国家标准 GB/T39523一2020 精密行星摆线减速器扭转振动性能测试方法 Testmethodfortorsionalvibrationofpreeisionplanetaryeycloidalreducers 2020-11-19发布 2021-09-01实施国家市场监督管理总局发布国家标涯花管理委员会国家标准
GB/T39523一2020 目次前言范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义试验件测试装置 5.1组成 5.2校准 5.3安装要求测试方法与数据处理 6.1测试环境要求 6.2测试方法 6.3数据处理附录A(资料性附录)试验件转动惯量推荐值附录B(资料性附录扭振测试的计算方法附录c(资料性附录)其他测试方案参考文献
GB/39523一2020 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准由机械工业联合会提出本标准由全国减速机标准化技术委员会(SAC/TC357)归口本标准起草单位:江苏省减速机产品质量监督检验中心、上海大学、合肥哈工普利世智能装备有限公司、中机生产力促进中心、广东产品质量监督检验研究院、重庆大学机械传动国家重点实验室、郑州机械研究所有限公司、江苏中工高端装备研究院有限公司、珠海飞马传动机械有限公司、国家不锈钢制品监督检验中心、上海纳博特斯克传动设备有限公司、南京康尼机电股份有限公司南京工程学院、江苏唐刘兴东不锈钢有限公司、南京智汇智能科技有限公司本标准主要起草人:丁军、李明、,黄迪山周晓菊,吴清锋,李金峰、陈浣、许立新、曹科,刘斌、张杰陈海霞、吕祥功、史旭东、耿建伟、唐娼,何君、肖虹、王伟功、陈健、张敬彩、蔡晓麟、曹冬山、陈安源、许万剑鲍锡松
GB/39523一2020 精密行星摆线减速器扭转振动性能测试方法范围本标准规定了精密行星摆线减速器扭转振动的术语和定义、试验件、测试装置、测试方法与数据处理本标准适用于工业机器人、精密机床、医疗器械等精密传动领域的精密行星摆线减速器(以下简称 “减速器”)扭转振动性能测试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 GB/T2828.1计数抽样检验程序第1部分:按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划 GB/T2828.11计数抽样检验程序第11部分;小总体声称质量水平的评定程序术语和定义下列术语和定义适用于本文件 3.1 扭转振动 torsionalviration 扭振物体绕自身回转轴线扭转而产生的周期振动 3.2 角位移 angulardisplacement 由物体的某一旋转自由度表征的位移 [GB/T22982010,定义3.7 试验件试验件为产品或样机数量由试验目的和要求决定若为抽样检刹,试验件数量应依据GB/T2828.1 或GB/T2828.11进行确定测试装置 5.1组成测试装置的组成主要包括:振动加速度传感器简称“传感器”)、测试负载,试验件,驱动电机(含驱动器,支撑台架等,如图1所示
GB/T39523一2020 说明: 传感器 -测试负载; 试验件 -驱动电机(含驱动器) 支撑台架; 地基图1测试装置示意图 5.2校准 5.2.1将用于校准的测试负载(一般为圆盘)正确安装在电机轴上,测试负载的转动惯量根据试验件的额定负载配置其实际惯量的相对偏差量应小于1%,并达到动平衡要求 5.2.2使用本标准给出的测试方法的测试装置(系统)的精度(或不确定度)应优于试验件扭振精度的 1/3 注:也可以使用其他标准方法进行校准 5.3安装要求 5.3.1测试装置应稳固在地基上 5.3.2测试装置的驱动电机和驱动器连接正确,驱动电机的输出端与试验件的输人端可靠连接,试验件的输出端与载荷转动部件牢固连接 5.3.3传感器安装在载荷转动部件的指定位置上,使加速度方向在驱动电机回转轴的周向上,包括数据采集点的位置以及数据采集方向传感器的安装应不影响输出端动平衡性能,必要时需要做动平衡调整 5.3.4测试装置的控制分析单元应能正常启动,并与传感器的通信正常,与驱动电机驱动器的连接正常 6 测试方法与数据处理 6.1测试环境要求 6.1.1温度范围:(23士5)C 6.1.2相对湿度;<50% 6.1.3振动:外界及测试装置的振动对扭振测试的干扰应不大于试验件扭振实测值的10%
GB/39523一2020 6.2测试方法 6.2.1 -般对试验件进行正、反转各三次覆盖所有齿的整周期传动测试 6.2.2按应用工况或测试要求,确定载荷转动惯量,形成用于测试的等效载荷,该等效载荷应能覆盖试验件的实际应用需求等效载荷的推荐值参见附录A中表A.1、表A.2. 6.2.3按本标准推荐设定驱动电机的转速输出应覆盖整个转速范围,推荐的转速范围为300r/min~ 2000r/min，一般测试时的转速增加步距为100r r/min 测试在转速稳定后进行 6.2.4扭振测试点位置到驱动电机回转中心的距离为L,L值根据测试要求确定 6.2.5振动加速度信号需进行带通滤波操作,滤波器截止频率应不高于3Hz 注:上述是一种主流的测试方法,若采用其他测试方法可参见附录C 6.3数据处理 6.3.1采集传感器的周向加速度振动信号,用于减速器扭振的计算计算见下列公式: a=a/L 式中角加速度,单位为弧度每二次方秒(rad/s'); 周向加速度,单位为毫米每二次方秒(mm/'); 传感器到驱动电机回转中心距离,单位为毫米(mm). 注:考虑到数据直观性,在实际测量中,这里用距离为L处的振动加速度替代角加速度,并以周向位移替代角位移，以周向振动替代角振动 6.3.2在各等效载荷和测试转速下,采集传感器的数值,包括多次的正反转的测试数值每次测试都可以得到扭振加速度时间历程,图2为某型号试验件的加速度时间历程测试结果示例 2000 1500 1000 500 -500 -1000 -1500 -2000 0.5 .5 2.5 3.5 4.5 时间/s 图2试验件扭振加速度时间历程 6.3.3对滤波后的振动加速度数值进行积分处理,从振动加速度波形得到振动位移波形,图3为某型号试验件的扭振性能测试结果示例计算方法参见附录B
GB/T39523一2020 0.2 0.2 位移 0.18 报动加速度 0.18 0.16 0.16 0.14 0.14 0.12 0.12 0.1 0.1 0.08 0.08 0.06 0.06 0.04 0.04 0.02 0.02 400 1600 600 800 1000 1200 1400 800 2000 何服电机输入转速/(Gmin 注:为方便数据比对,图中的纵坐标以振动加速度和位移标注图3减速器的扭振-转速曲线
GB/39523一2020 附录 A (资料性附录试验件转动惯量推荐值试验件转动惯量推荐值 A.1 GB/T37718一2019中E,C系列试验件等效载荷的载荷转动惯量推荐值表分别见表A.1、表A.2 表A.1E系列试验件转动惯量推荐表 58 412 1078 1568 441o 167 784 3136 试验件额定转矩/(N mm 载荷转动惯量/(kgnm 9.90 22.96 56.65 107.8o 141.35 215.60 431.20 606.38 表A.2C系列试验件转动惯量推荐表试验件额定转矩/(N m 98 265 490 980 1961 3136 4900 10.78 29,.11 53.90 107.8o 215.6o 344.96 539.00 载荷转动惯量/(kg" m A.2实际测试示例 A.2.1试验件,试验设备及相关参数减速器振动测试如图1所示,主要包括 -80E减速器(输出转速n=60r/min时,减速器额定转矩T=517N m 计算的转动惯量J=60T7/rN)=107.8kgm',其中7=0,655(其他转动惯量值按额定转矩比例推算,如40E减速器转动惯量J=107.8×412/784=56.65kg”m):; 伺服电机:1.5kw; 传感器,采样频率;大于800Hz,加速度分辨率为0.002g需根据测试要求选定);量程: 士2g;安装误差控制;偏转角小于3";距离偏差小于1mm(考虑了传感器安装方位对采集数据的影响); 传感器安装位置;距离回转中心550mm(该距离的确定考虑了常规工业机器人手臂结构尺寸,同时也考虑了和国际主流相关产品的比对),采集周向振动(为了方便扭振动估计,直接将固定测点的周向振动视为扭振); 无线振动数据采集软件 A.2.2测试过程测试一般按下列步骤进行: 正反向各测试3次,每次测试输出转动3r(考虑到40E减速器,速比121,由于减速器齿数和结构,全周期是39r,一般测试不易达到 b 时间历程;转速300r/min为起点,增加步距为100r/min,至2000r/min间测量周向振动;其中在转速1200r/min工况下,周向振动加速度的时域信号如图2所示,扭振-转速曲线见图3.
GB/T39523一2020 振动特性曲线生成;编制计算软件(本案例自编的C语言或采用matlab软件),设计巴特沃斯带通滤波器,频率工作范围3Hz一400Hz;对扭振加速度信号进行数字滤波、积分,滤波、积分,得到振动位移波形估计,计算在不同转速下减速器的周向振动位移信号的有效值,构成振动位移特性曲线
GB/39523一2020 附录 B 资料性附录) 扭振测试的计算方法 B.1测量原理本测试方法是通过对减速器输出端特定点位在周向的加速度变化值进行检测,并通过滤波和二次积分得到其在周向位移变化来进行扭振评估 B.2滤波积分处理前进行带通滤波,推荐范围3Hz一400Hz,如图B.1 注:本标准推荐的范围能覆盖大部分的检测要求,在实际应用中可根据实际情况进行调整 -3dB最大允许 2dB推荐指标 10 IS 等 20 30 40 50 频率Hz 0.6 1.2 0.8A 1.6A 说明低截止频率; 1 高截止频率 fn 图B.1滤波性能图 B.3积分计算方法在nmatlab中利用梯形法求数值积分,cumtrapz输出一个长度和输人数据r(i长度一样的数列y B.4测试装置的不确定度来源本测试方法中涉及的测试装置,其测量不确定度主要来源包括电机的标准输出特性和稳定度;
GB/T39523一2020 传感器的采样精确度和安装误差; -转动惯量的设计加工精度等; -测试装置的标定值; -软件计算带来的不确定度; 几何安装精度测试结果的不确定度估算根据JF1059.1一2012计算给出 B.5检测报告检测报告应包括但不限于下列信息 -送检方信息及送检样品信息; 送检样品扭转振动测试要求测试参数; 实测数值; 扭振特性曲线
GB/39523一2020 录附资料性附录其他测试方案直接测量角振动位移方法 C.1 可以通过对减速器输出端角位移的采集,并通过1处位移折算、滤波和二次微分,得到加速度等过程来进行扭振评估建议位移的趋势项控制在0.01mm以内 C.2其他测量方案可以通过对减速器输出端角速度的采集,并通过滤波、一次积分,及L处位移折算,得到振动位移并通过一次微分,及经L折算,得到振动加速度等过程进行扭转振动评估,建议位移的趋势项控制在 0.01mm以内 C.3其他数据处理方法在实际测试过程中,可根据减速器结构,类型,采用其他合适的滤波和数据处理方法所使用的方法应通过相关的验证
GB/T39523一2020 参考文献 [[1]GB/T2298一2010机械振动、冲击与状态监测词汇 [[2]GB/T37718一2019机器人用精密行星摆线减速器 [3]JF1059.1一2012测量不确定度评定与表示 0

精密行星摆线减速器扭转振动性能测试方法GB/T39523-2020

精密行星摆线减速器是一种具有高精度、高可靠性和高传动效率的减速装置。而其扭转振动性能是影响其实际应用的重要指标之一。因此，GB/T39523-2020规定了精密行星摆线减速器扭转振动性能测试方法，以保证其性能符合要求。

一、测试设备

进行精密行星摆线减速器扭转振动性能测试时需要使用相应的测试设备，包括转矩传感器、加速度传感器、数据采集系统等。

二、测试方法

进行精密行星摆线减速器扭转振动性能测试的具体方法如下：

1. 测试准备

将待测试的精密行星摆线减速器安装在测试台上，并连接好转矩传感器和加速度传感器。然后，启动数据采集系统进行数据采集，以便后续数据分析。

2. 测试过程

在测试过程中，需要对减速器进行不同负载的扭矩输入，以模拟实际工作条件下的扭矩变化。同时，应记录下减速器输出轴的振动情况，包括振幅、频率等信息。

3. 数据分析

通过数据采集系统获取的数据，可以进行各种数据分析，包括时域分析、频域分析、阶次分析等。其中，时域分析主要用于观察减速器输出轴的振动波形情况；频域分析则可用于分析减速器输出轴的主要振动频率成分，从而确定其振动模态；阶次分析可用于分析减速器输出轴的旋转非平稳性，帮助找出可能存在的故障。

三、测试结果

根据GB/T39523-2020规定的测试方法，可以获得精密行星摆线减速器扭转振动性能测试的相关参数，如振幅、频率等。根据实际要求，还可以进行更多的数据处理和分析，以评估减速器的性能。

总之，精密行星摆线减速器扭转振动性能测试方法是保证其性能符合要求的重要手段，可为相关专业人士提供参考。