２０１７年Ｉ１月 机床与液压 ＭＡＣＨＩＮＥ Ｔ０ＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ Ｎ０ｖ．２０１７ 第４５卷第２２期 Ｖｏ１．４５ Ｎｏ．２２ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３８８１．２０１７．２２．００１ 新能源汽车变速器在线加载试验台设计 马渝翔 ，王开 ，吴哲 ，韩伟 ，张向慧 （１．北方工业大学机械与材料工程学院，北京１００１４４；２．机械科学研究总院，北京１０００４４） 摘要：针对现有汽车变速器加载试验台自动化程度低、能耗高、需单独购置振动故障分析设备的问题，提出一种基于 公共直流母线的全自动在线加载试验台，通过辊道将试验台纳入总成装配线体系，实现自动化注油、对接、加载，提高了 装配线自动化程度，满足了对生产节拍的要求，通过换装支撑与对接工装满足了不同型号变速器的试验要求，提高了使用 灵活性。设计了基于ＬａｂＶＩＥＷ的自学习与故障振动分析功能，既可以在线监测振动波形，叉可以进行离线时频分析。现该 系统已交付用户使用，为用户节省了工作成本、提高了工作效率。 关键词：变速器；加载试验台；电封闭；虚拟仪器；振动分析 中图分类号：ＴＨ１３２．４６：ＴＰ２１６ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００１－３８８１（２０１７）２２－００１－４ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｎｅｗ Ｅｎｅｒｇｙ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｇｅａｒｂｏｘ Ｏｎｌｉｎｅ Ｌｏａｄｉｎｇ Ｔｅｓｔ Ｂｅｎｃｈ ＭＡ Ｙｕｘｉａｎｇ ，ＷＡＮＧ Ｋａｉ ，ＷＵ Ｚｈｅ ，ＨＡＮ Ｗｅｉ ，ＺＨＡＮＧ Ｘｉａｎｇｈｕｉ （１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌ，Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１４４，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｈｉｎａ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｔｈａｔ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｏａｄｉｎｇ ｔｅｓｔ ｂｅｎｃｈ ｗａｓ ｌｏｗ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｅｎ－ ｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ａｎｄ ａ ｓｅｐａｒａｔｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｆａｉｌｕｒｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｄｅｖｉｃｅ ｗａｓ ｎｅｅｄｅｄ ｔＯ ｐｕｒｃｈａｓｅ，ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｏｎｌｉｎｅ ｌｏａｄｉｎｇ ｔｅｓｔ ｂｅｎｃｈ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｃｏｍｍｏｎ ＤＣ ｂｕｓ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｂｙ ｒｏｌｌｅｒ，ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｂｅｎｃｈ ｗａｓ ｉｎｃｌｕｄｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｌｉｎｅ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｏ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｏｉ— ｌｉｎｇ，ｄｏｃｋｉｎｇ，ｌｏａｄｉｎｇ ｆｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ．Ｓｅｒｆ－ｌｅａｒｎｉｎｇ ａｎｄ ｆａｕｌｔ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＬａｂＶＩＥＷ．Ｂｏｔｈ ｏｎｌｉｎｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｏｆ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｗａｖｅｆｏｒｍ ａｎｄ ｏｆｌｆｉｎｅ￣ｅｑｕｅｎｅｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｗｅｒｅ ｒｅａｌｉｚｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ；Ｌｏａｄｉｎｇ ｔｅｓｔ ｂｅｎｃｈ；Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｌｏｓｅｄ；Ｖｉａｕａｌ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ；Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ 汽车变速器作为匹配动力输入与输出的传动装 这就要求加载试验台具有较高的转速控制精度与扭矩 置，是汽车动力系统的关键设备，对汽车动力性能具 动态调整能力 。结构如图１所示。 有举足轻重的影响，汽车变速器的研究、测试、优 化、检测一直是研究热点。汽车变速器目的是降速增 扭，随着技术革新，发动机动力性能突飞猛进，底盘 分动系统越来越复杂，对变速器性能、可靠性提出了 Ｉ茎 塑卜— 辈 Ｉ 更高的要求．对其在模拟工况下进行性能测试的问题 日渐突出。 变速器加载试验台是用于变速器性能测试、下线 转速控制 检测、试验研究的实验平台…。通过在负载情况下模 以设定转速差协调运行 拟实际运行工况，可以暴露一些空载情况下隐藏的 问题 。 图１加载台结构示意图 １ 总体设计 此试验台用于某型新能源汽车变速器总成装配线 此试验台为工厂在线检测设备．与变速器装配线 在线加载试验，具有以下功能：（１）辊道自动输送 同步运行，对工作节拍有严格要求，这就要求该套试 被试件；（２）自动“注油一回油”循环系统；（３） 验台具备高度自动化。要求可对３种不同型号变速器 自动定位装夹并进行加载试验：（４）自动记录各轴 进行加载试验，对其中两种变速器无需更换工装夹 扭矩和转速；（５）自动记录振动、噪声并依据振动、 具，可以混合检测，这就对辊道输送定位精度，对 噪声进行初步判断； （６）自动计算速比和差速比； 接、定位系统通用性提出了较高要求。该型变速器为 （７）对振动信号进行频谱分析。 固定齿比变速器，需要完全依靠电机模拟不同转速、 ２试验台结构组成 扭矩区间工况，加载扭矩要随着转速变化动态调整。 试验台主要由辊道输送系统、油液循环系统、对 收稿日期：２０１６—０８—０１ 作者简介：马渝翔（１９９１一），男，硕士研究生，从事机电一体化、工业过程控制研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｍａｙｕｘｉａｎｇ１２１８＠１６３．ｃｏｒｎ。 ・２・ 机床与液压 第４５卷 接一加载系统、共直流母线电封闭系统四大部分 组成。 ２．１辊道输送系统 以往加载台都需人力搬运被试件并人工装夹．这 大大降低了系统效率，此套试验台通过输送辊道与装 配线无缝衔接，将加载台纳入总成装配线体系中来， 既满足了装配线的节拍要求，又提高了加载台的使用 效率。辊道输送系统采用双侧链传动辊道输送机构， 按照功能分为上件／下件区、注油区、中转区、加载 试验区，考虑到被试件在注油工位、加载工位需要进 行定位和夹紧，这就要求辊道输送有一定的位置精 度，为此采用辊道内侧和托盘侧面滚轮相约束配合可 升降挡板、顶升位置安装定位顶尖的方法提高辊道送 进的位置精度。 辊道由４台台达变频器控制４台变频电机带动， 行进速度可调，由辊道各处光电传感器与接近传感器 感知工件位置并控制电机、气缸启停。辊道可同时运 行３台工件，保证３台工件分别处于注油位、加载 位、中转位，不会互相干扰。辊道可在手动、自动状 态切换，通过触摸屏进行手动操作。 ２．２ “注油一回油”循环 变速器进行试验前必须注入一定量的润滑油．在 无润滑的情况下进行加载会产生不必要的噪声和振 动，并且会对齿轮造成损伤，试验完成后还需将润滑 油放出。以往都是采用人工将注放人变速器内并 控制注油电机和人工放油。这不仅大大影响了生产节 拍、降低了装配线的自动化率，注油量也难以保证。 根据试验节拍的需要．为此试验台设计了自动“注 油一回油”并设置专门注油工位。 考虑到试验变速器结构性差异，采取从差速器输 出轴孔注油的方式，变速器行走到注油工位后，注油 气缸伸出同连接工装的快插口对接，注油量由高精度 涡轮流量计保证，为了防止油液回流和泄漏，快插口 为单向快插接口。试验完成的变速器由辊道输送至放 油工位，放出的油液流入收集油箱，由回油电机输送 回注油油箱循环利用，设计有两级油液过滤装置。收 集油箱设置液位计，收集到一定量油液会自动启动回 油电机，由于并不能放出所有的润滑油。对于损耗的 润滑油由补油电机进行补充。 ２．３ 自动装夹加载功能 对于在线加载试验台，要求实现自动装夹、自动 对接驱动和加载单元。试验减速器的输入输出均为花 键孔，这就要求驱动、加载单元的的主轴与输入输出 轴孑Ｌ有足够的对中度，还要求对接端可以适应花键的 相位，不出现顶齿。 辊道将变速器输送至加载位并顶升起来，气缸将 对接盘推出同变速器对接，由定位销孔保障位置。液 压爪将变速器夹紧，主轴低速转动，气缸收回将变速 器同驱动轴对接，右侧加载轴伸出同变速器输出端对 接，对接失败会自动收回重复对接，３次不成功后系 统报警。 ２．４共直流母线电封闭系统 针对变速器试验台特别是工厂检测台每天测试数 量大、测试时间长、使用强度大，特别是进行疲劳测 试、寿命测试的情况下需要长时间连续运行的情况 下，电机反复启动、加速、加载将消耗大量电能。将 加载电机反拖时产生的电能回收利用或反馈电网的电 封闭技术体现出了其独特优势．越来越多地运用在汽 车变速器试验台测试系统中＿４Ｊ。 共直流母线系统通过整流／回馈单元将电网三相 交流电整流为直流电供给公共直流母线，为负载提供 电能，逆变器挂在公共直流母线下将直流电逆变为可 调交流电用以电机调速＿５ Ｊ。以往共直流母线采用一个 共用的整流器为整个直流母线系统提供能量，各 逆变／调速器挂在直流母线下作为一个整体工作，系 统庞大，当只需单台电机驱动或单台加载时需启动整 套系统，闲置设备也会消耗电能，低强度使用情况下 回收效率不高。 针对共整流器方案使用不够灵活、冗余度不高的 缺点，设计了多整流器供电方案，如图２所示。 ３８０ＶＡＣ 图２度整流单元直流母线系统示意图 各变频单元相互，由于依托公共直流母线， 既可以由各自整流单元供电也可从直流母线获取电 能。３套变频系统既可以协同使用，在有特殊需要时 依然可以单独使用，大大提高了系统使用的灵活性。 多整流单元供电的冗余设计也提高了系统的可靠性， 在有任意一套整流单元供电的情况下可以保证系统正 常运行。 ３电控系统与软件 ３．１ 电控系统设计 采用“工控机一ＰＬＣ－变频器”的控制方式，ＰＬＣ 第２２期 马渝翔等：新能源汽车变速器在线加载试验台设计 ・３・ 采用西门子ｓ７．１２００＿６ 作为系统控制核心，通过 ＳＩＭＡＴＩＣ ＳＭ．１２３２模拟量输出模块通过模拟量控制变 频器来控制电机驱动与加载，用两个ｓ７．１２２３数字量 输入输出模块采集各传感器信号发出控制信号，在手 动模式下通过ＳＭ．１２３１模拟量采集模块采集电位器电 压，ＰＬＣ将电压通过“电压值一数字量一电流值”的 转换控制变频器达到手动控制电机的目的＂］。整个系 统基于以太网，ＰＬＣ与上位机通过Ｍｏｄｂｕｓ ＴＣＰ／ＩＰ协 议通信，ＰＬＣ与变频器通过Ｍｏｄｂｕｓ ＲＴＵ协议通信。 系统结构如图３所示。 ３ＲｎＶＡｆ ｉ：匿 隆亟璺丝照苎 睦 璺 ｉ赢覃莉 潭 ｉ控制 ； 共直流母线系统 ］＿ 变单元 变单元 变单元 …‘………………。● 液压站 ＿３ 塑ｒ１１薤 载电 气源 Ｍ１ 注油站 硼 ｌ ｌ位 ｔ接气 回油站 图３ 电控系统结构示意图 采用３台ＡＢＢ变频器，ＡＣＳ８８０控制驱动电机 Ｍ１，两台ＡＣＳ８８０控制Ｍ２与Ｍ３［８］，输入端最高转 速８ ０００ ｒ／ｍｉｎ，最大驱动扭矩９５ Ｎ・ｉｎ。ＡＣＳ８８０系 一列是ＡＢＢ集团最新推出的综合传动控制单元。相比 旧系列采用了全新的处理器、全新的ＩＧＢＴ、全新的 模型、更大的存储器，尤其是电机建模、用户自定义 模型功能更加完善。－同上一代ＡＣＳ８００传动单元相 比，开关频率快了４倍、处理器速度快了２倍、给定 响应速度快了６倍。根据ＡＢＢ内部测试数据显示， 在极端情况下、元编码器、开环情况下启动转矩和精 度更高。在电机低转速情况下转矩输出更加平稳，一 台变频器就可以控制同步电机、异步电机、磁阻电 机，最高输出频率可达到５００ Ｈｚ，支持双总线。并且 ＡＣＳ８８０是当前同等功率、功能情况下体积最小的传 动单元。 测量系统主要包括：输入端扭矩和转速测量、输 出端转速测量、噪声和振动测量。此试验台输入端选 用瑞士Ｋｉｓｔｌｅｒ ４５０３高精度扭矩传感器（含编码器）， 扭矩测量范围１００ Ｎ・１１１，扭矩测量精度０．２％ＦＳ／℃， 允许转速８ ０００ ｒ／ｍｉｎ；输出端采用英国雷尼绍高精 度编码器。振动信号的测量采用一套全向振动加速度 传感器，可以同时检测３个方向的振动信号。 ３．２测控软件设计 测控软件采用ＬａｂＶＩＥＷ（Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｖｉａｕａｌ Ｉｎ． ｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ）编写。ＬａｂＶＩＥＷ是 由美国ＮＩ公司开发的一款图形化编程语言，以 ａＬｂＶＩＥＷ为代表的虚拟仪器技术在采用通用硬件与设 备的基础上通过软件完成测量、测试任务 ， ＬａｂＶＩＥＷ采用数据流的运行方式，可以并行运行多个 程序循环，充分发挥计算机处理器的多线程能力，软 件系统功能如图４所示。此套软件的核心点在于自学 习功能和故障频谱分析功能。 图４软件功能结构示意图 在做产品质量检测时，检测标准的制定至关重 要，一般需要进行大量试验并且耗费大量时间，特别 是在新产品研发时，往往产品急于投放市场但是针对 的检测标准还未制定完成，只得暂时使用旧标准。针 对这种情况和厂家的要求，设计了自学习功能。 在开始检测前，随机挑选５台变速器，启动自学 习功能，每个变速器按照转速、扭矩由０至额定值， 按照反拖一匀速一正拖一匀速一减速的过程连续运行 若干次．将试验数据存入数据库，通过算法优化可以 制定出一套该型号减速器的推荐检测标准。试验人员 可使用推荐标准或在此基础上进行优化，在日常使用 中系统会将每次的试验数据按照“测试一采集一优 化一反馈”的流程优化测试标准，该功能可以辅助 测试人员进行标准制定。 对设备的运行状态进行监测，并对出现的故障进 行快速诊断是非常重要的，也是试验台的主要作用。 基于ＬａｂＶＩＥＷ的虚拟仪器故障诊断系统．由硬件模 块实现信号的调理及数据采集，由软件实现信号的分 析、存储、显示。针对齿轮传动振动信号的振动机制 和特点，结合故障诊断技术，在故障频谱分析功能中 提供了时域分析、频域分析、功率谱分析、倒频谱分 析等方法判断变速器运行状态并识别故障特征¨ 。 根据厂家需要，在线监测系统对多路振动信号进 行采集，实时显示变速器振动值，设置报警值，对振 动信号提供多种分析方法，显示分析曲线。选用ＰＣＩ 四通道高速采集卡采集振动数据．通过ＮＩ ＭＡＸ进行 采集设置。利用Ａｃｃｅｓｓ数据库通过ＬａｂＶＩＥＷ数据库 连接工具包（Ｄａｔａｂａｓｅ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ Ｔｏｏｌｓｅｔ）实现对测 ・４・ 机床 ｊ液 第４５卷 试数据的管理功能。通过涮用Ｅｘｐｒｅｓｓ ＶＩ—Ｓｐｅｃｔｒａｌ 液压站、注油站同时在消耗电能，实际反馈率要高于 此值。实际使用中发现高速、高扭的情况下反馈率会 大幅提高，特别是在剧烈加减速、换向时反馈率可以 达到接近９０％的峰值。试验证明这套加载试验台的 设计是可行的，已经达到了设计要求，共直流母线电 封闭系统尤其适合 ｌ 厂下线台、疲劳试验台、性能测 试台等高强度、长时间、频繁肩停、频繁换向变速的 场合。 Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，在频谱测量中选择信号的幅度谱和功 率谱。采用Ｈｉｌｂｅｒｔ解调技术来做包络分析，通过节 点Ｅａｓｙ Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｗａｖｅｌｅｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｉｌ１．ｖｉ可以选择不同尺 度及小波函数对信号进行分析。 ４运行测试 将表１所示试验规范通过上位机制定并下载至 ＰＬＣ，在试验台动力线安装互感器监测电网向试验台 输入电流、电压值，通过所测电流、电压值可以计算 ｍ试验台输入功率（公式（１）） Ｔ×，ｚ ｉ：：—Ｐ，９ ５—５０ ５结束语 设计一种全自动变速器在线加载试验台．解决了 老式试验台ｉｑ动化程度低、生产节拍慢、耗能大的问 题。采用辊道将试验台同装配线结合为一体。通过全 自动的“输送一注油一对接一加载一记录”生产方式提 通过扭矩、转速可以计算出试验台的实时消耗功 率，通过对比电网输入功率与系统消耗功葺霹可以计算 电封闭反馈率 表１试验规范 高了生产效率和检测质量；采用多整流单元设计的直 流母线电封闭系统．节省了大量电能．经试验测定综 序电机转速／加载转矩／加速时匀速时反拖时 ～号（ｒ・ｎ１ｉｎ ）（Ｎ・ｍ） ， 间／ｓ 问／ｓ ｌｕ＇￣／ｓ … 合反馈率达到７０％，而且提高了系统的冗余度；自 学习功能可以辅助制定检测标准：基于ＬａｂＶＩＥＷ的 故障频谱分析功能可以取代传统的故障检测与诊断仪 器，实现振动信号的采集与分析，既可以在线监测振 动信号的时域波形，又可以将数据存人数据库，供以 后进行时域、频域、时频分析。目前该套变速器在线 通过ＰＬＣ采集互感器、扭矩传感器、编码器数 据传给上位机，由基于ＬａｂＶＩＥＷ的上位￣Ｌｘ，ｔ数据进 行处理、显示．试验结果如图５所示。 加载试验台已交付业主使用，并已通过了现场验收， 汪明了此套系统设计的可行性；相较该企业老式试验 台，大大提高了设备性能，为企业节省了成本，创造 了良好效益， 参考文献： ［１］张军．李为．机械传动性能测试试验台［Ｊ］．实验室研究 与探索，２００４（３）：３９－４４． ＺＨＡＮＧ Ｊ．ＬＪ Ｗ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｔｅｓｔ ｏｆ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ［Ｊ］．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｉｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，２００４（３）：３９—４４． ［２］楼红伟，马振＝恬，孙华刚．大型多功能机械传动试验台 ［Ｊ］．机械传动，２０１３（９）：１３６－１３９． ＬＯＵ Ｈ Ｗ，ＭＡ Ｚ Ｓ，ＳＵＮ Ｈ Ｇ．Ｌａｇｅｒ Ｔｅｓｔ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｍｕｌｔｉ— ｐｕｒｐｏｓｅ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｅｅｈａｎｉ— ｃａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，２０１３（９）：１３６—１３９． 『３］杨正才，黄兵峰．基于ＢＰ神经网络的汽车变速箱试验台 开发与试验研究［Ｊ］．机械传动，２０１４（５）：８１—８５． ＹＡＮＧ Ｚ Ｃ，ＨＵＡＮＧ Ｂ Ｆ．Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｇｅａｒｂｏｘ Ｔｅｓｔ—ｂｅｄ Ｂａｓｅｄ ｆｉｌｌ ＢＰ ５试验结果 由图５可知：试验过程【ｆ１系统 作稳定，转速、 扭矩均按照所设规范运行，系统响应迅速、可靠，没 Ｎｅｕｒａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ， ２０１４（５）：８１—８５． ［４］李宏才，闫清东，马越．共直流母线综合传动装置电封闭 试验台［Ｊ１．机电二ｒ程技术，２０１２，４１（１）：３９—４４． ＬＩ Ｈ Ｃ，ＹＡＮ Ｑ Ｄ，ＭＡ Ｙ．Ａ ＤＣ—Ｂｕｓ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｌｏｓｅｄ 有失稳和失控出现。通过对比输入功率曲线、实际功 率曲线、节省功率曲线可以发现：开始加载试验后电 封闭系统即开始回收能量，匀速状态反馈率约为 ６０％，在加速状态时反馈率会大幅增长，在３ ５００～ ｅｓｔＴ—ｂｅｎｃｈ ｆｏｒ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ［Ｊ］．Ｍｅｃｈａｎ— ｉｃａｌ＆Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１２，４１（１）： ５ ０００ ｒ／ｍｉｎ加速段反馈率可以达到７２．７％，考虑到 ３９—４４． （下转第１７页） 第２２期 张士强等：机车车辆牵引电机转子拆解机设计与分析 ・１７・ ４结论 ｔｈｅ Ｂｅａｒｉｎｇ ’ａｉｕｒｅ ｏｆ Ｔｒａｃｔｉｏｎ Ｍｏｔｏｒｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｓｈｅｎｚｈｅｎ Ｍｅｔｒｏ 完成了机车车辆牵引电机转子拆解机结构设计； 利用ＡＮＳＹＳ软件对机架进行了模态分析．得到其振 型和固有频率，结果显示机架频率远大于振源频率， 说明共振现象不会发生。以上设计与分析为机车车辆 牵引电机转子拆解机样机的开发提供了理论支持，该 样机（见图８）减轻了工作强度，通过水平拆解提高 了牵引电机转子的抽取速度及安全转运。适应高铁机 车车辆牵引电机转子检修线的传送要求。 ［Ｊ］．Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１５（４）：５８，６１． ［５］吕华强，黎莎，黎英豪，等．轨道交通交流牵引电机检修 线的设计［Ｊ］．机车电传动，２０１３（４）：３９—４３． ＬＶ Ｈ Ｑ，ＬＩ Ｓ，ＬＩ Ｙ Ｈ，ｅｔ ａ１．Ｏｖｅｒｈａｕｌｉｎｇ Ｌｉｎｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ Ｒａｉｌ Ｔｒａｎｓｉｔ ＡＣ Ｔｒａｃｔｉｏｎ Ｍｏｔｏｒ［Ｊ］．Ｅｌｅｃｔｉｒｃ Ｄｒｉｖｅ ｆｏｒ Ｌｏｃｏ－ ｍｏｔｉｖｅｓ，２０１３（４）：３９－４３． ［６］侯祥颖，方宗德，邓效忠，等．弧齿锥齿轮有限元建模与 接触分析［Ｊ］．哈尔滨工程大学学报，２０１５，３６（６）：８２６－ ８３０． ＨＯＵ Ｘ Ｙ，ＦＡＮＧ Ｚ Ｄ，ＤＥＮＧ Ｘ Ｚ，ｅｔ ａ１．Ｃｏｎｔａｃｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｓｐｉｒｌａ Ｈｅｖｅｌ Ｇｅａｒｓ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｏｄｅｌ『Ｊ １． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈａｒｂｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１５，３６（６）： ８２６－８３０． ［７］张涛，王建军，吴勇军．基于接触有限元的齿轮一转子系 统动态特性分析［Ｊ］．机械工程学报，２０１５，５１（１９）：４０— ４６． ＺＨＡＮＧ Ｔ，ＷＡＮＧ Ｊ Ｊ，ＷＵ Ｙ Ｊ．Ｄｙｎａｍｉｃ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｇｅａｒｅｄ Ｒｏｔｏｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｕｓｉｎｇ Ｃｏｎｔａｃｔ Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ 图８牵引电机转子拆解机样机 Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ２０１５．５１（１９）：４０—４６． 参考文献： ［１］姜飞鹏．构建中国高铁动车组检修体系的思考［Ｊ］．交通 科技，２０１４（３）：１６３—１６６． ＪＩＡＮＧ Ｆ Ｐ．Ｔｈｉｎｋｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ Ｏｖｅｒｈａｕｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ ［８］吴勇军，王建军．一种考虑齿轮副连续啮合过程的接触 有限元动力学分析方法［Ｊ］．航空动力学报，２０１３，２８ （５）：１１９２—１２００． ＷＵ Ｙ Ｊ．ＷＡＮＧ Ｊ Ｊ．Ａ Ｃｏｎｔａｃｔ Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ．ｓｐｅｅｄ ＥＭＵ［Ｊ］．Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏ． ｇＹ，２０１４（３）：１６３—１６６． Ｄｙｎａｍｉｃ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｅｎｇａｇｅｄ Ｇｅａｒ Ｐａｉｒｓ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ Ｐｏｗｅｒ，２０１３，２８（５）：１１９２—１２００． ［２］暴长春．完善ＣＲＨ２型动车组高级检修模式探讨［Ｊ］．铁 道机车与动车，２０１５（７）：３４—３６，６． ［９］张士强．盘类瓷器直推式自动磨底机设计与分析［Ｊ］．机 床与液压，２０１３，４１（２０）：３２－３５． ＺＨＡＮＧ Ｓ Ｑ．Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｄｉｒｅｃｔ Ｐｕｓｈ Ｔｙｐｅ Ａｕ－ ｔｏｍａｔｉｃ Ｇｒｉｎｄｉｎｇ Ｂｏｔｔｏｍ Ｍａｃｈｉｎｅ ｆｏｒ Ｄｉｓｃ Ｔｙｐｅ Ｐｏｒｃｅｌａｉｎ ［３］冯娜娜，王丽红．电力机车牵引电机检修线工艺设计研 究［Ｊ］．铁道运营技术，２０１６，２２（１）：２４—２６． ［４］夏红勇，郭磊，王滔．深圳地铁牵引电机轴承故障检修介 绍［Ｊ］．电机技术，２０１５（４）：５８，６１． ＸＩＡ Ｈ Ｙ，ＧＵＯ Ｌ，ＷＡＮＧ Ｔ．Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｎ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ［Ｊ］．Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｏｏｌ＆Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ，２０１３，４１（２０）：３２－３５． （上接第４页） ［５］宣自洋，陈书宏，常凯．公共直流母线电封闭式变速器试 验台控制系统设计［Ｊ］．制造业自动化，２０１５，３７（１１）： ４－７． ＸＵＡＮ Ｚ Ｙ，ＣＨＥＮ Ｓ Ｈ，ＣＨＡＮＧ Ｋ．Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａ Ｃｏｍｍｏｎ ＤＣ—Ｂｕｓ Ｅｌｅｃｔｉｃａｒｌｌｙ Ｃｌｏｓｅｄ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ６４． ［８］ＡＢＢ（中国）有限公司．ＡＣＳ８８０传动硬件手册［Ｍ］． ［９］王晓，张宝怀．基于ＬａｂＶＩＥＷ的换热器性能试验装置测 控系统的开发［Ｊ］．机械工程学报，２００９，４５（４）：３０９— ３ｌ１． ＷＡＮＧ Ｘ，ＺＨＡＮＧ Ｂ Ｈ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｈｅａｔ Ｅｘｃｈａｎｇｅｒ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｔｅｓｔ—ｂｅｎｃｈ［Ｊ］．Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，２０１５，３７（１１）： ４－７． Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＬａｂＶｌＥＷ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００９，４５（４）：３０９—３１１． ［６］西门子（中国）有限公司．ＳＩＭＡＴＩＣ Ｓ７．１２００自动化系统 ［Ｍ］． ［１Ｏ］林砺宗，张昌宪，陈建峰，等．基于ＬａｂＶＩＥＷ的振动试 验台设计与研究［Ｊ］．煤矿机械，２０１５（３）：２５—２８． ＵＮ Ｌ Ｚ，ＺＨＡＮＧ Ｃ Ｘ，ＣＨＥＮ Ｊ Ｆ，ｅｔ ａ１．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅ— ［７］王高升，关耀奇，谢军，等．基于ＬａｂＶＩＥＷ的电闭环多传 动系统设计［Ｊ］．制造技术与机床，２０１４（９）：６２～６４． ＷＡＮＧ Ｇ Ｓ，ＧＵＡＮ Ｙ Ｑ，ＸＩＥ Ｊ，ｅｔ ａ１．Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｉｒｃ ｓｉｎ ｇｏｆ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ Ｔｅｓｔ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＬａｂＶＩＥＷ［Ｊ］．Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ，２０１５（３）：２５—２８． Ｃｌｏｓｅｄ—ｌｏｏｐ Ｍｕｌｔｉ—ｄｒｉｖｅ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＬａｂＶＩＥＷ［Ｊ］． Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｏｏｌ，２０１４（９）：６２—
