带有速度和温度传感器的集成化轴箱滚动轴承

带有速度和温度传感器的集成化轴箱滚动轴承

ＤＡＲＩＯ

ＢＥＲＴＯＲＥＬＬＩ（意大利）

现已确定和选择一种更加适用的电子

速度测量的信号输出同目前车辆上用以控

传感器。它组装在轴箱轴承的密封系统制车轮的打滑和滑行的电子中央单元（Ｅ．

中，同传统的传感器相比较，它重量轻、结

ｃ．ｕ）系统是兼容的。

构紧凑。

在目前的轶路轴箱设计中，车轴转速的测量所采用的系统是建立在使用一种金属齿轮基础之上，它通过一个特别的前盏同轴端相联。在轴箱的前盖上装置“传感器”，并使它面对脉冲齿轮，它们之间的间

距在０．３～１．１ｍｍ之问（圈１４－－１）。

是由脚供应商所提供。此种传感器的

在传统方式中，所使用的传感器一般

功能是产生一种ＢＣⅪ所测到的电子信号。由测速发电机或驱动发电机供电的这种传感器可以利用磁阻效应技术，并与放大器相联系处理输出信号。

目前，在欧洲铁路所使用的Ｅ（Ⅺ是建

立在下面的技术基础上，传感器根据它同脉冲轮之间的距离产生一个恒定幅值的正弦波信号．丽正弦波频率随着转速的不同而变化，或者产生一个由放大器处理过的方渡信号。

降低传感器重量．采用更加紧凑的结构一直是客户的共同要求。因此，ＳＫＦ公

司开发了一种集成化传感器的轴承歉ｌ，它重量轻和结构紧凑应用在轴箱中。

为了开发这种新的产品，ＳＫＦ公司进行了各种实验室试验，通过试验比较各种传统的传感器和新的ＳＫＦ传感器特性。同时，ＳＫＦ公司同～些ＥＣＵ制造商商讨，以确定它们需要什么类型的输出信号。

现场试验用的样品在意大利铁路的帮作。

助下，并投人应用。

信号波形记录仪装在车辆上。车辆装在选性试验基础上，选择了适宜的电

配有两种不同的Ｅ（、Ｕ非传统的传感器和子传感器部件，试验根据作用在轴箱装置金属齿形脉冲轮（图１４—２）。

上的恶劣工况条件和负荷条件进行。

考虑到润滑剂、清洁剂舶相容性。及防

抟坑方式的值号

水和防尘的振动、冲击试验评定在Ｓｌ（Ｆ试

９ｉ．９．‘

验室和有关咨询机构的设备上进行。

１９９０年底，意大利国铁同意了第一次

现场试验计划。

１９９１年６月．在２００ｋｍ／ｈ舶城间列车

上首次组装了４个集成化速度传感器的轴承部件（每轴一个）。

在车辆投入正常运行前，进行了保证系统正常运行的所有试验。

在第一辆试验车后，三辆同类型车辆图１４—２疑（Ｆ传感嚣的信号记录

信号波形由采用了新型的磁性橡胶脉

１９９２年４月．意大利国铁同意ＦＩＡＴ冲轮的ＳＫＦ传感器产生（图“—３）。同和ＳＫＦ公司在称之为“Ｐｅｎｄｏｔｉｎｏ”的４辆ＥＣＵ供应商进行协商和讨论了这种ＳＫＦ系统并确定接口参数。

承装置，并进行试验。轴箱轴承装置装配

有速度和温度传感器。

附加的温度传感器同紧凑的在安装板

上的“数据采集器”相联。

试验的最终目的是证实车辆在的可靠性。试验结果确定意大利国铁所管理的新型ＥＴＲ５００高速列车温度传感器的圈１４—３

技术规范。１实验室试验

实验室试验在１９９０年的下半年进行，它模拟比较了传统的金属齿形脉冲轮形成首要的目标是开发一种速度传感器，

传感器和新型的ＳＫＦ系统。

它的信号输出要同现有的用于不同类型车

在同样试验条件下、速度、及传感器与辆上的中央电子单元相匹配。

脉冲轮之间的距离相同条件下，对传统的为了确定最后的研究结果，ＳＫＦ公司和ＳＫＦ系统两种方式进行了比较（图

决定在意大利国铁的协助下开始：这些工

１４—－４）

８９

相继投人试验运行。最后一辆车于１９９１年１１月投人运行。从试验开始到１９９３年底，为了检验系统的功能，褂（Ｆ公司和意大利国铁对几种控制方式进行了试验。

ＥＴＲ４５０摆式车辆上装配集成传感器的轴２５０ｋｍ／ｈ的实际运行条件下温度传感器

输出信号幅值越大，向ＥＣＵ的输出就

更安全可靠，并对电子噪声或失误接触敏

感性越小。

ＳＫＦ公司邀请ＥＣＵ供应商和意大利国铁来评估和讨论试验结果。

２客户要求

在传统方式中，速度传感器和金属齿

形脉冲轮是装于轴箱部件中。齿形脉冲轮

装于随车轴转动的特殊靖盖上，传感器装在一个特别的轴箱前盖上。用导线同安装

在车体上的分线盒相连（图１４—５）

图１４—５

在此系统中，用户可以拆下在前盖上的传感器，并使轮对从转向架中退出，也可

帅

以在传感器损坏时，对安装于转向架上的的传感器，它毙容易的通过２个白铤螺母轮对上的传感器进行更换。这两个基本特组装和拆卸（图１４—６）。这一结构允许传性对于最终的用户运用来讲是必须具备

感器在失效时更换。传感器部件由传感体的。

①、电子部件②、电缆◎和联接器④组成

（图１４—７）。联接器的使用是为了保证轮３

ＳＫＦ系统

对从转向架中退出。电缆（图１４—８）用于

为了满足在第二种所提出的要求，

联接轴箱和车体上的联接盒。

ＳＫＦ公司开发了一种装在轴承密封部分

图１４—《

４．１传感器体

４部件的选择

选用轻质尼龙６６材料作为传感器体，在选择部件工作中，着重考虑出现在金属插入俘用于螺母区域。

轴箱上的恶劣振动条件。所有的部件经过４．２导线

严格的试验和挑选，并要求它们紧凑、安全

选择能适应于高敬弯曲疲劳的导线。和易装配。

４．３联接器

９１

联接器组件由壳体和接触器组成。

帚书

０１５．鼾硼硼Ｂ嘲

圈１４叫

图１４—电

成本很高。

４．３．１壳体

４．３．２接越器

壳体选白ＡＭＰ的标准设计系列。使ＡＭＰ供应商参与了接触器的选择。用标准件是因为经济原因。因为铁路领域囤１４－－９给出了用于ＳＫＦ系统的最终选使用的散量相对太少，使用新设计壳体的

择件。此接触器可以在５０９加速度条件下

９２

工作而不脱离接触。镀金处理可以避免氧

一４０℃～＋１１０℃，最高＋１４０℃。化。

５．２．２冲击和振动试验

在１５００ｍ詹的冲击和４０Ｈｚ

２００Ｈｚ、

一＾，Ｐ联接件

３５ｍ／ｓ２的恒定振动条件下，传感器性能不

受影响。６现场试验６．１速度传感器

１９９１年６月。意大利国铁同意使用ＳＫＦ样品进行现场试验，４辆试验车的第

—辆装上了４个带速度传感器的ＴＢＵ轴

承装置。

每一根车轴装有一个系统。用电缆联

接到Ｅ（Ｗ上。试验车辆速度达到２００ｋｍ／图１４—＿９

ｈ的城问列车，车辆运营数据如下：

６１８３

２１—９０１８７—７Ｚ１型５实验室鉴定试验６１８３２１—９０１９４—３Ｚ１型５０８３１８—９８１１６—１Ｇ、Ｃ型５．１脉冲轮

５０８３

１８—９８

５５６—３

Ｇ、Ｃ型

脉冲轮同轴承装置一起装于车轴端

在该系统装用于车辆前，ＳＫＦ公司和部，在轮的金属环外径上硫化一层带磁性意大利国铁进行了各种试骑和检验工作，氧化璇粒的特殊橡胶混合物。

以确保该系统运行正常。

这些金属环放入一台特殊的磁化设备中．它使金属环具有应用所需的磁极效。

利用磁场的变化可以测量车轴的边缘转在Ｅ。；｜：：￡辖擎列车上的

速。

５．Ｌ１檬胶的类型

由ＳＫＦ橡胶密封部开发的这种橡胶混合物可以适应油和润滑脂。橡胶可以在一４０℃～＋１１０℃之间正常工作，最高可达

＋１４０℃。

５．２速度传感器

传感器由测速电机或驱动电机供电，

心ｋ

它的工作原理建立在磁阳概念基础上。

输出的信号是正弦波，幅值恒定．频率瓣嚅；ｒ瓣而矿瓣嗝蕊毪韶

是与车轴的转速成正比。这基本信号经专

用放大器处理后得到一个方形，以方便使

用。

５．２．１温度的影响

传感器设计的正常工作温度范围为

６．２速度和温度传感器

１９９２年４月，在ＥＴＲ４５０“Ｐｅｎｄｏｌｉｎｏ”行，然后列车进入正常运营状态。

摆式列车的４台转向架上装配了集成化速

ＳＫＦ公司每２～３个月检查一次由

度和温度传感器的ｎ如轴承装置。

“数据采集器”所记录的数据（图１４一１０）

在每一根轴上的速度传感器同现有的这些试验的一个重要目的是确认所选

ＥＣＵ相联，而温度传感器的信号由２台用的部件在高速条件下的可靠性和适应

“数据采集器”记录。

性。

在４台转向架中，２台装在ＥＴＲ４５０－－

在所取得的良好的试验结果基础上，

３摆式列车上，２台装在ＥＴＲ４５０—５摆式

意太利国铁决定装备另外２台ＥＴＲＳ００一

列车上。

．

Ｙ高速列车的转向架上。图１４－－１１给出试监由ＳＫＦ、意大利国铁和ＦＩＡＴ公了１９９３年３月在３０６ｋｍ／ｈ条件下所做的

司参加，最初的试验在２５０ｋｍ／ｈ条件下进

试验结果。

在Ｅ，Ｔ．Ｒ∞ｏ直毫列车轱墙鞋承ｒＢＵ

上进行的强度捌试量度——时阊圈

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于海涛译

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