海外內(nèi)燃動車組傳動箱試驗裝置改造技術方案研究與實施

鞏巧琴 李來彬

摘 要：介紹斯里蘭卡傳動箱試驗裝置的改造技術方案，解決不同傳動箱在同一試驗臺進行試驗的問題；該方案對轉(zhuǎn)速及溫度測量方法進行了改進，最終實現(xiàn)投入少，效果好，資源利用率高的目標，為探索工藝裝備的多功能、柔性化實施方面的提供有效途徑。

關鍵詞：傳動箱 試驗裝置 柔性化

中圖分類號：U266.1 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）007-030-02

1 概述

近年來，我公司出口動車組產(chǎn)品的傳動箱類型繁多，給傳動箱的試驗裝置的適應性帶來了巨大挑戰(zhàn)，同時在投入有限的前提下，充分滿足試驗大綱的要求，我們在試驗方案的擬定時必須考慮到多種因素，既要滿足當前產(chǎn)品的生產(chǎn)要求，還要對未來新產(chǎn)品的輔射提供方便。

斯里蘭卡動車裝用了兩種傳動箱：一個是起動變速箱，一個是偶合器傳動箱。按照設計要求，兩種傳動箱均需在專用試驗臺上進行試驗，試驗合格后方可裝車，依據(jù)試驗大綱的要求，綜合經(jīng)濟性、實用性及柔性化考慮，在原J71機車傳動箱試驗臺基礎上進行改造，設置安裝平臺、公共底架、輸入軸過渡法蘭，并結(jié)合現(xiàn)場調(diào)整和設置檢測參數(shù)，滿足試驗要求。在節(jié)省投入的前提下，盡可能向后續(xù)新產(chǎn)品的試驗進行延伸性考慮。

整體布置方案如圖1所示。

1.安裝平臺；2.公共底架；3.輸入軸過度法蘭；4.冷卻風扇

圖1 傳動箱試驗裝置總體布置圖

2 方案詳述

傳動試驗裝置應滿足偶合器傳動箱、啟動變速箱試驗所需的技術條件，達到偶合器傳動箱、啟動變速箱試驗目的：（1）檢驗傳動箱轉(zhuǎn)動元件運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性、可靠性。（2）檢驗偶合器和作用閥的工作性能。（3）檢驗傳動箱各部件及工作油的溫升情況。

2.1 試驗裝置

（1）安裝基礎部分。在原傳動箱安裝位置，鑲嵌入一塊鑄鐵平臺（2000mm？700mm？80mm）。這個平臺作為公共底架的安裝基礎，通過T形槽螺栓將公共底架固定，為更好的檢驗偶合器工作性能，在試驗時，需要驅(qū)動冷卻風扇作為偶合器輸出軸的負載，以檢驗偶合器工作性能，因為本方案采用現(xiàn)車用風扇，其直徑達到1500mm，造成安裝風扇的支承架非常大，鑄鐵平臺為風扇支架提供足夠的面積和剛度，保證風扇在高速運行時，不發(fā)生非正常振動。

（2）公共底架。斯里蘭卡動車組偶合器傳動箱、啟動變速箱要交替進行傳動試驗，公共底架方便了兩種傳動箱在平臺上的安裝和定位，僅需在首臺試驗時將輸入軸找正，然后將公共底架進行定位，在更換不同傳動箱時，不用將公共底架取下，通過在傳動箱下方設置墊塊的方式使傳動箱的中心重合，通過此種方法可以迅速完成兩種不同傳動箱的轉(zhuǎn)換。即使有新品種的傳動箱需要試驗時，通過新置公共底架將新傳動箱調(diào)整到合適位置即可進行新型傳動箱的試驗。

（3）過渡法蘭。因為兩種傳動箱的輸入軸法蘭接口不相同，為與臺位的萬向軸進行聯(lián)接，分別制作了過渡法蘭。

（4）測試系統(tǒng)。包括測量輸入軸參數(shù)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器及扭矩儀，偶合器轉(zhuǎn)速、溫度及相關壓力測量儀表等。

2.2 試驗方案

將偶合器傳動箱和啟動變速箱通過安裝座固定在嵌于地基上的試驗平臺上，為滿足600r/min～1800r/min試驗轉(zhuǎn)速要求，由直流調(diào)速電機提供動力源，因為輸入軸轉(zhuǎn)速高達1800rpm，在中間增加了小型增速箱，增速箱后通過轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器、萬向軸、過渡法蘭接至輸入軸。

偶合器傳動箱的渦輪軸還通過風扇萬向軸接負載，試驗臺上采用現(xiàn)車用的冷卻風扇作為負載，通過風扇支架支承于試驗平臺上。并同時安裝了現(xiàn)車用的散熱器，用于以給偶合器傳動箱散熱。

例如偶合器傳動箱試驗結(jié)構(gòu)布置示意圖如圖2所示。

圖2 偶合器傳動箱試驗裝置示意圖

2.3其他有關設備和測量儀表

驅(qū)動電機：驅(qū)動電機作為原動機為試驗臺提供動力，帶動被試驗的傳動箱運轉(zhuǎn)。電機參數(shù)如表1所示。

表1 電機參數(shù)

轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器：轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器安裝于輸入軸上，用來測定輸入軸的轉(zhuǎn)速的扭矩，其參數(shù)如表2。

表2 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器參數(shù)

扭矩儀：扭矩儀是與轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器相配套的顯示儀表，將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器所測量的信號實時地進行運算處理，顯示測量結(jié)果。

2.4測量方法改進

偶合器渦輪軸轉(zhuǎn)速的測量：以往傳動試驗均采用手持式轉(zhuǎn)速測量儀進行測量，本次試驗中，因為渦輪輸出轉(zhuǎn)速低，需要頻繁進行測量以確認是否達到設計要求，因此我們采用了磁電式轉(zhuǎn)速傳感器方式進行測量，其示意圖如圖3，我們把轉(zhuǎn)速傳感器的感應齒圈中部進行鏤空，以便穿過傳動軸及法蘭，這樣既方便安裝，同時又減輕重量，在高速運行時還能保持穩(wěn)定。轉(zhuǎn)速傳感器獲取的信號接入轉(zhuǎn)速顯示儀后，實時顯示偶合器渦轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)了低轉(zhuǎn)速的準確測量。

圖3 磁電式轉(zhuǎn)速傳感器示意圖

溫度的測量：通常傳動試驗一般采用紅外點溫計測量箱體的溫度，如通過測量軸承座處溫度檢驗軸承的工作是否正常等。在偶合器傳動箱試驗時，因為渦輪輸出轉(zhuǎn)速偏低，導致液力工作油油溫變化很大，因此我們借用現(xiàn)車上所裝的溫度變送器，外接智能顯示儀直接方便顯示油溫。測量結(jié)果顯示，工作油溫與箱體溫度有較大的差異，而且箱體不同點用紅外點溫計所測試的結(jié)果也有不少的區(qū)別。這些為我們今后的試驗積累了相關經(jīng)驗。

3 試驗工藝設計

為了在車下盡可能完成最多的試驗項目和試驗內(nèi)容，以驗證組裝和設計質(zhì)量能否達到期望的要求，我們對兩種傳動箱的試驗過程要求如下：

偶合器傳動箱：

在臺位的公共底架上直接安裝本傳動箱后，首先進行磨合試驗。當磨合試驗正常后，安裝風扇支架，聯(lián)接風扇萬向軸，進行偶合器的性能試驗，當偶合器性能達到要求后，拆除風扇萬向軸和風扇支架等，然后安裝通風機組成，進行偶合器傳動箱與風機的聯(lián)合運轉(zhuǎn)試驗，檢驗風機與傳動箱的聯(lián)合運行時是否能達到設計要求。

啟動變速箱：

在臺位的公共底架上裝上兩塊墊板后安裝啟動變速箱，然后進行磨合試驗。當磨合試驗完畢后，同在風機軸上裝配風機葉輪及殼體，進行傳動箱與風機的聯(lián)合運轉(zhuǎn)試驗。

4 總結(jié)

通過對斯里蘭卡動車傳動箱試驗裝置方案的實施，我們達到投入少，效果好，資源利用率高的目標，并逐步探索工藝裝備的多功能、柔性化方面的有效實現(xiàn)途徑。

通過公共底架的靈活安裝，使偶合器傳動箱、啟動變速箱易于交替進行試驗，減少了不同傳動箱試驗的輔助時間，節(jié)約了改造成本，易于操作和管理。

增加了必要的、先進的測試儀器儀表，提高測量參數(shù)的準確性和操作的方便性。

最大程度地利用已有資源進行改造，努力降低制造成本，縮短準備周期。

最大限度借用現(xiàn)車件，最大程度地模擬現(xiàn)車試驗，提前暴露問題，為及時進行質(zhì)量改進提供依據(jù)。