引言近年來,高速鐵路在國內開展迅猛。轉向架制造技術作為動車組九大關鍵技術之一,車輪、車軸、齒輪箱等關鍵部件已能自主制造,但其中的關鍵部件——軸箱 高溫軸承全部需求進口,還未能完成自主化研發,成為限制構成完整自主學問產權動車組及其相關零部件的短板。高速動車組軸箱 高溫軸承的自主化研發,較為完善的辦法是消費、設計、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于我國高速動車組軸箱 高溫軸承的自主化研發非常必要。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。如何應用模仿線路臺架實驗全面正確評價和控制 高溫軸承的質量,消弭 高溫軸承運用中的不平安隱患,變得十分迫切。
2實驗設備及條件
2.1實驗設備2017年,中國鐵道科學研討院研發設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,實驗系統由電機、主軸系統、液壓加載系統、光滑系統、冷卻系統、控制檢測系統等幾局部組成,構造如圖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,電機最大轉速:4000rpm,具備完備的實驗數據記載及監控系統,設備呈現異常以及 高溫軸承產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過實驗臺的垂向加載系統和橫向加載系統施加,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,內圈內徑130mm,外圈外徑240mm,外圈長度160mm。實驗中,控制空氣溫度為20℃。假如環境溫度偏離該值,實驗軸箱記載的溫度應按相關于20℃的溫度值停止折算
[3]。自動鼓風單元可以依據轉速控制吹風速度,冷卻試樣 高溫軸承,模仿行車風速10m/s且流量不低于15000 m3/h。線路實測速度數據作為模仿速度,經過電機轉速來控制模仿速度,電機轉速見式(1)。n=5.305×vtestc×D(1)式中,vtest為模仿速度(km/h);n為電機轉速(rpm),按車輪直徑中值計算實驗臺轉速;c為實驗臺主軸與驅動電機間的傳動比;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,每個實驗循環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%,對應的軸向力分別為最大軸向力的25%、50%、75%和100%。實驗中,應一直堅持徑向力。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?；趯崪y的 高溫軸承載荷時間進程,按不同工況,或按整個載荷進程,停止濃縮,編制成濃縮路譜,將實踐載荷譜輸入到實驗臺控制系統中,經過實驗臺將實踐路況載荷信息復現出來。整個實驗過程中,經過溫度傳感器和加速度傳感器實時監測 高溫軸承運轉溫度變化、振動變化,自動停止數據采集并構成記載。
