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江苏省计量院协力企业攻克检测难关纪实

发布时间:2020-01-18 12:02:08 阅读: 来源:电热锅厂家

次次“空心篮”

——江苏省计量院协力攻克世界最大功率电力机车端面联轴节检测难关纪实

□何秋斌

一个小小的传动齿轮会引起多大的“旋风“?这似乎不是一个问题。但在虎年春节前夕,一套传动齿轮却给江苏省计量院长度计量研究所的检测工程师们带来了不小的挑战,上演了一场攻坚克难、倾情服务客户的好戏。

2月10日,农历腊月二十七,正当在各行各业辛勤工作了一年的人们忙着迎接虎年春节来临的时候,江苏省计量院长度计量研究所的检测工程师却迎来了一个不小“麻烦”,这让他们提前感受到了虎年的威猛。当天,南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司的一名技术人员送来两套齿轮,要求进行端面尺分度精度和齿轮中心与加工基准的同轴度检测,提供数据报告。该所精密光仪检测室工程师石峰发现,两套待检测的齿轮分别由两个齿轮部件组成,均为螺旋伞齿轮,每个齿轮一周有36个齿,带有4度~6度的倾斜角。而客户要求的端面尺分度精度检测,实际上是对两个螺旋伞齿轮进行啮合精度测试,相比单个齿轮的齿形、齿向等常规检测来说,这一次的检测显然要困难许多。

据江苏省计量院长度计量研究所精密光仪检测室工程师钱征宇介绍,两个螺旋伞齿轮啮合在一起的精度测试与单个齿轮的检测有很大不同,前者是一种综合精度测试,检测中任何一个部件的偏移或震动都可能影响检测结果。

据了解,南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司要求的检测精度是3秒以内,这一精度相当于将一度等分成1200份。检测过程中齿轮之间轻微的碰撞都可能导致测试结果不准。困难摆在面前。而在“麻烦制造者”的背后却有着显赫的“背景”。

南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司隶属于中国南车集团,是我国轨道交通装备关键零部件产业化基地。该公司近年来开发了一大批用于时速200公里及以上动车组、大功率电力机车、城市轨道交通装备等方面的新产品、新材料。而此次委托长度计量研究所开展检测的两套传动齿轮是目前世界上功率最大的HXD1B型9600千瓦货运电力机车的关键零部件——端面联轴节的重要组成部件。对高速运行的列车而言,任何微小的零部件误差都可能导致难以挽回的后果。

难题就在眼前,怎么办?

针对两套传动齿轮外形和客户要求,精密光仪检测室石峰、钱征宇、陈君3位工程师忙活开了。首先需要确定测量方法。由于没有先例可循,测量方案在摸索中艰难推进。经与客户协商,征得同意后,3位工程师开始了对正多面棱体测量方法的改进探索。通过固定一个齿轮,依次变换角度转动另一个齿轮,测量不同角度下两个齿轮啮合的数据。由于客户对测量精度要求较高,测量时上端活动齿轮在与固定齿轮啮合时,必须确保每次能够准确无误地对准固定齿槽底部,避免对齿槽的两个齿面形成左右方向的撞击。如果把对齿比喻作投篮的话,这次检测的要求全部是“空心篮”。

按照参与检测的工程师陈君的说法,送检的齿轮每个重达35公斤,由于缺少专门的行车将活动齿轮吊起,为保证对齿准确,他们不得不采用人工托举的方式进行对位测量。一次、两次、三次……6只坚强的手臂一次次将齿轮抬起、转动、放下,再抬起、转动、放下。按照要求,每个齿轮啮合点至少进行12次测量,每隔120度测量两次,一周下来,这样的“抬起放下”动作至少要重复72次。但在实际测量过程中,重复动作是远远不止这个数字的。为测出准确数据,3个大男人用大拇指和竖直的手掌托着沉甸甸的齿轮,时常累得满头大汗,肘部酸痛。

尽管困难重重,石峰、钱征宇、陈君硬是咬着牙一个齿一个齿对,一个角度一个角度转,一个数据一个数据记。最终,他们花了整整两天时间测完了两套传动齿轮的所有数据。因为,他们有一个共同的信念:要尽最大努力帮助客户解决技术难题。

啮合精度的测量难题解决了,但同轴度检测又如何展开?重任落在了精密光仪检测室年轻工程师秦洁肩上。

据介绍,齿轮中心与加工基准的同轴度检测的思路简单来说就是要根据样品的齿槽判断机床进刀方向汇聚成的一个圆的圆心和样品本身的轴心线重合,如果不重合,误差是多少。

生产齿轮样品的机床如何进刀?这显然是一个瞬间动作。如何复现这些轨迹进而与样品轴心线进行比较成为该项检测的最大障碍。面对这块难啃的“硬骨头”,秦洁迎难而上、创新思路。“我仔细了解了客户需求,设计了一段三坐标机程序,让其根据齿槽左右相邻的两个齿面算出两个齿面的交线,也就是机床进刀的痕迹,再根据36条交线求出交点,用交点拟合成一个圆。”秦洁回忆当时的情景仅用几句话就将看似复杂无比的难题化解于无形。用了整整一个下午,秦洁终于编出了那段最终解决问题的程序。难啃的“硬骨头”在她手中化作绕指柔。

5个工作日,尽管面临前所未有的难题,工程师们均在服务承诺期内按时检出样品。南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司对他们表示了由衷的赞叹。

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