CN105784362B - 动力机械闭环单齿轮箱侧倾式单吊挂液压激振试验台 - Google Patents

动力机械闭环单齿轮箱侧倾式单吊挂液压激振试验台 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种动力机械闭环单齿轮箱侧倾式单吊挂液压激振试验台,包括隔振T形槽铸铁基础平台,所述的隔振T形槽铸铁基础平台上固定有动力机械闭环单齿轮箱侧倾式试验台、齿轮箱横向激振装置、1号龙门架垂向激振装置和2号龙门架垂向激振装置,所述的1号龙门架垂向激振装置和2号龙门架垂向激振装置的上横梁的两端通过铰链支座并列安装有1号龙门架纵向梁装置和2号龙门架纵向梁装置;所述的动力机械闭环单齿轮箱侧倾式试验台中的可侧倾高轴平台与固定在隔振T形槽铸铁基础平台上的侧倾平台中间支承座转动连接。既解决了无法在列车实际运行中做齿轮箱可靠性试验的问题,又减少了能量在试验过程中的大幅度浪费。

Description

动力机械闭环单齿轮箱侧倾式单吊挂液压激振试验台
技术领域
本发明涉及一种轨道车辆传动系参数检测试验平台,具体涉及一种动力机械闭环单齿轮箱侧倾式单吊挂液压激振试验台。
背景技术
目前,我国轨道车辆技术的发展迅速,尤其是动车组技术以及高铁技术正在迅猛地向前发展,新一代动车组最高运营车速已经达到380km/h,最新研制的动车组最高试验速度已经接近600km/h。而列车行驶速度的提高和车辆轴重载荷的提升使得轮对与轨道之间的振动加剧,随之而来的车辆运行的安全性和平稳性问题日渐突出。作为高速轨道车辆转向架的重要部件之一的牵引传动齿轮箱,负责把列车的动力传递给轮对,其性能的优劣直接影响到转向架乃至整个列车的性能。由于齿轮箱工作环境十分复杂,负载力变化频繁,极易在高速行驶以及剧烈运动的情况下发生疲劳破坏。因此必须通过综合试验检测手段对组装后的齿轮箱的整体性能指标是否达到可靠性要求进行判定。
现存的轨道车辆齿轮箱检测方法大部分都是根据已经出现的齿轮箱的破坏形式如齿轮齿面点蚀、剥落、胶合、齿根裂纹等导致的设备故障设定一定的试验工况来对齿轮箱进行可靠性分析,无法真实的反映轨道车辆实际运行工况下齿轮箱的故障。在轨道车辆实际运行中,齿轮箱会受到不同方向的受力和振动,齿轮箱故障可能不是一种而是多种失效形式的叠加,因此只有在轨道车辆实际运行中检测齿轮箱设备故障,才能有效地分析出齿轮箱的可靠性。但是齿轮箱可靠性试验属于破坏性试验,只有使齿轮箱在恶劣工况下产生疲劳破坏,才能精确诊断出其失效形式及原因,故而不可能实现在轨道车辆实际运行中对齿轮箱进行可靠性试验。另外,动车组的提速使得齿轮箱必须能够满足高速工况下的可靠性要求,这就对试验台驱动电机的功率提出了更大的要求,现有齿轮箱试验台大都是在开环状态下进行试验,不仅需要很大功率的电动机,也造成能量在试验过程中大幅度浪费。
发明内容
本发明目的是提供一种动力机械闭环单齿轮箱侧倾式单吊挂液压激振试验台,既解决了无法在列车实际运行中做齿轮箱可靠性试验的问题,又减少了能量在试验过程中的大幅度浪费。
本发明的目的通过以下技术方案实现:
一种动力机械闭环单齿轮箱侧倾式单吊挂液压激振试验台,包括隔振T形槽铸铁基础平台7,所述的隔振T形槽铸铁基础平台7上固定有动力机械闭环单齿轮箱侧倾式试验台1、齿轮箱横向激振装置6、1号龙门架垂向激振装置2和2号龙门架垂向激振装置3,所述的1号龙门架垂向激振装置2和2号龙门架垂向激振装置3的上横梁的两端通过铰链支座并列安装有1号龙门架纵向梁装置4和2号龙门架纵向梁装置5;所述的动力机械闭环单齿轮箱侧倾式试验台1中的可侧倾高轴平台26与固定在隔振T形槽铸铁基础平台7上的侧倾平台中间支承座转动连接,所述的动力机械闭环单齿轮箱侧倾式试验台1通过侧倾平台调整支座调整与隔振T形槽铸铁基础平台7连接并留有一定的间距;所述的动力机械闭环单齿轮箱侧倾式试验台1中的带有通孔的侧倾平台调整支座安装板与固定在隔振T形槽铸铁基础平台7上的侧倾平台调整支座螺栓连接,侧倾平台调整支座与侧倾平台中间支承座用于使动力机械闭环单齿轮箱侧倾式试验台1沿试验车轴轴向倾斜;所述的齿轮箱横向激振装置6通过横向激振连杆装置18与动力机械闭环单齿轮箱侧倾式试验台1中的轴向振动轴承座装置27连接,所述的1号龙门架垂向激振装置2和2号龙门架垂向激振装置3上的垂向激振作动器通过垂向连杆装置分别与动力机械闭环单齿轮箱侧倾式试验台1中的1号吊挂式两向激振铰链轴承座装置28和2号吊挂式两向激振铰链轴承座装置29转动连接,对被试齿轮箱车轴46的轴承座处产生垂向激振。
作为本发明优选的技术方案:所述的动力机械闭环单齿轮箱侧倾式试验台1包括可侧倾高轴平台26、单箱试验悬挂式振动被试齿轮箱与车轴装配体16、单箱试验输入轴传动轴管30、鼓形齿轮完整联轴器装配体31、法兰式转矩转速传感器装配体32和固定在可侧倾高轴平台26上的和机械扭矩单轴加载齿轮箱与电机装置装配体17;所述的机械扭矩单轴加载齿轮箱与电机装置装配体17中的机械扭矩加载大斜齿轮轴装配体59通过鼓形齿轮完整联轴器装配体31与单箱试验悬挂式振动被试齿轮箱与车轴装配体16中的被试齿轮箱车轴46连接;所述的单箱试验悬挂式振动被试齿轮箱与车轴装配体16中的被试齿轮箱45输入端通过单箱试验输入轴传动轴管30与法兰式转矩转速传感器装配体32连接,法兰式转矩转速传感器装配体32的另一端与机械扭矩单轴加载齿轮箱与电机装置装配体17中的机械扭矩加载小斜齿轮轴装配体60的轴联接;所述的法兰式转矩转速传感器装配体32通过法兰式转矩转速传感器装配体安装座33安装在可侧倾高轴平台26上。
作为本发明优选的技术方案:所述的机械扭矩单轴加载齿轮箱与电机装置装配体17包括机械扭矩加载大斜齿轮轴装配体59、机械扭矩加载小斜齿轮轴装配体60和小斜齿轮轴向推拉架装配体63;所述的机械扭矩加载大斜齿轮轴装配体59包括机械扭矩加载齿轮箱大斜齿轮轴64和机械扭矩加载大斜齿轮66;所述的机械扭矩加载小斜齿轮轴装配体60包含机械扭矩加载小斜齿轮花键轴71和机械扭矩加载小斜齿轮72;所述的机械扭矩加载小斜齿轮轴装配体60的机械扭矩加载小斜齿轮72与机械扭矩加载大斜齿轮轴装配体59中的机械扭矩加载大斜齿轮66啮合联接,机械扭矩加载小斜齿轮72由机械扭矩加载大斜齿轮66的带动做周向旋转运动;所述的小斜齿轮轴向推拉架装配体63中的1号小斜齿轮轴向推拉板82、2号小斜齿轮轴向推拉板83分别设置在机械扭矩加载小斜齿轮72的两侧,小斜齿轮轴向推拉作动器87推动1号小斜齿轮轴向推拉板82和2号小斜齿轮轴向推拉板83运动,机械扭矩加载小斜齿轮花键轴71上的花键长度大于机械扭矩加载小斜齿轮72的齿宽,机械扭矩加载小斜齿轮72沿着机械扭矩加载小斜齿轮花键轴71做轴向运动,进而使得机械扭矩加载小斜齿轮72与机械扭矩加载大斜齿轮66之间的啮合位置发生变化,根据斜齿轮啮合原理,大小斜齿轮之间的扭矩将会发生变化,这样形成的机械扭矩在电机转速的作用下将产生功率,而此功率将在闭环系统内部循环利用。
作为本发明优选的技术方案:所述的动力机械闭环单齿轮箱侧倾式试验台1还包括用于约束1号吊挂式两向激振铰链轴承座装置28和2号吊挂式两向激振铰链轴承座装置29的1号单箱试验吊挂轴承座约束装置14和2号单箱试验吊挂轴承座约束装置15。
作为本发明优选的技术方案:所述的1号单箱试验吊挂轴承座约束装置14包括1号吊挂轴承座U形导轨与气簧座88、C形架摆动连杆支撑柱90、和1号空气弹簧装置92;C形架摆动连杆支撑柱90固定在1号吊挂轴承座U形导轨与气簧座88中的2号U形限位导向柱96的上端,1号空气弹簧装置92安装在1号吊挂轴承座U形导轨与气簧座88中的1号吊挂轴承座U形导轨与气簧座连接底板94上。
作为本发明优选的技术方案:所述的1号单箱试验吊挂轴承座约束装置14还包括套在C形架摆动连杆支撑柱90上的C形架支撑轴与夹板装配体91,C形架摆动连杆支撑柱90与C形架支撑轴与夹板装配体91通过C形架支撑轴悬吊螺栓98连接,被试齿轮箱C形架摆动连杆48安装在C形架支撑轴97上并为转动连接;C形架支撑轴与夹板装配体91中的被试齿轮箱C形架摆动连杆48的另一端安装在被试齿轮箱C形架47上,被试齿轮箱C形架摆动连杆48可以带动被试齿轮箱45向左或者向右倾斜。
作为本发明优选的技术方案:所述的2号单箱试验吊挂轴承座约束装置15与1号单箱试验吊挂轴承座约束装置14不同在于还包括在2号限位导向柱上设置有中间支撑传动轴与齿鼓联轴器装配体104,所述的中间支撑传动轴与齿鼓联轴器装配体104中的1号齿鼓联轴器105与单箱试验输入轴传动轴管30的端面齿连接,2号齿鼓联轴器106与联接法兰式转矩转速传感器装配体32的齿鼓联轴器装配体37联接。
作为本发明优选的技术方案:所述的隔振T形槽铸铁基础平台7固定在隔振混凝土基础8上,隔振混凝土基础8下方设置有隔振弹簧组系统9。
本发明的有益效果是:
1.本发明所述的动力机械闭环单齿轮箱侧倾式单吊挂液压激振试验台包含的机械扭矩单轴加载齿轮箱将被试齿轮箱输出端与输入端连接起来形成机械闭环系统,通过大小斜齿轮啮合位置的改变在闭环系统内部产生较大的机械扭矩,既可以模拟列车牵引电机输出的非常大的扭矩的情况下保证齿轮箱试验的合理性与精确性,又降低了所需驱动电机的功率要求,减小试验装置结构复杂性的同时节约了能源。
2.本发明所述的动力机械闭环单齿轮箱侧倾式单吊挂液压激振试验台包含龙门架垂向激振装置和横向激振装置,可以准确模拟齿轮箱及车轴在轨道车辆实际运行工况中所受到的径向及垂向负载和振动情况,检测被试齿轮箱在循环应力作用下的各种参数,还可以使齿轮箱发生疲劳破坏,模拟齿轮箱的实际破坏形式进而方便技术人员分析疲劳破坏的原因。
3.本发明所述的动力机械闭环单齿轮箱侧倾式单吊挂液压激振试验台为可侧倾式试验台,通过调整侧倾平台调整支座可以使动力机械闭环单齿轮箱侧倾式试验台围绕侧倾平台中间支承座倾斜一定的角度,而被试齿轮箱在C形架摆动连杆的调整下可产生一定的横向倾斜角度,进而模拟检测齿轮箱在高速列车曲线运动、制动以及加速情况下润滑油的分布及润滑情况。
4.本发明所述的动力机械闭环单齿轮箱侧倾式单吊挂液压激振试验台真实再现了齿轮箱在列车实际运行过程中所处的恶劣的工作环境,解决了现存试验台无法真实反映齿轮箱可靠性的问题。
5.本发明所述的动力机械闭环单齿轮箱侧倾式单吊挂液压激振试验台可以实现很大车速范围内的齿轮箱可靠性试验,完全可以满足我国新一代高速动车组齿轮箱可靠性的检测,对提高动车组传动系的技术及加快动车组的发展发挥了促进作用,具有很好的社会效益和经济效益。
6.本发明所述的动力机械闭环单齿轮箱侧倾式单吊挂液压激振试验台结构设计紧凑合理,安装有自我保护装置,安装与检修方便,试验台占地面积小。
附图说明
图1是本发明所述的主体轴测投影视图;
图2是本发明所述的主体左视投影视图;
图3是本发明所述的不包含垂向激振装置的轴测投影视图;
图4是本发明所述的侧倾平台中间支承座轴测投影视图;
图5是本发明所述的侧倾平台调整支座轴测投影视图;
图6是本发明所述的动力机械闭环单齿轮箱侧倾式试验台的轴测投影视图;
图7是本发明所述的可侧倾高轴平台轴测投影视图;
图8是本发明所述的单箱试验悬挂式振动被试齿轮箱与车轴装配体轴测投影视图;
图9是本发明所述的被试齿轮箱车轴轴测投影视图;
图10是本发明所述的机械扭矩单轴加载齿轮箱与电机装置装配体(无箱体)轴测投影视图;
图11是本发明所述的机械扭矩单轴加载齿轮箱与电机装置装配体上剖面投影视图;
图12是本发明所述的机械扭矩加载大斜齿轮轴轴测投影视图;
图13是本发明所述的机械扭矩加载小斜齿轮花键轴轴测投影视图;
图14是本发明所述的机械扭矩加载小斜齿轮轴向推拉架装配体轴测投影视图;
图15是本发明所述的1号单箱试验吊挂轴承座约束装置轴测投影视图;
图16是本发明所述的1号吊挂轴承座U形导轨与气簧座轴测投影视图;
图17是本发明所述的C形架支撑轴与夹板装配体轴测投影视图;
图18是本发明所述的2号单箱试验吊挂轴承座约束装置轴测投影视图;
图19是本发明所述的中间支撑传动轴与齿鼓联轴器装配体轴测投影视图。
图中:1.动力机械闭环单齿轮箱侧倾式试验台 2. 1号龙门架垂向激振装置 3.2号龙门架垂向激振装置 4. 1号龙门架纵向梁装置 5. 2号龙门架纵向梁装置 6.齿轮箱横向激振装置 7.隔振T形槽铸铁基础平台 8.隔振混凝土基础 9.隔振弹簧组系统10. 1号侧倾平台调整支座 11. 2号侧倾平台调整支座 12. 1号侧倾平台中间支承座13. 2号侧倾平台中间支承座 14. 1号单箱试验吊挂轴承座约束装置 15. 2号单箱试验吊挂轴承座约束装置 16.单箱试验悬挂式振动被试齿轮箱与车轴装配体 17.机械扭矩单轴加载齿轮箱与电机装置装配体 18.横向激振连杆装置 19.侧倾平台中间支承座旋转轴支撑孔 20.侧倾平台中间支承座竖板 21.侧倾平台中间支承座支撑板 22.侧倾平台中间支承座连接底板 23.侧倾平台调整支座竖板 24.侧倾平台调整支座支撑板 25.侧倾平台调整支座连接底板 26.可侧倾高轴平台 27.轴向振动轴承座装置 28.1号吊挂式两向激振铰链轴承座装置 29. 2号吊挂式两向激振铰链轴承座装置 30.单箱试验输入轴传动轴管 31.鼓形齿轮完整联轴器装配体 32.法兰式转矩转速传感器装配体33.法兰式转矩转速传感器装配体安装座 34.旋转功率补偿电机 35.旋转功率补偿电机安装座 36.机械扭矩单轴加载齿轮箱箱体 37.齿鼓联轴器装配体 38.可侧倾高轴平台矩形管 39. 1号侧倾平台中间支承座安装座 40. 2号侧倾平台中间支承座安装座 41.1号侧倾平台调整支座安装板 42. 3号侧倾平台调整支座安装板 43. 2号侧倾平台调整支座安装板 44. 4号侧倾平台调整支座安装板 45.被试齿轮箱 46.被试齿轮箱车轴47.被试齿轮箱C形架 48.被试齿轮箱C形架摆动连杆 49.鼓形齿联轴器账套端齿轮50. 1号垂向作动器耳环销轴 51. 2号垂向作动器耳环销轴 52.轴向振动轴承座安装轴53. 1号吊挂式两向激振铰链轴承座装置安装轴 54. 2号吊挂式两向激振铰链轴承座装置安装轴 55.被试齿轮箱安装轴 56.鼓形齿鼓式联轴器安装轴 57. 1号机械扭矩加载大斜齿轮轴端盖 58. 2号机械扭矩加载大斜齿轮轴端盖 59.机械扭矩加载大斜齿轮轴装配体 60.机械扭矩加载小斜齿轮轴装配体 61. 1号机械扭矩加载小斜齿轮轴端盖62. 2号机械扭矩加载小斜齿轮轴端盖 63.小斜齿轮轴向推拉架装配体 64.机械扭矩加载齿轮箱大斜齿轮轴 65. 1号大斜齿轮轴轴承 66.机械扭矩加载大斜齿轮 67. 2号大斜齿轮轴轴承,68.电机联轴器齿圈 69. 1号小斜齿轮轴承 70. 2号小斜齿轮轴承 71.机械扭矩加载小斜齿轮花键轴 72.机械扭矩加载小斜齿轮 73.电机联轴器齿圈安装轴74. 2号大斜齿轮轴轴承安装轴 75. 1号大斜齿轮轴轴承安装轴76.机械扭矩加载大斜齿轮安装轴 77.鼓形齿轮联轴器装配体安装轴 78.扭矩转速传感器与小斜齿轮轴连接法兰安装轴 79. 1号小斜齿轮轴轴承安装轴 80. 2号小斜齿轮轴轴承安装轴 81.机械扭矩加载小斜齿轮安装花键轴 82. 1号小斜齿轮轴向推拉板 83. 2号小斜齿轮轴向推拉板 84. 1号小斜齿轮轴向推拉轴与套装配体 85. 2号小斜齿轮轴向推拉轴与套装配体86.作动器双出推拉轴前联接板 87.小斜齿轮轴向推拉作动器88. 1号吊挂轴承座U形导轨与气簧座 89. 1号U形架上连板 90.C形架摆动连杆支撑柱 91.C形架支撑轴与夹板装配体 92. 1号空气弹簧装置 93.空气弹簧安装座 94. 1号吊挂轴承座U形导轨与气簧座连接底板 95. 1号U形限位导向柱 96. 2号U形限位导向柱 97.C形架支撑轴98.C形架支撑轴悬吊螺栓 99.C形架支撑轴压板 100.C形架支撑轴与压板装配螺栓101. 2号吊挂轴承座U形导轨与气簧座 102. 2号U形架上连板 103. 2号空气弹簧装置104.中间支撑传动轴与齿鼓联轴器装配体 105. 1号齿鼓联轴器 106. 2号齿鼓联轴器107. 1号中间支撑传动轴轴承 108. 2号中间支撑传动轴轴承 109.实心锥形传动过渡轴
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详尽的描述:
参阅图1至图2,本发明所述的动力机械闭环单齿轮箱侧倾式单吊挂液压激振试验台包括动力机械闭环单齿轮箱侧倾式试验台1、1号龙门架垂向激振装置2、2号龙门架垂向激振装置3、1号龙门架纵向梁装置4、2号龙门架纵向梁装置5、齿轮箱横向激振装置6、隔振T形槽铸铁基础平台7、隔振混凝土基础8、隔振弹簧组系统9。
所述的隔振T形槽铸铁基础平台7为铸铁结构件,通过地脚螺栓固定在连接在隔振混凝土基础8上,在隔振混凝土基础8下方设置有若干套隔振弹簧组系统9,减少地基振动对试验台的损坏以及对试验结果的影响,也为工作人员提供了良好的试验环境;隔振T形槽铸铁基础平台7表面均匀设置若干条相互平行的T形槽,方便相关试验设备的安装及位置的调整。动力机械闭环单齿轮箱侧倾式试验台1通过1号侧倾平台中间支承座12和2号侧倾平台中间支承座13以及四个侧倾平台调整支座安装在隔振T形槽铸铁基础平台7的中间位置,动力机械闭环单齿轮箱侧倾式试验台1与隔振T形槽铸铁基础平台7并未直接接触,二者之间有一定的间隔距离;1号侧倾平台中间支承座12和2号侧倾平台中间支承座13结构完全相同,对称安装在位于可侧倾高轴平台26中间位置的1号侧倾平台中间支承座安装座39和2号侧倾平台中间支承座安装座40上,并且为转动连接,4个侧倾平台调整支座结构完全相同,1号侧倾平台调整支座10和2号侧倾平台调整支座11安装在可侧倾高轴平台26的同侧,1号侧倾平台调整支座10和3号侧倾平台调整支座对称安装在可侧倾高轴平台26的同侧的左右两侧,3号侧倾平台调整支座和4号侧倾平台调整支座安装在可侧倾高轴平台26的同侧,2号侧倾平台调整支座11和4号侧倾平台调整支座对称安装在可侧倾高轴平台26的同侧的左右两侧;侧倾平台调整支座与侧倾平台中间支承座用来使动力机械闭环单齿轮箱侧倾式试验台1沿试验车轴轴向方向产生一定的倾斜角度,且双向均可产生倾斜角度,模拟齿轮箱在高速列车做曲线运动时的倾斜状况;所述的齿轮箱横向激振装置6通过T形螺栓固定在隔振T形槽铸铁基础平台7的左端,通过横向激振连杆装置18对靠近被试齿轮箱45的车轴端产生轴向的液压激振,所述的1号龙门架垂向激振装置2和2号龙门架垂向激振装置3前后并列地通过T形螺栓固定在隔振T形槽铸铁基础平台7上,二者的垂向激振作动器通过垂向连杆装置分别与1号吊挂式两向激振铰链轴承座装置28和2号吊挂式两向激振铰链轴承座装置29转动连接,通过对被试齿轮箱车轴46的轴承座处产生垂向激振,来模拟齿轮箱在列车实际运行中所受到的垂向振动;1号龙门架纵向梁装置4和2号龙门架纵向梁装置5通过铰链支座并列安装在1号龙门架垂向激振装置2和2号龙门架垂向激振装置3的上横梁的两端。
参阅图3至图7,所述的动力机械闭环单齿轮箱侧倾式试验台1包括可侧倾高轴平台26、1号单箱试验吊挂轴承座约束装置14、2号单箱试验吊挂轴承座约束装置15、单箱试验悬挂式振动被试齿轮箱与车轴装配体16、机械扭矩单轴加载齿轮箱与电机装置装配体17、单箱试验输入轴传动轴管30、鼓形齿轮完整联轴器装配体31和法兰式转矩转速传感器装配体32。
所述的可侧倾高轴平台26为矩形管状结构,在可侧倾高轴平台矩形管38的上表面均匀分布若干条相互平行的T形槽,方便相关结构部件的安装以及位置的调整,1号侧倾平台中间支承座安装座39和2号侧倾平台中间支承座安装座40对称焊接在可侧倾高轴平台矩形管38的左右两侧,1号侧倾平台中间支承座安装座39和2号侧倾平台中间支承座安装座40为焊接结构件,两者上面的旋转支撑轴位置高于可侧倾高轴平台矩形管38的上表面,方便可侧倾高轴平台26的侧倾;1号侧倾平台调整支座安装板41和3号侧倾平台调整支座安装板42对称焊接在侧倾高轴平台矩形管38的前端左右两侧,2号侧倾平台调整支座安装板43和4号侧倾平台调整支座安装板44对称焊接在侧倾高轴平台矩形管38的后部左右两侧,且1号侧倾平台调整支座安装板41和2号侧倾平台调整支座安装板43,3号侧倾平台调整支座安装板42和4号侧倾平台调整支座安装板44分别关于1号侧倾平台中间支承座安装座39和2号侧倾平台中间支承座安装座40对称。机械扭矩单轴加载齿轮箱与电机装置装配体17通过T形螺栓固定安装在可侧倾高轴平台26的后侧,其中的机械扭矩加载大斜齿轮轴装配体59通过鼓形齿轮完整联轴器装配体31与单箱试验悬挂式振动被试齿轮箱与车轴装配体16的一端相连接,单箱试验悬挂式振动被试齿轮箱与车轴装配体16通过1号吊挂式两向激振铰链轴承座装置28和2号吊挂式两向激振铰链轴承座装置29吊挂在1号龙门架垂向激振装置2和2号龙门架垂向激振装置3的下方,其中1号吊挂式两向激振铰链轴承座装置28靠1号单箱试验吊挂轴承座约束装置14约束支撑,2号吊挂式两向激振铰链轴承座装置29靠2号单箱试验吊挂轴承座约束装置15约束支撑;被试齿轮箱45输入端通过单箱试验输入轴传动轴管30与2号单箱试验吊挂轴承座约束装置15中的中间支撑传动轴与齿鼓联轴器装配体104利用端面齿联接在一起;法兰式转矩转速传感器装配体32一端通过齿鼓联轴器装配体37与中间支撑传动轴与齿鼓联轴器装配体104联接,其另一端通过法兰盘与机械扭矩加载小斜齿轮轴装配体60联接在一起,法兰式转矩转速传感器装配体32通过法兰式转矩转速传感器装配体安装座33安装在可侧倾高轴平台26上,机械扭矩单轴加载齿轮箱与电机装置装配体17中的机械扭矩加载大斜齿轮轴装配体59和机械扭矩加载小斜齿轮轴装配体60靠大小斜齿轮的啮合联接在一起,这样就构成了一个闭环系统,通过机械扭矩加载大斜齿轮66和机械扭矩加载小斜齿轮72啮合位置的变化在闭环系统内部产生机械扭矩,机械扭矩与电机转速所产生的功率在闭环系统内部循环使用,从而减少了能量消耗,试验台只需使用较小功率的电机补偿部分功率就可维持试验的进行,实现了节约能量的目的。
参阅图4,所述的侧倾平台中间支承座是三角形状结构,是由侧倾平台中间支承座旋转轴支撑孔19、侧倾平台中间支承座竖板20、侧倾平台中间支承座支撑板21和侧倾平台中间支承座连接底板22相互垂直焊接而成,其中侧倾平台中间支承座连接底板22为T形结构,其上设置有若干个供T型螺栓穿过的长通孔用于侧倾平台中间支承座安装在隔振T形槽铸铁基础平台7上,侧倾平台中间支承座通过侧倾平台中间支承座旋转轴支撑孔19与可侧倾高轴平台26上的侧倾平台中间支撑座安装轴转动连接,通过侧倾平台调整支座可以调整动力机械闭环单齿轮箱侧倾式试验台1围绕侧倾平台中间支承座倾斜一定角度来模拟轨道车辆在实际运行中做曲线运动时齿轮箱的倾斜情况。
参阅图5,所述的侧倾平台调整支座由侧倾平台调整支座竖板23、侧倾平台调整支座支撑板24和侧倾平台调整支座连接底板25三者相互垂直焊接而成,其中侧倾平台调整支座支撑板24是由两块支撑肋板组成,连接底板沿两端长边以及两块支撑肋板之间分别设置若干个供T型螺栓穿过的长通孔,侧倾平台调整支座竖板23沿垂直方向设置有3条贯通的T形槽,侧倾平台调整支座通过T型螺栓与可侧倾高轴平台26上的侧倾平台调整支座安装板连接,并可根据需要调整可侧倾高轴平台26的位置。
参阅图8至图9,所述的单箱试验悬挂式振动被试齿轮箱与车轴装配体16包括轴向振动轴承座装置27、1号吊挂式两向激振铰链轴承座装置28、2号吊挂式两向激振铰链轴承座装置29、被试齿轮箱45、被试齿轮箱车轴46和被试齿轮箱C形架47。被试齿轮箱45安装在被试齿轮箱车轴46上的被试齿轮箱安装轴55上,在被试齿轮箱车轴左端安装着轴向振动轴承座装置27,轴向振动轴承座装置27通过横向激振连杆装置18与横向激振作动器相连,将横向激振传递给被试齿轮箱车轴46上;1号吊挂式两向激振铰链轴承座装置28和2号吊挂式两向激振铰链轴承座装置29分别安装在1号吊挂式两向激振铰链轴承座装置安装轴53和2号吊挂式两向激振铰链轴承座装置安装轴54上,并且二者分别通过1号垂向作动器耳环销轴50和2号垂向作动器耳环销轴51吊挂在1号龙门架垂向激振装置的垂向连杆和2号龙门架垂向激振装置的垂向连杆上;鼓形齿联轴器账套端齿轮49安装在被试齿轮箱车轴46上的鼓形齿鼓式联轴器安装轴56上。
参阅图10至图14,所述的机械扭矩单轴加载齿轮箱与电机装置装配体17包含旋转功率补偿电机34、旋转功率补偿电机安装座35、机械扭矩单轴加载齿轮箱箱体36、1号机械扭矩加载大斜齿轮轴端盖57、2号机械扭矩加载大斜齿轮轴端盖58、机械扭矩加载大斜齿轮轴装配体59、机械扭矩加载小斜齿轮轴装配体60、1号机械扭矩加载小斜齿轮轴端盖61、2号机械扭矩加载小斜齿轮轴端盖62和小斜齿轮轴向推拉架装配体63。
所述的机械扭矩加载大斜齿轮轴装配体59包括机械扭矩加载齿轮箱大斜齿轮轴64、1号大斜齿轮轴轴承65、机械扭矩加载大斜齿轮66、2号大斜齿轮轴轴承67和电机联轴器齿圈68。所述的机械扭矩加载齿轮箱大斜齿轮轴64为5段式阶梯轴,其中一端为大头端,设置有安装电机联轴器齿圈68的安装孔,大头端端面沿周向设置若干个螺纹孔,用于固定联接电机联轴器齿圈68,机械扭矩加载大斜齿轮安装轴76上设置有键槽,用于安装机械扭矩加载大斜齿轮66,1号大斜齿轮轴轴承65和2号大斜齿轮轴轴承67分别安装在1号大斜齿轮轴轴承安装轴75和2号大斜齿轮轴轴承安装轴74上;机械扭矩加载大斜齿轮轴装配体59通过1号大斜齿轮轴轴承65和2号大斜齿轮轴轴承67安装在机械扭矩单轴加载齿轮箱箱体36内相应位置上,1号大斜齿轮轴轴承65外侧安装有1号机械扭矩加载大斜齿轮轴端盖57,2号大斜齿轮轴轴承67外侧安装有2号机械扭矩加载大斜齿轮轴端盖58;旋转功率补偿电机34通过旋转功率补偿电机安装座35安装在侧倾高轴平台26的一端,其旋转轴通过电机联轴器齿圈68安装在机械扭矩加载齿轮箱大斜齿轮轴64的大头端安装孔内;机械扭矩加载齿轮箱大斜齿轮轴64的小头端为鼓形齿轮联轴器装配体安装轴77,用于安装联接被试齿轮箱车轴46与机械扭矩加载齿轮箱大斜齿轮轴64的鼓形齿轮完整联轴器装配体31。
所述的机械扭矩加载小斜齿轮轴装配体60包含1号小斜齿轮轴承69、2号小斜齿轮轴承70、机械扭矩加载小斜齿轮花键轴71和机械扭矩加载小斜齿轮72。机械扭矩加载小斜齿轮花键轴71为5段式阶梯轴,一端为扭矩转速传感器与小斜齿轮轴连接法兰安装轴78用于安装联接扭矩转速传感器与小斜齿轮轴的法兰盘,1号小斜齿轮轴承69和2号小斜齿轮轴承70分别安装在1号小斜齿轮轴轴承安装轴79和2号小斜齿轮轴轴承安装轴80上;机械扭矩加载小斜齿轮轴装配体60通过1号小斜齿轮轴承69和2号小斜齿轮轴承70安装在机械扭矩单轴加载齿轮箱箱体36相应的位置,1号机械扭矩加载小斜齿轮轴端盖61安装在1号小斜齿轮轴承69所在箱体处外侧,2号机械扭矩加载小斜齿轮轴端盖62安装在2号小斜齿轮轴承70所在箱体处外侧;机械扭矩加载小斜齿轮安装花键轴81是一段具有一定长度花键的轴,且花键长度大于小斜齿轮的齿宽,机械扭矩加载小斜齿轮72既可以在机械扭矩加载大斜齿轮66的带动下做周向旋转运动,也可以在小斜齿轮轴向推拉架装配体63的带动下做轴向运动。
参阅图14,所述的小斜齿轮轴向推拉架装配体63包括1号小斜齿轮轴向推拉板82、2号小斜齿轮轴向推拉板83、1号小斜齿轮轴向推拉轴与套装配体84、2号小斜齿轮轴向推拉轴与套装配体85、作动器双出推拉轴前联接板86和小斜齿轮轴向推拉作动器87。1号小斜齿轮轴向推拉板82和2号小斜齿轮轴向推拉板83结构完全相同,二者均为梭形结构,梭形两端对称设置有两个供1号小斜齿轮轴向推拉轴与套装配体84和2号小斜齿轮轴向推拉轴与套装配体85穿过的圆孔,中间设置一个供机械扭矩加载小斜齿轮花键轴71穿过的大圆孔,1号小斜齿轮轴向推拉板82和2号小斜齿轮轴向推拉板83安装在机械扭矩加载小斜齿轮72端面两侧,1号小斜齿轮轴向推拉板82与推拉轴之间靠圆螺母紧固联接;作动器双出推拉轴前联接板86也为梭形结构,梭形两端对称设置有两个供1号小斜齿轮轴向推拉轴与套装配体84和2号小斜齿轮轴向推拉轴与套装配体85穿过的圆孔,中间设置一个供作动器活塞杆通过的圆孔,作动器双出推拉轴前联接板86与作动器前端盖通过若干个螺栓连接,其与两个推拉轴也是靠圆螺母紧固联接;作动器缸体在液压作用下沿轴向方向带动作动器双出推拉轴前联接板86运动,1号小斜齿轮轴向推拉板82和2号小斜齿轮轴向推拉板83在1号小斜齿轮轴向推拉轴与套装配体84和2号小斜齿轮轴向推拉轴与套装配体85的带动下使机械扭矩加载小斜齿轮72沿着机械扭矩加载小斜齿轮花键轴71做轴向运动,进而使得机械扭矩加载小斜齿轮72与机械扭矩加载大斜齿轮66之间的啮合位置发生变化,根据斜齿轮啮合原理,大小斜齿轮之间的扭矩将会发生变化,这样形成的机械扭矩在电机转速的作用下将产生功率,而此功率将在闭环系统内部循环利用,这样既较少了普通开环试验时对电机功率的较高要求,又避免了能量的浪费,达到了节约能源的目的。
参阅图15至图17,所述的1号单箱试验吊挂轴承座约束装置14包括1号吊挂轴承座U形导轨与气簧座88、1号U形架上连板89、C形架摆动连杆支撑柱90、C形架支撑轴与夹板装配体91和1号空气弹簧装置92。
1号吊挂轴承座U形导轨与气簧座88为U形结构件,由空气弹簧安装座93、1号吊挂轴承座U形导轨与气簧座连接底板94、1号U形限位导向柱95和2号U形限位导向柱96焊接而成,1号U形限位导向柱95和2号U形限位导向柱96为方形钢管状结构,上端焊接有连接板,其中2号U形限位导向柱96的上端连接板上设置有若干个螺纹孔,用于安装C形架摆动连杆支撑柱90,1号U形限位导向柱95和2号U形限位导向柱96内侧壁上分别采用焊接的方式设置有导向板,导向板使1号吊挂式两向激振铰链轴承座装置28在激振作用下做垂向运动,而限制其纵向方向的运动;1号吊挂轴承座U形导轨与气簧座连接底板94为长方形连接板,固定焊接在1号U形限位导向柱95和2号U形限位导向柱96的底端,沿长边方向分别设置若干个用于安装螺栓的圆形通孔;在1号U形限位导向柱95和2号U形限位导向柱96之间,1号吊挂轴承座U形导轨与气簧座连接底板94上焊接有安装1号空气弹簧装置92的圆形底座;两个1号U形架上连板89安装在1号U形限位导向柱95和2号U形限位导向柱96的上端前后两侧,限制1号吊挂式两向激振铰链轴承座装置沿轴向方向的运动;1号空气弹簧装置92安装在空气弹簧安装座93上,对1号吊挂式两向激振铰链轴承座装置28起到柔性支撑作用,并且通过改变空气弹簧的充其量来改变其支撑刚度,进而模拟轴承座所承受的不同程度的冲击力。
C形架摆动连杆支撑柱90是由方形钢管和长方形连接板焊接而成,下底板上设置有若干个供安装螺栓的圆形通孔,安装在2号U形限位导向柱96的上端连接板上,C形架支撑轴与夹板装配体91套在C形架摆动连杆支撑柱90上,通过C形架支撑轴悬吊螺栓98悬吊在C形架摆动连杆支撑柱90的上端连接板上,通过调整悬吊螺栓的长度可以调整C形架支撑轴与压板装配体91在C形架摆动连杆支撑柱90上的垂向位置;C形架支撑轴97和C形架支撑轴压板99通过C形架支撑轴与压板装配螺栓100安装在一起,C形架支撑轴97是由长方形连接板和轴状结构焊接而成,C形架支撑轴悬吊螺栓98安装在C形架支撑轴97上的长方形连接板上,在C形架支撑轴压板100和C形架支撑轴97长方形连接板内侧焊接有限制条,使C形架支撑轴与压板装配体100只能沿着C形架摆动连杆支撑柱90的垂直方向运动,被试齿轮箱C形架摆动连杆48安装在C形架支撑轴97上并为转动连接;被试齿轮箱C形架摆动连杆48的另一端安装在被试齿轮箱C形架47上,通过调整C形架支撑轴与压板装配体100在C形架摆动连杆支撑柱90上的垂向位置,C形架摆动连杆48将带动被试齿轮箱45向左或者向右倾斜一定的角度,模拟轨道车辆加速或者制动时齿轮箱向前或向后倾斜的情况,检测此种倾斜状态下齿轮箱润滑油的分布和润滑状况。
参阅图18至图19,所述的2号单箱试验吊挂轴承座约束装置15与1号单箱试验吊挂轴承座约束装置14结构相似但不尽相同,其包括2号吊挂轴承座U形导轨与气簧座101、2号U形架上连板102、2号空气弹簧装置103和中间支撑传动轴与齿鼓联轴器装配体104。2号吊挂轴承座U形导轨与气簧座101与1号吊挂轴承座U形导轨与气簧座88结构相似,但2号吊挂轴承座U形导轨与气簧座101的2号限位导向柱上设置有一个安装中间支撑传动轴与齿鼓联轴器装配体104的通孔,通孔内设置有安装1号中间支撑传动轴轴承107和2号中间支撑传动轴轴承108的轴承座孔,穿过通孔的中间支撑传动轴为实心锥形传动过渡轴109,1号齿鼓联轴器105与单箱试验输入轴传动轴管30的端面齿连接,2号齿鼓联轴器106与联接法兰式转矩转速传感器装配体32的齿鼓联轴器装配体37联接。
动力机械闭环单齿轮箱侧倾式单吊挂液压激振试验台工作原理:
本发明所述的动力机械闭环单齿轮箱侧倾式单吊挂液压激振试验台对被试齿轮箱车轴进行垂向液压激振和轴向液压激振,准确模拟高速列车齿轮箱在实际工况下所受到的径向负载和轴向负载以及高速列车在实际线路上运行时的振动情况,真实再现高速列车齿轮箱在实际运行时所受到的振动;悬挂式振动被试齿轮箱及车轴通过单箱试验输入轴传动轴管和中间支撑传动轴与齿鼓联轴器装配体与机械扭矩单轴加载齿轮箱与电机装置装配体形成了机械闭环系统,通过大小斜齿轮啮合位置的变化在闭环系统内部产生机械扭矩,使功率在闭环系统内部循环使用,既模拟了列车牵引电机输出的较大扭矩,又减少了能量消耗,试验台只需使用较小功率的电机补偿部分功率就可维持试验的进行,达到了节约能量的目的;所述动力机械闭环单齿轮箱侧倾式试验台通过侧倾平台中间支承座和侧倾平台调整支座,可在轴向方向产生一定的倾斜角度,而被试齿轮箱在C形架摆动连杆的调整下可产生一定的横向倾斜角度,可以模拟检测齿轮箱在高速列车曲线运动、制动以及加速情况下润滑油的分布及润滑情况。

Claims (7)

1.一种动力机械闭环单齿轮箱侧倾式单吊挂液压激振试验台,其特征在于:包括隔振T形槽铸铁基础平台(7),所述的隔振T形槽铸铁基础平台(7)上固定有动力机械闭环单齿轮箱侧倾式试验台(1)、齿轮箱横向激振装置(6)、1号龙门架垂向激振装置(2)和2号龙门架垂向激振装置(3),所述的1号龙门架垂向激振装置(2)和2号龙门架垂向激振装置(3)的上横梁的两端通过铰链支座并列安装有1号龙门架纵向梁装置(4)和2号龙门架纵向梁装置(5);
所述的动力机械闭环单齿轮箱侧倾式试验台(1)中的可侧倾高轴平台(26)与固定在隔振T形槽铸铁基础平台(7)上的侧倾平台中间支承座转动连接,所述的动力机械闭环单齿轮箱侧倾式试验台(1)通过侧倾平台调整支座与隔振T形槽铸铁基础平台(7)连接;
所述的动力机械闭环单齿轮箱侧倾式试验台(1)中的带有通孔的侧倾平台调整支座安装板与固定在隔振T形槽铸铁基础平台(7)上的侧倾平台调整支座螺栓连接,侧倾平台调整支座与侧倾平台中间支承座用于使动力机械闭环单齿轮箱侧倾式试验台(1)沿试验车轴轴向倾斜;
所述的齿轮箱横向激振装置(6)通过横向激振连杆装置(18)与动力机械闭环单齿轮箱侧倾式试验台(1)中的轴向振动轴承座装置(27)连接,
所述的1号龙门架垂向激振装置(2)和2号龙门架垂向激振装置(3)上的垂向激振作动器通过垂向连杆装置分别与动力机械闭环单齿轮箱侧倾式试验台(1)中的1号吊挂式两向激振铰链轴承座装置(28)和2号吊挂式两向激振铰链轴承座装置(29)转动连接,对被试齿轮箱车轴(46)的轴承座处产生垂向激振。
2.如权利要求1所述的动力机械闭环单齿轮箱侧倾式单吊挂液压激振试验台,其特征在于:所述的动力机械闭环单齿轮箱侧倾式试验台(1)包括可侧倾高轴平台(26)、单箱试验悬挂式振动被试齿轮箱与车轴装配体(16)、单箱试验输入轴传动轴管(30)、鼓形齿轮完整联轴器装配体(31)、法兰式转矩转速传感器装配体(32)和固定在可侧倾高轴平台(26)上的机械扭矩单轴加载齿轮箱与电机装置装配体(17);
所述的机械扭矩单轴加载齿轮箱与电机装置装配体(17)中的机械扭矩加载大斜齿轮轴装配体(59)通过鼓形齿轮完整联轴器装配体(31)与单箱试验悬挂式振动被试齿轮箱与车轴装配体(16)中的被试齿轮箱车轴(46)连接;所述的单箱试验悬挂式振动被试齿轮箱与车轴装配体(16)中的被试齿轮箱(45)输入端通过单箱试验输入轴传动轴管(30)与法兰式转矩转速传感器装配体(32)连接,法兰式转矩转速传感器装配体(32)的另一端与机械扭矩单轴加载齿轮箱与电机装置装配体(17)中的机械扭矩加载小斜齿轮轴装配体(60)的轴联接;所述的法兰式转矩转速传感器装配体(32)通过法兰式转矩转速传感器装配体安装座(33)安装在可侧倾高轴平台(26)上。
3.如权利要求2所述的动力机械闭环单齿轮箱侧倾式单吊挂液压激振试验台,其特征在于:所述的机械扭矩单轴加载齿轮箱与电机装置装配体(17)包括机械扭矩加载大斜齿轮轴装配体(59)、机械扭矩加载小斜齿轮轴装配体(60)和小斜齿轮轴向推拉架装配体(63);
所述的机械扭矩加载大斜齿轮轴装配体(59)包括机械扭矩加载齿轮箱大斜齿轮轴(64)和机械扭矩加载大斜齿轮(66);所述的机械扭矩加载小斜齿轮轴装配体(60)包含机械扭矩加载小斜齿轮花键轴(71)和机械扭矩加载小斜齿轮(72);
所述的机械扭矩加载小斜齿轮轴装配体(60)的机械扭矩加载小斜齿轮(72)与机械扭矩加载大斜齿轮轴装配体(59)中的机械扭矩加载大斜齿轮(66)啮合联接,机械扭矩加载小斜齿轮(72)由机械扭矩加载大斜齿轮(66)的带动做周向旋转运动;
所述的小斜齿轮轴向推拉架装配体(63)中的1号小斜齿轮轴向推拉板(82)、2号小斜齿轮轴向推拉板(83)分别设置在机械扭矩加载小斜齿轮(72)的两侧,小斜齿轮轴向推拉作动器(87)推动1号小斜齿轮轴向推拉板(82)和2号小斜齿轮轴向推拉板(83)运动,机械扭矩加载小斜齿轮花键轴(71)上的花键长度大于机械扭矩加载小斜齿轮(72)的齿宽,机械扭矩加载小斜齿轮(72)沿着机械扭矩加载小斜齿轮花键轴(71)做轴向运动,进而使得机械扭矩加载小斜齿轮(72)与机械扭矩加载大斜齿轮(66)之间的啮合位置发生变化,根据斜齿轮啮合原理,大小斜齿轮之间的扭矩将会发生变化,这样形成的机械扭矩在电机转速的作用下将产生功率,而此功率将在闭环系统内部循环利用。
4.如权利要求1所述的动力机械闭环单齿轮箱侧倾式单吊挂液压激振试验台,其特征在于:所述的动力机械闭环单齿轮箱侧倾式试验台(1)还包括用于约束1号吊挂式两向激振铰链轴承座装置(28)和2号吊挂式两向激振铰链轴承座装置(29)的1号单箱试验吊挂轴承座约束装置(14)和2号单箱试验吊挂轴承座约束装置(15)。
5.如权利要求4所述的动力机械闭环单齿轮箱侧倾式单吊挂液压激振试验台,其特征在于:所述的1号单箱试验吊挂轴承座约束装置(14)包括1号吊挂轴承座U形导轨与气簧座(88)、C形架摆动连杆支撑柱(90)、和1号空气弹簧装置(92);
C形架摆动连杆支撑柱(90)固定在1号吊挂轴承座U形导轨与气簧座(88)中的2号U形限位导向柱(96)的上端,1号空气弹簧装置(92)安装在1号吊挂轴承座U形导轨与气簧座(88)中的1号吊挂轴承座U形导轨与气簧座连接底板(94)上。
6.如权利要求5所述的动力机械闭环单齿轮箱侧倾式单吊挂液压激振试验台,其特征在于:所述的1号单箱试验吊挂轴承座约束装置(14)还包括套在C形架摆动连杆支撑柱(90)上的C形架支撑轴与夹板装配体(91),C形架摆动连杆支撑柱(90)与C形架支撑轴与夹板装配体(91)通过C形架支撑轴悬吊螺栓(98)连接,被试齿轮箱C形架摆动连杆(48)安装在C形架支撑轴(97)上并为转动连接;C形架支撑轴与夹板装配体(91)中的被试齿轮箱C形架摆动连杆(48)的另一端安装在被试齿轮箱C形架(47)上,被试齿轮箱C形架摆动连杆(48)可以带动被试齿轮箱(45)向左或者向右倾斜。
7.如权利要求1所述的动力机械闭环单齿轮箱侧倾式单吊挂液压激振试验台,其特征在于:所述的隔振T形槽铸铁基础平台(7)固定在隔振混凝土基础(8)上,隔振混凝土基础(8)下方设置有隔振弹簧组系统(9)。
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