铁道车辆动力轮对检测试验装置
技术领域:
本发明属于工业检测技术领域,具体涉及一种铁道车辆动力轮对检测试验装置。
背景技术:
铁道车辆轮对的作用是保证铁道车辆在钢轨上正常运行和转向,承受铁道车辆上的全部静动载荷并把制动力和牵引力传递给轨道,因轨道不平顺产生的垂向和侧向冲击载荷也主要通过轮对传递给转向架零部件,故其性能一定程度上决定着列车运行的安全性。我国制订了机车轮对总成的磨合试验相关标准,在此基础上,国内各铁路车辆研制单位相继搭建试验台,以期通过多次试验测试找出影响铁道车辆轮对使用寿命的原因,从而达到改进轮对结构的目的。
我国轮对试验台经过三十多年的发展,通过不断改进创新,取得了一些成果,如中国专利“客车轮对加载跑合试验台”(CN201138287Y)、中国专利“轨道交通机车车辆轮对跑合试验台”(CN202216851U)、中国专利“新型交直流机车轮对跑合试验台”(CN202886113U)等均以轮对跑合试验、检测磨损及轴承温升为目标,不能检测转速、扭矩、应力等轮对综合性能。
发明内容:
本发明的目的是提出一种铁道车辆动力轮对检测试验装置,利用一套硬件和软件系统组成的检测试验装置,能对铁道车辆不同规格的动力轮对进行跑合试验和转速、驱动力矩、轴承温升、轮对应力应变等性能参数进行检测。
本发明所提供的一种铁道车辆动力轮对检测试验装置包括硬件部分和软件部分,所述硬件部分包括各类传感器(第一称重传感器6a、第二称重传感器6b、扭矩转速传感器12、应变片15、红外点温仪17)、大底板1、第一轨道轮组2a、第二轨道轮组2b、第一侧支座3a、第二侧支座3b、底座4、第一轴箱5a、第二轴箱5b、第一杠杆7a、第二杠杆7b、螺栓轴8、橡胶垫9、牵引电机10、半联轴器11、齿轮箱13、蓝牙14、被测动力轮对16、第一砝码18a、第二砝码18b、数据采集卡、工控机、显示器、继电器及电缆电源。所述软件部分包括信号通讯模块、驱动控制模块、数据采集处理模块。
所述第一轨道轮组2a、第二轨道轮组2b各有两组,均用螺栓固定在大底板1上,第一轨道轮组2a、第二轨道轮组2b的轮距均为400mm,第一轨道轮组2a与第二轨道轮组2b的轴向间距为被测动力轮对16的轨距,被测动力轮对16的车轮踏面与所述第一轨道轮组2a、第二轨道轮组2b的轨道轮外圆表面接触,被测动力轮对16的车轮轮缘与所述第一轨道轮组2a、第二轨道轮组2b中的轨道轮侧边的间隙均为5.5mm;牵引电机10的输出轴通过半联轴器11与扭矩转速传感器12连接再与齿轮箱13的高速法兰相连;在被测动力轮对16的车轴两端套装第一轴箱5a及所述第二轴箱5b,第一称重传感器6a安装在第一轴箱5a的顶部,第二称重传感器6b安装在第二轴箱5b的顶部;第一侧支座3a以及第二侧支座3b设置在大底板1上,其间距等于第一轴箱5a与第二轴箱5b之间的距离;第一杠杆7a的一端与第一侧支座3a铰接,第一杠杆7a的另一端悬臂并安装第一砝码18a,第一杠杆7a底部压在第一称重传感器6a上,第二杠杆7b的一端与第二侧支座3b铰接,第二杠杆7b的另一端悬臂并安装第二砝码18b,第二杠杆7b底部压在第二称重传感器6b上,第一杠杆7a与第二杠杆7b用螺栓轴8连接;所述红外点温仪17有两个,规格相同,一个安装在第一侧支座3a的内侧,正对着第一轴箱5a中的轴承,另一个安装在第二侧支座3b的内侧,正对着第二轴箱5b中的轴承。
应变片15有两组,在被测动力轮对16紧靠轮座的车轴外圆上和被测动力轮对16紧靠车轴的车轮轮毂端面上分别粘贴应变片,并在所述被测动力轮对靠近车轮的车轴空挡外圆上安装固定蓝牙14。
所述第一称重传感器6a、第二称重传感器6b、扭矩转速传感器12、红外点温仪17的信号线与数据采集卡相连,数据采集卡与工控机通过信号线相连;所述应变片15的信号线与蓝牙14相连,再由蓝牙14发出无线信号给数据采集卡。
本发明铁道车辆动力轮对检测试验装置具有以下功能:
(1)实现不同规格铁道车辆动力轮对的跑合试验;
(2)检测空载及加载时铁道车辆动力轮对启动力矩和动态驱动力矩并记录,绘制变化曲线;
(3)车轮转速测量;
(4)检测车轴和车轮敏感位置上的应力、应变,并记录;
(5)轴承的温升测量;
(6)显示调取各类历史数据,出具检测报告及试验报告。
本发明铁道车辆动力轮对检测试验装置采用了一套硬件和软件系统,能对铁道车辆不同规格的被测动力轮对进行跑合试验,对转速、驱动力矩、轴承温升、轮对敏感位置的应力应变等性能参数进行检测,并记录数据,能分别对各参数绘制其变化曲线。大底板长度方向上开有系列T形槽,安装轨道轮组时调整好轮距就可以检测试验不同规格的动力轮对。该检测试验装置使用砝码加载,准确稳定可靠节能,被检铁道车辆动力轮对最大负载可达17.4t,最高运行速度380km/h。该铁道车辆动力轮对检测试验装置的使用,将为用户提供可信的铁道车辆动力轮对性能表,也为产品生产质量管理及质量追溯打下基础。
附图说明:
图1是本发明铁道车辆动力轮对检测试验装置结构示意图;
图2是本发明的铁道车辆动力轮对检测试验装置检测系统示意图;
图3是图1的俯视结构示意图;
图4是图1的侧视结构示意图。
图中:1:大底板;2a:第一轨道轮组;2b:第二轨道轮组;3a:第一侧支座;3b:第二侧支座;4:底座;5a:第一轴箱;5b:第二轴箱;6a:第一称重传感器;6b:第二称重传感器;7a:第一杠杆;7b:第二杠杆;8:螺栓轴;9:橡胶垫;10:牵引电机;11:半联轴器;12:扭矩转速传感器;13:齿轮箱;14:蓝牙;15:应变片;16:被测动力轮对;17:红外点温仪;18a:第一砝码;18b:第二砝码。
具体实施方式:
如图2、3所示,在所述铁道车辆动力轮对检测试验装置上,对CRH3动车组的动力轮对进行试验的承载能力参数见下表1,试验项目见表2。
表1 CRH3动车的动力轮对试验承载能力参数
表2 试验项目表
具体检测实施步骤如下:
(1)首先装配轨道轮与对应的轴承、轴及底座,形成第一轨道轮组2a、第二轨道轮组2b各两组,如图3所示,安装轨道轮组时注意:CRH3动车组的被测动力轮对16的轨距为1470mm,第一轨道轮组2a、第二轨道轮组2b的轮距均为400mm。大底板1长度方向上开有系列T形槽,安装轨道轮组时调整好轨距就可以检测试验不同规格的动力轮对。第一轨道轮组2a、第二轨道轮组2b均为被动轮组。
(2)使用吊车将装配好的被测动力轮对16及其齿轮箱13吊到第一轨道轮组2a、第二轨道轮组2b上,在齿轮箱13底部安装橡胶垫及底座,反复调整检测,使车轮与第一轨道轮组2a、第二轨道轮组2b中的轨道轮外圆接触且车轮轮缘与左右轨道轮侧边间隙均为5.5mm。
(3)安装牵引电机10(型号为ITB2019,额定功率562KW,最高转速5900rpm)、半联轴器11、扭矩转速传感器12(型号为4504B-2K-B1 N3),在牵引电机10底部安装橡胶垫9及底座4;在车轴两端安装第一轴箱5a、第二轴箱5b,在第一轴箱5a顶部安装第一称重传感器6a,在第二轴箱5b顶部安装第二称重传感器6b,称重传感器型号均为PSD-10t。
(4)安装第一侧支座3a、第二侧支座3b于大底板1上,其间距等于第一轴箱5a与第二轴箱5b之间的距离,与第一侧支座3a铰接的第一杠杆7a放下时正好压在第一称重传感器6a上,与第二侧支座3b铰接的第二杠杆7b放下时正好压在第二称重传感器6b上;放下杠杆并分别加指定质量的第一砝码18a、第二砝码18b,并用螺栓轴8在长度方向上固定好。
(5)在第一侧支座3a、第二侧支座3b上各安装一个红外点温仪17,其型号均为DS18B20,其红外线分别正对着第一轴箱5a、第二轴箱5b;应变片15有两组,在被测动力轮对16紧靠轮座的车轴外圆上和被测动力轮对16紧靠车轴的车轮轮毂端面上分别粘贴应变片15,并在被测动力轮对16靠近车轮的车轴空挡外圆上安装固定蓝牙14。
(6)按图2所示,连接布置信号传输线路,安装配套供电系统和电气控制系统。
(7)开机调试运行,记录相关数据并通过软件进行后处理,输出试验结果。