軸承軸頸檢測技術研究

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1、1.項目研究的必要性和重要性1?1項目的必要性和重要性隨著我國軌道交通的跨越式發(fā)展，高速鐵路和重載鐵路更是進入了一個新的發(fā)展時期，特別是我國快速發(fā)展的高速鐵路建設，將高鐵的運行安全推到頭等重要的位置，成為關系國家民生的重人問題。以列車軸承為代表的關鍵行走部件，在檢修方式上國內目前普遍采用“專用卡尺法”由人工靜態(tài)檢測，如圖所示，不僅工作效率低、勞動強度大，而且存在人為因素的影響，不能滿足高精度、高效的測量要求。而且人工測量的數(shù)據(jù)存在誤差，常常造成軸承軸頸裝配時過盈量出現(xiàn)超標，使得軸承使用壽命大大降低，更為嚴重的是給車輛運行安全帶來極人的安全隱患。利用先進的傳感器技術、計算機技術等自動化測試

2、手段對車輛關鍵部件的尺寸進行測量已經(jīng)是信息時代的發(fā)展趨勢，特別是光電檢測手段以英高精度、高速度、非接觸等優(yōu)點代表現(xiàn)代檢測技術的發(fā)展方向，國外發(fā)達國家已經(jīng)將激光技術應用到列車行車關鍵部件的高精度測量屮。口前，我國用于軌道交通領域的激光測量儀器大多依賴進口，因此，針對高速動車軸承軸頸檢測的實際需求，利用激光測量等技術，自主研制高精度軸承軸頸測量系統(tǒng)，對實現(xiàn)我國在該領域的檢測儀器化、提升檢測精度以及保證列車運行安全具有重大的現(xiàn)實意義。圖1-1人工采用專用卡尺測最軸頸參數(shù)1.2國內外有關的研究情況針對列車軸承軸頸的檢測與選配，國內也有一些單位進行了研制，但大部分研究重點是軸承內徑和外徑的測試，在

3、技術手段上是在傳統(tǒng)的機械式測量方法的基礎上加裝電渦流式位移傳感器，屯渦流傳感器能測量被測體（必須是金屬導體）與探頭端面之間靜態(tài)和動態(tài)的相對位移變化，具有測量范圍寬、靈敏度高、響應速度快、不受油污等介質的影響的特點，配合以單片機為控制、釆樣及處理的核心實現(xiàn)軸承內徑和外徑的測試，普遍存在重復一致性差、使用不方便等問題，沒得到普遍應用?？谇?，以非接觸、高精度、高速度為特征的光電尺寸檢測技術已成了檢測的主要趨勢，發(fā)達國家已經(jīng)形成了龐人的光電尺寸檢測儀器的產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)出用于各種場合的光電尺寸檢測儀器，利用光電檢測方法進行各種幾何尺寸、形狀和形位謀差等參數(shù)的測量,采用的原理和方法也是多種多樣的。2.技

4、術方案2.1被測對象分析“軸承”是在機械傳動過程屮起固定和減小載荷摩擦系數(shù)的部件。也可以說，當其它機件在軸上彼此產(chǎn)生相對運動時,用來降低動力傳遞過程中的摩擦系數(shù)和保持軸中心位置固定的機件。它的主耍功能是支撐機械旋轉體，用以降低設備在傳動過程中的機械載荷摩擦系數(shù)。目前我國高鐵動車組軸承基本都使用國外公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，具體配套情況如下：CRH1和CRH5使用瑞典SKF公司軸承，CRH2使用日木NTN和NSK公司軸承，CRH3使用德國FAG公司軸承。在結構形式上均為雙列圓錐滾子軸承，高速動車組一-般使用的軸承相關信息如表2-1：動車組類型200km級別300km級別主要尺寸（mm）（內徑x外徑x

5、內圈寬度）4>130x（｛）230x1704）130x（i）240xl60表2-1咼速動車組軸承和關信息“軸頸”是指轉子上與軸承接觸或由軸承支撐著的在其中旋轉的部分。具體來說，軸頸指軸上同一宜徑的-?段軸或宜徑不等但形成的外圓表面是均勻連續(xù)的圓柱面，主耍是外圓表面必須是均勻連續(xù)的，不能冇軸肩或凹槽斷開，一般是軸上用來安裝軸承的地方，這樣的一?段軸稱Z為軸頸。高速動車組CRH型動車組動、拖車車軸相關信息如表2-2：表2-2高速動車組CRH型車軸信息刖蓋軸承軸箱后蓋端部墊

6、:密封板凸緣密坪一I」—卄—軸承環(huán)［一---—t一—------名稱CRH1CRH2CRH3CRH5軸頸直徑（mm）13

7、0130130130軸身直徑（mm）170182165166高速動車軸承軸頸結構簡圖如下:圖2-1軸承軸頸基木結構圖在軸承軸頸基本結構中，套在軸頸上聯(lián)結輪對和轉向架構架或二軸車車體的部件,簡稱軸箱；凸緣密封主要用來注入凸緣密封劑的入口；軸承主要由內圈，外圈，支撐架和錐形滾動體組成；軸承環(huán)主要用在軸承和軸之間；密封板主要是對軸承滾動體起保護作用；端部墊圈主要用于保護軸承；前蓋是軸承外部的部件用于把軸承封閉在軸箱里,防止外部壞境對軸承的影響。高速動車軸承軸頸尺寸簡圖如下:II1TTiQhttningloroue⑷丄60S,(Wiraltrenlcever)圖2-2軸承軸頸基本尺寸圖圖2-2為

8、鐵道部對高速動車車軸和軸承相關機械尺寸的詳細規(guī)定，我們在設計軸承軸頸檢測系統(tǒng)和分析軸承軸頸選配方法時，應該充分考慮和借鑒上述規(guī)定的相關尺寸。目前速度低于200公里/小時的普通客車采用以上測試規(guī)范中的三個段修等級，普通客車使用的軸承主要冇RC型和RD型兩個系列，即通常所說的24型和26型。2.2系統(tǒng)構成及原理木系統(tǒng)由軸承測試儀、軸頸測試儀、智能選配系統(tǒng)三個主要部分構成。軸承測試儀實現(xiàn)對軸承的內直徑、外直徑、不圓度的精確測量，軸頸測試儀