曹舜 盧建華 張立軍
摘 要:輪軸等旋轉(zhuǎn)部件的安全評估通常采用受力分析或有限元計算進行,隨著運用速度的提升和使用環(huán)境的復(fù)雜性,傳統(tǒng)方法不能準確量化振動對部件壽命的影響。通過引入集流環(huán)及無線傳輸兩種旋轉(zhuǎn)部件應(yīng)力測試手段對旋轉(zhuǎn)部件受力情況進行實際測量,基于測量數(shù)據(jù)可準確識別故障原因,有效指導(dǎo)檢查和維護方案的制定。
關(guān)鍵詞:旋轉(zhuǎn)部件 應(yīng)力測試 集流環(huán) 無線傳輸
中圖分類號:U270.1 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2017)08(a)-0115-02
對動車組上旋轉(zhuǎn)類機械部件(如車輪、車軸及齒輪等部件),由于被測部件在不停轉(zhuǎn)動,測試信號傳輸不便,掌握其在實際工作狀態(tài)中的載荷和所受應(yīng)力情況十分困難,通常依靠簡化的受力分析或有限元仿真進行狀態(tài)及壽命評估。
隨著動車組運用范圍的擴大,更高的運營速度和更大的載重帶來的振動沖擊旋轉(zhuǎn)部件的壽命影響越來越大,線路和車輛維護條件的差異也增加了計算評估方法的難度,隨著對動車組使用里程的提高、線路條件和車輛自身狀態(tài)的變化,對旋轉(zhuǎn)部件的運用狀態(tài)檢查和測量需求越來越急迫,急需一種實際應(yīng)力測試方案,確保旋轉(zhuǎn)部件使用過程中的安全可靠。
1 有線式集流環(huán)傳輸方案
集流環(huán)是一種負責(zé)為旋轉(zhuǎn)體連通、輸送能源與信號的電氣部件,通過導(dǎo)電環(huán)的滑動接觸、靜電耦合或電磁耦合,在固定部件與滾動或滑動部件之間傳遞電信號和電能。
根據(jù)集流環(huán)原理,借用車軸的中心孔,將測試應(yīng)變片的線纜穿過加工的過線孔,導(dǎo)通至由車軸中心孔,通過集流環(huán)作用將旋轉(zhuǎn)信號轉(zhuǎn)化為固定信號傳輸至數(shù)據(jù)采集設(shè)備內(nèi)。
2 無線式非接觸傳輸方案
采用電磁感應(yīng)原理,在旋轉(zhuǎn)部件上安裝感應(yīng)線圈,感應(yīng)線圈可兼具供電和傳輸信號作用。測試應(yīng)變片處理模塊進行數(shù)模轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)化后信號通過電磁感應(yīng)方式輸出至固定部件的接收裝置上,引入數(shù)采模塊。
3 兩種測試方案效果對比
集流環(huán)方案集流環(huán)技術(shù)成熟,有成熟的應(yīng)用經(jīng)驗;但受安裝結(jié)構(gòu)約束,需對被測部件進行安裝改造;同時受集流環(huán)制造難度所限,測試通道數(shù)少;集流環(huán)僅能傳遞應(yīng)力值,不具備識別被測試部件所處的姿態(tài)能力,不利于后續(xù)數(shù)據(jù)處理工作。
無線傳輸方案屬于新興技術(shù),可通過安裝多個測試模塊,增加測試通道數(shù)量;測試模塊中可安裝旋轉(zhuǎn)角度識別模塊,對被測部件所處姿態(tài)進行識別,后續(xù)處理數(shù)據(jù)方便。信號接收方式為無線感應(yīng),設(shè)備安裝要求高,易受到外界環(huán)境干擾。
在對受力簡單部件進行測試時,優(yōu)先采取集流環(huán)方案;對受力復(fù)雜的部件進行測試時,可選用無線傳輸方案進行測試。
參考文獻
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