9600kW電力機(jī)車齒輪箱型式試驗(yàn)大綱.doc

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設(shè) 計 文 件 9600kW電力機(jī)車齒輪箱型式試驗(yàn)大綱 項(xiàng)目編號 項(xiàng)目名稱 編 制 審 核 批 準(zhǔn) 版本記錄 版本號 修改內(nèi)容 修訂時間 作者 備注 1.0 編制 2010-06-30 目 次 1 簡介 1 2 試驗(yàn)?zāi)康?、范?1 3 試驗(yàn)原理 1 3.1 機(jī)械封閉式 1 3.2 電封閉式 1 4 試驗(yàn)方案 1 4.1 機(jī)械封閉式 2 4.2 電封閉式 2 5 試驗(yàn)條件 2 5.1 試驗(yàn)環(huán)境 2 5.2 試驗(yàn)儀器 2 6 試驗(yàn)內(nèi)容 2 6.1 試驗(yàn)前準(zhǔn)備 2 6.2 空載跑合試驗(yàn) 3 6.3 額定轉(zhuǎn)速加載試驗(yàn) 3 6.4 傳動效率測試 4 6.5 溫升試驗(yàn) 4 6.6 耐久性試驗(yàn) 5 6.7 超負(fù)荷試驗(yàn) 5 6.8 試驗(yàn)后檢查 6 7 試驗(yàn)報告 6 附表1 齒輪箱試驗(yàn)前記錄表 7 附表2 齒輪箱空載跑合試驗(yàn)記錄表 8 附表3 齒輪箱額定轉(zhuǎn)速加載試驗(yàn)記錄表 9 附表4 傳動效率測試記錄表 10 附表5 溫升試驗(yàn)記錄表 11 附表6 耐久性試驗(yàn)記錄表 12 附表7 超負(fù)荷試驗(yàn)記錄表 13 9600kw電力機(jī)車齒輪箱型式試驗(yàn)大綱 第7頁 共12頁 1 簡介 本試驗(yàn)大綱為9600kW大功率電力機(jī)車使用的抱軸的單級圓柱齒輪箱制定，齒輪箱將安裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上的牽引電機(jī)的功率傳遞給車輪，小齒輪軸和電機(jī)軸過盈裝配到一起，大齒輪和車軸過盈裝配到一起，齒輪箱車軸端與抱軸箱螺栓連接并通過抱軸箱軸承支撐在車軸上，齒輪箱電機(jī)端與電機(jī)螺栓連接并通過電機(jī)吊掛裝置吊掛在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上。 2 試驗(yàn)?zāi)康?、范? 為確保齒輪箱正常裝車運(yùn)行，首件新研制的齒輪箱必須在室內(nèi)試驗(yàn)臺上對其進(jìn)行測試，測試的項(xiàng)點(diǎn)有：空載跑合試驗(yàn)、額定轉(zhuǎn)速加載試驗(yàn)、傳動效率測試、溫升試驗(yàn)、耐久性試驗(yàn)、超負(fù)荷試驗(yàn)?？疾觳⒂涗淉X輪箱的密封性能、軸承潤滑效果及溫升、油池溫升、噪聲等主要性能指標(biāo)。 3 試驗(yàn)原理 3.1 機(jī)械封閉式 采用低能耗的封閉功率流方式，其中由扭矩加載器施加動態(tài)扭矩載荷，在封閉系統(tǒng)中產(chǎn)生封閉扭矩。電機(jī)驅(qū)動整個系統(tǒng)運(yùn)行所需要的功率，只用來克服全系統(tǒng)的功率損耗。整個調(diào)速控制系統(tǒng)采用變頻調(diào)速控制，可進(jìn)行無級調(diào)速、無級加載。 3.2 電封閉式 齒輪箱采用背靠背的連接方式，兩臺齒輪箱分別連接兩臺電機(jī)，其中一臺作為驅(qū)動電機(jī)，另一臺作為負(fù)載電機(jī)。試驗(yàn)過程中，驅(qū)動電機(jī)功率通過兩臺背靠背齒輪箱帶動負(fù)載電機(jī)發(fā)電，兩臺電機(jī)采用共直流母線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)功率電封閉。 4 試驗(yàn)方案 試驗(yàn)方案擬采用機(jī)械封閉和電封閉兩種方案中的一種。電封閉較機(jī)械封閉具有節(jié)能效果好、占地面積少、維護(hù)成本低、振動噪音小、無污染（廢水、廢油）、傳動環(huán)節(jié)少、故障率低、操縱性好等優(yōu)點(diǎn)，但電封閉的投資成本較高。 4.1 機(jī)械封閉式 圖1 機(jī)械封閉式試驗(yàn)方案 4.2 電封閉式 圖2 電封閉式試驗(yàn)方案 5 試驗(yàn)條件 5.1 試驗(yàn)環(huán)境 試驗(yàn)環(huán)境的溫度為0℃～40℃，相對濕度為10％～85％。 5.2 試驗(yàn)儀器 試驗(yàn)儀器主要有：扭矩轉(zhuǎn)速傳感器、半導(dǎo)體點(diǎn)溫計、非接觸測溫儀、聲級計、風(fēng)速計、風(fēng)機(jī)。 6 試驗(yàn)內(nèi)容 6.1 試驗(yàn)前準(zhǔn)備 試驗(yàn)齒輪箱在進(jìn)行試驗(yàn)之前，應(yīng)對齒輪箱稱重，檢查軸承的軸向游隙和齒輪副嚙合側(cè)隙，將測量值記錄于附表1《齒輪箱試驗(yàn)前記錄表》中。試驗(yàn)前測量值須滿足檢測項(xiàng)目合格值，否則不能進(jìn)行試驗(yàn)直至檢查合格為止。 6.2 空載跑合試驗(yàn) 將試驗(yàn)用齒輪箱按照試驗(yàn)要求組裝到試驗(yàn)臺上，在齒輪箱中加入潤滑油至油標(biāo)上的最高油位，緩慢轉(zhuǎn)動電機(jī)，檢查轉(zhuǎn)動是否均勻正常，不應(yīng)有異常碰擊、強(qiáng)烈摩擦聲或轉(zhuǎn)不動的情況，否則應(yīng)找出原因，加以排除之后才允許繼續(xù)試驗(yàn)。試驗(yàn)按表1中的轉(zhuǎn)速及時間進(jìn)行，齒輪箱正反向各空載跑合一次。（“正轉(zhuǎn)”定義：由試驗(yàn)齒輪箱車輪側(cè)看向電機(jī)側(cè)，車軸順時針旋轉(zhuǎn)；“反轉(zhuǎn)”定義：由試驗(yàn)齒輪箱車輪側(cè)看向電機(jī)側(cè)，車軸逆時針旋轉(zhuǎn)。） 表1 空載跑合試驗(yàn)轉(zhuǎn)速及時間表 車軸轉(zhuǎn)速/rpm 64 240 318 510 594 對應(yīng)列車速度/km·h-1（新輪） 15 55 75 120 140 運(yùn)轉(zhuǎn)時間/min 5 10 30 5 5 在試驗(yàn)過程中，需要記錄下齒輪箱油池、齒輪箱各軸承部位的溫度（本大綱中所說的軸承溫度是指所測的軸承外圈溫度）、環(huán)境溫度和齒輪箱各密封部位滲漏情況，并監(jiān)測試驗(yàn)過程中齒輪箱噪聲有無異常，將試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄于附表2《齒輪箱空載跑合試驗(yàn)記錄表》中。 在本試驗(yàn)過程中，要求各部位溫度變化正常，齒輪箱運(yùn)轉(zhuǎn)過程中沒有異常聲音，齒輪箱各密封部位無潤滑油滲漏，各部位溫度不得高于90℃。若在試驗(yàn)中齒輪箱出現(xiàn)故障或零件損壞，能在0.5h內(nèi)排除故障則可繼續(xù)試驗(yàn)；若檢修時間超過0.5h，則試驗(yàn)重新進(jìn)行。 試驗(yàn)完成后，放出齒輪箱中的潤滑油，重新加入新的潤滑油，以便繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)。 6.3 額定轉(zhuǎn)速加載試驗(yàn) 將試驗(yàn)齒輪箱組裝在試驗(yàn)臺上，在齒輪箱中加入潤滑油至規(guī)定的油位，緩慢轉(zhuǎn)動電機(jī)，檢查轉(zhuǎn)動是否均勻正常，不應(yīng)有異常碰擊、摩擦聲或轉(zhuǎn)不動的情況，否則應(yīng)立即停機(jī)找出原因，加以排除之后才允許繼續(xù)試驗(yàn)。試驗(yàn)按表2對齒輪箱進(jìn)行加載試驗(yàn)，試驗(yàn)中齒輪箱在額定速度75 km/h（車軸轉(zhuǎn)速318rpm）下正反向各一次。試驗(yàn)中需用風(fēng)扇以30km/h的風(fēng)速對試驗(yàn)齒輪箱進(jìn)行冷卻。 表2 額定轉(zhuǎn)速加載試驗(yàn)扭矩及時間表 加載扭矩/N·m 運(yùn)轉(zhuǎn)時間/min 1946 10 3890 10 5837 10 7004 10 7782 10 試驗(yàn)時記錄各檔的時間、轉(zhuǎn)速、扭矩、齒輪箱油池、齒輪箱各軸承部位的溫度（本大綱中所說的軸承溫度是指所測的軸承外圈溫度），環(huán)境溫度和齒輪箱各密封部位滲漏情況，并監(jiān)測試驗(yàn)過程中齒輪箱噪聲有無異常，將試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄于附表3《齒輪箱額定轉(zhuǎn)速加載試驗(yàn)記錄表》中。 在試驗(yàn)過程中，要求各部位溫度變化正常，齒輪箱運(yùn)轉(zhuǎn)過程中沒有異常聲音，各密封部位無潤滑油滲漏，各部位溫度不得高于110℃。 試驗(yàn)完成后，放出齒輪箱中的潤滑油，重新加入新的潤滑油，以便繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)。 6.4 傳動效率測試 按表3對齒輪箱進(jìn)行傳動效率測試試驗(yàn)，試驗(yàn)中齒輪箱在額定速度75km/h（車軸轉(zhuǎn)速318rpm）下正反向各一次。試驗(yàn)中需用風(fēng)扇以30km/h的風(fēng)速對試驗(yàn)齒輪箱進(jìn)行冷卻。 表3 額定轉(zhuǎn)速傳動效率測試試驗(yàn)扭矩及時間表 加載扭矩/N·m 運(yùn)轉(zhuǎn)時間/h 1945 達(dá)到熱平衡（約2小時） 3890 達(dá)到熱平衡（約2小時） 5837 達(dá)到熱平衡（約2小時） 7004 達(dá)到熱平衡（約2小時） 7782 達(dá)到熱平衡（約2小時） 在每級加載扭矩的試驗(yàn)過程中，每10分鐘記錄1次2個扭矩傳感器的數(shù)據(jù)，填入附表4《傳動效率測試記錄表》中。 6.5 溫升試驗(yàn) 在試驗(yàn)臺上對齒輪箱進(jìn)行溫升試驗(yàn)，齒輪箱按表4進(jìn)行加載試驗(yàn)正反向各一次。試驗(yàn)中需用風(fēng)扇以30km/h的風(fēng)速對試驗(yàn)齒輪箱進(jìn)行冷卻。 表4 溫升試驗(yàn)扭矩及時間表 車軸轉(zhuǎn)速/rpm 318（列車速度75km/h） 510（列車速度120km/h） 594（列車速度140km/h） 加載扭矩/N·m 7782 4852 4166 運(yùn)轉(zhuǎn)時間/h 達(dá)到熱平衡（約6小時） 達(dá)到熱平衡（約6小時） 達(dá)到熱平衡（約6小時） 試驗(yàn)過程中，記錄下齒輪箱油池、齒輪箱各軸承部位的溫度、環(huán)境溫度和齒輪箱各密封部位滲漏情況，并監(jiān)測試驗(yàn)過程中齒輪箱噪聲有無異常，記錄在附表5《溫升試驗(yàn)記錄表》中。 在試驗(yàn)過程中，要求各部位溫度變化正常，齒輪箱運(yùn)轉(zhuǎn)過程中沒有異常聲音，各密封部位無潤滑油滲漏，各部位溫度不得高于110℃。 6.6 耐久性試驗(yàn) 在試驗(yàn)臺上對齒輪箱進(jìn)行耐久性試驗(yàn)，試驗(yàn)中需用風(fēng)扇以30km/h的風(fēng)速對試驗(yàn)齒輪箱進(jìn)行冷卻。試驗(yàn)按表5進(jìn)行正反向運(yùn)轉(zhuǎn)各一次。 表5 疲勞加載試驗(yàn)轉(zhuǎn)速及時間表 車軸轉(zhuǎn)速/rpm 318 加載扭矩/N·m 7782 運(yùn)行時間/h 24 在試驗(yàn)過程中，需要記錄下齒輪箱油池、齒輪箱各軸承部位的溫度、環(huán)境溫度和齒輪箱各密封部位滲漏情況，并監(jiān)測試驗(yàn)過程中齒輪箱噪聲有無異常，將試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在附表6《耐久性試驗(yàn)記錄表》中。 在本試驗(yàn)過程中，要求各部位溫度變化正常，齒輪箱運(yùn)轉(zhuǎn)過程中沒有異常聲音，各密封部位無潤滑油滲漏，各部位溫度不得高于110℃。 試驗(yàn)完成后，放出齒輪箱中的潤滑油，重新加入新的潤滑油，以便繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)。 6.7 超負(fù)荷試驗(yàn) 在耐久性試驗(yàn)臺上對試驗(yàn)齒輪箱進(jìn)行超負(fù)荷試驗(yàn)，齒輪箱在額定轉(zhuǎn)速75km/h（車軸轉(zhuǎn)速318rpm）下進(jìn)行試驗(yàn)，按表6進(jìn)行加載試驗(yàn)，正反向各一次。試驗(yàn)中需用風(fēng)扇以30km/h的風(fēng)速對試驗(yàn)齒輪箱進(jìn)行冷卻。 表6 扭矩超載試驗(yàn)施加載荷及時間 施加的載荷/N·m 運(yùn)轉(zhuǎn)時間/min 8560 10 9338 10 試驗(yàn)過程中，記錄下齒輪箱油池、齒輪箱各軸承部位的溫度、環(huán)境溫度和齒輪箱各密封部位滲漏情況，并監(jiān)測試驗(yàn)過程中齒輪箱噪聲有無異常，記錄在附表7《扭矩超載試驗(yàn)記錄表》中。 在耐久性試驗(yàn)臺上對試驗(yàn)齒輪箱進(jìn)行超負(fù)荷試驗(yàn)，齒輪箱在額定扭矩7782N·m下進(jìn)行試驗(yàn)，按表7在不同轉(zhuǎn)速下進(jìn)行試驗(yàn)，正反向各一次。試驗(yàn)中需用風(fēng)扇以30km/h的風(fēng)速對試驗(yàn)齒輪箱進(jìn)行冷卻。 表7 轉(zhuǎn)速超載試驗(yàn)施加載荷及時間 車輛運(yùn)行速度km/h 運(yùn)轉(zhuǎn)時間/min 75（車軸轉(zhuǎn)速318rpm） 10 120（車軸轉(zhuǎn)速510rpm） 10 140（車軸轉(zhuǎn)速594rpm） 10 試驗(yàn)過程中，記錄下齒輪箱油池、齒輪箱各軸承部位的溫度、環(huán)境溫度和齒輪箱各密封部位滲漏情況，并監(jiān)測試驗(yàn)過程中齒輪箱噪聲有無異常，記錄在附表8《轉(zhuǎn)速超載試驗(yàn)記錄表》中。 在試驗(yàn)過程中，要求各部位溫度變化正常，齒輪箱運(yùn)轉(zhuǎn)過程中沒有異常聲音，各密封部位無潤滑油滲漏，各部位溫度不得高于110℃。 6.8 試驗(yàn)后檢查 以上全部試驗(yàn)完成之后，對試驗(yàn)齒輪箱進(jìn)行檢查，并做好相應(yīng)的檢查記錄。 6.8.1 檢查軸承軸向游隙，并記錄其所測量值。 6.8.2 檢查齒輪副側(cè)隙，并記錄其所測量值。 6.8.3 放出潤滑油，檢查磁性油堵上的吸附物，并提取油樣進(jìn)行油品分析，提供分析報告。 6.8.4 分解齒輪箱，檢查齒面，不能有點(diǎn)蝕、擦傷、粘著等現(xiàn)象。 6.8.5 檢查齒輪及齒形相關(guān)誤差，若有必要，對齒輪進(jìn)行分析并提供檢查報告。 6.8.6 檢查軸承磨損狀態(tài)，若有必要，由軸承供應(yīng)商對軸承進(jìn)行分析并提供報告。 7 試驗(yàn)報告 試驗(yàn)報告應(yīng)包含以下內(nèi)容： （1） 試驗(yàn)?zāi)康模? （2） 試驗(yàn)設(shè)備； （3） 試驗(yàn)原理； （4） 試驗(yàn)內(nèi)容； （5） 試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果； （6） 試驗(yàn)結(jié)論。 9600kW電力機(jī)車齒輪箱型式試驗(yàn)大綱 第16頁 共13頁 附表1 齒輪箱試驗(yàn)前記錄表 齒輪箱試驗(yàn)前記錄表 檢驗(yàn)項(xiàng)目 齒輪箱總重/kg 軸承軸向游隙 齒輪副嚙合側(cè)隙/mm 小軸承/mm 大軸承/mm 合格值 ≤ 8 測量值 附表2 齒輪箱空載跑合試驗(yàn)記錄表 齒輪箱空載跑合試驗(yàn)記錄表 齒輪箱編號 室溫（℃） 轉(zhuǎn)向 試驗(yàn)日期 試驗(yàn)者姓名 車軸轉(zhuǎn)速 /rpm 時間 /min 各處溫度（℃） 密封情況 噪聲 聲音有 無異常 備 注 大軸承（M） 大軸承（W） 小軸承（M） 小軸承（W） 箱體 大密封（M） 大密封（W） 小密封（M） 小軸承座（W） 64 5 240 10 318 30 510 5 齒輪箱跑合試驗(yàn)過程中 異常情況描述或停機(jī)說明 備注：以上表格中的M指齒輪箱的電機(jī)側(cè)；W指齒輪箱的車輪側(cè)。 附表3 齒輪箱額定轉(zhuǎn)速加載試驗(yàn)記錄表 齒輪箱額定轉(zhuǎn)速加載試驗(yàn)記錄表 齒輪箱編號 室溫 轉(zhuǎn)向 車軸轉(zhuǎn)速 試驗(yàn)時間 試驗(yàn)者姓名 轉(zhuǎn)矩/rpm 1945 3890 5837 7004 7782 時間/min 溫度 （℃） 大軸承（M） 大軸承（W） 小軸承（M） 小軸承（W） 箱體 噪聲 備注 特殊情況說明 附表4 傳動效率測試記錄表 齒輪箱傳動效率測試記錄表（車軸轉(zhuǎn)速：318rpm） 齒輪箱編號 室溫 轉(zhuǎn)向 試驗(yàn)時間 試驗(yàn)者姓名 轉(zhuǎn)矩 傳感器 扭矩/N·m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1946 傳感器I 傳感器II 3890 傳感器I 傳感器II 5837 傳感器I 傳感器II 7004 傳感器I 傳感器II 7782 傳感器I 傳感器II 備注 特殊情況說明 附表5 溫升試驗(yàn)記錄表 齒輪箱溫升試驗(yàn)記錄表 轉(zhuǎn)向： 室溫（℃）： 工況 時間/h 溫度（℃） 密封情況 備 注 大軸承（M） 大軸承（W） 小軸承（M） 小軸承（W） 潤滑油 大密封（M） 大密封（W） 小密封（M） 小軸承座（W） 扭矩7782Nm，轉(zhuǎn)速318rpm 6 扭矩4852Nm，轉(zhuǎn)速510rpm 6 扭矩4166Nm，轉(zhuǎn)速594rpm 6 備注：表中M是指電機(jī)側(cè)；W是指車輪側(cè)，轉(zhuǎn)向的規(guī)定與空載試驗(yàn)時規(guī)定的一致。 附表6 耐久性試驗(yàn)記錄表 齒輪箱耐久性試驗(yàn)記錄表（施加的載荷：7782N·m） 車軸轉(zhuǎn)速：318rpm 轉(zhuǎn)向： 室溫（℃）： 時間/h 溫度（℃） 密封情況 備 注 大軸承（M） 大軸承（W） 小軸承（M） 小軸承（W） 潤滑油 大密封（M） 大密封（W） 小密封（M） 小軸承座（W） 24 備注：表中M是指電機(jī)側(cè)；W是指車輪側(cè)，轉(zhuǎn)向的規(guī)定與空載試驗(yàn)時規(guī)定的一致。 附表7 扭矩超載試驗(yàn)記錄表 齒輪箱扭矩超載試驗(yàn)記錄表 車軸轉(zhuǎn)速：318rpm 轉(zhuǎn)向： 室溫（℃）： 施加的載荷/N·m 溫度（℃） 密封情況 備 注 大軸承（M） 大軸承（W） 小軸承（M） 小軸承（W） 潤滑油 大密封（M） 大密封（W） 小密封（M） 小軸承座（W） 8560 9338 備注：表中M是指電機(jī)側(cè)；W是指車輪側(cè)，轉(zhuǎn)向的規(guī)定與空載試驗(yàn)時規(guī)定的一致。 附表8 轉(zhuǎn)速超載試驗(yàn)記錄表 齒輪箱轉(zhuǎn)速超載試驗(yàn)記錄表 施加的扭矩：7782N·m 轉(zhuǎn)向： 室溫（℃）： 車軸轉(zhuǎn)速 溫度（℃） 密封情況 備 注 大軸承（M） 大軸承（W） 小軸承（M） 小軸承（W） 潤滑油 大密封（M） 大密封（W） 小密封（M） 小軸承座（W） 318 510 594 備注：表中M是指電機(jī)側(cè)；W是指車輪側(cè)，轉(zhuǎn)向的規(guī)定與空載試驗(yàn)時規(guī)定的一致。