CN105319077B - 一种轮重减载试验装置及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮重减载试验装置及试验方法。所述轮重减载试验装置包括底座，装在底座上的支撑部件，以及可相对支撑部件可旋转上下移动的传力部件，该传力部件的顶端通过过渡工装装有压力传感器；所述传力部件设有便于驱动传力部件旋转的结构。本发明的试验装置通过新设计的工装抬高转向架轮对轴箱体的方式等效实现车轮的抬高，同时在工装上安装有压力传感器实现轮重的测量，试验方便，成本低。

Description

一种轮重减载试验装置及试验方法

技术领域

本发明涉及一种轮重减载试验装置及试验方法，属于城市轨道交通车辆试验领域。

背景技术

根据轨道车辆相关试验标准要求，城市轨道交通车辆需要进行轮重减载试验，通过测试车轮的减载来验证转向架的脱轨安全性能。试验具体如图1所示，将车辆一侧车轮抬高一定高度模拟车辆在扭曲轨道上的工况，测量车轮垂向载荷。

目前的轮重减载试验都是通过垫块实现车轮的抬高如图2所示，由垫块下方的称台测量车轮的垂向载荷。此方式需要架车机将车辆抬高，车轮落在垫块上或者用牵引车配合将车辆推上轨道，实现过程需要耗费大量的人力、物力资源，如图2所示，垫块工装需要通过紧固螺栓装卡在轨道上，装卡过程费时费力。如果紧固螺栓装卡不够牢固或者垫块高度过高造成斜坡角度过大时，牵引车推动车辆上工装时存在较大的冲击力很容易造成工装滑动而脱离称台区域，导致试验重新进行。同时由于装卡工装在称台区域，牵引车推动车辆上工装时存在的冲击力会通过轨道传递到安装在轨道下方的称台，对称台有损伤。

CN201110415826.0公开了一种轮重减载率的预测方法，其基于轨检车采集轨道数据结合专业软件ADAMS/RAIL进行仿真，成本高，操作复杂。

发明内容

本发明旨在提供一种轮重减载试验装置及试验方法，该试验装置及试验方法通过新设计的工装抬高转向架轮对轴箱体的方式等效实现车轮的抬高，同时在工装上安装有压力传感器实现轮重的测量，试验方便，成本低。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种轮重减载试验装置，其结构特点是，包括底座，装在底座上的支撑部件，以及可相对支撑部件可旋转上下移动的传力部件，该传力部件的顶端通过过渡工装装有压力传感器；所述传力部件设有便于驱动传力部件旋转的结构。

由此，通过旋转传力部件，即可实现压力传感器的上升或下降，从而方便进行轮重减载试验。

根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

优选地，所述支撑部件和传力部件之间为螺纹螺母配合或丝杠螺母配合。这种配合方式使得调节精度高，且调节过程可控。

根据本发明的实施例，所述支撑部件上开有竖向布置的螺纹孔，所述传力部件具有部分置于该螺纹孔内的外螺纹段。优选地，所述支撑部件为支撑圆管和固定在支撑圆管顶端的固定螺母，所述传力部件为螺栓；所述螺栓的螺杆段与固定螺母螺纹配合。

优选地，所述传力部件的螺纹端上装有将传力部件锁固在支撑部件上的锁紧螺母。由此，在传力部件调整到位后即可将其锁固并保持所需的状态。

为了提高支撑圆管的刚度，所述支撑圆管侧壁上设有筋板。

所述支撑部件和传力部件之间设有将传力部件在其行程的任意位置与支撑部件锁固的锁紧装置。

一种比较方便的调节方式是，所述驱动传力部件旋转的结构为横向固定在传力部件上的摇杆。摇杆可以在螺栓中横向移动，操作人员可以在轴箱体外侧操作，增大力臂的同时可以避免与车轮干涉。当然，也可以在传力部件外壁设置多个便于扳手扳动的平面。

优选地，所述压力传感器的感应点在支撑轴箱体时位于轴箱体横向中心线与轴端中心垂直面的交点处。传感器感应点可通过与车轮辐板面距离及轴箱体纵端面距离定位。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种利用上述轮重减载试验装置进行轮重减载试验的方法，其包括如下步骤：

a）将所述的轮重减载试验装置置于车辆转向架轮对轴箱体正下方，旋转传力部件使压力传感器与轴箱体接触时记为零点，测量此时轨面与轴箱体底部平面的间距h₀；

b）根据轮重减载试验大纲需要垫高的高度h_x，旋转传力部件使得轮重减载试验装置将轴箱体底部平面抬高至轴箱体底部平面与轨面间距达到h₀+h_x，记录此时转向架轮对轴箱体下压力传感器的数值，即可得到车辆在抬高高度h_x状态下的车轮载荷，车辆轮重减载率计算公式为ΔQ1/Q=(Q-Q1)/Q、ΔQ2/Q=(Q-Q2)/Q；其中：ΔQ1、ΔQ2分别为轨道扭曲引起的两个轮对的轮重减载值；Q为轮对左右两个轮载平均值，Q＝（Q1+Q2）/2； Q1、Q2分别为两个车轮实际载荷，通过所述压力传感器直接获得。

根据本发明的实施例，所述支撑部件为支撑圆管和固定在支撑圆管顶端的固定螺母，所述传力部件为螺栓；所述螺栓的螺杆段与固定螺母螺纹配合，且在螺栓的螺杆段上装有将螺栓锁固在固定支撑部件上的锁紧螺母，在旋转传力部件将轴箱体底部平面抬高h_x后，将螺母向下拧紧进行锁紧。

藉由上述结构，现有的技术文献介绍的轮重减载率静态测试方法都是通过传感器直接测量车轮载荷。在抬高方式上有两种型式一种是通过垫高块安装在轨道上，将车辆置于垫高块上通过轨道下方的称组测量车轮垂向载荷；一种是在轨道下方安装传感器，通过液压千斤顶将轨道升起到固定高度，在将车辆推上轨道，由轨道下方的传感器测量车轮垂向载荷。

经过长期研究发现轮重减载试验的实质就是为了测量车辆车轮在一侧抬高状态下的车轮载荷来评估安全性，由于转向架轮对轴箱体通过轴承与轮对轴连接，中间无弹性体存在，在车轮抬高的同时轴箱体也被抬高相应高度。本发明使用摇杆实现螺栓旋转改变试验工装高度（并通过螺母锁紧定位）的试验工装进行抬高的方式，通过抬高转向架轮对轴箱体的方式等效实现车轮的抬高，使用压力传感器测量轴箱体垂向载荷获得轮重，这种方法操作简便，人力物力耗费少。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过新设计的工装抬高转向架轮对轴箱体的方式等效实现车轮的抬高，很好的解决了旧方案中垫高工装安装困难，容易滑动及试验过程中对称台造成损伤的问题。同时本发明工装可以快速安装并抬高轴箱体，不需要牵引车拖动车辆，提高试验效率，降低试验成本。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。

附图说明

图1是现有轮重减载试验的原理图；

图2是现有轮重减载试验装置的结构示意图；

图3是图2的A—A剖视图；

图4是本发明一个实施例的结构原理图；

图5是图4的左视图；

图6是图4的俯视图；

图7为轮重减载受力分析示意图。

在图中

1-紧固螺栓；2-安装块；3-斜块；4-垫高块；5-固定螺母；6-支撑圆管；7-摇杆；8-筋板； 9-底座；10-轮对；11-压力传感器；12-过渡工装； 13-螺栓；14-锁紧螺母；h1-轴4右侧车轮垫高的高度；h2-轴3右侧车轮垫高的高度；h3-轴2右侧车轮垫高的高度；L1-转向架轴距；L-转向架中心距；T-转向架间扭曲；T1-转向架轴间扭曲；11-轴1左侧车轮；12-轴1右侧车轮；21-轴2左侧车轮；22-轴2右侧车轮；31-轴3左侧车轮；32-轴3右侧车轮；41-轴4左侧车轮；42-轴4右侧车轮。

具体实施方式

一种轮重减载试验装置，如图3所示，压力传感器11用于测量垂向载荷，通过传感器安装过渡工装12与螺栓13相连。螺栓通过摇杆7的转动在锁紧螺母14、固定螺母5中旋转实现工装高度的变化。支撑圆6与自制圆螺母管焊接在一起，用于支撑上部载荷，筋板8用于加强支撑圆管的刚度，底座9使工装平稳的放置于地面或其它安装面。具体实现车轮轮重减载试验的过程如下，首先将工装置于车辆转向架轮对轴箱体正下方，通过摇杆7将螺栓旋转，在压力传感器与轴箱体接触后即压力传感器受力有显示记为零点。测量此时轨面与轴箱体底部平面的间距h₀，根据轮重减载试验大纲需要垫高的高度h_x，通过摇杆7旋转将轴箱体底部平面抬高使其与轨面间距达到h₀+h_x，同时将螺母4向下拧紧进行锁紧。记录此时各转向架轮对轴箱体下压力传感器的数值，就可以得到车辆在抬高状态下的车轮载荷，具体由车辆轮重减载率计算公式：

ΔQ1/Q=(Q-Q1)/Q、ΔQ2/Q=(Q-Q2)/Q

其中：ΔQ1、ΔQ2分别为轨道扭曲引起的两个轮对的轮重减载值；

Q为轮对左右两个轮载平均值，Q＝（Q1+Q2）/2；

Q1、Q2分别为两个车轮实际载荷，通过本发明的压力传感器直接获得。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (18)

1.一种轮重减载试验装置，其特征在于，其置于车辆转向架轮对轴箱体正下方，所述轮重减载试验装置包括底座（9），装在底座（9）上的支撑部件，以及可相对支撑部件可旋转上下移动的传力部件，该传力部件的顶端通过过渡工装（12）装有压力传感器（11）；所述传力部件设有便于驱动传力部件旋转的结构；所述压力传感器（11）的感应点在支撑轴箱体时位于轴箱体横向中心线与轴端中心垂直面的交点处。

2.根据权利要求1所述的轮重减载试验装置，其特征在于，所述支撑部件和传力部件之间为螺纹螺母配合或丝杠螺母配合。

3.根据权利要求2所述的轮重减载试验装置，其特征在于，所述支撑部件上开有竖向布置的螺纹孔，所述传力部件具有部分置于该螺纹孔内的外螺纹段。

4.根据权利要求3所述的轮重减载试验装置，其特征在于，所述支撑部件为支撑圆管（6）和固定在支撑圆管（6）顶端的固定螺母（5），所述传力部件为螺栓（13）；所述螺栓（13）的螺杆段与固定螺母（5）螺纹配合。

5.根据权利要求3所述的轮重减载试验装置，其特征在于，所述传力部件的螺纹端上装有将传力部件锁固在支撑部件上的锁紧螺母（14）。

6.根据权利要求3所述的轮重减载试验装置，其特征在于，所述支撑圆管（6）侧壁上设有筋板（8）。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的轮重减载试验装置，其特征在于，所述支撑部件和传力部件之间设有将传力部件在其行程的任意位置与支撑部件锁固的锁紧装置。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的轮重减载试验装置，其特征在于，所述驱动传力部件旋转的结构为横向固定在传力部件上的摇杆（7）。

9.一种利用轮重减载试验装置进行轮重减载试验的方法，其特征在于，所述轮重减载试验装置包括底座（9），装在底座（9）上的支撑部件，以及可相对支撑部件可旋转上下移动的传力部件，该传力部件的顶端通过过渡工装（12）装有压力传感器（11）；所述传力部件设有便于驱动传力部件旋转的结构；包括如下步骤：

将所述的轮重减载试验装置置于车辆转向架轮对轴箱体正下方，旋转传力部件使压力传感器与轴箱体接触时记为零点，测量此时轨面与轴箱体底部平面的间距h₀；

根据轮重减载试验大纲需要垫高的高度h_x，旋转传力部件使得轮重减载试验装置将轴箱体底部平面抬高至轴箱体底部平面与轨面间距达到h₀+h_x，记录此时转向架轮对轴箱体下压力传感器的数值，即可得到车辆在抬高高度h_x状态下的车轮载荷，车辆轮重减载率计算公式为ΔQ1/Q=(Q-Q1)/Q、ΔQ2/Q=(Q-Q2)/Q；其中：ΔQ1、ΔQ2分别为轨道扭曲引起的两个轮对的轮重减载值；Q为轮对左右两个轮载平均值，Q＝（Q1+Q2）/2； Q1、Q2分别为两个车轮实际载荷，通过所述压力传感器直接获得。

10.根据权利要求9所述进行轮重减载试验的方法，其特征在于，所述支撑部件为支撑圆管（6）和固定在支撑圆管（6）顶端的固定螺母（5），所述传力部件为螺栓（13）；所述螺栓（13）的螺杆段与固定螺母（5）螺纹配合，且在螺栓（13）的螺杆段上装有将螺栓（13）锁固在固定支撑部件上的锁紧螺母（14），在旋转传力部件将轴箱体底部平面抬高h_x后，将螺母（4）向下拧紧进行锁紧。

11.根据权利要求9所述的进行轮重减载试验的方法，其特征在于，所述支撑部件和传力部件之间为螺纹螺母配合或丝杠螺母配合。

12.根据权利要求11所述的进行轮重减载试验的方法，其特征在于，所述支撑部件上开有竖向布置的螺纹孔，所述传力部件具有部分置于该螺纹孔内的外螺纹段。

13.根据权利要求12所述的进行轮重减载试验的方法，其特征在于，所述支撑部件为支撑圆管（6）和固定在支撑圆管（6）顶端的固定螺母（5），所述传力部件为螺栓（13）；所述螺栓（13）的螺杆段与固定螺母（5）螺纹配合。

14.根据权利要求12所述的进行轮重减载试验的方法，其特征在于，所述传力部件的螺纹端上装有将传力部件锁固在支撑部件上的锁紧螺母（14）。

15.根据权利要求10所述的进行轮重减载试验的方法，其特征在于，所述支撑圆管（6）侧壁上设有筋板（8）。

16.根据权利要求9-15中任一项所述的进行轮重减载试验的方法，其特征在于，所述支撑部件和传力部件之间设有将传力部件在其行程的任意位置与支撑部件锁固的锁紧装置。

17.根据权利要求9-15中任一项所述的进行轮重减载试验的方法，其特征在于，所述驱动传力部件旋转的结构为横向固定在传力部件上的摇杆（7）。

18.根据权利要求9-15中任一项所述的进行轮重减载试验的方法，其特征在于，所述压力传感器（11）的感应点在支撑轴箱体时位于轴箱体横向中心线与轴端中心垂直面的交点处。