CN103018057A

CN103018057A - 轨道车辆转向架回转特性测试系统

Info

Publication number: CN103018057A
Application number: CN2012104874301A
Authority: CN
Inventors: 谭富星; 王金田; 王秀刚; 苏建; 刘洪涛; 郭雷; 安长财; 张克英; 张鹏; 刘彦彤
Original assignee: Changchun Railway Vehicles Co Ltd
Current assignee: CRRC Changchun Railway Vehicles Co Ltd
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2012-11-27
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2032-11-27
Also published as: CN103018057B; WO2014082364A1

Abstract

一种轨道车辆转向架回转特性测试系统，其特征在于：主要由试验平台、纵向作动器、垂向作动器、中心轴及横向定位总成组成，其特征在于，所述的试验平台为长方体结构，在纵向与两纵向作动器连接，依靠两纵向作动器的交错伸缩进行回转运动；四个垂向作动器支撑试验平台，其上端固定连接在试验平台的下平面上，下部固定在试验平台的基础上，四个垂向作动器提供试验平台的垂向支撑及在回转运动过程中提供试验平台运动的补偿；中心轴及横向定位总成固定在基础平台上，上部通过定位轴与试验平台连接，实现试验平台的横向定位。本发明实现大回转角度的测量，回转角可达到±8°；轮对定位机构提供转向架在垂向、横向及纵向的定位约束，为回转试验提供了条件；中心轴及横向定位总成为回转平台提供了横向的约束定位及回转中心。

Description

轨道车辆转向架回转特性测试系统

技术领域

本发明涉及轨道车辆领域检测设备，特别是涉及一种轨道车辆转向架回转特性测试系统。

背景技术

随着轨道车辆高速重载的发展趋势，车辆的运行性能受到越来越高的关注，转向架的性能参数的优劣影响车辆的运行品质，直接决定了车辆各项动力学性能、运行安全性及行车稳定性。回转阻力矩取值的大小影响转向架的动力学性能，回转阻力矩的选取应保证车辆具有足够的抗蛇行稳定性，同时具有良好的曲线通过能力，故准确确定转向架回转阻力矩是转向架设计及优化的关键。

目前，对于轨道车辆转向架回转特性的测试还没有专门的试验台对其测定，主要是依托转向架参数测试台上进行，经检索：（1）西南交通大学专利，专利名称：轨道车辆转向架测试台；专利号：ZL200610022671.3；该专利公开了一种转向架参数测定试验台，此测试台采用以钢球为核心的浮动支撑并提供试验台的回转中心，试验台横向的两个作动器交错伸缩运动推动试验平台做回转运动，从而达到转向架回转特性测试的目的。但是该试验台作动器的伸缩行程很小只能测定小角度的回转运动，对于大角度的回转运动难以实现，从而降低了试验测试的精度，不能真实反映出车辆的回转特性。（2）吉林大学专利，专利名称：四柱式轨道车辆转向架刚度测试系统；专利号：ZL200810050261.9；该专利公开了一种四柱式轨道车辆转向架刚度测试系统，并提出转向架参数的测试方法，对转向架回转特性测试时依托测试系统中上下叠加的压板结构，两纵向作动油缸对通过上压板反向伸缩施力带动下压板回转运动，同时下压板直接对转向架施力实现回转运动的测试。但此方式操作复杂，且依靠摩擦副对转向架施力的方式，不能精确的对转向架回转特性进行测定，测试精度低。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的是提供一种轨道车辆转向架回转特性测试系统，开发转向架回转特性试验平台，依靠中心轴及横向定位总成实现了平台在横向的定位，同时提供试验台的转动中心，实现在整车落成及转向架落成状态回转特性的精确测定，为车辆性能的评估提供了依据。

为实现上述目的，本发明提供一种轨道车辆转向架回转特性测试系统，其特征在于：主要由试验平台、纵向作动器、垂向作动器、中心轴及横向定位总成组成，其特征在于，所述的试验平台为长方体结构，在纵向与两纵向作动器连接，依靠两纵向作动器的交错伸缩进行回转运动；四个垂向作动器支撑试验平台，其上端固定连接在试验平台的下平面上，下部固定在试验平台的基础上，四个垂向作动器提供试验平台的垂向支撑及在回转运动过程中提供试验平台运动的补偿；中心轴及横向定位总成固定在基础平台上，上部通过定位轴与试验平台连接，实现试验平台的横向定位，试验平台在纵向方向是放开的，纵向自由度不受约束。

所述的试验平台主要由回转平台、轮对止挡总成、轮对夹紧机构总成及过渡轨道总成组成，所述的回转平台为长方体结构、焊接件，上表面加工有数个T型安装槽，为轮对止挡总成、轮对夹紧机构总成及过渡轨道总成提供安装平台，同时T型槽的开设适应了不同轴距、轨距的车辆的检测，且回转平台为整个试验台的承载机构，是车辆回转试验完成的重要组成；其下端面开有一中心孔及8个圆周排列的螺纹孔，用于与中心轴及横向定位总成中心轴的安装。

所述的轮对止挡总成为四套，结构相同，且其安装位置关于回转平台的中心对称，并通过T形螺栓固定在回转平台上的T形安装槽中，试验时实现轮对的止挡作用，二者均由轮挡、轮轨及轮挡垫块组成，所述的轮挡的下端支座固定在轮挡垫块上，上端挡块的圆角部分顶在轮对的踏面上，提供轮对纵向的止推力；所述的轮轨固定在轮挡垫块表面的凹槽中，以提供试验时装载转向架的轨道；所述的轮挡垫块为空心的、断面呈“工”字形的结构，固定在回转平台上的T形安装槽中，回转平台上所设置的四个轮挡机构实现转向架的纵向定位。

所述的轮对夹紧机构总成为四套，结构相同，其安装位置关于回转平台的中心对称，并固定在回转平台上表面设置的安装螺纹孔中，同时可调整轮对夹紧机构的固定位置以适应不同轮距的轮对，二者均由“L”形斜铁、承载轨道条及轮对夹紧支座组成，所述的轮对夹紧支座固定在回转平台的T型槽中，承载轨道条与轮对夹紧支座通过螺栓连接，被测车辆停在承载轨道条上后，将“L”形斜铁压入轮对外侧面与轮对夹紧支座之间，对轮对实现横向的定位夹紧，同时三者之间的摩擦力作用对轮对纵向及垂向产生一定的约束力。

所述的过渡轨道总成主要由过渡轨道及轨道压块组成，所述的过渡轨道为标准钢轨，通过数块轨道压块固定安装在回转平台上，为被试车辆顺利引导至试验台提供了条件，且过渡轨道的两端的轨道上面与轮对夹紧机构总成中的承载轨道条的上平面共面安装，实现平稳的将转向架推至试验台；所述的轨道压块固定安装在回转平台的T型槽中，压紧过渡轨道。

所述的纵向作动器、垂向作动器为该试验台的电液伺服系统，所述的两个纵向作动器，每个作动器的下球铰点通过紧固螺栓固定在试验平台基础上，上球铰点通过螺栓与回转平台纵向端面连接，两纵向作动器为回转特性试验平台提供了纵向的支撑，同时两个纵向作动器交错伸缩运动实现了试验平台绕回转中心的回转运动，其回转角为±8°；四个垂向作动器将试验平台撑起，其上端球铰固定连接在试验平台的下平面上，下部球铰固定在试验平台的基础上，四个垂向作动器提供试验平台的垂向支撑及在回转运动过程中提供试验平台运动的补偿。

所述的中心轴及横向定位总成主要由中心轴及定位装置组成，所述的中心轴通过其一端的小轴及螺栓实现与回转平台的固连，即成为一体；所述的中心轴及横向定位总成的另一端经由定位方墩通过T型螺栓固定在基础平台上，提供回转平台的垂向支撑力。

所述的中心轴为阶梯状结构，其一端轴为细轴，作为与回转平台安装时的定位轴，并通过螺栓将靠近细轴端的法兰盘与回转平台固定连接；另一端粗轴的轴端为试验平台的回转轴，并与定位装置中的滑块共轴线安装，提供试验平台作回转运动时的转动中心。

所述的定位装置主要由横向约束装置及定位方墩组成。

所述的横向约束装置主要由横向定位挡板、滑块止挡及滑块组成，所述的横向定位挡板为两套，结构相同，与定位方墩进行螺栓连接，提供滑块的横向约束；所述的滑块止挡固定在横向定位挡板的两端，滑块配合安装在两套横向定位挡板组成的通道中，该结构在横向是固定约束的，纵向方向自由度放开，防止因电液伺服系统的控制失调导致试验平台的两纵向作动器向同一方向推拉将回转轴剪断；所述的滑块为长方体结构，中间开有通孔，为回转平台提供横向的约束力及回转运动的转动中心。

本发明的有益效果如下：

1、本发明所述的轨道车辆转向架回转特性测试系统公开了一种回转特性的测定方法，并可实现大回转角度的测量，回转角可达到±8°。

2、本发明所述的轨道车辆转向架回转特性测试系统开发了轮对定位机构，提供转向架在垂向、横向及纵向的定位约束，为回转试验提供了条件。

3、本发明所述的轨道车辆转向架回转特性测试系统开发了一种中心轴及横向定位总成，为回转平台提供了横向的约束定位及回转中心。

附图说明

图1是本发明所述的轨道车辆转向架回转特性测试系统转向架落成试验效果图；

图2 是本发明所述的轨道车辆转向架回转特性测试系统结构爆炸图；

图3是本发明所述的回转平台轴测投影图；

图4 是本发明所述的回转平台的剖视图；

图5是本发明所述的轮挡机构总成轴测投影图；

图6 是本发明所述的轮挡机构总成的爆炸视图；

图7本发明所述的轮对夹紧机构总成的轴测投影图；

图8-a 是本发明所述的轮对夹紧机构总成夹紧轮对状态轴测投影图；

图8-b 是本发明所述的轮对夹紧机构总成夹紧轮对状态主视图；

图9 是本发明所述的过渡轨道总成轴测投影图；

图10是本发明所述的中心轴及横向定位总成

图11本发明所述的中心轴的示意图；

图12-a 是本发明所述的中心轴的轴测投影图；

图12-b 是本发明所述的中心轴沿轴线方向的剖视图；

图13是本发明所述的定位装置的轴测投影图；

图14是本发明所述的横向约束装置的轴测投影图；

图15是本发明所述的定位方墩的轴测投影图；

图16是本发明所述的轨道车辆转向架回转特性测试系统工作过程示意图；

图中：Ι.被试转向架，Ⅱ. 轨道车辆转向架回转特性测试系统， III. 基础平台；A. 试验平台，B. 纵向作动器，C. 垂向作动器， D中心轴及横向定位总成;

a. 回转平台，b. 轮对止挡总成， c. 轮对夹紧机构总成，d. 过渡轨道总成，e. 中心轴，f. 定位装置；

1. 轮挡， 2. 轮轨3. 轮挡垫块4. L形斜铁,5. 承载轨道条,6. 轮对夹紧支座,7. 轮对,8. 过渡轨道9. 轨道压块10. 横向约束装置11. 定位方墩12. 横向定位挡板13.滑块止挡14. 滑块。

具体实施方式

参阅图1-2，本发明所述的轨道车辆转向架回转特性测试系统，主要由试验平台A、纵向作动器B、垂向作动器C、中心轴及横向定位总成D组成，其特征在于，所述的试验平台A为长方体结构，在纵向方向上与两纵向作动器B进行螺栓连接，依靠两纵向作动器B的交错伸缩进行回转运动；其中，四个垂向作动器C将试验平台A撑起，其上端铰链通过螺栓固定连接在试验平台A的下平面上，下部铰链固定在试验台的基础上，四个垂向作动器C提供试验平台A的垂向支撑及在回转运动过程中提供平台运动的补偿；中心轴及横向定位总成D通过T型螺栓固定在基础平台III的T形安装槽中，同时上部通过定位轴e与试验平台A联接，实现试验台的横向定位，同时试验平台A在纵向方向是放开的，纵向自由度不受约束。

所述的纵向作动器B、垂向作动器C为该试验台的电液伺服系统，所述的两个纵向作动器B组成，每个作动器的下铰链点通过紧固螺栓固定在试验台基础上，上铰链点通过螺栓与回转平台a纵向端面进行螺栓连接，两纵向作动器为回转特性试验台提供了纵向的支撑，同时两个纵向作动器交错伸缩运动实现了试验台绕回转中心的回转运动，其回转角可达到±8°；四个垂向作动器C将试验平台A撑起，其上端铰链通过螺栓固定连接在试验平台A的下平面上，下部铰链固定在试验台的基础上，四个垂向作动器C提供试验平台A的垂向支撑及在回转运动过程中提供平台运动的补偿。

所述的试验平台A主要由回转平台a、轮对止挡总成b、轮对夹紧机构总成c及过渡轨道总成d组成。

参阅图3-4，所述的回转平台a为长方体结构、焊接件，上表面开有数个T型安装槽，为轮对止挡总成b、轮对夹紧机构总成c及过渡轨道总成d提供安装平台，同时T型槽的开设适应了不同轴距、轨距的车辆的检测，且回转平台a为整个试验台的承载机构，是车辆回转试验完成的重要组成；其下端面开有一中心孔及八个圆周排列的螺纹孔，用于与中心轴及横向定位总成D中心轴e的安装。

参阅图5-6，所述的轮对止挡总成b为四套，结构相同，且其安装位置关于回转平台a的中心对称，并通过T形螺栓固定在回转平台a上的T形安装槽中，试验时实现轮对的止挡作用。二者均有轮挡1、轮轨2及轮挡垫块3组成，所述的轮挡1的下端支座通过螺栓固定在轮挡垫块3上，上端挡块的圆角部分顶在轮对的踏面上，提供轮对纵向的止推力；所述的轮轨2通过两个螺栓固定在轮挡垫块3表面的凹槽中，以提供试验时装载转向架的轨道；所述的轮挡垫块3为空心的、断面呈“工”字形的结构，通过螺栓固定在回转平台a上的T形安装槽中，回转平台a上所设置的四个轮挡机构实现转向架的纵向定位。

参阅图7-8，所述的轮对夹紧机构总成c为四套，结构相同，其安装位置关于回转平台a的中心对称，并通过螺栓固定在回转平台a上表面设置的安装螺纹孔中，同时可调整轮对夹紧机构的固定位置以适应不同轮距的轮对。二者均由“L”形斜铁4、承载轨道条5及轮对夹紧支座6组成，所述的轮对夹紧支座6通过螺栓固定在回转平台a的T型槽中，承载轨道条5与轮对夹紧支座6通过螺栓连接，被测车辆停在承载轨道条5上后，将“L”形斜铁4的压入轮对7外侧面与轮对夹紧支座6之间，对轮对实现横向的定位夹紧，同时三者之间的摩擦力作用对轮对纵向及垂向产生一定的约束力。

参阅图9，所述的过渡轨道总成d主要由过渡轨道8及轨道压块9组成，所述的过渡轨道8为标准型钢轨，通过数块轨道压块9固定安装在回转平台a上，为被试车辆顺利引导至试验台提供了条件，且过渡轨道8的两端的轨道上面与轮对夹紧机构总成c中的承载轨道条5的上平面共面安装，实现平稳的将转向架推至试验台；所述的轨道压块9通过T型螺栓固定安装在回转平台a的T型槽中，压紧过渡轨道8。

参阅图10-15，所述的中心轴及横向定位总成D主要由中心轴e及定位装置f组成，所述的中心轴e通过其一端的小轴及螺栓实现与回转平台a的固连，即成为一体；所述的中心轴及横向定位总成D的另一端经由定位方墩11通过T型螺栓固定在基础平台III上，提供回转平台a的垂向支撑力。

所述的中心轴e为阶梯状结构，其一端轴较细，作为与回转平台a安装时的定位轴，并通过螺栓将靠近细轴端的法兰盘与回转平台a固定连接；另一端较粗的轴端为试验台的回转轴，并与定位装置f中的滑块14共轴线安装，提供试验台作回转运动时的转动中心。

所述的定位装置f主要由横向约束装置10及定位方墩11组成。

所述的横向约束装置10主要由横向定位挡板12、滑块止挡13及滑块14组成，所述的横向定位挡板12为两套，结构相同，与定位方墩11进行螺栓连接，提供滑块14的横向约束；所述的滑块止挡13通过螺栓固定在横向定位挡板12的两端，滑块14配合安装在两套横向定位挡板12组成的通道中，该结构在横向是固定约束的，纵向方向自由度放开，防止因电液伺服系统的控制失调导致试验台的两纵向作动器向同一方向推拉将回转轴剪断；所述的滑块14为长方体结构，中间开有通孔，为回转平台a提供横向的约束力及回转运动的转动中心。

参阅图16，为本发明所述的轨道车辆转向架回转特性测试系统的工作原理示意图。首先建立试验台的坐标系，以列车的行驶运动方向为X轴，横向运动方向为Y轴，铅直方向为Z轴。图16中，试验平台的四个垂向作动器提供车辆上车时的垂向的支撑力；两个纵向作动器交错运动，相位差为180°，并对作动器采用位移控制，实现试验平台的回转运动，可以模拟不同的回转速度，实现空气弹簧失气、正常气压及过充状态下的回转试验。试验可在整车落成状态下完成转向架回转特性的测定，而且可实现转向架落成、模拟车重状态下的回转特性测量。

在试验前，对本发明所述的轨道车辆转向架回转特性测试系统本身的回转特性进行标定，以确定试验平台本身的回转特性与回转角的关系，即得到试验平台的回转特性曲线；测试过程中，通过数据采集系统连续的记录两个纵向作动器在回转运动时作动器反馈的作用力及位移数值的大小，然后进行数据处理得到车辆及试验平台总体的回转特性曲线，与试验台的标定曲线做差便得到被试车辆或转向架的回转特性曲线，同时也可以确定出转向架回转阻力系数的大小，进而对车辆进行评估。

Claims

1.一种轨道车辆转向架回转特性测试系统，其特征在于：主要由试验平台、纵向作动器、垂向作动器、中心轴及横向定位总成组成，其特征在于，所述的试验平台为长方体结构，在纵向与两纵向作动器连接，依靠两纵向作动器的交错伸缩进行回转运动；四个垂向作动器支撑试验平台，其上端固定连接在试验平台的下平面上，下部固定在试验平台的基础上，四个垂向作动器提供试验平台的垂向支撑及在回转运动过程中提供试验平台运动的补偿；中心轴及横向定位总成固定在基础平台上，上部通过定位轴与试验平台连接，实现试验平台的横向定位。

2.根据权利要求1所述的轨道车辆转向架回转特性测试系统，其特征在于：所述的试验平台主要由回转平台、轮对止挡总成、轮对夹紧机构总成及过渡轨道总成组成，所述的回转平台为长方体结构、焊接件，上表面加工有数个T型安装槽，为轮对止挡总成、轮对夹紧机构总成及过渡轨道总成提供安装平台，同时T型槽的开设适应了不同轴距、轨距的车辆的检测，且回转平台为整个试验台的承载机构，是车辆回转试验完成的重要组成；其下端面开有一中心孔及8个圆周排列的螺纹孔，用于与中心轴及横向定位总成中心轴的安装；

所述的轮对止挡总成为四套，结构相同，且其安装位置关于回转平台的中心对称，并通过T形螺栓固定在回转平台上的T形安装槽中，试验时实现轮对的止挡作用，二者均由轮挡、轮轨及轮挡垫块组成，所述的轮挡的下端支座固定在轮挡垫块上，上端挡块的圆角部分顶在轮对的踏面上，提供轮对纵向的止推力；所述的轮轨固定在轮挡垫块表面的凹槽中，以提供试验时装载转向架的轨道；所述的轮挡垫块为空心的、断面呈“工”字形的结构，固定在回转平台上的T形安装槽中，回转平台上所设置的四个轮挡机构实现转向架的纵向定位；

所述的轮对夹紧机构总成为四套，结构相同，其安装位置关于回转平台的中心对称，并固定在回转平台上表面设置的安装螺纹孔中，同时可调整轮对夹紧机构的固定位置以适应不同轮距的轮对，二者均由“L”形斜铁、承载轨道条及轮对夹紧支座组成，所述的轮对夹紧支座固定在回转平台的T型槽中，承载轨道条与轮对夹紧支座通过螺栓连接，被测车辆停在承载轨道条上后，将“L”形斜铁压入轮对外侧面与轮对夹紧支座之间，对轮对实现横向的定位夹紧，同时三者之间的摩擦力作用对轮对纵向及垂向产生一定的约束力；

3.根据权利要求1所述的轨道车辆转向架回转特性测试系统，其特征在于：所述的纵向作动器、垂向作动器为该试验台的电液伺服系统，所述的两个纵向作动器，每个作动器的下球铰点通过紧固螺栓固定在试验平台基础上，上球铰点通过螺栓与回转平台纵向端面连接，两纵向作动器为回转特性试验平台提供了纵向的支撑，同时两个纵向作动器交错伸缩运动实现了试验平台绕回转中心的回转运动，其回转角为±8°；四个垂向作动器将试验平台撑起，其上端球铰固定连接在试验平台的下平面上，下部球铰固定在试验平台的基础上，四个垂向作动器提供试验平台的垂向支撑及在回转运动过程中提供试验平台运动的补偿。

4.根据权利要求1所述的轨道车辆转向架回转特性测试系统，其特征在于：所述的中心轴及横向定位总成主要由中心轴及定位装置组成，所述的中心轴通过其一端的小轴及螺栓实现与回转平台的固连，即成为一体；所述的中心轴及横向定位总成的另一端经由定位方墩通过T型螺栓固定在基础平台上，提供回转平台的垂向支撑力。

5.根据权利要求4所述的轨道车辆转向架回转特性测试系统，其特征在于：所述的中心轴为阶梯状结构，其一端轴为细轴，作为与回转平台安装时的定位轴，并通过螺栓将靠近细轴端的法兰盘与回转平台固定连接；另一端粗轴的轴端为试验平台的回转轴，并与定位装置中的滑块共轴线安装，提供试验平台作回转运动时的转动中心。

6.所述的定位装置主要由横向约束装置及定位方墩组成，所述的横向约束装置主要由横向定位挡板、滑块止挡及滑块组成，所述的横向定位挡板为两套，结构相同，与定位方墩进行螺栓连接，提供滑块的横向约束；所述的滑块止挡固定在横向定位挡板的两端，滑块配合安装在两套横向定位挡板组成的通道中，该结构在横向是固定约束的，纵向方向自由度放开，防止因电液伺服系统的控制失调导致试验平台的两纵向作动器向同一方向推拉将回转轴剪断；所述的滑块为长方体结构，中间开有通孔，为回转平台提供横向的约束力及回转运动的转动中心。