱动；高速旋转轴系的另一端连接被测工件的一端，被测工件的另一端连接联轴器；联轴器与传动半轴相连；传动半轴连接传动轴系b；传动轴系b通过法兰连接件b与测功机b相连；测功机b放置于测功机底座 b上，测功机底座b位于Z向调整机构b之上，通过Z向调整机构b调节测功机底座b的Z向运动，Z向调整机构b位于Y向调整机构b之上，通过Y向调整机构b调节测功机底座b的Y向运动；Y向调整机构b位于X 向调整机构b之上，通过X向调整机构b调节测功机底座b的X向运动； X向调整机构b放置于测试台底座上方。

所述的传动轴系a包括传动轴，传动轴与转接轴连接；转接轴与过渡轴通过轴系连接件相连，过渡轴与轴系连接件相连，过渡轴的另一端连接膜片联轴器与法兰式扭矩传感器；法兰式扭矩传感器放置于扭矩传感器底座上，法兰式扭矩传感器与空心法兰轴连接，空心轴的另一端与电机主轴相连接。

所述的传动轴通过法兰盘进行固定支撑，法兰盘与密封箱固定连接。

所述的过渡轴通过滚动轴承a与滚动轴承b固定在滚动轴承座上；滚动轴承a与滚动轴承b通过轴套与轴承端盖进行定位，并用预紧螺栓对轴承座进行预紧。

所述的滚动轴承座与扭矩传感器底座固定在传动轴系支撑座上，整个传动轴系a通过传动箱上壳与传动箱下壳密封，并通过调整阀对传动箱上壳与传动箱下壳进行调整。

所述的测功机底座a、测功机底座b与高速电机底座均采用负泊松比机械超材料。

所述的滚动轴承a与滚动轴承b的外圈内表面设有微织构阵列。

高速三电机测试平台通过IFM故障振动实时分析系统对高速齿轮箱及轴承座等振动参数进行监控，实现拟振及故障预警。

本发明的有益效果为:

1).滚动轴承外圈内表面制备有微织构阵列，可以充当储屑槽和贫油工况下的储油池，防止磨屑的二次犁沟及提供润滑，从而提高润滑特性，降低磨损；同时织构引起的摩擦力波动能有效的打断摩擦界面的连续接触，作为不连续激励扰乱系统的自激振动，从而减小振动幅值，延缓振动的进一步扩展。

2).试验台采用负泊松比机械超材料微观结构单元试验台底座，具有优异的抗冲击隔振性能及吸能减振性能。

3).采用IFM故障振动实时分析系统，对高速齿轮箱及轴承座等振动的幅值、频谱、阶次以及系统温度等参数进行监控，实现拟振及故障预警，提高设备运行的可靠性。

附图说明

图1为

具体实施方式

中一种具有振动抑制及预警功能的新能源汽车高速三电机测试台的主视图；

图2为具体实施方式中一种具有振动抑制及预警功能的新能源汽车高速三电机测试台的俯视图；

图3为具体实施方式中一种具有振动抑制及预警功能的新能源汽车高速三电机测试台传动轴系(b)的装配图。

图中，1-测试台底座，2-X向调整机构a，3-Z向调整机构a，4-Y向调整机构a，5-测功机a，6-法兰连接件a，7-传动轴系a，8-测功机底座a， 9-高速电机，10-高速电机底座，11-传动轴，12-法兰联轴器，13-高速旋转轴系，14-被测工件，15-联轴器，16-传动半轴，2-1-X向调整机构b，3-1-Z 向调整机构b，4-1-Y向调整机构b，5-1-测功机b，6-1-法兰连接件b，7-1-传动轴系b，8-1-测功机底座b，71-法兰盘，72-密封箱，73-转接轴，74- 轴系连接件，75-传动箱上壳，76-圆头键，77-轴承端盖a，78-滚动轴承座， 79-轴套，710-过渡轴，711-滚动轴承a，712-调整阀，713-预紧螺栓，714- 膜片联轴器，715-法兰式扭矩传感器，716-方形键，717-电机主轴，718- 空心法兰轴，719-传动箱下壳，720-扭矩传感器底座，721-传动轴系支撑座，77-1-轴承端盖b，711-1-滚动轴承b。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

本具体实施方式提供了一种具有振动抑制及预警功能的新能源汽车高速三电机测试台，测试台底座1，测试台底座1上放置X向调整机构a2， X向调整机构a2驱动测功机底座a8 X方向运动，Y向调整机构a4位于X 向调整机构a2上方，驱动测功机底座a8 Y向运动，Z向调整机构a3位于 Y向调整机构a4上方，驱动测功机底座a8 Z向运动，测功机底座a8上方放置测功机a5，测功机a5通过法兰连接件a6与传动轴系a7一端相连，传动轴系a7的另一端与传动轴11连接，传动轴11另一端连接法兰联轴器 12，法兰联轴器12另一端连接高速旋转轴系13，高速旋转轴系13通过高速电机9驱动，高速旋转轴系13另一端连接被测工件14的一端，被测工件14另一端连接联轴器15，联轴器15与传动半轴16相连，传动半轴16 连接传动轴系b7-1，传动轴系b7-1通过法兰连接件b6-1与测功机b5-1相连，测功机b5-1放置于测功机底座b8-1上，测功机底座b8-1位于Z向调整机构b3-1之上，通过Z向调整机构b3-1调节测功机底座b8-1的Z向运动，Z向调整机构b3-1位于Y向调整机构b4-1之上，通过Y向调整机构b4-1调节测功机底座b8-1的Y向运动，Y向调整机构b4-1位于X向调整机构b2-1之上，通过X向调整机构b2-1调节测功机底座b8-1的X向运动；X向调整机构b2-1放置于测试台底座1上方。

所述的传动轴系a7包括传动轴11，传动轴11与转接轴73通过键连接，转接轴73与过渡轴710通过轴系连接件74相连，过渡轴710通过圆头键76与轴系连接件74相连，过渡轴710另一端连接膜片联轴器714与法兰式扭矩传感器715，法兰式扭矩传感器715放置于扭矩传感器底座720 上，法兰式扭矩传感器715通过螺钉与空心法兰轴718连接，空心轴718 的另一端通过方形键716与电机主轴717相连接。

所述的传动轴11通过法兰盘71进行固定支撑，法兰盘71通过螺钉与密封箱72固定。

所述的过渡轴710通过滚动轴承a711与滚动轴承b711-1固定在滚动轴承座78上，滚动轴承a711与滚动轴承b711-1通过轴套79与轴承端盖 77进行定位，并用预紧螺栓713对轴承座78进行预紧。

所述的滚动轴承座78与扭矩传感器底座720固定在传动轴系支撑座 721上，整个传动轴系a7通过传动箱上壳75与传动箱下壳719密封，并通过调整阀712对传动箱上壳75与传动箱下壳719进行调整。

所述的测功机底座a8、测功机底座b8-1与高速电机底座10均由具有负泊松比特性的机械超材料单元构成，通过微观结构单元的设计实现吸能减振。

所述的滚动轴承a711与滚动轴承b711-1通过激光打标机在轴承外圈内表面制造出阵列型微观结构，阵列型微观结构用于高速轴系的降磨抑振。

其中，高速三电机测试台通过IFM故障振动实时分析系统对高速齿轮箱及轴承座等振动的幅值、频谱、阶次以及系统温度等参数进行监控，实现拟振及故障预警，提高设备运行的可靠性。

具有振动抑制及预警功能的新能源汽车高速三电机测试台，其工作原理为：在对被测件14进行测量时，被测件14被固定在高速轴系13上，被测件的半轴分别连接至联轴器15和法兰联轴器12上，通过高速电机9 带动测功机a5及测功机b5-1工作；通过高速轴系摩擦副表面的织构化处理进行降磨抑振，基于负泊松比机械超材料微观结构单元试验台底座的设计实现吸能减振，采用自主优化的IFM故障振动实时分析系统，对高速齿轮箱及轴承座等振动参数进行监控，实现拟振及故障预警，提高设备运行的可靠性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。