引言近年來,高速鐵路在國內(nèi)開展迅猛。轉(zhuǎn)向架制造技術(shù)作為動車組九大關(guān)鍵技術(shù)之一,車輪、車軸、齒輪箱等關(guān)鍵部件已能自主制造,但其中的關(guān)鍵部件——軸箱 高溫軸承全部需求進口,還未能完成自主化研發(fā),成為限制構(gòu)成完整自主學(xué)問產(chǎn)權(quán)動車組及其相關(guān)零部件的短板。高速動車組軸箱 高溫軸承的自主化研發(fā),較為完善的辦法是消費、設(shè)計、實驗三者相分離
[1]。實驗方面,線路實驗辦法能夠反映 高溫軸承的真實工況,但實驗周期長、本錢高,不可能做到每條線路每個車型都停止線路實測實驗。模仿線路臺架實驗辦法能夠用較短的周期、較高的效率來停止實驗。因而,模仿線路臺架實驗的研討關(guān)于我國高速動車組軸箱 高溫軸承的自主化研發(fā)非常必要。就鐵路 高溫軸承模仿線路實驗而言,我國與國外仍存在較大差距。日本國際計測器實驗臺、SKF-THISBE實驗臺、FAG-AN46實驗臺可以模仿路譜實驗
[2]。截至2016年,我國已有的鐵路 高溫北斗軸承實驗臺根本不具備路譜實驗功用,因而,對模仿線路加載實驗的研討也很少。如何應(yīng)用模仿線路臺架實驗全面正確評價和控制 高溫軸承的質(zhì)量,消弭 高溫軸承運用中的不平安隱患,變得十分迫切。
2實驗設(shè)備及條件
2.1實驗設(shè)備2017年,中國鐵道科學(xué)研討院研發(fā)設(shè)計了具有路譜加載才能的高速 高溫軸承實驗臺。高速 高溫軸承實驗臺采用液壓加載方式,實驗系統(tǒng)由電機、主軸系統(tǒng)、液壓加載系統(tǒng)、光滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、控制檢測系統(tǒng)等幾局部組成,構(gòu)造如圖1所示。圖1高速 高溫軸承實驗臺實驗臺可同時測試2個 高溫軸承,具備路譜加載功用,可以模仿線路工況和車輛運轉(zhuǎn)條件。實驗臺實驗最大徑向載荷:±200k N,最大軸向載荷:±100k N,電機最大轉(zhuǎn)速:4000rpm,具備完備的實驗數(shù)據(jù)記載及監(jiān)控系統(tǒng),設(shè)備呈現(xiàn)異常以及 高溫軸承產(chǎn)生毛病后自動緊急停機。 高溫軸承的垂向載荷和橫向載荷可分別經(jīng)過實驗臺的垂向加載系統(tǒng)和橫向加載系統(tǒng)施加,可以完成耦合控制,具備同步施加載荷才能。
2.2實驗條件實驗 高溫軸承為高速動車組用軸箱 高溫軸承,內(nèi)圈內(nèi)徑130mm,外圈外徑240mm,外圈長度160mm。實驗中,控制空氣溫度為20℃。假如環(huán)境溫度偏離該值,實驗軸箱記載的溫度應(yīng)按相關(guān)于20℃的溫度值停止折算
[3]。自動鼓風(fēng)單元可以依據(jù)轉(zhuǎn)速控制吹風(fēng)速度,冷卻試樣 高溫軸承,模仿行車風(fēng)速10m/s且流量不低于15000 m3/h。線路實測速度數(shù)據(jù)作為模仿速度,經(jīng)過電機轉(zhuǎn)速來控制模仿速度,電機轉(zhuǎn)速見式(1)。n=5.305×vtestc×D(1)式中,vtest為模仿速度(km/h);n為電機轉(zhuǎn)速(rpm),按車輪直徑中值計算實驗臺轉(zhuǎn)速;c為實驗臺主軸與驅(qū)動電機間的傳動比;D為車輪直徑(m)。3實驗計劃及辦法
3.1跑合實驗實驗前要停止跑合實驗[4],共包含4個循環(huán),每個實驗循環(huán)由兩個單向行程組成,其速度分別為最高實驗速度的25%、50%、75%和100%,對應(yīng)的軸向力分別為最大軸向力的25%、50%、75%和100%。實驗中,應(yīng)一直堅持徑向力。實驗載荷如下:Fr=0.6(F0-m0g)(2)Fa=0.255(104+F0g/3)(3)式中,Fr為徑向載荷(k N);Fa為軸向載荷(k N);F0為靜載重(t);m0為簧下質(zhì)量(t);g為重力加速度(9.81m/s2)。
3.2模仿線路加載實驗跑合實驗完成后,停止模仿線路加載實驗。基于實測的 高溫軸承載荷時間進程,按不同工況,或按整個載荷進程,停止?jié)饪s,編制成濃縮路譜,將實踐載荷譜輸入到實驗臺控制系統(tǒng)中,經(jīng)過實驗臺將實踐路況載荷信息復(fù)現(xiàn)出來。整個實驗過程中,經(jīng)過溫度傳感器和加速度傳感器實時監(jiān)測 高溫軸承運轉(zhuǎn)溫度變化、振動變化,自動停止數(shù)據(jù)采集并構(gòu)成記載。
