CN105424523A - 高速动车组轴端接地装置磨损试验台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高速动车组轴端接地装置磨损试验台，由试验台、恒流源、电控柜和工控机组成。本发明的试验台采用手动加载模式，模拟轴承所承受的车体重量，实现轴承稳态加载时进行轴端接地装置磨损试验，且加载过程可视可控，还可模拟多种车体重量，提高了试验台的真实和实用性；同时，使用本试验台只需施加很小的力，即可达到很大加载力，还可精确模拟实际路线时转速及电流工况条件，试验数据真实准确；本发明所述试验台测试时，测量车速完全满足我国已运行或正开发的高速动车组轴端接地装置磨损试验的需求，对提升高速动车组整体技术水平，保证安全运行有很好的促进作用，还产生了良好的社会和经济效益。

Description

高速动车组轴端接地装置磨损试验台

技术领域

本发明涉及一种轨道车辆轴端接地装置磨损试验台，特别涉及一种高速动车组轴承处于稳态加载时的轴端接地装置磨损试验台。

背景技术

铁路作为国民经济的大动脉，是衡量一个国家的基础设施水准和交通运输能力的重要标志。高速动车组是高速铁路的核心技术之一，在保证运营安全的前提下，为了进一步提升我国高速铁路的运营质量，提升高速动车组的整体技术水平已经刻不容缓。

高速动车组通过受电弓从接触网接收电流，电流流经过载电气设备后经接地系统流入钢轨，并通过综合贯通地线入地，将电流回流至牵引变电所，接地装置是高速动车组接地系统的重要组成部分，其将车轴上的漏电电流收集起来并接地，对保护轴承和齿轮，防止电流通过动车组轴承产生电蚀而危及行车安全起决定性作用，优化轴端接地装置是提升高速动车组整体技术水平的重要举措。

碳刷是轴端接地装置的关键零部件，在实际运行时，碳刷性能直接影响轴端接地装置的性能，一方面如果碳刷磨损过快，会影响其导电性能；另一方面，碳刷磨损的粉末有可能跟随摩擦盘到达动车组轴箱轴承处，割裂轴承，影响使用，严重时甚至发生切轴危险。

在实际运行中，轴端接地装置的轴承并非是空载运转，车体的重量作用于轴承，轴承处于加载状况下高速运转，易出现磨损、裂痕和断裂的现象，造成故障。同时，轴端接地装置故障可能是一种，也可能是多种失效方式的叠加，所以在使用轴端接地装置之前需要先对其进行检测，优化其性能。但是，轴端接地装置磨损试验属于破坏性试验，且只有当轴端接地装置在高速工况下才能诊断其破坏情况及原因。然而，现有用于轨道车辆轴端接地装置磨损试验的试验台不能模拟实际运行时的高速工况，因此，急需研发一种模拟高速动车组轴承稳态加载时进行轴端接地装置磨损试验的装置。

发明内容

本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足提供一种高速动车组轴端接地装置磨损试验台，可以模拟高速动车组实际运行时的高速路况实现轴承稳态加载，提高了试验台的真实和实用性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，结合附图说明如下：

一种高速动车组轴端接地装置磨损试验台，由试验台1、恒流源2、电控柜3和工控机4组成；所述试验台1由试验装置总成5、防护罩6和散热风机7组成；散热风机7通过橡胶减震垫及螺栓与防护罩6连接；防护罩6通过螺栓固定到试验装置总成5上，所述试验台1用于轴箱轴承的加载及通电使用性能与疲劳试验；所述恒流源2用于给试验台1、电控柜3和工控机4提供稳定的电流；所述电控柜3由散热风机7、电机9、电源84、1号交流接触器88、2号交流接触器89、小变频器90、大变频器91、温度报警灯93、转速报警灯94、1轴转速显示仪95、2轴转速显示仪96左侧轴承加载力显示仪97和右侧轴承加载力显示仪98组成，所述电控柜3用于采集试验台1测出的转速、温度和加载力数据并发出预警；所述工控机4用于实时显示并记录电控柜3所采集的数据。

所述试验台1由试验装置总成5、防护罩6和散热风机7组成；散热风机7通过橡胶减震垫及螺栓与防护罩6连接；防护罩6通过螺栓固定到试验装置总成5上；

所述试验装置总成5主要由基础安装框架装配体8、1号施力丝杠座14、2号施力丝杠座15、1号轮辐式传感器80、2号轮辐式传感器81、1号试验轴总成10、导轨76、转速传感器支撑架13、2号试验轴总成11、传动皮带12和电机9组成；1号施力丝杠座14、2号施力丝杠座15、1号试验轴总成10、导轨76、转速传感器支撑架13、2号试验轴总成11和电机9分别固定在基础安装框架装配体8上；1号施力丝杠座装置14和2号施力丝杠座装置15分别与1号轮辐式传感器80和2号轮辐式传感器81接触配合连接；1号轮辐式传感器80和2号轮辐式传感器81通过螺栓分别固定在1号试验轴总成10两端；1号试验轴总成10和2号试验轴总成11通过四个试验轴径向加载滚轮接触挤压配合连接；电机9与2号试验轴总成11通过传动皮带12连接。

所述电控柜3由散热风机7、电机9、电源84、1号交流接触器88、2号交流接触器89、小变频器90、大变频器91、温度报警灯93、转速报警灯94、1号转速显示仪95、2轴转速显示仪96左侧轴承加载力显示仪97和右侧轴承加载力显示仪98组成；

所述电源84分别与1号空气开关85、2号空气开关86和3号空气开关87连接；1号空气开关85与1号交流接触器88连接，将电信号传递到小变频器90从而连接到风机7；所述2号空气开关86与2号交流接触器89连接，将电信号传递到大变频器91从而连接到电机9；3号空气开关87与温度巡检仪92连接，从而连接到温度报警灯93；1号交流接触器88还分别与左侧轴承加载力显示仪97和1号转速显示仪95相连，2号交流接触器89与右侧轴承加载力显示仪98和2轴转速显示仪96连接，且1轴转速显示仪95和2轴转速显示仪96均与转速报警灯94相连。

所述防护罩6的侧面设有透视玻璃窗83。

所述基础安装框架装配体8由1号吊环18、2号吊环19、3号吊环20、4号吊环21、1号接线端子22、2号接线端子23、3号接线端子24、4号接线端子25、1号导轨固定板26、2号导轨固定板27、1号轴承固定座28和2号轴承固定座29和基础安装框架30组成；

1号吊环18、2号吊环19、3号吊环20、4号吊环21结构相同，分别通过螺栓固定在基础安装框架30前后端面上；

1号接线端子22、2号接线端子23、3号接线端子24和4号接线端子25均通过其上螺柱与基础安装框架30连接；

1号导轨固定板26和2号导轨固定板27水平焊接在基础安装框架装配体8前端左右两侧；

1号轴承固定座28和2号轴承固定座29通过螺栓固定在基础安装框架装30中部左右两侧。

所述1号施力丝杠座14和2号施力丝杠座15结构相同，均由丝杠座41、顶紧螺母42、施力手轮43、锁紧螺杆手柄44和顶紧丝杠45组成；顶紧螺母42、锁紧螺杆手柄44和顶紧丝杠45与丝杠座41螺纹连接；施力手轮43与顶紧丝杠45键连接。

所述1号试验轴总成10和2号试验轴总成11结构相同，均由1号碳刷盖49、1号轴承压盖50、1号轴承座51、试验轴装配体52、2号碳刷盖53、2号轴承压盖54和2号轴承座55组成；1号碳刷盖49和2号碳刷盖53分别通过螺栓固定在1号轴承压盖50和2号轴承压盖上54上；1号轴承压盖50和2号轴承压盖54分别通过螺栓固定在1号轴承座51和2号轴承座55上；1号轴承压盖50和1号轴承座51分别与试验轴装配体52面接触连接；2号轴承压盖54和2号轴承座55分别与试验轴装配体52面接触连接；

1号碳刷盖49与2号碳刷盖53、1号轴承压盖50与2号轴承压盖54以及1号轴承座51与2号轴承座55结构分别相同。

所述试验轴装配体52从左到右依次由1号接地接触盘56、1号接触盘安装垫块57、1号轴承端盖58、1号轴箱轴承59、1号轴承内侧迷宫油封60、1号试验轴径向加载滚轮61、同步带轮装配体62、试验用轴63、转速测量环64、2号轴承内侧迷宫油封65、2号试验轴径向加载滚轮66、2号轴箱轴承67、2号轴承端盖68、2号接触盘安装垫块69和2号接地接触盘70组成；

所述试验用轴63为对称阶梯轴，其两端为轴承安装轴，中间轴和轴承安装轴之间设有轴肩；

1号接地接触盘56、1号接触盘安装垫块57和1号轴承端盖58之间以及2号轴承端盖68、2号接触盘安装垫块69和2号接地接触盘70之间依次通过螺栓相互固定；1号轴承端盖58、1号轴箱轴承59、1号轴承内侧迷宫油封60、1号试验轴径向加载滚轮61和同步带轮装配体62之间以及转速测量环64、2号轴承内侧迷宫油封65、2号试验轴径向加载滚轮66、2号轴箱轴承67和2号轴承端盖68之间依次面接触连接；1号轴承端盖58和2号轴承端盖68分别通过螺栓固定在试验用轴63的左右端面上；1号轴箱轴承59和2号轴箱轴承67分别固定在试验用轴63的左侧与右侧轴承安装轴上，且1号轴箱轴承59和2号轴箱轴承67的轴承内环与试验用轴63过盈配合；转速测量环64通过螺钉固定在试验用轴63的中间轴右侧端面上；1号轴承内侧迷宫油封60和2号轴承内侧迷宫油封65的内侧面与试验用轴63的轴肩面接触连接；同步带轮装配体62可沿试验用轴63轴向移动。

所述同步带轮62由同步带轮71和胀紧套72组成；胀紧套72的外环和同步带轮71的内环表面面接触连接；胀紧套72的内环表面与试验用轴63的中间轴表面面接触连接。

所述转速传感器支撑架13由转速传感器支撑架46、1号转速传感器47和2号转速传感器48组成；且转速传感器支撑架13位于1号试验轴总成10和2号试验轴总成11之间，其通过螺栓固定在基础安装框架30上；

所述1号施力丝杠座14和2号施力丝杠座15的丝杠座41底面分别通过螺栓固定到1号导轨固定板26和2号导轨固定板27上；1号试验轴总成10两端通过螺栓分别固定在导轨76上，导轨76再通过螺栓固定在1号导轨固定板26和2号导轨固定板27上；2号试验轴总成11通过螺栓固定在1号轴承固定座28和2号轴承固定座29上；

电机9通过螺栓固定在基础安装框架30上；

1号轮辐式传感器80和2号轮辐式传感器81分别通过螺栓固定在1号试验轴总成10的1号轴承座51和2号轴承座55上。

所述试验装置总成5还包括四个接线端子保护罩，其通过螺栓分别对称固定在基础安装框架装配体8左右两侧。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.模拟轴承所承受的车体重量，实现轴承稳态加载，并且能够无级施加载荷模拟不同车体重量，大大提高了试验台的真实和实用性。

2.采用手动稳态加载模式，在加载装置与轴承间装有轮辐式传感器，可实时测定施加力的大小，使得加载过程可视可控。

3.采用双试验轴传动试验装置，可精确模拟实际路线时转速及电流工况条件，确保试验数据真实准确。

4.采用此试验台测试时，测量车速在正常50hz时可达3000r/min，测量最大车速可达3500r/min，完全满足我国已运行或正开发的高速动车组轴端接地装置磨损试验的需求，对提升高速动车组整体技术水平，保证安全运行有很好的促进作用，还产生了良好的社会和经济效益。

5.碳刷盖的使用避免了碳刷的快速磨损，提高了轴端接地装置的使用性能。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是本发明高速动车组轴端接地装置磨损试验台整体布置的轴测投影视图；

图2是本发明高速动车组轴端接地装置磨损试验台的轴测投影视图；

图3是本发明高速动车组轴端接地装置磨损试验台中试验装置总成的轴测投影视图；

图4是本发明高速动车组轴端接地装置磨损试验台中基础安装框架装配体的轴测投影视图；

图5是本发明高速动车组轴端接地装置磨损试验台中基础安装框架的轴测投影视图；

图6是本发明高速动车组轴端接地装置磨损试验台中接线端子装配体的轴测投影视图；

图7是本发明高速动车组轴端接地装置磨损试验台中电机的轴测投影视图；

图8是本发明高速动车组轴端接地装置磨损试验台中的施力丝杠座装置的轴测投影视图；

图9是本发明高速动车组轴端接地装置磨损试验台中转速传感器支撑架装置的轴测投影图；

图10是本发明高速动车组轴端接地装置磨损试验台中试验轴总成和轴承座装配体的轴测投影图；

图11是本发明高速动车组轴端接地装置磨损试验台中试验轴总成和轴承座装配体的剖视投影图；

图12是本发明高速动车组轴端接地装置磨损试验台中试验轴总成装配体爆炸轴测投影图；

图13是本发明高速动车组轴端接地装置磨损试验台中试验用轴的轴测投影图；

图14是本发明高速动车组轴端接地装置磨损试验台中碳刷盖装配体的轴测投影图；

图15是本发明高速动车组轴端接地装置磨损试验台中同步带轮装配体的轴测投影图；

图16是本发明高速动车组轴端接地装置磨损试验台中轴承座装配体的轴测投影图；

图17是本发明高速动车组轴端接地装置磨损试验台中导轨装配体的轴测投影图；

图18是本发明高速动车组轴端接地装置磨损试验台中施力丝杠座装置与1号试验轴总成和轴承座装配体的装配关系结构轴测图；

图19是本发明高速动车组轴端接地装置磨损试验台中试验装置防护罩装配体的轴测投影图；

图20是本发明高速动车组轴端接地装置磨损试验台中电控测试系统控制流程示意图；

图中：

1.试验台2.恒流源3.电控柜4.工控机5.试验装置总成6.防护罩7.散热风机8.基础安装框架装配体9.电机10.1号试验轴总成11.2号试验轴总成12.传动皮带13.转速传感器支撑架14.1号施力丝杠座15.2号施力丝杠座16.1号接线端子保护罩17.2号接线端子保护罩18.1号吊环19.2号吊环20.3号吊环21.4号吊环22.1号接线端子23.2号接线端子24.3号接线端子25.4号接线端子26.1号导轨固定板27.2号导轨固定板28.1号轴承固定座29.2号轴承固定座30.基础安装框架31.支撑底框32.1号固定座安装板33.2号固定座安装板34.电机安装板35.接线端子连接板36.1号绝缘子37.2号绝缘子38.电机皮带轮39.皮带轮轴向定位环40.驱动电机41.丝杠座42.顶紧螺母43.施力手轮44.锁紧螺杆手柄45.顶紧丝杠46.转速传感器支撑架47.1号转速传感器48.2号转速传感器49.1号碳刷盖50.1号轴承压盖51.1号轴承座52.试验轴装配体53.2号碳刷盖54.2号轴承压盖55.2号轴承座56.1号接地转子接触盘57.1号接触盘安装垫块58.1号轴头端盖59.1号轴箱轴承60.1号轴承内侧迷宫油封61.1号试验轴径向加载滚轮62.同步带轮63.试验用轴64.转速测量环65.2号轴承内侧迷宫油封66.2号试验轴径向加载滚轮67.2号轴箱轴承68.2号轴头端盖69.2号接触盘安装垫块70.2号接地转子接触盘71.同步带轮72.胀紧套73.轴承上端盖74.轴承下底座75.轴承座吊环76.导轨77.轴承导轨连接板78.轴承导轨连接板79.滑块导轨条80.1号轮辐式传感器81.2号轮辐式传感器83.透视玻璃窗84.电源85.1号空气开关86.二号空气开关87.三号空气开关88.1号交流接触器89.2号交流接触器90.小变频器91.大变频器92.温度巡检仪93.温度报警灯94.转速报警灯95.1轴转速显示仪96.2轴转速显示仪97.左侧轴承加载力显示仪98.右侧轴承加载力显示仪

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述:

如图1所示，本发明所述的高速动车组轴端接地装置磨损试验台主要由试验台1、恒流源2、电控柜3和工控机4组成；试验台1主要进行轴箱轴承的加载及通电使用性能与疲劳试验，恒流源2用于给接地装置提供稳定的电流模拟实际运行过程中电流的输送，电控柜3用于对试验台1转速、温度、加载力等的显示以及电机风机的运转开闭及转速的控制；工控机4用于记录和显示各种试验需要测量的数据，以及整个系统的运作情况。

工控机4与电控柜3同时控制恒流源2和试验台1的开停、控制恒流源2对试验台1的加载电流的变化以及控制试验台1中电机和风机的转速变化，与此同时，电控柜3能够通过布置在试验台1中的转速传感器和温度传感器感应的信号显示各种转速和温度数据，当转速或者温度超限能够发出报警信号；工控机4通过数采仪能够将电控柜3中采集到的数据显示在显示器中，并且能够实现实验数据的实时记录。

如图2所示，本发明所述试验台1由试验装置总成5、防护罩6、散热风机7组成，其中防护罩6通过螺栓固定到试验装置总成5上，散热风机7通过橡胶减震垫及连接螺栓连接到防护罩6上。

如图3所示，试验装置总成5由基础安装框架装配体8、电机9、1号试验轴总成10、2号试验轴总成11、传动皮带12、转速传感器支撑架13、1号施力丝杠座14、2号施力丝杠座15、1号接线端子保护罩16和2号接线端子保护罩17组成。

1号施力丝杠座14和2号施力丝杠座15分别通过螺栓固定到基础安装框架装配体8的前侧的左右两端；

1号试验轴总成10两端通过螺栓安装固定在1号导轨76上，1号导轨76上的滑块导轨条79通过螺栓固定安装在1号导轨固定板26和2号导轨固定板27上；2号试验轴总成11两端通过螺栓固定安装在1号轴承固定座28和2号轴承固定座29的两端，1号轴承固定座28和2号轴承固定座29的两端通过螺栓固定安装在基础安装框架30上；

转速传感器支撑架13下端通过螺栓固定安装在支撑底框31的第二个横梁处，位于1号试验轴总成和轴承座装配体10和2号试验轴总成和轴承座装配体11中间；

电机9通过螺栓安装到基础安装框架30中的电机安装板34上；电机9与2号试验轴总成11通过传动皮带总成12连接在一起。

1号接线端子保护罩16和2号接线端子保护罩17结构完全相同，均是一个两端带有安装耳环体的箱体类结构件，由钢板焊接而成，两端的耳环体均有供螺栓通过的圆形通孔。

1号接线端子保护罩16和2号接线端子保护罩17通过螺栓分别安装在基础安装框架装配体8一侧的两端，在基础安装框架8的对称侧还设置有两个结构相同的接线端子保护罩，其安装位置与1号接线端子保护罩16和2号接线端子保护罩17关于基础安装框架装配体8的前后方向轴线对称，由于视图原因未在图中标出。

如图4至图6所示，所述基础安装框架装配体8由1号吊环18、2号吊环19、3号吊环20、4号吊环21、1号接线端子22、2号接线端子23、3号接线端子24、4号接线端子25、1号导轨固定板26、2号导轨固定板27、1号轴承固定座28、2号轴承固定座29和基础安装框架30组成。

其中3号接线端子24和4号接线端子25在图中没有显示出。1号吊环18、2号吊环19、3号吊环20和4号吊环21结构完全相同，均为标准件，1号吊环18、2号吊环19、3号吊环20和4号吊环21通过吊环自身所带的螺栓连接到基础安装框架30上所设置的吊环安装螺纹孔上。

1号导轨固定板26是矩形板的结构件，其矩形面上加工有8-10个螺纹孔，另外一矩形面水平焊接安装在基础安装框架30的左侧钢架的前段；2号导轨固定板27同1号导轨固定板26结构和安装方式相同，2号导轨固定板27水平焊接在基础安装框架30的右侧钢架的前段。

1号轴承固定座28加工成工字型结构件，其下矩形面通过螺栓固定安装在基础安装框架30的右侧的框架中间位置，2号轴承固定座29与1号轴承固定座28的机构组成相同，2号轴承固定座29也通过螺栓固定安装在基础安装框架30的左侧框架的中间位置。

1号接线端子22、2号接线端子23、3号接线端子24和4号接线端子25结构完全相同，均由接线端子连接板35、1号绝缘子36和2号绝缘子37组成，其中1号绝缘子36和2号绝缘子37结构完全相同，为标准件，接线端子连接板35有一个长方形钢板和螺柱垂直焊接而成，在接线端子连接板35的两端对称设置有供1号绝缘子36和2号绝缘子37安装的圆形通孔。1号绝缘子36和2号绝缘子37通过螺栓连接到接线端子连接板35上。1号接线端子22、2号接线端子23、3号接线端子24和4号接线端子25均通过1号绝缘子36和2号绝缘子37另一侧的螺柱与基础安装框架30连接，3号接线端子24和4号接线端子25的安装位置与1号接线端子22和2号接线端子23的安装位置对称。

基础安装框架30由支撑底框31、1号轴承座安装底板32、2号轴承座安装底板33、和电机安装板34焊接而成，其中支撑底框31由6根方形钢管和两个条形钢板焊接而成，两根条形钢板上分别设置有5-10个供试验台固定螺栓穿过的圆形通孔，并在条形钢板的两端分别设置有两个供调平螺栓安装的螺纹孔。在支撑底框31长度方向的两侧分别焊接有两个方板，并在方板的中心设置有供吊环安装的螺纹孔。在支撑底框31宽度方向的两侧分别设置有4个供接线端子保护罩和4个接线端子安装的螺纹通孔，支撑底框31的上表面还设置有供防护罩6、转速传感器支撑架13安装的螺纹孔。

1号轴承座安装底板32和2号轴承座安装底板33结构完全相同，均为长方形钢板，并设置有4个供轴承座安装的螺纹孔，1号轴承座安装底板32、2号轴承座安装底板33两个轴承座安装底板均与支撑底框31焊接连接。电机安装板34为正方形钢板，并在钢板的四个角处设置有4个供电机9安装的螺纹孔，电机安装板34焊接在支撑底框31上。

如图7所示，所述的电机9由电机皮带轮38、皮带轮轴向定位环39和驱动电机40组成。

电机皮带轮38是一个具有4个皮带槽的圆盘类结构件，在皮带轮的中心轮毂处设置有与驱动电机40连接的键槽。皮带轮轴向定位环39是一个圆环状结构件，在圆环上设置有沿圆环径向的螺纹通孔，供紧固螺丝固定电机皮带轮38和皮带轮轴向定位环39在驱动电机40上的位置使用。

电机皮带轮38和驱动电机40通过键连接，驱动电机40通过键把扭矩传到电机皮带轮38上，皮带轮轴向定位环39的内环和电机旋转轴的外表面接触连接并通过紧固螺丝把皮带轮轴向定位环39固定在驱动电机40的旋转轴上，皮带轮轴向定位环39的侧面和电机皮带轮38中心轮毂的外侧面面接触连接。

电机9通过4个螺栓与电机安装板34连接固定在一起，电机9通过电机皮带轮38与传动皮带12与2号试验轴总成和轴承座11连接到一起。

如图8所示，1号施力丝杠座14由丝杠座41、顶紧螺母42、施力手轮43、锁紧螺杆手柄44和顶紧丝杠45组成。

丝杠座41是一种由钢板焊接而成的梯形结构件，梯形下底面四周钻有4个用于螺栓安装的通孔，丝杠座41底面水平安装在1号导轨固定板26的前段；

丝杠座41的上部分从前到后加工有通孔安装顶紧丝杠45，通孔前端四周加工有4个螺纹孔，用于安装固定顶紧螺母42，丝杠座41的梯形侧面也加工有通孔用于安装锁紧螺杆手柄44。

施力手轮43通过键安装在顶紧丝杠45的前端，通过挡圈和螺钉限制施力手轮43上午轴向位移。

如图9所示，所述转速传感器支撑架13由转速传感器支撑架46、1号转速传感器47和2号转速传感器48组成。

转速传感器支撑架46是由矩形钢和钢板焊接而成的T型结构体；上横梁两侧焊接有两块小钢板，钢板上加工有通孔，用于安装1号转速传感器47和2号转速传感器48，加工的孔中心保证同心，横梁焊接在两个立柱的上端，立柱下端焊接在长方形钢板上，钢板的四角加工4个螺栓孔，转速传感器支撑架46的下底面通过螺栓水平安装在支撑底框31的第二个横梁右侧，传感器的高度要和1号试验轴总成10和2号试验轴总成11上面的转速测量环64的圆心的水平方向上。

如图10至图17所示，所述的2号试验轴总成11由1号碳刷盖49、1号轴承压盖50、1号轴承座51、试验轴装配体52、2号轴承座55、2号轴承压盖54和2号碳刷盖53组成。其中1号碳刷盖49和2号碳刷盖53结构完全相同，均采用动车组转向架上实际在用的碳刷盖。

所述的1号轴承压盖50和2号轴承压盖54结构完全相同，采用动车组转向架上实际在用轴承压盖，以确保试验的准确性。

所述的试验轴总成装配体52由1号接地接触盘56、1号接触盘安装垫块57、1号轴承端盖58、1号轴箱轴承59、1号轴承内侧迷宫油封60、1号试验轴径向加载滚轮61、同步带轮62、试验用轴63、转速测量环64、2号轴承内侧迷宫油封65、2号试验轴径向加载滚轮66、2号轴箱轴承67、2号轴承端盖68、2号接触盘安装垫块69和2号接地接触盘70组成。其中，1号接地接触盘56和2号接地接触盘70结构相同，为被试验件，采用动车组转向架上实际在用接地接触盘，1号接触盘安装垫块57和2号接触盘安装垫块69结构相同，采用动车组转向架上实际在用接触盘安装垫块，1号轴承端盖58和2号轴承端盖68结构相同，采用动车组转向架上实际在用轴承端盖，1号轴箱轴承59和2号轴箱轴承67结构相同，采用动车组转向架上实际在用轴箱轴承，1号轴承内侧迷宫油封60和2号轴承内侧迷宫油封65结构相同，采用动车组转向架上实际在用轴承内侧迷宫油封。

同步带轮62包括同步带轮71和胀紧套72。胀紧套72为标准件，根据同步带轮71的内径和试验用轴63中间轴的外径选择，胀紧套72的外环和同步带轮71的的内环表面面接触连接，胀紧套72的内环表面与试验用轴63的中间轴表面面接触连接。

同步带轮62可以在试验用轴63上中间轴上轴向移动，当位置调整合适时把胀紧套72的螺栓拧紧，把同步带轮62固定在试验用轴63上。

试验用轴63是一根左右对称的阶梯轴，两端为两个轴承安装轴，中间轴和两个轴承安装轴之间设置有轴肩，在试验用轴63的左、右端面上设置有安装轴承端盖的螺纹孔。1号轴承内侧迷宫油封60和2号轴承内侧迷宫油封65的内侧面和两个轴肩面接触连接，1号轴箱轴承59安装在左轴承安装轴上，轴承内环与轴过盈配合，轴承内环右端面与1号轴承内侧迷宫油封60的外侧面接触连接，1号轴承内侧迷宫油封60右侧与1号试验轴径向加载滚轮61的左侧面接触连接，1号试验轴径向加载滚轮61的右侧面与同步带轮装配体62的左侧面接触连接，转速测量环64通过其上固定螺钉固定安装在试验用轴63的中间轴的右侧端面，2号试验轴径向加载滚轮66的左侧端面与转速测量环64的右侧端面接触，2号试验轴径向加载滚轮66的右侧面与2号轴承内侧迷宫油封65的左侧面接触，2号轴箱轴承67安装在右轴承安装轴上，轴承内环与轴过盈配合，轴承内环左端面与2号轴承内侧迷宫油封65的右侧面接触连接。1号轴承端盖58的右端面与1号轴箱轴承59轴承内环的左端面接触连接，并通过螺栓把1号轴承端盖58固定在试验用轴63的左端面上，2号轴承端盖68的左端面与2号轴箱轴承67轴承内环的右端面接触连接，并通过螺栓把2号轴承端盖68固定在试验用轴63的右端面上。1号接触盘安装垫块57的右端面与1号轴承端盖58的左端面接触连接，并通过螺栓把1号接触盘安装垫块57固定在1号轴承端盖58上，2号接触盘安装垫块69的左端面与2号轴承端盖68的右端面接触连接，并通过螺栓把2号接触盘安装垫块69固定在2号轴承端盖68上。1号接地接触盘56通过螺栓固定在1号接触盘安装垫块57上，2号接地接触盘70通过螺栓固定在2号接触盘安装垫块69上。

1号轴承座51和2号轴承座55结构完全相同，1号轴承座51包括轴承上端盖73、轴承下底座74和轴承座吊环75组成。

轴承座上端盖73是一个两端为带有长方形耳座中间为半圆管的焊接件，在轴承座上端盖73的四个角处设置有供螺栓通过的圆形通孔，在顶端设置有供轴承座吊环75安装的螺纹孔，轴承座吊环75通过自身所具有的螺纹与轴承上端盖73连接，在一侧面设置有2个供定位板安装的螺纹孔，在另一侧面设置有供轴承压盖安装的螺纹孔。

轴承下底座74是一个两端为带有长方形耳座中间为半圆管的焊接件，在轴承下底座74的底端设置有4个供轴承座装配体安装的圆形通孔，在侧面设置有4个供定位板安装的螺纹孔，在另一侧面设置有供轴承压盖安装的螺纹孔。

试验轴装配体52中的1号轴箱轴承59的轴承外环与1号轴承座51中的轴箱轴承安装孔面接触连接，1号轴箱轴承59轴承外环右端面与1号轴承座51左侧内端面接触连接，1号轴承压盖50右侧端面与1号轴箱轴承59轴承外环左端面接触连接，1号轴承压盖50通过螺栓连接到1号轴承座51上，1号碳刷盖49通过螺栓连接到1号轴承压盖上50上。试验轴装配体52中的2号轴箱轴承67的轴承外环与2号轴承座55中的轴箱轴承安装孔面接触连接，2号轴箱轴承67轴承外环左端面与2号轴承座55右侧内端面接触连接，2号轴承压盖54左侧端面与2号轴箱轴承67轴承外环右端面接触连接，2号轴承压盖54通过螺栓连接到2号轴承座55上，2号碳刷盖53通过螺栓连接到2号轴承压盖上54上。

所述的导轨76由轴承导轨连接板77、轴承导轨连接板78和滑块导轨条79组成；其中轴承导轨连接板77是一个矩形钢板，钢板加工有8个沉头孔，用与安装轴承导轨连接板78，轴承导轨连接板77的四角加工4个螺栓孔，用于安装固定1号轴承座51的轴承下底座74，轴承导轨连接板78的凹槽处配合安装在滑块导轨条79上，可以保证其滑动安装，滑块导轨条79上表面竖直方向加工有若干沉头孔，便于滑块导轨条79通过螺栓固定安装在1号导轨固定板26和2号导轨固定板27上。

如图18所示，所述的1号施力丝杠座14的顶紧丝杠45的末端与1号轮辐式传感器80的轴线方向的顶紧球顶螺柱接触配合安装，1号轮辐式传感器80通过四周的螺栓固定安装在1号试验轴总成和轴承座10的1号轴承座51固定安装在一起，完成施力和测力的工作。

同样的，2号施力丝杠座15以同样的连接方式与2号轮辐式传感器装配体81连接在一起，2号轮辐式传感器81通过螺栓与1号试验轴总成10的2号轴承座55安装在一起。

如图19所示，所述的防护罩6是罩类焊接体，顶端设置有供散热风通过的圆形通孔，并在通孔的圆周均匀设置有6个供散热风机7安装使用的圆形通孔。在防护罩6的顶端的4个角处设置有4个吊环，以便防护罩的安装和移动。在防护罩6后侧的底端连接板上设置有5个供防护罩6安装到基础安装框架30上使用的圆形通孔。防护罩6的四个侧面上设置有四个供防护罩透视玻璃窗83安装的长方形通孔和通风口。

如图20所示，所述电控柜3由散热风机7、电机9、电源84、1号交流接触器88、2号交流接触器89、小变频器90、大变频器91、温度报警灯93、转速报警灯94、1号转速显示仪95、2轴转速显示仪96左侧轴承加载力显示仪97和右侧轴承加载力显示仪98组成；

所述电源84分别接入1号空气开关85、2号空气开关86和3号空气开关87；所述1号空气开关85与1号交流接触器88连接，将电信号传递到小变频器90从而连接到风机7，控制风机7的转速和开停；所述2号空气开关86与2号交流接触器89连接，将电信号传递到大变频器91从而连接到电机9，控制电机9的转速和开停；所述3号空气开关87与温度巡检仪92连接，从而连接到温度报警灯93，使得温度超过阈值后自动发出警报；所述1号交流接触器88还分别与左侧轴承加载力显示仪97和1号转速显示仪95连接在一起，2号交流接触器89与右侧轴承加载力显示仪98和2轴转速显示仪96连接在一起，同时1轴转速显示仪95和2轴转速显示仪96均与转速报警灯94连接在一起，当转速超过阈值会使得转速报警灯发出报警报。

高速动车组轴端接地装置磨损试验台工作时，将工控机4和电控柜3通电开机，工控机4进入数据显示及采集界面，调节电控柜3中的大变频器91与小变频器90中频率从而调整与大变频器91相连接的电机9和与小变频器90相连的风机7的转速以及开停情况；与此同时，电控柜3能够通过布置在试验台1中的转速传感器和温度传感器感应的信号显示各种转速和温度数据，当转速或者温度超限能够发出报警信号；工控机4通过数采仪能够将电控柜3中采集到的数据显示在显示器中，并且能够实现实验数据的实时记录。

高速动车组轴端接地装置磨损试验台的稳态加载过程：先向上扳动锁紧螺杆手柄44，再将锁紧螺杆手柄44松开，手动转动1号施力丝杠座14的施力手轮43，将顶紧丝杠45不断旋出丝杠座41，顶紧丝杠45端部不断挤压1号轮辐式传感器80，1号轮辐式传感器80将挤压力传递给1号试验轴总成10的1号轴承座51，1号轴承座51继而将力传递给其内部安装的试验用轴63，试验用轴63上装配的1号试验轴径向加载滚轮61将力与力矩传递给与其紧密接触的2号试验轴总成11上的试验轴径向加载滚轮，其中施加的力的大小通过1号轮辐式传感器80进行实时监测及控制，当力达到试验所需的大小，将锁紧螺杆手柄44向下扳动，将1号施力丝杠座14进行锁紧，避免施力失效；同理，对2号施力丝杠座15进行同样的操作，能达到反向施力的效果；也可以对1号施力丝杠座14和2号施力丝杠座15同时进行施力，根据具体试验加载要求进行调整。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高速动车组轴端接地装置磨损试验台，其特征在于：由试验台(1)、恒流源(2)、电控柜(3)和工控机(4)组成；所述试验台(1)由试验装置总成(5)、防护罩(6)和散热风机(7)组成；散热风机(7)通过橡胶减震垫及螺栓与防护罩(6)连接；防护罩(6)通过螺栓固定到试验装置总成(5)上，所述试验台(1)用于轴箱轴承的加载及通电使用性能与疲劳试验；所述恒流源(2)用于给试验台(1)、电控柜(3)和工控机(4)提供稳定的电流；所述电控柜(3)由散热风机(7)、电机(9)、电源(84)、1号交流接触器(88)、2号交流接触器(89)、小变频器(90)、大变频器(91)、温度报警灯(93)、转速报警灯(94)、1轴转速显示仪(95)、2轴转速显示仪(96)左侧轴承加载力显示仪(97)和右侧轴承加载力显示仪(98)组成，所述电控柜(3)用于采集试验台(1)测出的转速、温度和加载力数据并发出预警；所述工控机(4)用于实时显示并记录电控柜(3)所采集的数据。

2.根据权利要求1所述的高速动车组轴端接地装置磨损试验台，其特征在于：所述试验台(1)由试验装置总成(5)、防护罩(6)和散热风机(7)组成；散热风机(7)通过橡胶减震垫及螺栓与防护罩(6)连接；防护罩(6)通过螺栓固定到试验装置总成(5)上；

所述试验装置总成(5)主要由基础安装框架装配体(8)、1号施力丝杠座(14)、2号施力丝杠座(15)、1号轮辐式传感器(80)、2号轮辐式传感器(81)、1号试验轴总成(10)、导轨(76)、转速传感器支撑架(13)、2号试验轴总成(11)、传动皮带(12)和电机(9)组成；1号施力丝杠座(14)、2号施力丝杠座(15)、1号试验轴总成(10)、导轨(76)、转速传感器支撑架(13)、2号试验轴总成(11)和电机(9)分别固定在基础安装框架装配体(8)上；1号施力丝杠座装置(14)和2号施力丝杠座装置(15)分别与1号轮辐式传感器(80)和2号轮辐式传感器(81)接触配合连接；1号轮辐式传感器(80)和2号轮辐式传感器(81)通过螺栓分别固定在1号试验轴总成(10)两端；1号试验轴总成(10)和2号试验轴总成(11)接触配合连接；电机(9)与2号试验轴总成(11)通过传动皮带(12)连接。

3.根据权利要求1所述的高速动车组轴端接地装置磨损试验台，其特征在于：所述电控柜(3)由散热风机(7)、电机(9)、电源(84)、1号交流接触器(88)、2号交流接触器(89)、小变频器(90)、大变频器(91)、温度报警灯(93)、转速报警灯(94)、1轴转速显示仪(95)、2轴转速显示仪(96)左侧轴承加载力显示仪(97)和右侧轴承加载力显示仪(98)组成；

所述电源(84)分别与1号空气开关(85)、2号空气开关(86)和3号空气开关(87)连接；1号空气开关(85)与1号交流接触器(88)连接，将电信号传递到小变频器(90)从而连接到风机(7)；所述2号空气开关(86)与2号交流接触器(89)连接，将电信号传递到大变频器(91)从而连接到电机(9)；3号空气开关(87)与温度巡检仪(92)连接，从而连接到温度报警灯(93)；1号交流接触器(88)还分别与左侧轴承加载力显示仪(97)和1号转速显示仪(95)相连，2号交流接触器(89)与右侧轴承加载力显示仪(98)和2轴转速显示仪(96)连接，且1轴转速显示仪(95)和2轴转速显示仪(96)均与转速报警灯(94)相连。

4.根据权利要求1或2所述的高速动车组轴端接地装置磨损试验台，其特征在于：所述防护罩(6)的侧面设有透视玻璃窗(83)。

5.根据权利要求2所述的高速动车组轴端接地装置磨损试验台，其特征在于：所述基础安装框架装配体(8)由1号吊环(18)、2号吊环(19)、3号吊环(20)、4号吊环(21)、1号接线端子(22)、2号接线端子(23)、3号接线端子(24)、4号接线端子(25)、1号导轨固定板(26)、2号导轨固定板(27)、1号轴承固定座(28)和2号轴承固定座(29)和基础安装框架(30)组成；

1号吊环(18)、2号吊环(19)、3号吊环(20)、4号吊环(21)结构相同，分别通过螺栓固定在基础安装框架(30)前后端面上；

1号接线端子(22)、2号接线端子(23)、3号接线端子(24)和4号接线端子(25)均通过其上螺柱与基础安装框架(30)连接；

1号导轨固定板(26)和2号导轨固定板(27)水平焊接在基础安装框架装配体(8)前端左右两侧；

1号轴承固定座(28)和2号轴承固定座(29)通过螺栓固定在基础安装框架装(30)中部左右两侧。

6.根据权利要求2所述的高速动车组轴端接地装置磨损试验台，其特征在于：所述1号施力丝杠座(14)和2号施力丝杠座(15)结构相同，均由丝杠座(41)、顶紧螺母(42)、施力手轮(43)、锁紧螺杆手柄(44)和顶紧丝杠(45)组成；顶紧螺母(42)、锁紧螺杆手柄(44)和顶紧丝杠(45)与丝杠座(41)螺纹连接；施力手轮(43)与顶紧丝杠(45)键连接。

7.根据权利要求2所述的高速动车组轴端接地装置磨损试验台，其特征在于：所述1号试验轴总成(10)和2号试验轴总成(11)结构相同，均由1号碳刷盖(49)、1号轴承压盖(50)、1号轴承座(51)、试验轴装配体(52)、2号碳刷盖(53)、2号轴承压盖(54)和2号轴承座(55)组成；1号碳刷盖(49)和2号碳刷盖(53)分别通过螺栓固定在1号轴承压盖(50)和2号轴承压盖上(54)上；1号轴承压盖(50)和2号轴承压盖(54)分别通过螺栓固定在1号轴承座(51)和2号轴承座(55)上；1号轴承压盖(50)和1号轴承座(51)分别与试验轴装配体(52)面接触连接；2号轴承压盖(54)和2号轴承座(55)分别与试验轴装配体(52)面接触连接。

8.根据权利要求7所述的高速动车组轴端接地装置磨损试验台，其特征在于：所述试验轴装配体(52)从左到右依次由1号接地接触盘(56)、1号接触盘安装垫块(57)、1号轴承端盖(58)、1号轴箱轴承(59)、1号轴承内侧迷宫油封(60)、1号试验轴径向加载滚轮(61)、同步带轮(62)、试验用轴(63)、转速测量环(64)、2号轴承内侧迷宫油封(65)、2号试验轴径向加载滚轮(66)、2号轴箱轴承(67)、2号轴承端盖(68)、2号接触盘安装垫块(69)和2号接地接触盘(70)组成；

所述试验用轴(63)为对称阶梯轴，两端为轴承安装轴，中间轴和轴承安装轴之间设有轴肩；

1号接地接触盘(56)、1号接触盘安装垫块(57)和1号轴承端盖(58)以及2号轴承端盖(68)、2号接触盘安装垫块(69)和2号接地接触盘(70)依次通过螺栓相互固定；1号轴承端盖(58)、1号轴箱轴承(59)、1号轴承内侧迷宫油封(60)、1号试验轴径向加载滚轮(61)和同步带轮(62)以及转速测量环(64)、2号轴承内侧迷宫油封(65)、2号试验轴径向加载滚轮(66)、2号轴箱轴承(67)和2号轴承端盖(68)之间依次面接触连接；1号轴承端盖(58)和2号轴承端盖68分别通过螺栓固定在试验用轴63的左右端面上；1号轴箱轴承(59)和2号轴箱轴承(67)分别固定在试验用轴(63)的左侧与右侧轴承安装轴上，且1号轴箱轴承(59)和2号轴箱轴承(67)的轴承内环与试验用轴(63)过盈配合；转速测量环(64)通过螺钉固定在试验用轴(63)的中间轴右侧端面上；1号轴承内侧迷宫油封(60)和2号轴承内侧迷宫油封(65)的内侧面与试验用轴(63)的轴肩面接触连接；同步带轮(62)可沿试验用轴(63)轴向移动。

9.根据权利要求8所述的高速动车组轴端接地装置磨损试验台，其特征在于：所述同步带轮(62)由同步带轮(71)和胀紧套(72)组成；胀紧套(72)的外环和同步带轮(71)的内环表面面接触连接；胀紧套(72)的内环表面与试验用轴(63)的中间轴表面面接触连接。

10.根据权利要求2所述的一种高速动车组轴端接地装置磨损试验台，其特征在于：所述转速传感器支撑架(13)由转速传感器支撑架(46)、1号转速传感器(47)和2号转速传感器(48)组成；其位于1号试验轴总成(10)和2号试验轴总成(11)之间，其通过螺栓固定在基础安装框架(30)上；

所述1号施力丝杠座(14)和2号施力丝杠座(15)的丝杠座(41)底面分别通过螺栓固定到1号导轨固定板(26)和2号导轨固定板(27)上；1号试验轴总成10两端通过螺栓分别固定在导轨(76)上，导轨(76)再通过螺栓固定在1号导轨固定板(26)和2号导轨固定板(27)上；2号试验轴总成(11)通过螺栓固定在1号轴承固定座(28)和2号轴承固定座(29)上；

电机(9)通过螺栓固定在基础安装框架(30)上；

1号轮辐式传感器(80)和2号轮辐式传感器(81)分别通过螺栓固定在1号试验轴总成(10)的1号轴承座(51)和2号轴承座(55)上。