引言近年來(lái),高速鐵路在國(guó)內(nèi)開(kāi)展迅猛。轉(zhuǎn)向架制造技術(shù)作為動(dòng)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(jìn)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(wèn)產(chǎn)權(quán)動(dòng)車組及其相關(guān)零部件的短板。高速動(dòng)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(fèi)、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)三者相分離
[1]。實(shí)驗(yàn)方面,線路實(shí)驗(yàn)辦法能夠反映 高溫軸承的真實(shí)工況,但實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)、本錢高,不可能做到每條線路每個(gè)車型都停止線路實(shí)測(cè)實(shí)驗(yàn)。模仿線路臺(tái)架實(shí)驗(yàn)辦法能夠用較短的周期、較高的效率來(lái)停止實(shí)驗(yàn)。因而,模仿線路臺(tái)架實(shí)驗(yàn)的研討關(guān)于我國(guó)高速動(dòng)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(shí)驗(yàn)而言,我國(guó)與國(guó)外仍存在較大差距。日本國(guó)際計(jì)測(cè)器實(shí)驗(yàn)臺(tái)、SKF-THISBE實(shí)驗(yàn)臺(tái)、FAG-AN46實(shí)驗(yàn)臺(tái)可以模仿路譜實(shí)驗(yàn)
[2]。截至2016年,我國(guó)已有的鐵路 高溫北斗軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)根本不具備路譜實(shí)驗(yàn)功用,因而,對(duì)模仿線路加載實(shí)驗(yàn)的研討也很少。如何應(yīng)用模仿線路臺(tái)架實(shí)驗(yàn)全面正確評(píng)價(jià)和控制 高溫軸承的質(zhì)量,消弭 高溫軸承運(yùn)用中的不平安隱患,變得十分迫切。
2實(shí)驗(yàn)設(shè)備及條件
2.1實(shí)驗(yàn)設(shè)備2017年,中國(guó)鐵道科學(xué)研討院研發(fā)設(shè)計(jì)了具有路譜加載才能的高速 高溫軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)。高速 高溫軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用液壓加載方式,實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由電機(jī)、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(cè)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(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)臺(tái)可同時(shí)測(cè)試2個(gè) 高溫軸承,具備路譜加載功用,可以模仿線路工況和車輛運(yùn)轉(zhuǎn)條件。實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)最大徑向載荷:±200k N,最大軸向載荷:±100k N,電機(jī)最大轉(zhuǎn)速:4000rpm,具備完備的實(shí)驗(yàn)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(dòng)緊急停機(jī)。 高溫軸承的垂向載荷和橫向載荷可分別經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)臺(tái)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(shí)驗(yàn)條件實(shí)驗(yàn) 高溫軸承為高速動(dòng)車組用軸箱 高溫軸承,內(nèi)圈內(nèi)徑130mm,外圈外徑240mm,外圈長(zhǎng)度160mm。實(shí)驗(yàn)中,控制空氣溫度為20℃。假如環(huán)境溫度偏離該值,實(shí)驗(yàn)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(dòng)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(shí)測(cè)速度數(shù)據(jù)作為模仿速度,經(jīng)過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)控制模仿速度,電機(jī)轉(zhuǎn)速見(jiàn)式(1)。n=5.305×vtestc×D(1)式中,vtest為模仿速度(km/h);n為電機(jī)轉(zhuǎn)速(rpm),按車輪直徑中值計(jì)算實(shí)驗(yàn)臺(tái)轉(zhuǎn)速;c為實(shí)驗(yàn)臺(tái)主軸與驅(qū)動(dòng)電機(jī)間的傳動(dòng)比;D為車輪直徑(m)。3實(shí)驗(yàn)計(jì)劃及辦法
3.1跑合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)前要停止跑合實(shí)驗(yàn)[4],共包含4個(gè)循環(huán),每個(gè)實(shí)驗(yàn)循環(huán)由兩個(gè)單向行程組成,其速度分別為最高實(shí)驗(yàn)速度的25%、50%、75%和100%,對(duì)應(yīng)的軸向力分別為最大軸向力的25%、50%、75%和100%。實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)一直堅(jiān)持徑向力。實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)跑合實(shí)驗(yàn)完成后,停止模仿線路加載實(shí)驗(yàn)。基于實(shí)測(cè)的 高溫軸承載荷時(shí)間進(jìn)程,按不同工況,或按整個(gè)載荷進(jìn)程,停止?jié)饪s,編制成濃縮路譜,將實(shí)踐載荷譜輸入到實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)中,經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)臺(tái)將實(shí)踐路況載荷信息復(fù)現(xiàn)出來(lái)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,經(jīng)過(guò)溫度傳感器和加速度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 高溫軸承運(yùn)轉(zhuǎn)溫度變化、振動(dòng)變化,自動(dòng)停止數(shù)據(jù)采集并構(gòu)成記載。
