轉向架特性參數測試臺的製作方法

2023-06-09 16:05:11 2

專利名稱：轉向架特性參數測試臺的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及鐵路車輛的測試領域，具體來說是一種轉向架特性參數測 試臺。
背景技術：
鐵路機車車輛一般由車體、轉向架、制動裝置、車鉤緩沖裝置等部分組成。 轉向架的作用是支承車體，引導車輛沿軌道行駛，並承受來自車體及線路的各 種載荷。其中，傳統貨車的轉向架主要由側架、搖枕、輪對三部分組成，故又 稱為三大件式貨車轉向架。為了減少線路不平順和輪對運動對車體的各種動態 影響(如豎向振動，橫向振動等)，在輪對與側架之間或側架與車體(搖枕)
之間，設有彈性懸掛裝置。其中，前者稱為軸箱懸掛裝置，又稱一系懸掛；後 者稱為搖枕(中央)懸掛裝置，又稱二系懸掛。
作為一個多體系統，鐵路機車車輛的動力學性能是由車體、構架(側架、 搖枕)質量和一、二系懸掛剛度及阻尼等特性參數所決定的。因此，除需對車 體、構架的質量、質心進行測定外，還應對一、二系懸掛的剛度值、阻尼值和 幹摩擦係數等參數進行測定。對於三大件式貨車轉向架，除一、二系懸掛特性 參數測定外，還需包括迴轉剛度、抗菱剛度、迴轉摩擦阻力矩、抗剪剛度、相 對摩擦係數等參數的測定。上述參數的大小及匹配關係決定了轉向架的動態性 能，在線路運行中，它直接影響列車的運行速度、運行平穩性和運行的安全可 靠性。因此，利用轉向架參數測試臺(以下簡稱測試臺)對鐵路機車車輛轉向 架各主要參數進行準確的測定和研究是十分必要的。
現有轉向架參數的測定方法是將轉向架固定在活動平臺上，通過力加載 裝置向活動平臺施加不同方向的作用力，使活動平臺產生一定的位移或形變； 測定活動平臺的位移或形變，用以代替轉向架的相應數據，再結合所施加力的 大小，即可計算出轉向架各種特性參數。該測定方法要求，轉向架被可靠地固定在活動平臺上；若轉向架在某方向未^^定位，則不能測定該方向上的特性參 數；若轉向架在某方向定位不準，則測定過程中產生相對於活動平臺的位移， 造成測定精度下降。
轉向架特性參數測試臺的基本要求是，測定準確、操作便捷，特別是一、
二系懸掛剛度值最好是在裝車狀態下進行測定，至少是在模擬裝車狀態下進行 測定。但是，現有三種主要類型的測試臺並不能夠完全滿足上述要求，簡述如 下
其一，是針對轉向架零件產品的測試臺。儘管車輛系統的懸掛元件是由螺 旋鋼圓簧、橡膠等彈性元件和液壓阻尼器、幹摩擦副等減振元件組成，但裝車 狀態下的一、二系懸掛剛度、阻尼值，特別是剛度參數與單獨的懸掛元件本身 的參數並不完全一致，對零件產品的測定不能從總體上反映被測定轉向架的真 實特性參數。
其二，是針對轉向架測定的單一功能測試臺。因只能測定一個參數， 一臺 轉向架的全部特性參數測定要經幾個測試臺才能完成，既增加了測試裝備的成 本，浪費了大量的人力、物力，又同時增加了產品的測試時間。
其三，是針對轉向架測定的綜合測試臺。通過在車輪和軌道之間設置夾具， 由於可同時實現輪對縱、橫向定位，可以測定多個轉向架的特性參數。但是， 夾具對輪對的縱向定位依靠車輪圓弧面實現，其定位方式為摩擦力定位，故可 靠性很難保證，在試驗過程中經常出現鬆動的現象。而且，夾具僅能對輪對橫 向定位，無法對轉向架構架及車體進行定位，由此，不能對轉向架一、二系懸 掛橫向剛度進行測定。
可見，現有測試臺均不能準確、^i走地測定裝車狀態下轉向架的全部特性 參數，因此有必要設計一種新型的測試臺。
實用新型內容
有鑑於此，本實用新型提供一種轉向架特性參數測試臺，可在裝車狀態下 準確、快捷地測定轉向架的全部特性參數。為解決以上技術問題，本實用新型提供的轉向架特性參數測試臺，包括底 座及設置在底座上方的活動平臺；所述活動平臺上設置有兩根與轉向架輪對配
合的軌道；所述底座通過浮動支承座與所述活動平臺連接；還包括，
至少 一對轉向架構架及車體橫向定位裝置，分別位於所述活動平臺的兩 側；所述轉向架構架及車體橫向定位裝置的基架固定在地基上；所述轉向架構 架及車體橫向定位裝置的基架在水平面內分別安裝構架定位機構、車體定位機
構，以便防止轉向架構架、車體產生相對於所述活動平臺的橫向位移；
至少一對輪對縱向定位裝置，分別設置在所述兩個軌道內側；所述輪對縱 向定位裝置的底部固定在所述活動平臺上，所述輪對縱向定位裝置的頂部與輪 對車軸固定連接；
至少一對輪對橫向定位裝置，分別設置在所述兩個軌道外側；所述4侖對才黃 向定位裝置的底部固定在所述活動平臺上，所述輪對橫向定位裝置的頂部內側 緊貼輪對車輪外側。
優選地，所述轉向架構架及車體橫向定位裝置的基架在鉛垂面內分別安裝 構架定位調整機構、車體定位調整機構，用於調整所述構架定位機構、車體定 位機構的豎向高度。
優選地，所述構架定位機構、車體定位機構上在水平面內分別設置有橫向 絲杆；所述構架定位調整機構、車體定位調整機構在鉛垂面內分別設置有豎向 絲杆。
優選地，所述輪對縱向定位裝置包括，縱向支座，固定在所述活動平臺上； 支承臂，上端設置有第一半圓結構，下端通過連接銷與所述縱向支座連接；壓 板，設置有第二半圓結構，通過與所述第一半圓結構配合套接住輪對車軸；所 述第 一半圓結構、第二半圓結構的內徑與輪對車軸外徑相等。
優選地，所述壓板一端通過銷釘與所述支承臂鉸接，另一端通過螺栓與所 述支承臂連接。
優選地，所述活動平臺在所述兩個軌道的內側設置有沿軌道方向的第一T型槽；所述縱向支座通過螺栓與所述第一T型槽連接。
優選地，所述輪對橫向定位裝置包括，橫向支座，固定在所述活動平臺上； 定位柱，設置在所述橫向支座的頂部，所述定位柱與輪對車輪的間隙可以調節。
優選地，所述活動平臺在所述兩個軌道的外側設置有沿軌道方向的第二T 型槽；所述橫向支座通過螺栓與所述第二T型槽連接。
優選地，所述浮動支承座包括，支承底板，固定在所述底座上；鋼球架， 設置在所述支承底板上；至少一個鋼球，容納於所述鋼球架內，所述鋼球的上 部與所述活動平臺連接。
優選地，所述浮動支承座為四個，分別設置在所述底座頂面的四角位置。
與現有技術相比，本實用新型提供的轉向架特性參數測試臺，可準確、快 捷地測定裝車狀態下轉向架的全部特性參數。具體而言，設置轉向架構架及車 體橫向定位裝置，保證轉向架構架及車體不會發生相對於活動平臺的橫向移 動，由此可測定一、二系懸掛橫向剛度；在活動平臺的軌道內側設置輪對縱向 定位裝置，在活動平臺的軌道外側設置輪對橫向定位裝置，使得輪對縱向定位、 橫向定位裝置相分離，有利於更精確地對輪對進行縱向、橫向定位，保證測試 結果的精度；輪對縱向定位裝置直接作用在車軸上，在試驗過程中不會鬆動脫 落，提高輪對縱向定位的可靠性；該測試臺在測試過程中，車體、轉向架均被 有效定位後，車體、轉向架不會發生相對於活動平臺的位移，因此可較好地模 擬裝車狀態下轉向架的運動狀態，以便準確、便捷地在一臺測試臺上完成轉向 架一系懸掛縱、橫向剛度，二系橫向剛度，抗菱剛度，抗剪剛度，迴轉摩擦阻 力矩等特性參數的測定，從而為新產品研發提供可靠的檢測手段。
本實用新型的轉向架特性參數測試臺操作便捷，精度較高，結構簡單，成 本較低，具有較好的應用前景。


圖1是本實用新型轉向架特性參數測試臺三維組裝狀態示意圖2是圖1中轉向架構架及車體橫向定位裝置 一較優實施例的結構示意圖；圖3是圖1中輪對縱向定位裝置一較優實施例的結構示意圖； 圖4是圖1中輪對縱向定位裝置及輪對橫向定位裝置的安裝示意圖； 圖5是圖1中浮動支承座一較優實施例的結構示意圖； 圖l-5中，有關附圖標記如下
1、 底座；
2、 活動平臺，2-1、第一T型槽，2-2、第二T型槽；
3、 軌道；
4、 轉向架，4-1、構架，4-2、輪對；
5、 浮動支承座，5-1、支承底板，5-2、鋼球架，5-3、鋼球；
6、 轉向架構架及車體橫向定位裝置，6-1、基架，6-2、構架定位機構， 6-3、車體定位一幾構；6-4、構架定位調整才幾構，6-5、車體定位調整才幾構；
7、 車體；
8、 輪對縱向定位機構，8-1、縱向支座，8-2、支承臂，8-2-1、第一半圓 結構，8-3、連接銷，8-4、壓板，8-4-1、第一半圓結構，8-5、銷釘；
9、 輪對橫向定位機構，9-1、橫向支座、9-2、定位柱。
具體實施方式

為便於對本實用新型進行描述，先對本實用新型實施例中使用的有關術語 解釋如下
;鏡向，在水平面內，平行於4侖對車軸的方向； 縱向，在水平面內，垂直於輪對車軸的方向； 豎向，在鉛垂面內，同時垂直於橫向、縱向。
本實用新型的基本構思是，設置轉向架構架及車體橫向定位裝置，並使輪 對;f黃向定位、縱向定位裝置相分離，保證車體、轉向架在測試過程中不發生相 對於活動平臺的位移。
該測試臺的工作原理是測試時將車體、轉向架固定在測試臺上，通過力加載裝置，根據測試要求向活動平臺施加不同方向的作用力，活動平臺帶動4侖 對產生不同的運動，而車體和轉向架構架(側架、搖枕)受定位裝置的作用保 持位置不動。這樣，通過測量轉向架上各零部件的相對位移或形變，並結合力 加載裝置上施加力的大小，即可計算出轉向架各種特性參數。 下面結合具體實施方式
與附圖具體進行說明。
請參考圖1,該圖為本實用新型轉向架特性參數測試臺三維組裝狀態示意
圖。圖l所示的測試臺，包括底座l,可固定在地基(圖未示)上；活動平臺 2,設置在底座l的上方；兩根軌道3，與轉向架4的輪對4-l相配合；浮動支承 座5,底座1通過浮動支承座5與活動平臺2連接，使得活動平臺2可在水平面內 自由移動或轉動。
進一步地，該測試臺還包括
至少一對轉向架構架及車體橫向定位裝置6，分別位於活動平臺2相對的兩 側；所述轉向架構架及車體橫向定位裝置6的基架6-l直接固定在地基上，或者 通過底座l間接地固定在地基上；在水平面內，轉向架構架及車體橫向定位裝 置6的基架6-l在水平面內分別安裝構架定位機構6-2、車體定位機構6-3,以防 止轉向架4的構架4-2、車體7產生相對於活動平臺2的橫向位移。由此，在測試 時，轉向架4的構架4-2、車體7無橫向相對運動，可以較好模擬裝車狀態，保 證測定結果的精度。
至少一對輪對縱向定位裝置8，分別設置在兩個軌道3內側；該輪對縱向定 位裝置8的底部固定在活動平臺2上，輪對縱向定位裝置8的頂部與輪對4-l的車 軸固定連接；由於輪對縱向定位裝置8直接作用在車軸上，可保證輪對縱向定 位裝置8不會鬆動脫落，從而保持輪對4-l的縱向定位準確。
至少一對輪對橫向定位裝置9，分別設置在兩個軌道3的外側；該輪對橫向 定位裝置9的底部固定在活動平臺2上，輪對橫向定位裝置9的頂部內側緊貼輪 對4-l的車輪外側。此種方式，輪對橫向定位裝置9直接作用在輪對4-l的車輪 上，有利於輪對4-l橫向準確定位。上述測試臺可準確、快捷地測定裝車狀態下轉向架4的全部特性參數。具
體而言，設置轉向架構架及車體橫向定位裝置6，保證轉向架構架4-2及車體 7不會發生相對於活動平臺2的橫向移動，由此可測定轉向架4的一、二系懸 掛橫向剛度；在活動平臺2上的軌道3內側設置輪對縱向定位裝置8，在活動 平臺上2的軌道3外側設置輪對橫向定位裝置9,使得輪對縱向定位裝置8、 輪對橫向定位裝置9相分離，有利於更精確地對輪對4-1進行縱向、橫向定位， 保證測試結果的精度；輪對縱向定位裝置8直接作用在輪對4-l的車軸上，在 試驗過程中不會鬆動脫落，提高了輪對4-1縱向定位的可靠性；在測試過程中， 車體7、轉向架4均被有效定位後，車體7、轉向架4不會發生相對於活動平 臺2的位移，因此可較好地模擬裝車狀態下轉向架4的運動狀態，以便準確、 便捷地在一臺測試臺上完成轉向架4的一系懸掛縱、橫向剛度，二系橫向剛度、 抗菱剛度、抗剪剛度、迴轉摩擦阻力矩等特性參數的測定，從而為新產品研發 提供可靠的檢測手段。
進一步地，還可以對構架定位機構6-2、車體定位機構6-3的高度進行調整， 如下所述。
請參考圖2，該圖是圖1中轉向架構架及車體橫向定位裝置一較優實施例的 結構示意圖。如圖2所示，在鉛垂面內，轉向架構架及車體橫向定位裝置6的基 架6-l上，分別安裝構架定位調整機構6-4、車體定位調整機構6-5,以便調整構 架定位機構6-2、車體定位機構6-3的豎向高度。通過調整該高度，可以保證轉 向架構架及車體橫向定位裝置6作用在最佳位置上，進一步保證構架4-2、車體 7定位的準確。
本實用新型中，構架定位調整機構6-4、車體定位調整機構6-5具體可釆用 多種結構形式， 一種優選方式是釆用絲杆結構。如圖2所示，在水平面內，構 架定位機構6-2、車體定位機構6-3分別設置有橫向絲杆；在鉛垂面內，構架定 位調整機構6-4、車體定位調整機構6-5分別設置有豎向絲杆。旋動絲杆，可方 便地調整構架定位機構6-2、車體定位機構6-3的橫向位置，以及構架定位調整 機構6_4、車體定位調整機構6-5的豎向位置，其結構簡單，操作邊界，調節精度較高。
此外，輪對縱向定位裝置8也可採用一種較為簡便的結構，以下簡要進行 說明。
請參考圖3,該圖是圖1中輪對縱向定位裝置一較優實施例的結構示意圖。 該輪對縱向定位裝置8，包括，縱向支座8-l，固定在活動平臺2上；支承臂8-2， 上端設置有第一半圓結構8-2-l，下端通過連接銷8-3與縱向支座8-l連接，兩者 採用鉸接方式可以適應不同的旋轉角度；壓板8-4,設置有第二半圓結構8-4-l， 通過與第一半圓結構8-2-l配合套接住輪對4-l的車軸；特別地，第一半圓結構 8-2-1、第二半圓結構8-4-l的內徑與輪對4-l的車軸外徑相等。由此，可以保證 輪對縱向定位裝置8與輪對4-l車軸之間連接可靠。
優選地，壓板8-4—端通過銷釘8-5與支承臂8-2鉸接，另一端通過螺栓8-6 與支承臂8-2連接，保證試驗過程中壓板8-4不發生移位和鬆動。此種方式，操 作便捷、連接可靠。
所述輪對縱向定位裝置8與活動平臺2之間的連接也可採用多種安裝方式， 一種優選的安裝方式如下。
請參考圖4 ，該圖是圖1中輪對縱向定位裝置及輪對橫向定位裝置的安裝示 意圖。活動平臺2在兩個軌道3的內側設置有第一T型槽2-1;縱向支座8-l通過 螺栓與第一T型槽2-1連接。該安裝方式，便於對輪對縱向定位裝置8的定位， 也便於調整輪對縱向定位裝置8沿軌道方向的安裝位置，安裝起來也十分方便。
當然，也可以在活動平臺2上設置沿軌道方向的長圓形孔，其作用與所述 第一T型槽2-1基本相同，在此不再贅述。
同樣地，所述輪對橫向定位裝置9與活動平臺2之間的連接也可採用類似的 安裝方式。如圖4所示，輪對橫向定位裝置9包括，橫向支座9-1,固定在活動 平臺2上；定位柱9-2，設置在橫向支座9-l的頂部，其中，定位柱9-2與輪對4-l 車輪之間的間隙可以進行調節，以便保證輪對4-l的橫向定位精度。所述定位 柱9-2數量可視情選取，優選地，定位柱9-2為兩個。優選地，活動平臺2在兩個軌道3的外側設置有沿軌道方向的第二T型槽 2-2;所述橫向支座9-l通過螺栓與所述第二T型槽2-2連接。該安裝方式，不僅 安裝方便，也有利於對輪對橫向定位裝置9的定位，以及調整輪對橫向定位裝 置9沿軌道方向的安裝位置，以保證最佳的定位效果。
與此類似，也可以在活動平臺2上設置沿軌道方向的長圓形孔，其作用與 所述第二T型槽2-2基本相同，在此不再贅述。
本實用新型中，浮動支承座5的目的在於使活動平臺2在水平面內自由移 動與轉動，以下是浮動支承座5的一種較優實施方式。
請參考圖5，該圖是圖l中浮動支承座一較優實施例的結構示意圖。該轉向 架特性參數測試臺中的浮動支承座5包括，支承底板5-1,固定在底座l上；鋼 球架5-2,設置在支承底板5-l上；至少一個鋼球5-3,容納於所述鋼球架5-2內， 所述鋼球5-3的上部與活動平臺2連接。
因鋼球5-3可自由滾動，在外力作用下，就可以活動平臺2在水平面內自由 移動與轉動；同時，鋼球5-3的滾動摩擦係數小，可減小活動平臺2在水平移動 或轉動時的摩擦阻力與阻力矩；而且，鋼球5-3具有足夠的剛度，可保證對作 用到轉向架4上力及力矩的測量精確度。
特別地，所述浮動支承座5為四個，分別設置在底座l的四個角部，具體是 底座l定面的四角位置。將浮動支承座5均衡地安裝在底座1的四個角部，有利 於保持活動平臺2的受力均勻，也便於保持活動平臺2的平衡。
本實用新型轉向架特性參數測試臺，在原有的參數測試臺的基礎上通過加 裝轉向架構架及車體橫向定位裝置6、輪對縱向定位裝置8、輪對橫向定位裝置 9,使得現有參數測試臺的功能得到擴展，且測試數據的精度大幅度提高。其 結構簡單，操作便捷，成本較低，應用前景看好。
以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出的是，上述優選實施 方式不應視為對本實用新型的限制，本實用新型的保護範圍應當以權利要求所 限定的範圍為準。對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型的精神和範圍內，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實 用新型的保護範圍。
權利要求1、一種轉向架特性參數測試臺，包括底座及設置在底座上方的活動平臺；所述活動平臺上設置有兩根與轉向架輪對配合的軌道；所述底座通過浮動支承座與所述活動平臺連接，其特徵在於還包括，至少一對轉向架構架及車體橫向定位裝置，分別位於所述活動平臺的兩側；所述轉向架構架及車體橫向定位裝置的基架固定在地基上；所述轉向架構架及車體橫向定位裝置的基架在水平面內分別安裝構架定位機構、車體定位機構，用於防止轉向架構架、車體產生相對於所述活動平臺的橫向位移；至少一對輪對縱向定位裝置，分別設置在所述兩個軌道內側；所述輪對縱向定位裝置的底部固定在所述活動平臺上，所述輪對縱向定位裝置的頂部與輪對車軸固定連接；至少一對輪對橫向定位裝置，分別設置在所述兩個軌道外側；所述輪對橫向定位裝置的底部固定在所述活動平臺上，所述輪對橫向定位裝置的頂部內側緊貼輪對車輪外側。
2、 如權利要求l所述的轉向架特性參數測試臺，其特徵在於所述轉向 架構架及車體橫向定位裝置的基架在鉛垂面內分別安裝構架定位調整機構、 車體定位調整機構，用於調整所述構架定位機構、車體定位機構的豎向高度。
3、 如權利要求2所述的轉向架特性參數測試臺，其特徵在於所述構架 定位機構、車體定位機構上在水平面內分別設置有橫向絲杆；所述構架定位 調整機構、車體定位調整機構在鉛垂面內分別設置有豎向絲杆。
4、 如權利要求l所述的轉向架特性參數測試臺，其特徵在於，所述輪對 縱向定位裝置包括縱向支座，固定在所述活動平臺上；支承臂，上端設置 有第一半圓結構，下端通過連接銷與所述縱向支座連接；壓板，設置有第二 半圓結構，通過與所述第一半圓結構配合套接住輪對車軸；所述第一半圓結 構、第二半圓結構的內徑與輪對車軸外徑相等。
5、 如權利要求4所述的轉向架特性參數測試臺，其特徵在於所述壓板一端通過銷釘與所述支承臂鉸接，另一端通過螺栓與所述支承臂連接。
6、 如權利要求5所述的轉向架特性參數測試臺，其特徵在於所述活動 平臺在所述兩個軌道的內側設置有沿軌道方向的第一T型槽；所述縱向支座通 過螺栓與所述第一T型槽連接。
7、 如權利要求l所述的轉向架特性參數測試臺，其特徵在於，所述輪對 橫向定位裝置包括橫向支座，固定在所述活動平臺上；定位柱，設置在所 述橫向支座的頂部，所述定位柱與4侖對車輪的間隙可以調節。
8、 如權利要求7所述的轉向架特性參數測試臺，其特徵在於所述活動 平臺在所述兩個軌道的外側設置有沿軌道方向的第二T型槽；所述^f黃向支座通 過螺栓與所述第二T型槽連接。
9、 如權利要求l-8任一項所述的轉向架特性參數測試臺，其特徵在於， 所述浮動支承座包括支承底板，固定在所述底座上；鋼球架，設置在所述 支承底板上；至少一個鋼球，容納於所述鋼球架內，所述鋼球的上部與所述 活動平臺連接。
10、 如權利要求9所述的轉向架特性參數測試臺，其特徵在於所述浮 動支承座為四個，分別設置在所述底座頂面的四角位置。
專利摘要本實用新型公開一種轉向架特性參數測試臺，包括底座、底座上方的活動平臺；活動平臺上設置兩根與輪對配合的軌道；底座通過浮動支承座與活動平臺連接；還包括，至少一對轉向架構架及車體橫向定位裝置，分別位於活動平臺兩側；轉向架構架及車體橫向定位裝置的基架固定在地基上，基架在水平面內安裝構架定位機構、車體定位機構，以防止構架、車體產生相對活動平臺的橫向位移；至少一對輪對縱向定位裝置，分別設置在兩個軌道內側，其底部固定在活動平臺上，頂部與輪對車軸固定連接；至少一對輪對橫向定位裝置，分別設置在兩個軌道外側，其底部固定在活動平臺上，頂部內側緊貼輪對車輪外側。本實用新型可準確、快捷地測定裝車狀態下轉向架特性參數。
文檔編號G01M17/08GK201247155SQ20082013310
公開日2009年5月27日 申請日期2008年8月29日 優先權日2008年8月29日
發明者呂可維, 張文龍, 胡海濱, 邵文東 申請人:齊齊哈爾軌道交通裝備有限責任公司