《火车轮轨曲线运动智能润滑系统》

1、项目背景:

火车轮轨曲线运动智能润滑系统可以广泛地应用于火车轮轨机车的润滑。项目源于该院与郑州盛川科技有限公司合作,联合研制生产。该系统瞄准中国轮轨机车市场,特别是新型高速轮轨机车的搭载式智能曲线钢轨润滑装置是现代化机车的必备,为中国机车智能润滑产品的技术升级、更新换代或新产品开发提供技术支持,后经河南省科技厅正式立项,立项号:162300410200。

中国铁路机车载重量和行驶速度大幅度提升,铁路路况复杂,曲线钢轨的数量巨大,轮轨钢轨之间的磨损十分严重,成为火车行驶中的重大安全隐患。轮轨摩擦与润滑关系到机车牵引能量消耗、行车安全、轮轨材料消耗及维修成本等,集中智能润滑至关重要。集中智能润滑技术仍然存在诸多问题,设备开环、独立运行、单个输油管路的堵塞会导致整个润滑系统的瘫痪、设备运行情况及润滑点润滑状态模糊不可控、传统定时定量润滑模式无法满足润滑点个性化需求等,迫切需要智能润滑系统的理论突破和技术创新。

2、技术应用领域、创新点和性能指标:

该项目应用领域为机械制造自动化46050、信息技术系统性应用41330,主要解决了传统集中润滑技术在火车曲线运动中应用时暴露出的一系列技术问题及产品缺陷,技术创新点如下:

(1)在传统集中润滑技术的基础上,建立火车曲线运动动力学模型,并利用动力学仿真软件SIMPACK对钢轨、轮轨磨损和半径、速度之间的关系进行模拟仿真,分析了火车曲线运行中影响磨损的因素;提出基于Raman散射效应的黏稠性润滑脂检测算法,设计检测方法,实时监测润滑油喷涂情况,发明用于介质流动状态的检测装置,实现智能集中润滑系统润滑设备的闭环运行。在扩大集中润滑系统适用范围的同时,降低润滑系统故障发生几率12%、节省备件及维修成本37%。

(2)提出了火车曲线运动润滑系统的模糊自适应PID控制算法,结合数据积累,实现了火车运行于曲线段时,不同润滑点的个性化润滑供给。提出一种润滑脂加注控制系统和油脂加注枪,在加注过程中采用上述算法实现精确供油。

(3)发明基于火车曲线运动润滑装置的机械结构,研发设计出一种新型泵站、一种新型润滑系统,提高泵送能力,实现了润滑油脂的良好喷涂。提高油脂泵送能力200%、减少油脂污染39%、节省油脂23%。

(4)研发设计出一种新型集中润滑系统、一种万向离心力驱动的集中润滑结构,一种集中润滑系统及油箱,便携式智能润滑脂加注机,一种润滑脂加注阀等,根据不同情况,设置了适应不同场合的几款润滑产品。该系统采用定位技术、温度和压力等传感器检测技术,实现了润滑油脂的良好润滑,避免了油脂的浪费。降低油脂沉积率12%、节省油脂23%、降低设备故障率12%。

3、专利授权情况:

该项目共取得Enhanced fractional Fourier lens with isotropic transformation media等论文8篇,一种用于管路油脂或者其他介质流动状态的检测装置等实用新型专利10项。

4、推广应用及效益情况:

该项目研发周期自2016年1月至2018年12月,2016年7月开始产业化推广,该产品具有自主知识产权、替代人工、节省油脂、减少磨损、提高设备利用效率的特性,符合中国一贯倡导的节能、环保、高效的创新原则,2016年实现销售收入697万元,2017年实现销售收入997万元,2018年实现销售额3788万元。经济社会效益显著。

成果说明

郑州盛川科技有限公司是一家高新技术企业,专注于集中润滑产品的开发与生产,与中原工学院有多年的合作经历,联合开发了多款产品,并组建了“产学研”基地。 郑州奥特科技有限公司是一家集研发、生产、销售和服务为一体的创新型高新技术企业,致力于发展具有自主知识产权和核心竞争力的集中润滑系统产品,并向各商用车、工程机械、风电等生产企业及终端用户,提供产品配套和技术服务。 2016年我院与郑州盛川科技有限公司合作,开发的智能润滑系统于2016年完成。研发产品通过郑州盛川科技有限公司和郑州奥特科技有限公司进行推广应用。

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