海外内燃动车组传动箱试验装置改造技术方案研究与实施

巩巧琴 李来彬

摘 要：介绍斯里兰卡传动箱试验装置的改造技术方案，解决不同传动箱在同一试验台进行试验的问题；该方案对转速及温度测量方法进行了改进，最终实现投入少，效果好，资源利用率高的目标，为探索工艺装备的多功能、柔性化实施方面的提供有效途径。

关键词：传动箱 试验装置 柔性化

中图分类号：U266.1 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）007-030-02

1 概述

近年来，我公司出口动车组产品的传动箱类型繁多，给传动箱的试验装置的适应性带来了巨大挑战，同时在投入有限的前提下，充分满足试验大纲的要求，我们在试验方案的拟定时必须考虑到多种因素，既要满足当前产品的生产要求，还要对未来新产品的辅射提供方便。

斯里兰卡动车装用了两种传动箱：一个是起动变速箱，一个是偶合器传动箱。按照设计要求，两种传动箱均需在专用试验台上进行试验，试验合格后方可装车，依据试验大纲的要求，综合经济性、实用性及柔性化考虑，在原J71机车传动箱试验台基础上进行改造，设置安装平台、公共底架、输入轴过渡法兰，并结合现场调整和设置检测参数，满足试验要求。在节省投入的前提下，尽可能向后续新产品的试验进行延伸性考虑。

整体布置方案如图1所示。

1.安装平台；2.公共底架；3.输入轴过度法兰；4.冷却风扇

图1 传动箱试验装置总体布置图

2 方案详述

传动试验装置应满足偶合器传动箱、启动变速箱试验所需的技术条件，达到偶合器传动箱、启动变速箱试验目的：（1）检验传动箱转动元件运转的平稳性、可靠性。（2）检验偶合器和作用阀的工作性能。（3）检验传动箱各部件及工作油的温升情况。

2.1 试验装置

（1）安装基础部分。在原传动箱安装位置，镶嵌入一块铸铁平台（2000mm？700mm？80mm）。这个平台作为公共底架的安装基础，通过T形槽螺栓将公共底架固定，为更好的检验偶合器工作性能，在试验时，需要驱动冷却风扇作为偶合器输出轴的负载，以检验偶合器工作性能，因为本方案采用现车用风扇，其直径达到1500mm，造成安装风扇的支承架非常大，铸铁平台为风扇支架提供足够的面积和刚度，保证风扇在高速运行时，不发生非正常振动。

（2）公共底架。斯里兰卡动车组偶合器传动箱、启动变速箱要交替进行传动试验，公共底架方便了两种传动箱在平台上的安装和定位，仅需在首台试验时将输入轴找正，然后将公共底架进行定位，在更换不同传动箱时，不用将公共底架取下，通过在传动箱下方设置垫块的方式使传动箱的中心重合，通过此种方法可以迅速完成两种不同传动箱的转换。即使有新品种的传动箱需要试验时，通过新置公共底架将新传动箱调整到合适位置即可进行新型传动箱的试验。

（3）过渡法兰。因为两种传动箱的输入轴法兰接口不相同，为与台位的万向轴进行联接，分别制作了过渡法兰。

（4）测试系统。包括测量输入轴参数的转速转矩传感器及扭矩仪，偶合器转速、温度及相关压力测量仪表等。

2.2 试验方案

将偶合器传动箱和启动变速箱通过安装座固定在嵌于地基上的试验平台上，为满足600r/min～1800r/min试验转速要求，由直流调速电机提供动力源，因为输入轴转速高达1800rpm，在中间增加了小型增速箱，增速箱后通过转速转矩传感器、万向轴、过渡法兰接至输入轴。

偶合器传动箱的涡轮轴还通过风扇万向轴接负载，试验台上采用现车用的冷却风扇作为负载，通过风扇支架支承于试验平台上。并同时安装了现车用的散热器，用于以给偶合器传动箱散热。

例如偶合器传动箱试验结构布置示意图如图2所示。

图2 偶合器传动箱试验装置示意图

2.3其他有关设备和测量仪表

驱动电机：驱动电机作为原动机为试验台提供动力，带动被试验的传动箱运转。电机参数如表1所示。

表1 电机参数

转速转矩传感器：转速转矩传感器安装于输入轴上，用来测定输入轴的转速的扭矩，其参数如表2。

表2 转速转矩传感器参数

扭矩仪：扭矩仪是与转速转矩传感器相配套的显示仪表，将转速转矩传感器所测量的信号实时地进行运算处理，显示测量结果。

2.4测量方法改进

偶合器涡轮轴转速的测量：以往传动试验均采用手持式转速测量仪进行测量，本次试验中，因为涡轮输出转速低，需要频繁进行测量以确认是否达到设计要求，因此我们采用了磁电式转速传感器方式进行测量，其示意图如图3，我们把转速传感器的感应齿圈中部进行镂空，以便穿过传动轴及法兰，这样既方便安装，同时又减轻重量，在高速运行时还能保持稳定。转速传感器获取的信号接入转速显示仪后，实时显示偶合器涡转速，实现了低转速的准确测量。

图3 磁电式转速传感器示意图

温度的测量：通常传动试验一般采用红外点温计测量箱体的温度，如通过测量轴承座处温度检验轴承的工作是否正常等。在偶合器传动箱试验时，因为涡轮输出转速偏低，导致液力工作油油温变化很大，因此我们借用现车上所装的温度变送器，外接智能显示仪直接方便显示油温。测量结果显示，工作油温与箱体温度有较大的差异，而且箱体不同点用红外点温计所测试的结果也有不少的区别。这些为我们今后的试验积累了相关经验。

3 试验工艺设计

为了在车下尽可能完成最多的试验项目和试验内容，以验证组装和设计质量能否达到期望的要求，我们对两种传动箱的试验过程要求如下：

偶合器传动箱：

在台位的公共底架上直接安装本传动箱后，首先进行磨合试验。当磨合试验正常后，安装风扇支架，联接风扇万向轴，进行偶合器的性能试验，当偶合器性能达到要求后，拆除风扇万向轴和风扇支架等，然后安装通风机组成，进行偶合器传动箱与风机的联合运转试验，检验风机与传动箱的联合运行时是否能达到设计要求。

启动变速箱：

在台位的公共底架上装上两块垫板后安装启动变速箱，然后进行磨合试验。当磨合试验完毕后，同在风机轴上装配风机叶轮及壳体，进行传动箱与风机的联合运转试验。

4 总结

通过对斯里兰卡动车传动箱试验装置方案的实施，我们达到投入少，效果好，资源利用率高的目标，并逐步探索工艺装备的多功能、柔性化方面的有效实现途径。

通过公共底架的灵活安装，使偶合器传动箱、启动变速箱易于交替进行试验，减少了不同传动箱试验的辅助时间，节约了改造成本，易于操作和管理。

增加了必要的、先进的测试仪器仪表，提高测量参数的准确性和操作的方便性。

最大程度地利用已有资源进行改造，努力降低制造成本，缩短准备周期。

最大限度借用现车件，最大程度地模拟现车试验，提前暴露问题，为及时进行质量改进提供依据。