曹舜 卢建华 张立军
摘 要：轮轴等旋转部件的安全评估通常采用受力分析或有限元计算进行，随着运用速度的提升和使用环境的复杂性，传统方法不能准确量化振动对部件寿命的影响。通过引入集流环及无线传输两种旋转部件应力测试手段对旋转部件受力情况进行实际测量，基于测量数据可准确识别故障原因，有效指导检查和维护方案的制定。
关键词：旋转部件 应力测试 集流环 无线传输
中图分类号：U270.1 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）08（a）-0115-02
对动车组上旋转类机械部件（如车轮、车轴及齿轮等部件），由于被测部件在不停转动，测试信号传输不便，掌握其在实际工作状态中的载荷和所受应力情况十分困难，通常依靠简化的受力分析或有限元仿真进行状态及寿命评估。
随着动车组运用范围的扩大，更高的运营速度和更大的载重带来的振动冲击旋转部件的寿命影响越来越大，线路和车辆维护条件的差异也增加了计算评估方法的难度，随着对动车组使用里程的提高、线路条件和车辆自身状态的变化，对旋转部件的运用状态检查和测量需求越来越急迫，急需一种实际应力测试方案，确保旋转部件使用过程中的安全可靠。
1 有线式集流环传输方案
集流环是一种负责为旋转体连通、输送能源与信号的电气部件，通过导电环的滑动接触、静电耦合或电磁耦合，在固定部件与滚动或滑动部件之间传递电信号和电能。
根据集流环原理，借用车轴的中心孔，将测试应变片的线缆穿过加工的过线孔，导通至由车轴中心孔，通过集流环作用将旋转信号转化为固定信号传输至数据采集设备内。
2 无线式非接触传输方案
采用电磁感应原理，在旋转部件上安装感应线圈，感应线圈可兼具供电和传输信号作用。测试应变片处理模块进行数模转化，转化后信号通过电磁感应方式输出至固定部件的接收装置上，引入数采模块。
3 两种测试方案效果对比
集流环方案集流环技术成熟，有成熟的应用经验；但受安装结构约束，需对被测部件进行安装改造；同时受集流环制造难度所限，测试通道数少；集流环仅能传递应力值，不具备识别被测试部件所处的姿态能力，不利于后续数据处理工作。
无线传输方案属于新兴技术，可通过安装多个测试模块，增加测试通道数量；测试模块中可安装旋转角度识别模块，对被测部件所处姿态进行识别，后续处理数据方便。信号接收方式为无线感应，设备安装要求高，易受到外界环境干扰。
在对受力简单部件进行测试时，优先采取集流环方案；对受力复杂的部件进行测试时，可选用无线传输方案进行测试。
参考文献
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