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转向架滚动振动试验台在线原位校准技术研究

肖克 柏文琦 王理 陈红江

肖克,柏文琦,王理,等. 转向架滚动振动试验台在线原位校准技术研究[J]. 计量科学与技术,2024, 68(4): 11-17 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0351
引用本文: 肖克,柏文琦,王理,等. 转向架滚动振动试验台在线原位校准技术研究[J]. 计量科学与技术,2024, 68(4): 11-17 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0351
XIAO Ke, BAI Wenqi, WANG Li, CHEN Hongjiang. Research on Online In-Situ Calibration Techniques for Bogie Rolling Vibration Test Benches[J]. Metrology Science and Technology, 2024, 68(4): 11-17. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0351
Citation: XIAO Ke, BAI Wenqi, WANG Li, CHEN Hongjiang. Research on Online In-Situ Calibration Techniques for Bogie Rolling Vibration Test Benches[J]. Metrology Science and Technology, 2024, 68(4): 11-17. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0351

转向架滚动振动试验台在线原位校准技术研究

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0351
基金项目: 国家重点研发计划项目(2022YFF0609401)。
详细信息
    作者简介:

    肖克(1983-),湖南省计量检测研究院高级工程师,研究方向:量值溯源技术,邮箱:261758604@qq.com

  • 中图分类号: TB936

Research on Online In-Situ Calibration Techniques for Bogie Rolling Vibration Test Benches

  • 摘要: 作为重载电力机车的关键部件之一,转向架与重载电力机车的运行性能、安全性能关系密切。在转向架的设计与制造过程中,存在转向架滚动振动试验台等大型专用试验装置无法有效溯源、检测手段不足等问题,且试验过程中不可避免受到负载效应、机械波干扰、机车振动、轮毂畸变等对测量结果的影响。现有的转向架量值溯源方法采用离线校准,忽略了其实际安装位置、电磁干扰、环境扰动等因素的影响,校准数据难以适用。对重载电力机车转向架滚动振动试验台的基本结构和工作原理进行了分析,总结了能全面客观反映试验台计量特性的一系列技术指标。明确了试验台的校准项目和具体测试方法,选取了试验台最关键的性能指标转矩进行测量不确定度分析。最后选择由中车株机公司研制的3个试验台进行试验验证,证明探讨的试验台校准方法科学合理。
  • 图  1  转向架滚动振动试验台结构示意图

    注:1-机车车辆车体;2-转向架;3-轨道轮;4-支撑单元;5-基坑;6-驱动与传动系统。

    Figure  1.  Schematic diagram of the structure of the bogie rolling vibration test bench

    表  1  计量特性

    Table  1.   Metrological characteristics

    序号校准项目技术指标
    1线速度示值误差:± 1.0%
    示值重复性:不大于1.0%
    2振动频率示值误差:± 0.5%
    振动位移示值误差:± 3.0%
    3转矩示值误差:± 1.0%
    示值重复性:不大于1.0%
    4转速示值误差:± 1.0%
    示值重复性:不大于1.0%
    注:以上计量特性要求不用于合格性判定,仅供参考。
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    表  2  测量标准

    Table  2.   Calibration items and measurement standards

    序号 校准项目 测量标准
    1 线速度 激光测速仪,MPE:±0.3%
    钢直尺,MPE:±1 mm
    2 振动 振动测量系统,
    频率:0.1~30 Hz,MPE:±0.1%;
    振动位移:1~50 mm,MPE:±1.0%。
    3 转矩 专用杠杆,力臂长度MPE:±0.1%;
    标准测力仪,MPE:±0.1%;
    数显倾角仪,MPE:±0.1°。
    力矩杠杆校准装置,关节臂式坐标测量机
    或其它长度量具,MPE:±0.03 mm
    4 转速 转速频率测量仪,MPE:±0.1%
    注:也可选用计量特性满足上述要求的其他测量标准。
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    表  3  标准不确定度

    Table  3.   Standard uncertainty

    不确定度来源 符号 标准不确定度 灵敏系数 $\left| {{c_i} \cdot {u_i}} \right| $
    扭矩试验机 ${u_{\bar M}} $ 0.0307 kNm 0.005 kNm−1 0.000154
    标准测力仪 ${u_F} $ 0.115 kN −0.005 kN−1 −0.000576
    力矩杠杆 ${u_L} $ 0.00058 m −0.997 m−1 −0.000576
    数显倾角仪 ${u_\theta } $ 0.00101 0.0178 0.000018
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    表  4  试验数据汇总

    Table  4.   Summary of experimental data

    序号 校准项目 校准结果
    1 速度示值误差 −0.02 %
    2 振动频率示值误差 0.1 %
    3 振动位移示值误差 −0.8 %
    4 扭矩示值误差 0.6%
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-12-15
  • 录用日期:  2024-01-16
  • 修回日期:  2024-03-13
  • 网络出版日期:  2024-03-18
  • 刊出日期:  2024-04-01

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