科创中国

行业领域

制造业,汽车制造业

需求背景

深入贯彻中共中央、国务院《交通强国建设纲要》发展战略，以促进轨道交通领域继电器产品质量提升、打破技术壁垒为主线，致力于轨道交通领域继电器产品研发和技术创新，通过提高产品品质、改善产品性能，开发具有市场前景、竞争力的产品，积极开展关键技术和产品的研发和产业化制造，形成以自主知识产权为核心的研发创新优势，实现技术领先，解决我国高端小型继电器领域的“卡脖子”问题，打破国外同领域的技术垄断，填补国内空白，为中国高铁安全运行和“走出去”打下坚实基础。为此，拟寻找相关单位开展联合研发。

需解决的主要技术难题

• 1．轨道交通列控系统印制板安装小型继电器技术攻关。根据性能参数目标，对继电器触簧系统结构开展仿真分析，确定反力特性；对继电器电磁系统进行仿真计算，确定静态吸力特性，通过参数调整实现吸反力配合优化；制作样机，进行方案验证，修正仿真计算模型，优选出继电器的总体设计方案；综合考虑可靠性指标、寿命指标、耐环境指标，根据样机试验结果进行继电器结构综合优化设计，完成自动生产线的工艺研究工作。
• 2．JC-C系列通用型机车车载继电器技术攻关。开展继电器结构设计和相关加工工艺优化，根据性能参数目标，对继电器触簧系统结构开展仿真分析，确定反力特性；对继电器电磁系统进行仿真计算，确定静态吸力特性，通过参数调整实现吸反力配合优化；制作样机，进行方案验证，修正仿真计算模型，优选出继电器的总体设计方案，研制出满足铁路使用性能和符合铁路使用标准的车载继电器。
• 3．基于数字孪生的JWXC-1700型无极继电器质量一致性设计与精细化制造技术研究。通过生产线调研以及试验研究，分析JWXC-1700型继电器产品吸合电压调试裕量减小、产品实际工况下接触电阻增大至失效的原因，确定提升接触可靠性的措施。建立静、动态特性虚拟样机模型，优化设计电磁、接点系统，开展产品质量一致性与工艺可靠性优化设计，重点分析设计参数对批次产品一致性的影响，确定关键尺寸参数的公差，提出精细化生产过程工艺保障相关要求。
• 4. 基于机器视觉的铁路信号继电器机械性能参数测试技术研究。基于机器视觉的继电器非接触式动态过程高速跟踪、运动和机械参数计算、继电器运动过程的高速拍摄技术研究，进行高速摄像机、拍摄光源的选取，设计继电器安装夹具，确定最佳拍摄速率和取景范围，保证原始运动视频信息的完整和充分；采用机器视觉技术的运动跟踪算法，进行继电器动态过程的运动参数获取。根据动态过程模拟并优化人工测试方式，进行图像及视频的人工智能识别分析，获取继电器机械参数（接点扫程、接点间隙、托片间隙、接点齐度等参数）。
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期望实现的主要技术目标

任务一指标：

1. 10 Hz～200 Hz，振幅0.15mm，最大加速度2g正弦振动，接触触点不应断开；

2. 继电器应能承受X,Y,Z方向半正弦形冲击脉冲，峰值加速度为300 m/s² (30g)，脉冲持续时间为18ms, 进行18次（每个方向正反各3次）冲击试验后仍能可靠工作；

3. 在低温-40℃，高温70℃下继电器应可靠工作；

4. 绝缘电阻＞500MΩ，工频耐压2000V :1分钟无闪络；

5. 吸合时间≤50ms, 释放时间≤20ms;

6. 接点回跳时间≤20ms。

任务二指标：

1. 继电器采用4组转换接点形式，接点采用合适的材料和结构，提高继电器的接触可靠性；

2. 振动性能应能耐受10-200Hz, 2g加速度振动条件；

3. 继电器吸合电压不大于70%额定电压，释放电压不小于10%额定电压；

4. 冲击性能应能每个方向连续3次耐受30g加速度，30ms的半波正弦冲击；

5. 绝缘电阻不小于500MΩ;

6. 耐压接点－接点 AC 2000V，接点-线圈AC 2600V, 50 Hz, 1 min无击穿或闪络。

任务三指标：

1. 优化改进后JWXC-1700型继电器工作值13.5 V-15.0 V。

2. 在原有基础上，JWXC-1700型继电器整机性能（电气特性、机械特性）一致性提升30%。

3. 形成《JWXC-1700型继电器整机性能一致性对比报告》、符合考核指标的样机。

任务四指标：

1. 通过高速摄像机拍摄的连续图像得到继电器的动态过程（位移、速度、加速度等），展开继电器动态过程分析研究；

2. 根据动态过程进行图像智能分析，得出接点扫程、接点齐度、接点间隙、托片间隙等机械参数，展开继电器机械性能参数无损测试分析研究。

3. 形成铁路信号继电器动态过程研究分析报告；

4. 形成铁路信号继电器机械性能参数无损测试研究分析报告。

处理进度