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株洲电机科技成果获奖项目系列报道②:强基赋能,创新驱动

来源: 2020-05-21
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强基赋能,创新驱动。
今天给大家介绍的是
“机车牵引电机轴承试验系统”
该项目获得2019年度中车科学技术一等奖!
“宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来”
该荣誉的背后
凝结了公司大量研发人员的辛勤和汗水
从“卡脖子”到游刃有余
轴承技术已实现了质的飞跃
而这项研究成果又是如何“炼成”的呢?
朋友们别急
且听我们细细道来……


      机车牵引电机轴承试验系统于2017年正式投入使用,是首台具备环境工况模拟的高自动化牵引电机轴承专用试验系统。经2019年度中车科学技术成果评审,该系统具有较高的经济效益和推广应用价值,综合技术水平达到国际领先。

技术壁垒,亟待突破


      牵引电机是轨道车辆的动力核心,也是公司的主要产品之一,其可靠、稳定的运行是车辆安全运营的重要保障,而轴承作为牵引电机旋转的关键零件之一,其重要性不言而喻。

      牵引电机轴承有着负载高、冲击大、润滑密封和环境工况复杂等特殊性,而长期以来,我国牵引电机轴承依赖进口,在当前的国际经济形势下,轴承已成为“卡脖子”技术壁垒之一。鉴于此,《中国制造2025》关于“工业强基工程”的实施中,轴承已列为核心基础零部件,成为“四基”建设的重要一环。

      在此大背景和公司的需求下,牵引电机轴承应用技术亟待研究。

 

开拓创新,锐意进取


      轨道交通行业中,公司最早开始牵引电机轴承应用的专业研究,于2013年正式成立轴承应用技术研究部,从事牵引电机轴承试验系统建设和轴承应用研究。虽然早期公司缺少轴承行业的专业知识,但所谓“逢山开路、遇水架桥”,公司积极发扬中车人勇于开拓的创新精神,没有成熟可参考的标准,就从牵引电机运用工况出发,层层解析轴承试验条件;没有对口的试验台架,团队主要负责人带队,联合项目组成员实地考察相关试验设备。经过技术调研,公司对滚动轴承检测、寿命以及可靠性试验等有了全方位了解。在此基础上针对牵引电机轴承的特点提出可行的技术方案。

      通过公司多名专家组成的专家组多次论证,形成《牵引电机轴承配置设计验证及可靠性实验室建设可行性研究报告》,提出机车牵引电机轴承试验系统建设需求。2013年项目通过外部专家评审,2014年项目可行性获得中车集团(原南车集团)的认可,给机车牵引电机轴承试验系统建设指明了道路。


独运匠心,攻坚克难


      机车牵引电机轴承试验系统从设计到完工历时2年,经历了从无到有的设计制造过程。在试验系统方案设计之初,项目团队在专家组的指导下提出了高匹配性、多功能的设计要求,并考虑环境条件对轴承运转的影响。在试验系统设计实施阶段,采用自顶向下设计思路,以建造先进自动化设备为目标,形成试验系统功能框架,结合国际知名轴承公司试验中心技术优势,经历长达半年的方案研讨与论证,最终通过技术条件评审和设计方案评审,一一攻克技术难点。

 

天道酬勤,成效卓著


      为保证试验系统质量可靠,项目团队赴海外制造商处进行预验收,考察试验系统各零部件功能,并通过实机测试考核设备整体运转功能。通过7天不间断测试,逐一核对技术条款,对试验系统的软硬件功能提出改进要求,重点改善加载控制模式,确保试验系统的可靠性。

      试验系统运行期间,为国内首个牵引电机轴承台架试验标准的编制提供了有效支撑,试验系统可对标TB/T 3017.2-2016开展多种型号电机轴承配置试验,现已开展HXD1G八轴快速客运机车、HXD1F30吨大轴重机车、时速160公里动力集中型动车组配备的牵引电机轴承配置热试验,获得产品资质认证,保障产品生产的顺利进行。

      基于试验系统开展试验方法研究,评估轴承工作游隙,形成常规试验方法,在轴承故障还原验证、轴承运转状态监测方面卓有成效,有效解决了公司产品轴承配置设计和试验中的难点问题,部分已推广运用到风电、特种电机领域,效果良好。

 

      项目成功搭建首个具备实车工况与复杂环境模拟功能的机车牵引电机轴承试验系统,可全面匹配国内外机车牵引电机轴承配置结构,解决了牵引电机轴承源头设计与环境适应性的关键技术难题,具有完全自主知识产权,填补了牵引电机轴承试验技术空白。公司将继续增强关键领域核心技术实力研究,提升正向研发能力,防范“卡脖子”技术壁垒,创造更多经济效益和更大的社会效益。