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      高鐵列車用高可靠齒輪傳動系統
       
      來源:國家鐵路局    發布時間:2018-02-12 09:55
       
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        高鐵列車是中國制造的一張“黃金名片”。然而中國高端裝備崛起的背后,是核心關鍵部件落后的掣肘。齒輪傳動系統是高鐵列車動力傳遞的核心部件,其工作性能直接決定了高鐵列車運行的可靠性和安全性。該項目面向我國高速鐵路裝備發展的重大需求,針對高鐵齒輪傳動系統長期被國外公司壟斷的不利局面,通過自主化開發,創新機械結構,實現多學科綜合優化,形成了集成設計方法,建立了高鐵齒輪傳動系統試驗驗證體系和智能制造生產平臺,保證了產品高度可靠性和一致性。項目解決了束縛高鐵發展的國際性難題,產品成功填補了國內空白,打破了長期依賴進口的局面,提升了高鐵裝備整體技術水平,促進了我國高端關鍵基礎零部件進入國際先進行列,推動全行業的技術進步。

        主要取得以下創新成果:

        1.針對中國高鐵跨越熱帶到寒溫帶巨大溫差并且長大距離運行的條件,提出了基于記憶合金流量調節的溫控等技術,解決了產品低溫啟動充分潤滑和高速重載工況下溫升控制相矛盾的難題,相比國外產品平均溫升下降5-10℃。

        2.采用高精度齒輪拓撲修形技術,開發了高效齒輪配對技術,降低運行振動激勵;整體優化了振動傳遞路徑,降低振動響應;開發了適應高鐵的鋁合金箱體材料,較好地解決了輕量化與強度的平衡,并降低了輪軌接觸產生的振動沖擊。經運營實測,最大振動速度為12mm/s,低于進口產品的18mm/s,振動量級顯著優化。

        3.提出了齒輪傳動系統集成設計方法,實現了快速計算,解決了系統形變和軸承位移對載荷影響的評估難題,大幅提升了產品壽命估算和整機動力學設計精度,實現了齒輪傳動系統的精確設計。

        4.圍繞高鐵運輸安全要求,提出了基于應力、強度干涉理論的可靠性設計方法,研發了基于智能制造流水線的組裝工藝,保證大批量產品參數的高度符合性和一致性,從而保證了產品可靠性。

        項目授權專利91件(發明專利52件),發表論文30篇、專著1篇,主持制定行業標準1項、企業標準6項,軟件著作權2項。項目建成了國內唯一的列車用高可靠齒輪傳動系統研發及產業化平臺,產品已逐步代替進口產品,實現了國內高鐵線路的全覆蓋,在我國新造高鐵列車中占比為70%,目前已超過2萬套產品(1000列以上高速動車組)在中國鐵路干線安全運行,產品失效概率顯著低于國外同類產品。運營以來,實現銷售收入23.7億元。由我國軌道交通裝備領域、機械傳動領域學科帶頭人以及用戶代表等專家組成的專家團隊認為:該成果創新顯著,達到國際先進水平,在輕量化、振動和溫度控制技術方面處于國際領先水平,有重大的經濟和社會效益,為高鐵的快速發展發揮了巨大作用。

        該項目榮獲2017年度國家科技進步二等獎,主要完成單位有中車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司,大連理工大學,北京工業大學。主要完成人有王文虎,石照耀,闕紅波,吳剛,靳國忠,李楓,吳成攀,王文濤,周斌,王奉濤,金思勤,林新海,葉小芬,劉升,楊牧原。

       
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