测力装置设计与应用

　　1　概述

　　在电力机车上采用抱轴式半悬挂的电机悬挂方式时,为了改善抱轴箱轴承的支撑刚度,提高工作旋转精度,在组装、调整时需要对抱轴箱轴承施加10×(1±15)% kN的轴向预紧力。为实现这一要求,设计制作了“抱轴箱轴承组装、调整胎”,经使用验证,该工装设计结构合理,使用方便,能够满足轴承装配调整时施加的轴向预紧力的要求。工装中用到了测力头来传递和测量轴向预紧力,测力头结构设计基于液压传动原理,或称做“巴斯克”原理,与依据通常的杠杆放大原理设计制作的“测力计”相比,具有结构简单、制造精度低、读数直观(无需计算)的优点。

　　图1所示为抱轴箱横动量调整检测胎,将被测轮对固定安装在安装座上(抱轴箱与安装座用螺栓固定),旋转一侧手轮,通过丝杠传动,测力头可方便准确地将轴向力传递到车轴上。调整旋转手轮力的大小,使压力表读数符合要求值。

　　2　测力头工作原理

　　测力头主要由缸体、活塞杆和压力表组成(见图2)。活塞杆3在弹簧2的作用下向外移动后将缸体1内腔注满油液,在密封圈4、8的作用下将腔内油液密封。

　　本结构的测力头是根据液压传动原理进行设计的。活塞杆3在外力P的作用下,将压力均匀地传递给油液,该压强为p1。随着活塞杆3上外力P大小的变化,腔内油液的压强p1也随之变化(活塞的作用面积F一定),通过压力表9的读数就可确定轴向力的大小,其数学模型为:p1=P/F,式中p1为压强(Pa);P为轴向力(N);F为活塞作用面积(m2)。

　　测力头在实际使用中,其压力表读数p1与轴向外力P间的关系为:式中k′为修正系数,由于活塞作用面积F为常量,故上式可改写为:p1=k·P,其中k=k'/F是由计量室在压力试验机上试验后确定的常量。

　　通过多次压力机试验确认,在测力头活塞杆3上施加10 kN的力,压力表读数是1.4MPa。公差按照±15%要求即1.4×(±15% )=±0.21MPa,也就是说,在活塞杆3上施加压力,使压力表读数达到1.4±0.21MPa即可以保证抱轴箱轴承受到10×(1±15)% kN的力。

　　3　结束语

　　测力头安装由圆形止口定位,定位精度高,使用方便。该测力头装置目前在本厂HXD2产品中开始应用,在其他SS7系列等产品中也都已使用,效果较好,值得推广。