CN103630358B - 高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台 - Google Patents

高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台,解决现有技术将传动系放到静态环境中对减速器或者是驱动电机进行分别研究的问题,该可靠性试验台包括振动轴总成三自由度振动台及牵引电机总成三自由度振动台,振动轴总成三自由度振动台与牵引电机总成三自由度振动台背靠背并列安装在基础上,牵引电机总成三自由度振动台包括2号三自由度振动模拟试验装置、牵引电机及固定卡具装配体和传动系齿轮箱固定支架装配体,2号三自由度振动模拟试验装置包括2号振动T型横梁、2号横向作动器、3号垂向作动器、4号垂向作动器,牵引电机及固定卡具装配体和传动系齿轮箱固定支架装配体均固定连接到2号振动T型横梁上表面。

Description

高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台
技术领域
[0001] 本发明涉及一种轨道车辆传动系总成参数检测试验平台,更具体地说,本发明涉及一种高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台。
背景技术
[0002] 目前,我国动车组技术发展迅速,在运行的动车组最高车速已经达到350km/h,研制中的动车组最高车速接近500km/h。随着列车行驶速度的提高和车辆轴重载荷的增加,车辆与轨道之间的振动加剧,车辆运行平稳性降低,列车的安全性和乘坐舒适性问题日益突出。
[0003] 根据对实际运行中列车故障的分析表明,高速列车的传动系是列车高速运行时的薄弱环节。传动系由于传递扭矩很大,齿轮转速过高以及承受车辆振动过大等因素,往往会发生牵引电机轴承断裂、齿轮箱内齿轮胶合、断裂以及联轴器破损等故障。如若这些故障在高速列车实际运行中发生,将会产生严重的交通事故,使我国人民生命财产遭受严重损失。所以建造一个高速动车组传动系可靠性试验台来检测高速动车组传动系可靠性对我国高速列车技术发展具有很好的推动作用,具有很高的社会效益和经济效益。
[0004]目前,国内外对包括轨道列车和汽车在内的车辆传动系可靠性检测技术的发展已经相当成熟。国内外学者和研究机构研究出了多种方法来检测传动系齿轮箱或者是牵引电机的疲劳可靠性,可是这些方法均是将传动系中齿轮箱或者是牵引电机分离开来进行分别研究。这样的研究方法有一定的作用,能对传动系某一部件的疲劳破坏原因分析的较为透彻。但是,列车在实际运行中传动系是作为一个整体受力的,其中传动系的各个部件在相互影响作用,这样就使得单一考虑一个部件进行可靠性试验的方法有很大的局限性,对传动系可靠性的评价也不够全面。同时,列车在轨道上运行时受到很大振动,随着车速的提高振动会更大,传动系受到循环应力作用发生疲劳破坏。如果将传动系放到静态环境中,即没有外部激励的条件下进行可靠性试验也是完全没有意义的。
[0005] 本发明是一个高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台,在模拟运行轨道振动的工况下,使被测传动系统正常输出扭矩,同时承受载荷,进而研究讨论高速轨道列车传动系统(包括牵引电机和减速器系统)的疲劳破坏问题,分别给出列车传动系统中牵引电机、联轴器和减速器的疲劳破坏情况,指出传动系统中的哪个部分是列车运行中的薄弱环节。从而优化列车的设计制造,保证列车高速运行的安全稳定性。总之,高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台的开发对轨道车辆传动系产品的研制生产、试验研究、理论研究以及质量控制和缩短产品开发周期等都有重大意义,具有广阔的经济效益和社会效益。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于提供一种高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台,克服了现有技术将传动系放到静态环境中对减速器或者是驱动电机进行分别研究的问题。
[0007] 为实现上述目的,本发明采用如下技术方案实现,结合附图:
[0008] 本发明提供的一种高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台,包括扭矩检测试验装置1、液压控制系统、振动轴总成三自由度振动台2及牵引电机总成三自由度振动台3,振动轴总成三自由度振动台2与牵引电机总成三自由度振动台3背靠背并列安装,且牵引电机总成三自由度振动台3位于振动轴总成三自由度振动台2前侧,扭矩检测试验装置1和振动轴总成三自由度振动台2通过十字轴式万向联轴器4相连接;
[0009] 所述振动轴总成三自由度振动台2包括1号三自由度振动模拟试验装置10和轴箱轴承试验用轴总成11,轴箱轴承试验用轴总成11安装在1号三自由度振动模拟试验装置10上表面;1号三自由度振动模拟试验装置10包括1号横向作动器12、1号垂向作动器13、2号垂向作动器14、1号纵向约束拉杆15、2号纵向约束拉杆16、3号纵向约束拉杆17和1号振动T型横梁18 ;结构相同的1号垂向作动器13和2号垂向作动器14的上端依次与1号振动T型横梁18底面的1号横梁左垂向作动器连接座24和1号横梁右垂向作动器连接座25固定连接,1号垂向作动器13和2号垂向作动器14的下端依次固定在地基上;1号纵向约束拉杆15的前端与1号振动T型横梁18上的1号横梁左上纵向拉杆座21固定连接,1号纵向约束拉杆15的后端固定在地基上,2号纵向约束拉杆16的前端与1号振动T型横梁18上的1号横梁右上纵向拉杆座23固定连接,2号纵向约束拉杆16的后端固定在地基上,3号纵向约束拉杆17的前端与1号振动T型横梁18上的1号横梁下端纵向拉杆座22固定连接,3号纵向约束拉杆17的后端固定在地基上;1号横向作动器12顶端与1号振动T型横梁18右端面上的1号横梁横向作动器座26固定连接,1号横向作动器12底端固定在地基上;
[0010] 所述牵引电机总成三自由度振动台3包括2号三自由度振动模拟试验装置20、牵引电机及固定卡具装配体50和传动系齿轮箱固定支架装配体51,牵引电机及固定卡具装配体50和传动系齿轮箱固定支架装配体51均安装在2号三自由度振动模拟试验装置20上表面,牵引电机及固定卡具装配体50和传动系齿轮箱固定支架装配体51螺纹联接;2号三自由度振动模拟试验装置20包括2号振动T型横梁52、2号横向作动器53、3号垂向作动器54、4号垂向作动器55、4号纵向约束拉杆56、5号纵向约束拉杆57和6号纵向约束拉杆58 ;结构相同的3号垂向作动器54和4号垂向作动器55的上端依次与2号振动T型横梁52底面上的2号横梁左向作动器连接座63和2号横梁右垂向作动器连接座62固定连接,3号垂向作动器54和4号垂向作动器55的下端依次固定在地基上;4号纵向约束拉杆56的后端与2号振动T型横梁52上的2号横梁左上纵向拉杆座61固定连接,4号纵向约束拉杆56的前端固定在地基上,5号纵向约束拉杆57的后端与2号振动T型横梁52上的2号横梁右上纵向拉杆座59固定连接,5号纵向约束拉杆57的前端固定在地基上,6号纵向约束拉杆58的后端与2号振动T型横梁52上的2号横梁下端纵向拉杆座60固定连接,6号纵向约束拉杆58的前端固定在地基上;2号横向作动器53顶端与2号振动T型横梁52右端面上的2号横梁横向作动器座64固定连接,2号横向作动器53底端固定在地基上;所述牵引电机及固定卡具装配体50和所述传动系齿轮箱固定支架装配体51均固定连接到2号三自由度振动模拟试验装置20中的2号振动T型横梁52上表面。
[0011 ] 作为本发明所提供的一种高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台的改进技术方案,所述1号三自由度振动模拟试验装置10的1号振动T型横梁18为一箱体类结构件,1号振动T型横梁18的俯视和主视都呈T字形,1号振动T型横梁18的后表面设置有1号横梁左上纵向拉杆座21、1号横梁下端纵向拉杆座22与1号横梁右上纵向拉杆座23,1号振动T型横梁18左上端与右上端的底面上设置有1号横梁左垂向作动器连接座24与1号横梁右垂向作动器连接座25,1号横梁左垂向作动器连接座24与1号横梁右垂向作动器连接座25依次和1号横梁左上纵向拉杆座21与1号横梁右上纵向拉杆座23的位置相连接且互成直角,1号振动T型横梁18的右端面设置有1号横梁横向作动器座26,1号横梁横向作动器座26的位置和1号横梁右上纵向拉杆座23的位置相连接且互成直角,1号振动T型横梁18的上工作面上设置有多条相互平行的T型槽。
[0012] 作为本发明所提供的一种高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台的改进技术方案,所述2号三自由度振动模拟试验装置20的2号振动T型横梁52的为一箱体类结构件,2号振动T型横梁52的俯视和主视都呈T字形,2号振动T型横梁52的前表面设置有2号横梁右上纵向拉杆座59、2号横梁下端纵向拉杆座60与2号横梁左上纵向拉杆座61,2号振动T型横梁52右上端与左上端的底面上设置有2号横梁右垂向作动器连接座62与2号横梁左向作动器连接座63,2号横梁右垂向作动器连接座62与2号横梁左向作动器连接座63依次和2号横梁右上纵向拉杆座59与2号横梁左上纵向拉杆座61的位置相连接且互成直角,2号振动T型横梁52的右端面设置有2号横梁横向作动器座64,2号横梁横向作动器座64的位置和2号横梁右上纵向拉杆座59的位置相连接且互成直角,2号振动T型横梁52的上工作面上设置有多条相互平行的T型槽。
[0013] 作为本发明所提供的一种高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台的改进技术方案,所述2号三自由度振动模拟试验装置20的牵引电机及固定卡具装配体50包括牵引电机固定卡具66,牵引电机固定卡具66包括牵引电机固定挂座67和牵引电机联接吊耳板68,牵引电机固定挂座67和牵引电机联接吊耳板68螺纹连接,所述高速动车组牵引电机65通过螺钉固定连接到牵引电机联接吊耳板68上,牵引电机固定挂座67固定连接到所述2号振动T型横梁52上表面;
[0014] 牵引电机固定挂座67由一个矩形底板、一个支撑板和多个加强筋板构成,支撑板垂直地固定在矩形底板上,在支撑板的前表面和矩形底板的上表面之间焊接固定多个加强筋板,支撑板的后表面设置有多条垂直的T型槽;牵引电机联接吊耳板68由牵引电机联接吊耳板垂向支撑板69和焊接在竖直表面上的多个异型支撑座组成,牵引电机联接吊耳板垂向支撑板69通过T型螺栓固定连接到牵引电机固定挂座67后表面的T型槽内。
[0015] 作为本发明所提供的一种高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台的改进技术方案,所述牵引电机联接吊耳板垂向支撑板69的竖直表面设有两排立板,第一排有四个结构相同的、下表面为斜面的立板,由左到右分别为1号牵引电机联接吊耳板立板70、2号牵引电机联接吊耳板立板71、3号牵引电机联接吊耳板立板72和4号牵引电机联接吊耳板立板73 ;1号牵引电机联接吊耳板立板70的上表面焊接有1号牵引电机联接支撑座74,2号牵引电机联接吊耳板立板71与3号牵引电机联接吊耳板立板72的上表面焊接有2号牵引电机联接支撑座75,2号牵引电机联接支撑座75横跨2号牵引电机联接吊耳板立板71与3号牵引电机联接吊耳板立板72的上表面,4号牵引电机联接吊耳板立板73的上表面焊接有3号牵引电机联接支撑座76 ;牵引电机联接吊耳板垂向支撑板69的竖直表面焊接的第二排立板由左到右分别为结构相同的4号牵引电机联接支撑座77和5号牵引电机联接支撑座78,4号牵引电机联接支撑座77位于1号牵引电机联接吊耳板立板70和2号牵引电机联接吊耳板立板71之间,5号牵引电机联接支撑座78位于3号牵引电机联接吊耳板立板72和4号牵引电机联接吊耳板立板73之间;所述高速动车组牵引电机65中的1号上弹性支座79与1号牵引电机联接支撑座74和2号牵引电机联接支撑座75螺纹连接,高速动车组牵引电机65中的2号上弹性支座80与3号牵引电机联接支撑座76和2号牵引电机联接支撑座75螺纹连接,高速动车组牵引电机65中的下弹性支座81与4号牵引电机联接支撑座77和5号牵引电机联接支撑座78螺纹连接。
[0016] 作为本发明所提供的一种高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台的改进技术方案,所述牵引电机固定挂座67的矩形底板的三边均布置有供螺栓穿过的长圆形通孔,所述牵引电机联接吊耳板垂向支撑板69上沿四边均布有多个圆形通孔;所述1号牵引电机联接支撑座74的上表面有一条横向布置的贯通上表面的凹槽,凹槽内有一个螺纹孔,所述2号牵引电机联接支撑座75的上表面有一条横向布置的贯通上表面的凹槽,凹槽内有两个螺纹孔,分别对应2号牵引电机联接吊耳板立板71与3号牵引电机联接吊耳板立板72,所述3号牵引电机联接支撑座76的上表面有一条横向布置的贯通上表面的凹槽,凹槽内有一个螺纹孔,所述4号牵引电机联接支撑座77和5号牵引电机联接支撑座78结构相同,其后竖直表面有一条横向布置的贯通后竖直表面的凹槽,凹槽内有一个螺纹孔;所述高速动车组牵引电机65中的1号上弹性支座79上的两个垂向圆形通孔分别对应于牵引电机固定卡具66中的1号牵引电机联接支撑座74上表面凹槽内的螺纹孔和2号牵引电机联接支撑座75上表面凹槽内靠近左端的螺纹孔并通过螺钉固定连接,高速动车组牵引电机65中的2号上弹性支座80上的两个垂向圆形通孔分别对应于牵引电机固定卡具66中的3号牵引电机联接支撑座76上表面凹槽内的螺纹孔和2号牵引电机联接支撑座75上表面凹槽内靠近右端的螺纹孔并通过螺钉固定连接,高速动车组牵引电机65中的下弹性支座81中的两个水平圆形通孔分别对应于牵引电机固定卡具66中4号牵引电机联接支撑座77和5号牵引电机联接支撑座78前竖直表面凹槽内的螺纹孔并通过螺钉固定连接。
[0017] 作为本发明所提供的一种高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台的改进技术方案,所述2号三自由度振动模拟试验装置20的传动系齿轮箱固定支架装配体51包括齿轮箱支撑座82、1号齿轮箱支撑脚83、2号齿轮箱支撑脚84、3号齿轮箱支撑脚85和4号齿轮箱支撑脚86 ;齿轮箱支撑座82是由多块铁板焊接而成的L型的箱体类结构件,齿轮箱支撑座82包括支撑底座底板、支撑底座横边和支撑底座垂边,支撑底座垂边焊接到支撑底座底板上表面并且与支撑底座底板上表面垂直,支撑底座垂边的两侧分别加工有多条从上到下的相互平行的T型通槽;1号齿轮箱支撑脚83和2号齿轮箱支撑脚84通过T型螺栓固定连接到齿轮箱支撑座82垂向后表面的T型槽内,3号齿轮箱支撑脚85和4号齿轮箱支撑脚86通过T型螺栓固定连接到齿轮箱支撑座82垂向前表面的T型槽内,通过1号齿轮箱支撑脚83和2号齿轮箱支撑脚84或者3号齿轮箱支撑脚85和4号齿轮箱支撑脚86固定连接高速动车组齿轮箱27。
[0018] 作为本发明所提供的一种高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台的改进技术方案,所述支撑底座底板上靠近两边各设置有四个长圆通孔;1号齿轮箱支撑脚83、2号齿轮箱支撑脚84、3号齿轮箱支撑脚85和4号齿轮箱支撑脚86结构相同,均是由两块互相垂直的铁板和两铁板之间的加强筋构成的支撑件,其中垂向布置的铁板上分布有多个圆形通孔,水平布置的铁板上分布有长圆孔,垂向布置的铁板和水平布置的铁板之间焊接有加强筋;所述高速动车组齿轮箱27的齿轮箱上橡胶座87的上表面通过螺钉固定连接到1号齿轮箱支撑脚83的下表面,高速动车组齿轮箱27的齿轮箱下橡胶座88的下表面通过螺钉固定连接到2号齿轮箱支撑脚84的上表面。
[0019] 作为本发明所提供的一种高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台的改进技术方案,所述振动轴总成三自由度振动台2的轴箱轴承试验用轴总成11包括轴箱轴承试验用轴49、1号模拟车轮支撑轴承座28、2号模拟车轮支撑轴承座29、1号模拟车轮支撑轴承座左侧圆螺母及止动垫片30与2号模拟车轮支撑轴承座右侧圆螺母及止动垫片31 ;1号模拟车轮支撑轴承座28和2号模拟车轮支撑轴承座29螺纹连接到所述1号振动T型横梁18上表面;轴箱轴承试验用轴49是一根阶梯轴,其轴径由中间向两端依次减小,轴箱轴承试验用轴49包括1号模拟车轮支撑轴承座轴40、高速动车组齿轮箱轴41、2号模拟车轮支撑轴承座轴42,1号模拟车轮支撑轴承座28套装在1号模拟车轮支撑轴承座轴40上,1号模拟车轮支撑轴承座左侧圆螺母及止动垫片30套装在1号模拟车轮支撑轴承座28左侧的1号模拟车轮支撑轴承座轴40上且螺纹连接;2号模拟车轮支撑轴承座29套装在2号模拟车轮支撑轴承座轴42上,2号模拟车轮支撑轴承座右侧圆螺母及止动垫片31套装在2号模拟车轮支撑轴承座29右侧的2号模拟车轮支撑轴承座轴42上且螺纹连接;高速动车组齿轮箱27套装在轴箱轴承试验用轴49的高速动车组齿轮箱轴41上。
[0020] 作为本发明所提供的一种高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台的改进技术方案,所述液压控制系统包括上位机89、急停开关90、液压系统控制器91、1号横向作动器电磁阀92、1号垂向作动器电磁阀93、2号垂向作动器电磁阀94、2号横向作动器电磁阀95、3号垂向作动器电磁阀96、4号垂向作动器电磁阀97和液压栗站98 ;上位机89与液压系统控制器91以信号线相连接,液压系统控制器91通过六根信号线分别连接到1号横向作动器电磁阀92、1号垂向作动器电磁阀93、2号垂向作动器电磁阀94、2号横向作动器电磁阀95、3号垂向作动器电磁阀96、4号垂向作动器电磁阀97 ;液压栗站98的出油管分别连接到所述1号横向作动器12、1号垂向作动器13、2号垂向作动器14、2号横向作动器53、3号垂向作动器54和4号垂向作动器55的进油口,液压栗站98的回油管分别连接到所述1号横向作动器12、1号垂向作动器13、2号垂向作动器14、2号横向作动器53、3号垂向作动器54和4号垂向作动器55的出油口。
[0021] 与现有技术相比本发明的有益效果是:
[0022] 1.本发明所述的高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台可以实现高速动车组的完整传动系统的可靠性测试,与以往的对传动系牵引电机或齿轮箱单独进行可靠性分析相比,对完整传动系进行测试更加真实反映传动系疲劳破坏状况,能够简便直观的找出传动系在振动工况下的易损部件。
[0023] 2.本发明所述的高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台包括的两套三自由度振动模拟试验装置分别对高速动车组牵引电机和齿轮箱总成施加外部激励以模拟高速动车组在实际轨道运行中的振动情况,为高速动车组传动系可靠性检测提供了很好的测试基础,保证了测试的准确度和正确性。
[0024] 3.本发明所述的高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台可以实现很大范围车速的扭矩测量。测量车速在动态工况下为420Km/h,在静态工况下可达500Km/h。完全可以满足我国已在运行或正在开发的高速轨道车辆传动系疲劳可靠性的检测,具有很好的社会效益和经济效益。
[0025] 4.本发明所述的高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台结构设计合理,采用T型螺栓固定连接的方式将各零部件安装到试验平台上,若某一零部件发生故障,可以方便的检修或更换,大大提高了高速动车组传动系总成可靠性的试验效率。
[0026] 5.本发明所述的高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台安装有自我保护装置,当扭矩过大时,会自动切断连接,保护设备和工作人员。
附图说明
[0027]图1是本发明所述的高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台结构组成的等轴测投影图;
[0028]图2是本发明所述的高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台结构组成的主视图;
[0029]图3是本发明所述的高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台结构组成的右视图;
[0030]图4是本发明所述的高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台的振动轴总成三自由度振动台结构组成的等轴测投影图;
[0031]图5是本发明所述的高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台的1号振动T型横梁的主视图;
[0032]图6是本发明所述的高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台的轴箱轴承试验用轴总成结构组成的主视图;
[0033]图7是本发明所述的高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台的轴箱轴承试验用轴的等轴测投影图;
[0034]图8是本发明所述的高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台的1号模拟车轮支撑轴承座结构组成的等轴测投影图;
[0035]图9是本发明所述的高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台的1号模拟车轮支撑轴承座结构组成主视图上的剖视图;
[0036]图10是本发明所述的高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台的牵引电机总成三自由度振动台结构组成的等轴测投影图;
[0037]图11是本发明所述的高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台的2号三自由度振动模拟试验装置结构组成的等轴测投影图;
[0038]图12是本发明所述的高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台的2号振动T型横梁的主视图;
[0039]图13是本发明所述的高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台的牵引电机及固定卡具装配体结构组成的等轴测投影图;
[0040]图14是本发明所述的高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台的牵引电机固定卡具结构组成的等轴测投影图;
[0041]图15是本发明所述的高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台的牵引电机固定挂座的等轴测投影图;
[0042]图16是本发明所述的高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台的牵引电机联接吊耳板结构组成的等轴测投影图;
[0043]图17是本发明所述的高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台的高速动车组牵引电机结构组成的等轴测投影图;
[0044]图18是本发明所述的高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台的传动系齿轮箱固定支架装配体结构组成的等轴测投影图;
[0045]图19是本发明所述的高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台的1号齿轮箱支撑脚的等轴测投影图;
[0046]图20是本发明所述的高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台的高速动车组齿轮箱结构组成的等轴测投影图;
[0047]图21是本发明所述的高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台的齿轮箱上橡胶座的等轴测投影图;
[0048]图22是本发明所述的高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台的传动系齿轮箱固定支架装配体与高速动车组齿轮箱联接关系的等轴测投影图;
[0049]图23是本发明所述的高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台的液压控制系统的示意图。
[0050] 图中:1.扭矩检测试验装置,2.振动轴总成三自由度振动台,3.牵引电机总成三自由度振动台,4.十字轴式万向联轴器5.矩形承载平台,6.调频电机,7.过载保护机构总成,8.法兰式扭矩仪,9.联轴器与扭矩仪连接机构,10.1号三自由度振动模拟试验装置,11.轴箱轴承试验用轴总成,12.1号横向作动器,13.1号垂向作动器,14.2号垂向作动器,
15.1号纵向约束拉杆,16.2号纵向约束拉杆,17.3号纵向约束拉杆,18.1号振动T型横梁,19.电机齿轮箱联轴器,20.2号三自由度振动模拟试验装置,21.1号横梁左上纵向拉杆座,22.1号横梁下端纵向拉杆座,23.1号横梁右上纵向拉杆座,24.1号横梁左垂向作动器连接座,25.1号横梁右垂向作动器连接座,26.1号横梁横向作动器座,27.高速动车组齿轮箱,28.1号模拟车轮支撑轴承座,29.2号模拟车轮支撑轴承座,30.1号模拟车轮支撑轴承座左侧圆螺母及止动垫片,31.2号模拟车轮支撑轴承座右侧圆螺母及止动垫片,32.1号轴肩,33.2号轴肩,34.3号轴肩,35.4号轴肩,36.5号轴肩,37.6号轴肩,38.7号轴肩,39.8号轴肩,40.1号模拟车轮支撑轴承座轴,41.高速动车组齿轮箱轴,42.2号模拟车轮支撑轴承座轴,43.1号模拟车轮支撑轴承座壳体,44.1号模拟车轮支撑轴承座左端盖,45.1号模拟车轮支撑轴承座右端盖,46.1号模拟车轮支撑轴承座左侧迷宫油封,47.1号模拟车轮支撑轴承座右侧迷宫油封,48.1号支撑座轴承,49.轴箱轴承试验用轴,50.牵引电机及固定卡具装配体,51.传动系齿轮箱固定支架装配体,52.2号振动T型横梁,53.2号横向作动器,54.3号垂向作动器,55.4号垂向作动器,56.4号纵向约束拉杆,57.5号纵向约束拉杆,58.6号纵向约束拉杆,59.2号横梁右上纵向拉杆座,60.2号横梁下端纵向拉杆座,61.2号横梁左上纵向拉杆座,62.2号横梁右垂向作动器连接座,63.2号横梁左垂向作动器连接座,64.2号横梁横向作动器座,65.高速动车组牵引电机,66.牵引电机固定卡具,67.牵引电机固定挂座,68.牵引电机联接吊耳板,69.牵引电机联接吊耳板垂向支撑板,70.1号牵引电机联接吊耳板立板,71.2号牵引电机联接吊耳板立板,72.3号牵引电机联接吊耳板立板,73.4号牵引电机联接吊耳板立板,74.1号牵引电机联接支撑座,75.2号牵引电机联接支撑座,76.3号牵引电机联接支撑座,77.4号牵引电机联接支撑座,78.5号牵引电机联接支撑座,79.1号上弹性支座,80.2号上弹性支座,81.下弹性支座,82.齿轮箱支撑座,83.1号齿轮箱支撑脚,84.2号齿轮箱支撑脚,85.3号齿轮箱支撑脚,86.4号齿轮箱支撑脚,87.齿轮箱上橡胶座,88.齿轮箱下橡胶座,89.上位机,90.急停开关,91.液压系统控制器,92.1号横向作动器电磁阀,93.1号垂向作动器电磁阀,94.2号垂向作动器电磁阀,95.2号横向作动器电磁阀,96.3号垂向作动器电磁阀,97.4号垂向作动器电磁阀,98.液压栗站。
具体实施方式
[0051] 下面结合附图对本发明作详细的描述:
[0052] 本发明提供一种高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台,以满足轨道车辆传动系总成在多种运行工况下的可靠性参数检测的需要。该试验台采用了合理的载荷模拟系统的结构设计,避免了在实际运行的车辆上进行破坏性试验所带来的危险及损失,两套三自由度振动模拟试验装置分别对高速动车组牵引电机和齿轮箱总成施加外部激励以模拟高速动车组在实际轨道中的振动情况,为高速动车组传动系可靠性检测提供了很好的测试基础,保证了测试的准确度和正确性。所做试验均为破坏性试验,这样就能准确给出被测高速列车牵引电机轴承或者齿轮箱总成故障原因以及具体技术参数。研究高速动车组传动系总成可靠性具有很高的社会价值和广泛的社会意义,对提高动车组的安全运行、改善动车组的乘坐舒适性以及动车组技术的发展有很好的促进作用,同时还有很好的社会效益和经济效益。
[0053] 参阅图1至图3,本发明所述的高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台包括扭矩检测试验装置1、振动轴总成三自由度振动台2、牵引电机总成三自由度振动台3和液压控制系统。扭矩检测试验装置1、振动轴总成三自由度振动台2、牵引电机总成三自由度振动台3安装在试验台地基上,扭矩检测试验装置1和振动轴总成三自由度振动台2并列安装在试验台地基上,并通过十字轴式万向联轴器4相连接,振动轴总成三自由度振动台2与牵引电机总成三自由度振动台3背靠背并列安装,且牵引电机总成三自由度振动台3位于振动轴总成三自由度振动台2前侧。
[0054] 扭矩检测试验装置1包括有矩形承载平台5、调频电机6、过载保护机构总成7、法兰式扭矩仪8和联轴器与扭矩仪连接机构9,调频电机6、法兰式扭矩仪8和联轴器与扭矩仪连接机构9均通过T型螺栓固定在矩形承载平台5上表面的T型槽内,并且可以根据试验的需要在矩形承载平台5上表面调整位置,调频电机6的动力输出轴与过载保护机构总成7的左端面为键连接,当系统过载时,过载保护机构总成7中的连接键会断裂,切断动力输出,保护试验台部件以及被试验件,过载保护机构总成7的右端面与法兰式扭矩仪8中的转轴的左端为螺栓连接,法兰式扭矩仪8能够精确检测调频电机6对被试验件施加的扭矩大小,保证实验过程的可控性,法兰式扭矩仪8中的转子的右端和联轴器与扭矩仪连接机构9中的转动轴的左端为螺栓连接,联轴器与扭矩仪连接机构9中的转动轴的右端与十字轴式万向联轴器4的左端通过螺栓连接,调频电机6的动力输出轴、过载保护机构总成7和法兰式扭矩仪8的转轴要时刻保持同轴心的状态,扭矩检测试验装置1中的调频电机6为振动轴总成三自由度振动台2中的轴箱轴承试验用轴49提供驱动力矩,驱动轴箱轴承试验用轴49以不同的转速转动,在试验过程中,扭矩检测试验装置1和振动轴总成三自由度振动台2会产生相对位移,十字轴式万向联轴器4的使用实现了动力的柔性传动。扭矩检测试验装置1中的矩形承载平台5为铸铁结构件,通过地脚螺栓固定连接在试验台地基上,其上表面均匀地设置有若干条相互平行的T型槽,可以在进行相关试验时方便地对试验设备进行安装定位并根据试验需要调整试验设备的位置。
[0055] 参阅图3至图5,本发明所述的振动轴总成三自由度振动台2包括1号三自由度振动模拟试验装置10和轴箱轴承试验用轴总成11,轴箱轴承试验用轴总成11安装在1号三自由度振动模拟试验装置10上表面。1号三自由度振动模拟试验装置10包括1号横向作动器12、1号垂向作动器13、2号垂向作动器14、1号纵向约束拉杆15、2号纵向约束拉杆16、3号纵向约束拉杆17和1号振动T型横梁18。1号振动T型横梁18为一箱体类结构件,1号振动T型横梁18的俯视图和主视图都呈T字形。1号振动T型横梁18的后表面(的左上端、下端、右上端)分别设置有1号横梁左上纵向拉杆座21、1号横梁下端纵向拉杆座22与1号横梁右上纵向拉杆座23,1号振动T型横梁18左上端与右上端的下表面(底面)上分别设置有1号横梁左垂向作动器连接座24与1号横梁右垂向作动器连接座25,1号横梁左垂向作动器连接座24与1号横梁右垂向作动器连接座25依次和1号横梁左上纵向拉杆座21与1号横梁右上纵向拉杆座23的位置相连接且互成直角。1号振动T型横梁18的右端面设置有1号横梁横向作动器座26,1号横梁横向作动器座26的位置和1号横梁右上纵向拉杆座23的位置相连接且互成直角。1号振动T型横梁18既可以采用铸造的方法制成,也可采用钢板焊接的方式制成。1号振动T型横梁18的上工作面上设置有多条相互平行的沿长边方向分布的T型槽。
[0056] 两台结构相同的1号垂向作动器13和2号垂向作动器14的上端通过螺栓依次与1号振动T型横梁18下表面(底面)上的1号横梁左垂向作动器连接座24和1号横梁右垂向作动器连接座25固定连接,两台结构相同的1号垂向作动器13和2号垂向作动器14的下端依次和地基焊接或螺栓固定连接。1号纵向约束拉杆15的前端通过螺栓与1号振动T型横梁18上的1号横梁左上纵向拉杆座21固定连接,1号纵向约束拉杆15的后端固定在地基上,2号纵向约束拉杆16的前端通过螺栓与1号振动T型横梁18上的1号横梁右上纵向拉杆座23固定连接,2号纵向约束拉杆16的后端固定在地基上,3号纵向约束拉杆17的前端通过螺栓与1号振动T型横梁18上的1号横梁下端纵向拉杆座22固定连接,3号纵向约束拉杆17的后端固定在地基上。三台结构相同的1号纵向约束拉杆15、2号纵向约束拉杆16与3号纵向约束拉杆17呈等腰三角形方式布置,1号纵向约束拉杆15、2号纵向约束拉杆16与3号纵向约束拉杆17呈水平设置。1号横向作动器12顶端通过螺栓与1号振动T型横梁18右端面上的1号横梁横向作动器座26固定连接,1号横向作动器12底端固定在地基上。
[0057] 参阅图6至图9,所述的轴箱轴承试验用轴总成11包括有轴箱轴承试验用轴49、1号模拟车轮支撑轴承座28、2号模拟车轮支撑轴承座29、1号模拟车轮支撑轴承座左侧圆螺母及止动垫片30与2号模拟车轮支撑轴承座右侧圆螺母及止动垫片31。轴箱轴承试验用轴49是一根从左端面到右端面有1号轴肩32、2号轴肩33、3号轴肩34、4号轴肩35、5号轴肩36、6号轴肩37、7号轴肩38、8号轴肩39共8个轴肩的阶梯轴,其轴径由中间向两端依次减小,1号轴肩32与2号轴肩33之间为安装1号模拟车轮支撑轴承座28的1号模拟车轮支撑轴承座轴40,1号模拟车轮支撑轴承座轴40的左端设置有外螺纹及一个轴向的键槽,7号轴肩38与8号轴肩39之间为安装2号模拟车轮支撑轴承座29的2号模拟车轮支撑轴承座轴42,2号模拟车轮支撑轴承座轴42的右端设置有外螺纹及一个轴向的键槽,4号轴肩35与5号轴肩36之间为安装高速动车组齿轮箱27的高速动车组齿轮箱轴41,高速动车组齿轮箱轴41的轴径尺寸最大并且位于轴箱轴承试验用轴49中心横截面靠右的位置。
[0058] 1号模拟车轮支撑轴承座28套装在轴箱轴承试验用轴49的1号模拟车轮支撑轴承座轴40上,1号模拟车轮支撑轴承座28的右端面与轴箱轴承试验用轴49的2号轴肩33左侧的圆环面接触连接,1号模拟车轮支撑轴承座左侧圆螺母及止动垫片30套装在1号模拟车轮支撑轴承座28左侧的1号模拟车轮支撑轴承座轴40上螺纹连接,即采用2号轴肩33与1号模拟车轮支撑轴承座左侧圆螺母及止动垫片30进行1号模拟车轮支撑轴承座28的轴向锁紧定位;2号模拟车轮支撑轴承座29套装在轴箱轴承试验用轴49的2号模拟车轮支撑轴承座轴42上,2号模拟车轮支撑轴承座29的左端面与轴箱轴承试验用轴49的7号轴肩38右侧的圆环面接触连接,2号模拟车轮支撑轴承座右侧圆螺母及止动垫片31套装在2号模拟车轮支撑轴承座29右侧的2号模拟车轮支撑轴承座轴42上螺纹连接,即采用7号轴肩38与2号模拟车轮支撑轴承座右侧圆螺母及止动垫片31进行2号模拟车轮支撑轴承座29的轴向锁紧定位;高速动车组齿轮箱27是高速动车组上实际在用的传动部件,套装在轴箱轴承试验用轴49的高速动车组齿轮箱轴41上。
[0059] 1号模拟车轮支撑轴承座28与2号模拟车轮支撑轴承座29结构相同。1号模拟车轮支撑轴承座28包括1号模拟车轮支撑轴承座壳体43、1号模拟车轮支撑轴承座左端盖44、1号模拟车轮支撑轴承座右端盖45、1号模拟车轮支撑轴承座左侧迷宫油封46、1号模拟车轮支撑轴承座右侧迷宫油封47和1号支撑座轴承48。1号模拟车轮支撑轴承座壳体43是一个起支撑作用的由一个底板、一个支撑圆筒、主支撑板、前支撑板、后支撑板和多个加强筋板焊接而成的结构件,主支撑板垂直地固定在底板上,支撑圆筒的轴线与底板下表面短边平行,在底板和主支撑板左右两侧面之间对称地焊接固定多个加强筋板,底板上位于加强筋板之间均布有供螺栓穿过的圆形通孔,前支撑板、后支撑板安装在主支撑板的两端为固定(焊或铸)连接;1号支撑座轴承48安装在1号模拟车轮支撑轴承座壳体43上端的支撑圆筒的圆孔内,1号支撑座轴承48是双列圆锥滚子轴承,能够承受较重的复合(径向与轴向)载荷,刚性强,在两个方向都能轴向固定,且带有一定的轴向游隙或一定的预负荷。1号支撑座轴承48的左右两侧依次安装有结构相同的1号模拟车轮支撑轴承座左端盖44与1号模拟车轮支撑轴承座右端盖45,1号模拟车轮支撑轴承座左端盖44的右端面与1号支撑座轴承48的外轴承环的左端面接触连接,1号模拟车轮支撑轴承座右端盖45的左端面与1号支撑座轴承48的外轴承环的右端面接触连接,1号模拟车轮支撑轴承座左端盖44和1号模拟车轮支撑轴承座右端盖45通过螺栓连接到模拟车轮支撑轴承座壳体43上端的支撑圆筒的左右两端面上,1号模拟车轮支撑轴承座左迷宫油封46安装在1号模拟车轮支撑轴承座左端盖44的中心孔内,1号模拟车轮支撑轴承座左迷宫油封46的右端面与1号支撑座轴承48的内轴承环的左端面接触连接,1号模拟车轮支撑轴承座右迷宫油封47安装在1号模拟车轮支撑轴承座右端盖45的中心孔内,1号模拟车轮支撑轴承座右迷宫油封47的左端面与1号支撑座轴承48的内轴承环的右端面接触连接。
[0060] 轴箱轴承试验用轴总成11中的1号模拟车轮支撑轴承座28和2号模拟车轮支撑轴承座29通过T型螺栓固定连接到1号三自由度振动模拟试验装置10中的1号振动T型横梁18上表面的T型槽内并可以根据试验需要调整位置,1号模拟车轮支撑轴承座28和2号模拟车轮支撑轴承座29的下表面短边与1号振动T型横梁18上表面的T型槽平行,轴箱轴承试验用轴总成11中的轴箱轴承试验用轴49的轴向与1号振动T型横梁18上表面的T型槽平行。
[0061] 参阅图10至图12,本发明所述的牵引电机总成三自由度振动台3包括2号三自由度振动模拟试验装置20、牵引电机及固定卡具装配体50和传动系齿轮箱固定支架装配体51,牵引电机及固定卡具装配体50和传动系齿轮箱固定支架装配体51均安装在2号三自由度振动模拟试验装置20的上表面并采用T型螺栓连接。2号三自由度振动模拟试验装置20与1号三自由度振动模拟试验装置10结构类似,包括2号振动T型横梁52、2号横向作动器53、3号垂向作动器54、4号垂向作动器55、4号纵向约束拉杆56、5号纵向约束拉杆57和6号纵向约束拉杆58。2号振动T型横梁52为一箱体类结构件,2号振动T型横梁52的俯视图和主视图都呈T字形。
[0062] 2号振动T型横梁52的前表面(的右上端、下端、左上端)设置有2号横梁右上纵向拉杆座59、2号横梁下端纵向拉杆座60与2号横梁左上纵向拉杆座61,2号振动T型横梁52左上端与右上端的下表面(底面)上设置有2号横梁右垂向作动器连接座62与2号横梁左垂向作动器连接座63,2号横梁右垂向作动器连接座62与2号横梁左垂向作动器连接座63依次和2号横梁右上纵向拉杆座59与2号横梁左上纵向拉杆座61的位置相连接且互成直角。2号振动T型横梁52的右端面设置有2号横梁横向作动器座64,2号横梁横向作动器座64的位置和2号横梁右上纵向拉杆座59的位置相连接且互成直角。2号振动T型横梁52既可以采用铸造的方法制成,也可采用钢板焊接的方式制成。2号振动T型横梁52的上工作面上设置有多条相互平行的沿长边方向分布的T型槽。
[0063] 两台结构相同的3号垂向作动器54和4号垂向作动器55的上端通过螺栓依次与2号振动T型横梁52下表面(底面)上的2号横梁左垂向作动器连接座63和2号横梁右垂向作动器连接座62固定连接,3号垂向作动器54和4号垂向作动器55的下端依次和地基焊接或螺栓固定连接。4号纵向约束拉杆56的后端通过螺栓与2号振动T型横梁52上的2号横梁左上纵向拉杆座61固定连接,4号纵向约束拉杆56的前端固定在地基上,5号纵向约束拉杆57的后端通过螺栓与2号振动T型横梁52上的2号横梁右上纵向拉杆座59固定连接,5号纵向约束拉杆57的前端固定在地基上,6号纵向约束拉杆58的后端通过螺栓与2号振动T型横梁52上的2号横梁下端纵向拉杆座60固定连接,6号纵向约束拉杆58的前端固定在地基上。三台结构相同的4号纵向约束拉杆56、5号纵向约束拉杆57与6号纵向约束拉杆58呈等腰三角形方式布置,4号纵向约束拉杆56、5号纵向约束拉杆57与6号纵向约束拉杆58呈水平设置。2号横向作动器53左端通过螺栓与2号振动T型横梁52右端面上的2号横梁横向作动器座64固定连接,2号横向作动器53右端固定在地基上。
[0064] 参阅图13至图17,所述的牵引电机及固定卡具装配体50包括牵引电机固定卡具66。牵引电机固定卡具66包括有牵引电机固定挂座67和牵引电机联接吊耳板68。牵引电机固定卡具66能完全固定高速动车组牵引电机65并且承担高速动车组牵引电机65所受的各向力。牵引电机固定挂座67是一个左右对称的起支撑作用的结构件,由一个矩形底板、一个支撑板和多个加强筋板构成,支撑板垂直地焊接固定在矩形底板上,在支撑板的前表面和矩形底板的上表面之间焊接固定多个加强筋板。矩形底板的三边均布置有供螺栓穿过的长圆形通孔。支撑板的后表面设置有多条垂直的用于安装牵引电机联接吊耳板68的T型槽。牵引电机联接吊耳板68是由牵引电机联接吊耳板垂向支撑板69和多个异型支撑座焊接而成的结构件,牵引电机联接吊耳板垂向支撑板69上沿四边均布有多个圆形通孔,通过T型螺栓固定连接到牵引电机固定挂座67后表面的垂向T型槽内。牵引电机联接吊耳板垂向支撑板69的竖直表面焊接有两排竖直布置的与竖直表面成垂直关系的立板,第一排有四个结构相同的、下表面为斜面的立板,由左到右分别为1号牵引电机联接吊耳板立板70、2号牵引电机联接吊耳板立板71、3号牵引电机联接吊耳板立板72和4号牵引电机联接吊耳板立板73。1号牵引电机联接吊耳板立板70的上表面焊接有1号牵引电机联接支撑座74,1号牵引电机联接支撑座74的上表面有一条横向布置的贯通上表面的凹槽,凹槽内有一个螺纹孔。2号牵引电机联接吊耳板立板71与3号牵引电机联接吊耳板立板72的上表面焊接有2号牵引电机联接支撑座75,2号牵引电机联接支撑座75横跨2号牵引电机联接吊耳板立板71与3号牵引电机联接吊耳板立板72的上表面,2号牵引电机联接支撑座75的上表面有一条横向布置的贯通上表面的凹槽,凹槽内有两个螺纹孔,分别对应2号牵引电机联接吊耳板立板71与3号牵引电机联接吊耳板立板72。4号牵引电机联接吊耳板立板73的上表面焊接有3号牵引电机联接支撑座76,3号牵引电机联接支撑座76的上表面有一条横向布置的贯通上表面的凹槽,凹槽内有一个螺纹孔。牵引电机联接吊耳板垂向支撑板69的竖直表面焊接的第二排立板由左到右分别为4号牵引电机联接支撑座77和5号牵引电机联接支撑座78。4号牵引电机联接支撑座77和5号牵引电机联接支撑座78结构相同,其后竖直表面有一条横向布置的贯通后竖直表面的凹槽,凹槽内有一个螺纹孔。4号牵引电机联接支撑座77位于1号牵引电机联接吊耳板立板70和2号牵引电机联接吊耳板立板71之间,5号牵引电机联接支撑座78位于3号牵引电机联接吊耳板立板72和4号牵引电机联接吊耳板立板73之间。
[0065] 高速动车组牵引电机65是高速动车组实际在用的驱动部件,其背面呈倒立三角形式分布有1号上弹性支座79、2号上弹性支座80和下弹性支座81,1号上弹性支座79与2号上弹性支座80处于同一水平面内,下弹性支座81比1号上弹性支座79与2号上弹性支座80位置低并且位于1号上弹性支座79与2号上弹性支座80之间。高速动车组牵引电机65输出轴通过电机齿轮箱联轴器19与高速动车组齿轮箱27小齿轮端的输入轴连接。
[0066] 高速动车组牵引电机65通过螺钉固定连接到牵引电机固定卡具66中的牵引电机联接吊耳板68上。高速动车组牵引电机65中的1号上弹性支座79上的两个垂向圆形通孔分别对应于牵引电机固定卡具66中的1号牵引电机联接支撑座74上表面凹槽内的螺纹孔和2号牵引电机联接支撑座75上表面凹槽内左端的螺纹孔并通过螺钉固定连接。高速动车组牵引电机65中的2号上弹性支座80上的两个垂向圆形通孔分别对应于牵引电机固定卡具66中的3号牵引电机联接支撑座76上表面凹槽内的螺纹孔和2号牵引电机联接支撑座75上表面凹槽内右端的螺纹孔并通过螺钉固定连接。高速动车组牵引电机65中的下弹性支座81中的两个水平圆形通孔分别对应于牵引电机固定卡具66中4号牵引电机联接支撑座77和5号牵引电机联接支撑座78后竖直表面凹槽内的螺纹孔并通过螺钉固定连接。
[0067] 参阅图18至图21,本发明所述的传动系齿轮箱固定支架装配体51包括有齿轮箱支撑座82、1号齿轮箱支撑脚83、2号齿轮箱支撑脚84、3号齿轮箱支撑脚85和4号齿轮箱支撑脚86。齿轮箱支撑座82是由多块铁板焊接而成的L型的箱体类结构件,齿轮箱支撑座82包括支撑底座底板、支撑底座横边和支撑底座垂边,支撑底座底板上靠近两边各设置有四个分布在同一条直线上的四个长圆通孔,四个长圆通孔的长边在同一条直线上并且与支撑底座底板的长边平行,支撑底座垂边焊接到支撑底座底板上表面并且与支撑底座底板上表面垂直,支撑底座垂边的两侧分别加工有多条从上到下的相互平行的T型通槽,T型通槽与支撑底座底板垂直。1号齿轮箱支撑脚83、2号齿轮箱支撑脚84、3号齿轮箱支撑脚85和4号齿轮箱支撑脚86结构相同,是由两块互相垂直布置的铁板和两铁板之间的加强筋构成的支撑件,其中垂向布置的铁板上分布有四到六个圆形通孔,供T型螺栓穿过固定在齿轮箱支撑座82垂向表面的T型槽内,水平布置的铁板上分布有四个长圆孔,供螺栓穿过固定连接高速动车组齿轮箱27,同时,螺栓可以在长圆孔内调整位置以便于连接,垂向布置的铁板和水平布置的铁板之间焊接有一个垂向布置加强筋,增加结构强度。1号齿轮箱支撑脚83和2号齿轮箱支撑脚84通过T型螺栓固定连接到齿轮箱支撑座82垂向后表面的T型槽内,3号齿轮箱支撑脚85和4号齿轮箱支撑脚86通过T型螺栓固定连接到齿轮箱支撑座82垂向前表面的T型槽内,1号齿轮箱支撑脚83和3号齿轮箱支撑脚85靠近齿轮箱支撑座82的上端。根据试验情况可以选择使用1号齿轮箱支撑脚83和2号齿轮箱支撑脚84或者3号齿轮箱支撑脚85和4号齿轮箱支撑脚86来固定连接高速动车组齿轮箱27,对高速动车组齿轮箱27起支撑作用。
[0068] 高速动车组齿轮箱27是高速动车组实际在用的传动系部件。高速动车组齿轮箱27的大齿轮端套装在轴箱轴承试验用轴49上,高速动车组齿轮箱27的小齿轮端的上下表面以螺钉固定连接有齿轮箱上橡胶座87和齿轮箱下橡胶座88。齿轮箱上橡胶座87和齿轮箱下橡胶座88结构相同,为具有上下两个水平表面并且上下对称的异型弹性结构件,在其上、下表面各设置有四个圆形通孔,齿轮箱上橡胶座87的下表面通过螺钉固定连接到高速动车组齿轮箱27小齿轮端的上表面,齿轮箱下橡胶座88的上表面通过螺钉固定连接到高速动车组齿轮箱27小齿轮端的下表面。高速动车组齿轮箱27小齿轮端固定连接到传动系齿轮箱固定支架装配体51上,高速动车组齿轮箱27的齿轮箱上橡胶座87的上表面通过螺钉固定连接到传动系齿轮箱固定支架装配体51的1号齿轮箱支撑脚83的下表面,高速动车组齿轮箱27的齿轮箱下橡胶座88的下表面通过螺钉固定连接到传动系齿轮箱固定支架装配体51的2号齿轮箱支撑脚84的上表面。
[0069] 牵引电机及固定卡具装配体50和传动系齿轮箱固定支架装配体51固定连接到2号三自由度振动模拟试验装置20中的2号振动T型横梁52上表面。牵引电机及固定卡具装配体50中的牵引电机固定挂座67通过T型螺栓固定连接到2号振动T型横梁52上表面的T型槽内并可以根据试验需要调整位置,牵引电机及固定卡具装配体50中的高速动车组牵引电机65的输出轴轴向与2号振动T型横梁52上表面的T型槽平行。传动系齿轮箱固定支架装配体51中的齿轮箱支撑座82通过T型螺栓固定连接到2号振动T型横梁52上表面的T型槽内并可以根据试验需要调整位置,齿轮箱支撑座82支撑底座底板短边与2号振动T型横梁52上表面的T型槽平行。
[0070] 参阅图23,所述的高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台的液压控制系统包括上位机89、急停开关90、液压系统控制器91、1号横向作动器电磁阀92、1号垂向作动器电磁阀93、2号垂向作动器电磁阀94、2号横向作动器电磁阀95、3号垂向作动器电磁阀96、4号垂向作动器电磁阀97和液压栗站98,振动轴总成三自由度振动台2和牵引电机总成三自由度振动台3的运动是受上位机89控制的,上位机89与液压系统控制器91以信号线相连接,液压系统控制器91通过六根信号线分别连接到1号横向作动器电磁阀92、1号垂向作动器电磁阀93、2号垂向作动器电磁阀94、2号横向作动器电磁阀95、3号垂向作动器电磁阀96、4号垂向作动器电磁阀97。液压栗站98的出油管分别连接到1号横向作动器12、1号垂向作动器13、2号垂向作动器14、2号横向作动器53、3号垂向作动器54和4号垂向作动器55的进油口,液压栗站98的回油管分别连接到1号横向作动器12、1号垂向作动器13、2号垂向作动器14、2号横向作动器53、3号垂向作动器54和4号垂向作动器55的出油口,液压油经由液压栗站98的出油管进入各个作动器的液压缸,经各个作动器的回油管回到液压栗站98。液压系统控制器91是通过单片机技术实现的自动控制单元,是实现上位机89与试验台执行部件(即液压作动器)联系的重要元件,液压系统控制器91接收上位机89的指令,分别控制1号横向作动器电磁阀92、1号垂向作动器电磁阀93、2号垂向作动器电磁阀94、2号横向作动器电磁阀95、3号垂向作动器电磁阀96、4号垂向作动器电磁阀97的通断,作动器可以采用液压、气动或者是电动控制方式,根据实际试验要求和现场情况灵活选择,本试验台采用液压作动器,各个作动器在液压栗站98提供的恒压液压油的作用下模拟振动工况,液压系统控制器91设置有急停开关90,用于在遇到危险时紧急停止试验台,保护试验设备本身和被试验件。
[0071] 高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台工作原理:
[0072] 高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台包括振动轴总成三自由度振动台2和牵引电机总成三自由度振动台3,振动轴总成三自由度振动台2中的1号振动T型横梁18上连接有1号横向作动器12、1号垂向作动器13和2号垂向作动器14,1号横向作动器12为1号振动T型横梁18提供横向激振力,1号垂向作动器13和2号垂向作动器14为1号振动T型横梁18提供垂向激振力,这3个作动器带动1号振动T型横梁18模拟高速动车组实际运行中高速动车组齿轮箱27的三自由度振动工况。与此类似,牵引电机总成三自由度振动台3中的2号振动T型横梁52上连接有2号横向作动器53、3号垂向作动器54和4号垂向作动器55,2号横向作动器53为2号振动T型横梁52提供横向激振力,3号垂向作动器54和4号垂向作动器55为2号振动T型横梁52提供垂向激振力,这3个作动器带动2号振动T型横梁52模拟高速动车组实际运行中高速动车组牵引电机65的三自由度振动工况。
[0073] 高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台采用两个振动台分别模拟牵引电机和齿轮箱的运动情况,最大程度地再现了高速动车组实际行车过程中转向架构架、牵引电机及齿轮箱的相互作用关系,使试验数据更好地与实际工况相吻合,利于分析列车传动系统中牵引电机、联轴器和减速器的疲劳破坏情况,指出传动系统中的哪个部分是列车运行中的薄弱环节,从而优化列车的设计制造,保证列车高速运行的安全稳定性。
[0074] 实施例所采用与可采用的标准零部件明细:
[0075] 1号横向作动器12、2号横向作动器53、1号垂向作动器13、2号垂向作动器14、3号垂向作动器54、4号垂向作动器55采用的是双活塞杆等速等行程液压缸系列,根据试验实际情况选取不同吨位的液压缸,本实例采用的液压缸吨位为30吨,活塞行程为±300mm。
[0076] 本实例中的十字轴式万向联轴器4采用的是SWCBH型号的十字轴式万向联轴器。

Claims (10)

1.一种高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台,包括扭矩检测试验装置(I)和液压控制系统,其特征在于,该高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台还包括振动轴总成三自由度振动台(2)及牵引电机总成三自由度振动台(3),振动轴总成三自由度振动台⑵与牵引电机总成三自由度振动台⑶背靠背并列安装,且牵引电机总成三自由度振动台(3)位于振动轴总成三自由度振动台(2)前侧,扭矩检测试验装置(I)和振动轴总成三自由度振动台(2)通过十字轴式万向联轴器(4)相连接; 所述振动轴总成三自由度振动台(2)包括I号三自由度振动模拟试验装置(10)和轴箱轴承试验用轴总成(11),轴箱轴承试验用轴总成(11)安装在I号三自由度振动模拟试验装置(10)上表面;1号三自由度振动模拟试验装置(10)包括I号横向作动器(12)、1号垂向作动器(13)、2号垂向作动器(14)、I号纵向约束拉杆(15)、2号纵向约束拉杆(16)、3号纵向约束拉杆(17)和I号振动T型横梁(18);结构相同的I号垂向作动器(13)的上端和2号垂向作动器(14)的上端依次与I号振动T型横梁(18)底面的I号横梁左垂向作动器连接座(24)和I号横梁右垂向作动器连接座(25)固定连接,I号垂向作动器(13)和2号垂向作动器(14)的下端依次固定在地基上;1号纵向约束拉杆(15)的前端与I号振动T型横梁(18)上的I号横梁左上纵向拉杆座(21)固定连接,I号纵向约束拉杆(15)的后端固定在地基上,2号纵向约束拉杆(16)的前端与I号振动T型横梁(18)上的I号横梁右上纵向拉杆座(23)固定连接,2号纵向约束拉杆(16)的后端固定在地基上,3号纵向约束拉杆(17)的前端与I号振动T型横梁(18)上的I号横梁下端纵向拉杆座(22)固定连接,3号纵向约束拉杆(17)的后端固定在地基上;1号横向作动器(12)顶端与I号振动T型横梁(18)右端面上的I号横梁横向作动器座(26)固定连接,I号横向作动器(12)底端固定在地基上; 所述牵引电机总成三自由度振动台(3)包括2号三自由度振动模拟试验装置(20)、牵引电机及固定卡具装配体(50)和传动系齿轮箱固定支架装配体(51),牵引电机及固定卡具装配体(50)和传动系齿轮箱固定支架装配体(51)均安装在2号三自由度振动模拟试验装置(20)上表面;2号三自由度振动模拟试验装置(20)包括2号振动T型横梁(52)、2号横向作动器(53)、3号垂向作动器(54)、4号垂向作动器(55)、4号纵向约束拉杆(56)、5号纵向约束拉杆(57)和6号纵向约束拉杆(58);结构相同的3号垂向作动器(54)和4号垂向作动器(55)的上端依次与2号振动T型横梁(52)底面上的2号横梁左向作动器连接座(63)和2号横梁右垂向作动器连接座¢2)固定连接,3号垂向作动器(54)和4号垂向作动器(55)的下端依次固定在地基上;4号纵向约束拉杆(56)的后端与2号振动T型横梁(52)上的2号横梁左上纵向拉杆座(61)固定连接,4号纵向约束拉杆(56)的前端固定在地基上,5号纵向约束拉杆(57)的后端与2号振动T型横梁(52)上的2号横梁右上纵向拉杆座(59)固定连接,5号纵向约束拉杆(57)的前端固定在地基上,6号纵向约束拉杆(58)的后端与2号振动T型横梁(52)上的2号横梁下端纵向拉杆座(60)固定连接,6号纵向约束拉杆(58)的前端固定在地基上;2号横向作动器(53)顶端与2号振动T型横梁(52)右端面上的2号横梁横向作动器座¢4)固定连接,2号横向作动器(53)底端固定在地基上;所述牵引电机及固定卡具装配体(50)和所述传动系齿轮箱固定支架装配体(51)均固定连接到2号三自由度振动模拟试验装置(20)中的2号振动T型横梁(52)上表面。
2.按照权利要求1所述的一种高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台,其特征在于,所述I号三自由度振动模拟试验装置(10)的I号振动T型横梁(18)为一箱体类结构件,I号振动T型横梁(18)的俯视和主视都呈T字形,在I号振动T型横梁(18)的后表面设置有I号横梁左上纵向拉杆座(21)、I号横梁下端纵向拉杆座(22)与I号横梁右上纵向拉杆座(23),I号振动T型横梁(18)左上端与右上端的底面上设置有I号横梁左垂向作动器连接座(24)与I号横梁右垂向作动器连接座(25),I号横梁左垂向作动器连接座(24)与I号横梁右垂向作动器连接座(25)依次和I号横梁左上纵向拉杆座(21)与I号横梁右上纵向拉杆座(23)的位置相连接且互成直角,I号振动T型横梁(18)的右端面设置有I号横梁横向作动器座(26),I号横梁横向作动器座(26)的位置和I号横梁右上纵向拉杆座(23)的位置相连接且互成直角,I号振动T型横梁(18)的上工作面上设置有多条相互平行的T型槽。
3.按照权利要求1所述的一种高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台,其特征在于,所述2号三自由度振动模拟试验装置(20)的2号振动T型横梁(52)的为一箱体类结构件,2号振动T型横梁(52)的俯视和主视都呈T字形,2号振动T型横梁(52)的前表面设置有2号横梁右上纵向拉杆座(59)、2号横梁下端纵向拉杆座¢0)与2号横梁左上纵向拉杆座¢1),2号振动T型横梁(52)右上端与左上端的底面上设置有2号横梁右垂向作动器连接座出2)与2号横梁左向作动器连接座¢3),2号横梁右垂向作动器连接座(62)与2号横梁左向作动器连接座(63)依次和2号横梁右上纵向拉杆座(59)与2号横梁左上纵向拉杆座¢1)的位置相连接且互成直角,2号振动T型横梁(52)的右端面设置有2号横梁横向作动器座(64),2号横梁横向作动器座(64)的位置和2号横梁右上纵向拉杆座(59)的位置相连接且互成直角,2号振动T型横梁(52)的上工作面上设置有多条相互平行的T型槽。
4.按照权利要求1所述的一种高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台,其特征在于,所述2号三自由度振动模拟试验装置(20)的牵引电机及固定卡具装配体(50)包括牵引电机固定卡具(66),牵引电机固定卡具¢6)包括牵引电机固定挂座¢7)和牵引电机联接吊耳板(68),牵引电机固定挂座¢7)和牵引电机联接吊耳板¢8)螺纹连接,高速动车组牵引电机¢5)通过螺钉固定连接到牵引电机联接吊耳板¢8)上,牵引电机固定挂座(67)固定连接到所述2号振动T型横梁(52)上表面; 牵引电机固定挂座¢7)由一个矩形底板、一个支撑板和多个加强筋板构成,支撑板垂直地固定在矩形底板上,在支撑板的前表面和矩形底板的上表面之间焊接固定多个加强筋板,支撑板的后表面设置有多条垂直的T型槽;牵引电机联接吊耳板¢8)由牵引电机联接吊耳板垂向支撑板¢9)和焊接在竖直表面上的多个异型支撑座组成,牵引电机联接吊耳板垂向支撑板(69)通过T型螺栓固定连接到牵引电机固定挂座(67)后表面的T型槽内。
5.按照权利要求4所述的一种高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台,其特征在于,所述牵引电机联接吊耳板垂向支撑板¢9)的竖直表面设有两排立板,第一排有四个结构相同的、下表面为斜面的立板,由左到右分别为I号牵引电机联接吊耳板立板(70)、2号牵引电机联接吊耳板立板(71)、3号牵引电机联接吊耳板立板(72)和4号牵引电机联接吊耳板立板(73) ;1号牵引电机联接吊耳板立板(70)的上表面焊接有I号牵引电机联接支撑座(74),2号牵引电机联接吊耳板立板(71)与3号牵引电机联接吊耳板立板(72)的上表面焊接有2号牵引电机联接支撑座(75),2号牵引电机联接支撑座(75)横跨2号牵引电机联接吊耳板立板(71)与3号牵引电机联接吊耳板立板(72)的上表面,4号牵引电机联接吊耳板立板(73)的上表面焊接有3号牵引电机联接支撑座(76);牵引电机联接吊耳板垂向支撑板(69)的竖直表面焊接的第二排立板由左到右分别为结构相同的4号牵引电机联接支撑座(77)和5号牵引电机联接支撑座(78),4号牵引电机联接支撑座(77)位于I号牵引电机联接吊耳板立板(70)和2号牵引电机联接吊耳板立板(71)之间,5号牵引电机联接支撑座(78)位于3号牵引电机联接吊耳板立板(72)和4号牵引电机联接吊耳板立板(73)之间;高速动车组牵引电机(65)中的I号上弹性支座(79)与I号牵引电机联接支撑座(74)和2号牵引电机联接支撑座(75)螺纹连接,高速动车组牵引电机(65)中的2号上弹性支座(80)与3号牵引电机联接支撑座(76)和2号牵引电机联接支撑座(75)螺纹连接,高速动车组牵引电机(65)中的下弹性支座(81)与4号牵引电机联接支撑座(77)和5号牵引电机联接支撑座(78)螺纹连接。
6.按照权利要求5所述的一种高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台,其特征在于,所述牵引电机固定挂座¢7)的矩形底板的三边均布置有供螺栓穿过的长圆形通孔,所述牵引电机联接吊耳板垂向支撑板¢9)上沿四边均布有多个圆形通孔;所述I号牵引电机联接支撑座(74)的上表面有一条横向布置的贯通上表面的凹槽,凹槽内有一个螺纹孔,所述2号牵引电机联接支撑座(75)的上表面有一条横向布置的贯通上表面的凹槽,凹槽内有两个螺纹孔,分别对应2号牵引电机联接吊耳板立板(71)与3号牵引电机联接吊耳板立板(72),所述3号牵引电机联接支撑座(76)的上表面有一条横向布置的贯通上表面的凹槽,凹槽内有一个螺纹孔,所述4号牵引电机联接支撑座(77)和5号牵引电机联接支撑座(78)结构相同,其后竖直表面有一条横向布置的贯通后竖直表面的凹槽,凹槽内有一个螺纹孔;所述高速动车组牵引电机¢5)中的I号上弹性支座(79)上的两个垂向圆形通孔分别对应于牵引电机固定卡具¢6)中的I号牵引电机联接支撑座(74)上表面凹槽内的螺纹孔和2号牵引电机联接支撑座(75)上表面凹槽内靠近左端的螺纹孔并通过螺钉固定连接,高速动车组牵引电机¢5)中的2号上弹性支座(80)上的两个垂向圆形通孔分别对应于牵引电机固定卡具¢6)中的3号牵引电机联接支撑座(76)上表面凹槽内的螺纹孔和2号牵引电机联接支撑座(75)上表面凹槽内靠近右端的螺纹孔并通过螺钉固定连接,高速动车组牵引电机¢5)中的下弹性支座(81)中的两个水平圆形通孔分别对应于牵引电机固定卡具¢6)中4号牵引电机联接支撑座(77)和5号牵引电机联接支撑座(78)前竖直表面凹槽内的螺纹孔并通过螺钉固定连接。
7.按照权利要求1所述的一种高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台,其特征在于,所述2号三自由度振动模拟试验装置(20)的传动系齿轮箱固定支架装配体(51)包括齿轮箱支撑座(82)、I号齿轮箱支撑脚(83)、2号齿轮箱支撑脚(84)、3号齿轮箱支撑脚(85)和4号齿轮箱支撑脚(86);齿轮箱支撑座(82)是由多块铁板焊接而成的L型的箱体类结构件,齿轮箱支撑座(82)包括支撑底座底板、支撑底座横边和支撑底座垂边,支撑底座垂边焊接到支撑底座底板上表面并且与支撑底座底板上表面垂直,支撑底座垂边的两侧分别加工有多条从上到下的相互平行的T型通槽;1号齿轮箱支撑脚(83)和2号齿轮箱支撑脚(84)通过T型螺栓固定连接到齿轮箱支撑座(82)垂向后表面的T型槽内,3号齿轮箱支撑脚(85)和4号齿轮箱支撑脚(86)通过T型螺栓固定连接到齿轮箱支撑座(82)垂向前表面的T型槽内,通过I号齿轮箱支撑脚(83)和2号齿轮箱支撑脚(84)或者3号齿轮箱支撑脚(85)和4号齿轮箱支撑脚(86)固定连接高速动车组齿轮箱(27)。
8.按照权利要求7所述的一种高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台,其特征在于,所述支撑底座底板上靠近两边各设置有四个长圆通孔;1号齿轮箱支撑脚(83)、2号齿轮箱支撑脚(84)、3号齿轮箱支撑脚(85)和4号齿轮箱支撑脚(86)结构相同,均是由两块互相垂直的铁板和两铁板之间的加强筋构成的支撑件,其中垂向布置的铁板上分布有多个圆形通孔,水平布置的铁板上分布有长圆孔,垂向布置的铁板和水平布置的铁板之间焊接有加强筋;所述高速动车组齿轮箱(27)的齿轮箱上橡胶座(87)的上表面通过螺钉固定连接到I号齿轮箱支撑脚(83)的下表面,高速动车组齿轮箱(27)的齿轮箱下橡胶座(88)的下表面通过螺钉固定连接到2号齿轮箱支撑脚(84)的上表面。
9.按照权利要求1所述的一种高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台,其特征在于,所述振动轴总成三自由度振动台(2)的轴箱轴承试验用轴总成(11)包括轴箱轴承试验用轴(49)、I号模拟车轮支撑轴承座(28)、2号模拟车轮支撑轴承座(29)、I号模拟车轮支撑轴承座左侧圆螺母及止动垫片(30)与2号模拟车轮支撑轴承座右侧圆螺母及止动垫片(31) ;1号模拟车轮支撑轴承座(28)和2号模拟车轮支撑轴承座(29)螺纹连接到所述I号振动T型横梁(18)上表面;轴箱轴承试验用轴(49)是一根阶梯轴,其轴径由中间向两端依次减小,轴箱轴承试验用轴(49)包括I号模拟车轮支撑轴承座轴(40)、高速动车组齿轮箱轴(41)、2号模拟车轮支撑轴承座轴(42),I号模拟车轮支撑轴承座(28)套装在I号模拟车轮支撑轴承座轴(40)上,I号模拟车轮支撑轴承座左侧圆螺母及止动垫片(30)套装在I号模拟车轮支撑轴承座(28)左侧的I号模拟车轮支撑轴承座轴(40)上且螺纹连接;2号模拟车轮支撑轴承座(29)套装在2号模拟车轮支撑轴承座轴(42)上,2号模拟车轮支撑轴承座右侧圆螺母及止动垫片(31)套装在2号模拟车轮支撑轴承座(29)右侧的2号模拟车轮支撑轴承座轴(42)上且螺纹连接;高速动车组齿轮箱(27)套装在轴箱轴承试验用轴(49)的高速动车组齿轮箱轴(41)上。
10.按照权利要求1所述的一种高速动车组双体式六维振动传动系总成可靠性试验台,其特征在于,所述液压控制系统包括上位机(89)、急停开关(90)、液压系统控制器(91)、1号横向作动器电磁阀(92)、1号垂向作动器电磁阀(93)、2号垂向作动器电磁阀(94)、2号横向作动器电磁阀(95)、3号垂向作动器电磁阀(96)、4号垂向作动器电磁阀(97)和液压栗站(98);上位机(89)与液压系统控制器(91)以信号线相连接,液压系统控制器(91)通过六根信号线分别连接到I号横向作动器电磁阀(92)、I号垂向作动器电磁阀(93)、2号垂向作动器电磁阀(94)、2号横向作动器电磁阀(95)、3号垂向作动器电磁阀(96)、4号垂向作动器电磁阀(97);液压栗站(98)的出油管分别连接到所述I号横向作动器(12)、I号垂向作动器(13)、2号垂向作动器(14)、2号横向作动器(53)、3号垂向作动器(54)和4号垂向作动器(55)的进油口,液压栗站(98)的回油管分别连接到所述I号横向作动器(12)、I号垂向作动器(13)、2号垂向作动器(14)、2号横向作动器(53)、3号垂向作动器(54)和4号垂向作动器(55)的出油口。
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