CN106198061B - 一种铁路货车静载荷试验设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁路货车静载荷试验设备，涉及铁路货车技术领域。包括加载梁、侧梁、试验台车、主动顶杆、辅助顶杆及传感装置；加载梁与侧梁均具有相互平行的两条，加载梁与侧梁呈“井”字形分布，加载梁与侧梁通过挡销连接；一条加载梁的中部设有主动顶杆，另一条加载梁的中部设有与主动顶杆配合的辅助顶杆，主动顶杆的末端通过液压缸与加载梁连接，辅助顶杆的末端通过传感装置与加载梁连接，传感装置与数据分析设备连接；试验台车具有两个，分别设于两个加载梁的正下方；侧梁在长度方向上为拼接式结构。其结构简单，使用安全可靠，易于装卸及转运。

Description

一种铁路货车静载荷试验设备

技术领域

本发明涉及铁路货车技术领域。

背景技术

随着国内轨道交通的蓬勃发展，对车辆零部件性能的要求也越来越高。货物运输是铁路运输的重要组成部分，其运载车体对强度的需求较高，对铁路货车车体的强度测试则是判断铁路货车整体质量的重要环节，主要通过静载荷测试设备完成。目前的静载荷测试设备各个部件均体积较大，连接结构复杂，装卸及运输困难，导致整体测试周期长，不利于提高测试及生产效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种铁路货车静载荷试验设备，其结构简单，使用安全可靠，易于装卸及转运。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种铁路货车静载荷试验设备，包括加载梁、侧梁、试验台车、主动顶杆、辅助顶杆及传感装置；加载梁与侧梁均具有相互平行的两条，加载梁与侧梁呈“井”字形分布，加载梁与侧梁通过挡销连接；一条加载梁的中部设有主动顶杆，另一条加载梁的中部设有与主动顶杆配合的辅助顶杆，主动顶杆的末端通过液压缸与加载梁连接，辅助顶杆的末端通过传感装置与加载梁连接，传感装置与数据分析设备连接；试验台车具有两个，分别设于两个加载梁的正下方；侧梁在长度方向上为拼接式结构。

作为进一步的技术方案，所述侧梁包括若干段梁体及若干个连接板，梁体均为横截面为H形的梁体，两端均设有第一安装孔，连接板设于相邻梁体的端部的上方及下方，连接板两端设有与第一安装孔相配合的第二安装孔，连接销贯穿第二安装孔及第一安装孔，使得相邻梁体之间通过连接板及连接销配合形成的固定结构连接。

作为进一步的技术方案，位于两端的所述梁体上还设有与挡销配合的挡销安装孔。

作为进一步的技术方案，所述加载梁包括腹梁，腹梁由两个纵向分布H型钢固定焊接构成，腹梁的上面、下面及四周均固设有面板，腹梁的两端设有可容纳梁体插入的插接开口，每个插接开口的上方及下方均对应的设有与挡销配合的定位挡块；定位挡块外侧设有与挡销外形相配合的半圆弧槽。

作为进一步的技术方案，所述腹梁的内中部设有腹梁加强结构，包括两组沿竖直方向分布且呈镜像对应的加强梁。

作为进一步的技术方案，所述主动顶杆与辅助顶杆下部还分别设有用于承托主动顶杆与辅助顶杆的承托支架。

作为进一步的技术方案，所述试验台车包括车体基座、承载横梁、承载托盘及双向轨道式行走机构，承载横梁对称的设于车体基座上部的两侧，其长轴与车体基座的边缘相互平行，承载托盘设于两个承载横梁之间，双向轨道式行走机构设于车体基座下部，与地面上的导轨配合使用；承载横梁的上部放置有加载梁，承载横梁的中轴与加载梁的中轴相互垂直。

作为进一步的技术方案，所述双向轨道式行走机构包括车轴、轴托及轨道车轮，轴托具有四个，对称的设于车体基座的下表面，轴托的下端设有与车轴配合的凹槽，车轴具有相互平行的两个，靠近两端的位置均插接于凹槽内，车轴两端通过轴承连接；轨道车轮外周设有导向凸起。

作为进一步的技术方案，所述传感装置包括压力传感器和位移传感器。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

侧梁采用拼接式的结构，侧梁与加载梁之间采用销轴连接，使得设备整体结构简单，使用安全可靠，易于装卸及转运。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的仰视图；

图3是图2的F部放大图；

图4是图3中加载梁的右视结构示意图；

图5是图4的C-C剖视图；

图6是图2中梁体、连接板及连接销的装配结构示意图；

图7是图2中位于左侧的试验台车的左视图；

图8是图7的E部放大图；

图9是图8中轴托的左视图；

图10是轴托与车轴的装配结构示意图。

图中：1、加载梁；2、侧梁；3、试验台车；4、主动顶杆；5、辅助顶杆；6、传感装置；7、挡销；8、液压缸；9、数据分析设备；10、梁体；11、连接板；14、连接销；16、腹梁；17、面板；18、插接开口；19、定位挡块；20、加强梁；21、承托支架；22、车体基座；23、承载横梁；24、承载托盘；25、双向轨道式行走机构；26、导轨；27、车轴；28、轴托；29、轨道车轮；30、凹槽；31、导向凸起；32、挡销垫板；33、加强面板；34、第一竖向筋板；35、第二竖向筋板；36、横向筋板；37、连接销垫板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-10所示，为本发明一种铁路货车静载荷试验设备的一个实施例：

包括加载梁1、侧梁2、试验台车3、主动顶杆4、辅助顶杆5及传感装置6。加载梁1与侧梁2均具有相互平行的两条，加载梁1与侧梁2呈“井”字形分布，加载梁1与侧梁2通过挡销7连接；一条加载梁1的中部设有主动顶杆4，另一条加载梁1的中部设有与主动顶杆4配合的辅助顶杆5，主动顶杆4的末端通过液压缸8与加载梁1连接，辅助顶杆5的末端通过传感装置6与加载梁1连接，传感装置6与数据分析设备9连接；试验台车3具有两个，分别设于两个加载梁1的正下方；侧梁2在长度方向上为拼接式结构。加载梁与侧梁之间为销轴连接方式，侧梁又为拼接式侧梁，整个测试框架的组装都很简单，无需螺纹连接件也能够保证测试所需的强度。测试区域为图1中点划线所包围的区域，测试设备围绕已经放置好的铁路货车的车体进行组装，测试的时候，液压缸8通过外接的液压泵站控制活塞杆的运动，进而控制主动顶杆4的顶进，顶进到一定程度后，传感装置6通过辅助顶杆5能够感知静载荷测试所需的数据，如位移数据和压力数据等，随后将数据传送至外接的数据分析设备9进行分析处理，方便操作人员的观测，图1中的虚线为数据传输的线路。

具体的，侧梁2可以为钩头连接方式或销接连接等方式。为了方便组装，侧梁2包括若干段梁体10及若干个连接板11，梁体10均为横截面为H形的梁体，两端均设有第一安装孔，连接板11设于相邻梁体10的端部的上方及下方，连接板11两端设有与第一安装孔相配合的第二安装孔，连接销14贯穿第二安装孔及第一安装孔，使得相邻梁体10之间通过连接板11及连接销14配合形成的固定结构连接。安装时，只需将各段梁体10的端部与相应的连接板11对好，上、下两个连接板11构成一组，再插入连接销14，一组连接板11就能够完成两端梁体10的连接固定。并且，由于梁体10的端部仍为方形，两个梁体10在连接后距离也比较近，因此，不会围绕连接销14发生幅度较大的转动，不会影响正常使用。梁体10的长度可射为不一致，侧梁2的长度可以根据实际测试环境进行组装调节，能够适应多种测试需求。

优选的，由于强度需要及简化加工步骤，梁体10采用H型钢制成，安装连接板11后，其处于梁体10的凹陷之内，为了方便制备，连接板11厚度小于此凹陷的深度，因此，在连接板11与梁体10之间还设置连接销垫板37，使得连接销14的上、下端能够突出于梁体10之外，方便连接销14的装卸。连接销垫板37也设有相应的挡销安装孔。

具体的，为了方便加载梁1与侧梁2之间的销轴式连接结构，位于两端的梁体10上还设有与挡销7配合的挡销安装孔。

具体的，加载梁1包括腹梁16，为了强度及加工的需要，腹梁16由两个纵向分布H型钢固定焊接构成，腹梁16的上面、下面及四周均固设有面板17，腹梁16的两端设有可容纳梁体10插入的插接开口18，每个插接开口18的上方及下方均对应的设有与挡销7配合的定位挡块19；定位挡块19外侧设有与挡销7外形相配合的半圆弧槽。如图3所示，为加载梁1与侧梁2的装配结构示意图，安装时，先将侧梁2两端分别插入两个加载梁1的插接开口18内，再将挡销7顺着半圆弧槽的导向插入梁体10上的挡销安装孔内。定位挡块19不仅在插入时为挡销7提供导向作用，还在安装好后顶住挡销7上部的盖帽，对挡销7起到竖直方向上的限位作用，不会滑落，使得此连接结构更加稳定，使用更加安全。为了能对H型钢制备成的梁体10提供更好的导向作用，位于上部定位挡块19的底端面稍低于插接开口18的上端面，位于下部的定位挡块19的顶端面稍高于插接开口18的下端面。

进一步的，由于液压缸8安装于一条加载梁1内侧面的正中部，加载梁1的中部为受力最大的位置，因此应当进行加强。腹梁16的内中部设有腹梁加强结构，包括两组沿竖直方向分布且呈镜像对应的加强梁20；加载梁1还在集中受力位置处(正中部安装主动顶杆及辅助顶杆的位置)设有加强面板33。通过对加载梁1内部及外部共同进行结构加强，大大提高了加载梁1的受力强度。

优选的，每个加强梁20均包括位于腹梁16与上面的面板17之间或腹梁16与下面的面板17之间设置的第一竖向筋板34，腹梁内上部及内下部还分别对称的设有三条第二竖向筋板35，两组第二竖向筋板35相对的一侧还连接有横向筋板36，如图3-5所示，第一竖向筋板34、第二竖向筋板35及横向筋板36的前后两端均分别与腹梁16的前后内壁连接。第一竖向筋板34须与腹梁16连接，但与上、下两面的面板17是否连接均可。

进一步的，为了使铁路货车在测试时始终保持水平受力，主动顶杆4与辅助顶杆5下部还分别设有用于承托主动顶杆4与辅助顶杆5的承托支架21，承托支架21可与待测试铁路货车的车体连接，能够对主动顶杆4与辅助顶杆5提供竖直方向上的稳固支撑，还能减小由于顶杆等的自重对加载梁1在竖直方向上施加的应力，保证测试性能稳定，使用更加安全，延长设备的使用寿命。

具体的，试验台车3包括车体基座22、承载横梁23、承载托盘24及双向轨道式行走机构25，承载横梁23对称的设于车体基座22上部的两侧，其长轴与车体基座22的边缘相互平行，承载托盘24设于两个承载横梁23之间，双向轨道式行走机构25设于车体基座22下部，与地面上的导轨26配合使用；承载横梁23的上部放置有加载梁1，承载横梁23的中轴与加载梁1的中轴相互垂直。承载横梁23用于支撑试验设备的下支撑面，由于有的静载荷试验设备可能下底面不是平整的，需要留出一定空当，利用支撑横梁23对设备进行支撑能够很好地适应设备的外形。由于是适用于静载荷侧测试场合，试验设备与承载横梁23之间可以不固定连接，采用搭接的方式即可。承载托盘24用于承载试验设备上的传感装置6，并且承载托盘24能够与传感装置6进行固定连接。车体基座22、承载横梁23及承载托盘24与双向轨道式行走机构25配合使用，在静载荷测试时，与试验设备相对固定的连接，并起到配合试验过程移动行走的目的。

进一步的，双向轨道式行走机构25包括车轴27、轴托28及轨道车轮29，轴托28具有四个，对称的设于车体基座22的下表面，轴托28的下端设有与车轴27配合的凹槽30，车轴27具有相互平行的两个，靠近两端的位置均插接于凹槽30内，车轴27两端通过轴承连接，轴承的两端均设有挡圈；轨道车轮29外周设有导向凸起31。轴托28上部与车体基座22固接，下部与车轴27插接，在安装或时能够快速的组装或分离上部的承重机构与下部的双向轨道式行走机构，由于设备进行试验的时候进行的是慢速的移动，这种插接结构完全能够保证试验设备运行的稳定性与安全性，还有小的提高了试验台车的装卸效率，实用性更强。

具体的，为了适应静载荷的测试需求，传感装置6包括压力传感器和位移传感器。

安装时，先将铁路货车的车体开到指定的测试导轨26上，随后将两个试验台车3推送至车体的前后两侧，将加载梁1放置于试验台车3的指定位置上，将组装好的一定长度的侧梁2与加载梁1连接，随后安装液压缸8、主动顶杆4、传感装置6及辅助顶杆5等部件，再将两个承托支架21分别放置于主动顶杆4及辅助顶杆5下部，整个试验设备即安装完成。

采用上述技术方案后，试验设备组装完成后可以满足目前所有国铁新造货车的车体静强度试验需求，试验之后可拆除，节省空间存放；侧梁2由多段长短不一的梁体10组合而成，连接处采用上下两组连接板11及两根连接销14进行连接，易于拆卸，在试验时可以承受纵向冲击力和垂向扭转压力，具有良好的适应性，对新造货车车体无伤害，经分析和使用，该试验装置结构安全可靠。

Claims (8)

1.一种铁路货车静载荷试验设备，其特征在于：包括加载梁(1)、侧梁(2)、试验台车(3)、主动顶杆(4)、辅助顶杆(5)及传感装置(6)；加载梁(1)与侧梁(2)均具有相互平行的两条，加载梁(1)与侧梁(2)呈“井”字形分布，加载梁(1)与侧梁(2)通过挡销(7)连接；一条加载梁(1)的中部设有主动顶杆(4)，另一条加载梁(1)的中部设有与主动顶杆(4)配合的辅助顶杆(5)，主动顶杆(4)的末端通过液压缸(8)与加载梁(1)连接，辅助顶杆(5)的末端通过传感装置(6)与加载梁(1)连接，传感装置(6)与数据分析设备(9)连接；试验台车(3)具有两个，分别设于两个加载梁(1)的正下方；侧梁(2)在长度方向上为拼接式结构；

所述加载梁(1)包括腹梁(16)，所述腹梁(16)的上面、下面及四周均固设有面板(17)，所述腹梁(16)的内中部设有腹梁加强结构，包括两组沿竖直方向分布且呈镜像对应的加强梁(20)；

每个所述加强梁(20)均包括位于所述腹梁(16)与所述上面的面板(17)之间或所述腹梁(16)与下面的面板(17)之间设置的第一竖向筋板(34)，所述腹梁内上部及内下部还分别对称的设有三条第二竖向筋板(35)，两组所述第二竖向筋板(35)相对的一侧还连接有横向筋板(36)，所述第一竖向筋板(34)、所述第二竖向筋板(35)及所述横向筋板(36)的前后两端均分别与所述腹梁(16)的前后内壁连接。

2.根据权利要求1所述的一种铁路货车静载荷试验设备，其特征在于：所述侧梁(2)包括若干段梁体(10)及若干个连接板(11)，梁体(10)均为横截面为H形的梁体，两端均设有第一安装孔，连接板(11)设于相邻梁体(10)的端部的上方及下方，连接板(11)两端设有与第一安装孔相配合的第二安装孔，连接销(14)贯穿第二安装孔及第一安装孔，使得相邻梁体(10)之间通过连接板(11)及连接销(14)配合形成的固定结构连接。

3.根据权利要求2所述的一种铁路货车静载荷试验设备，其特征在于：位于两端的所述梁体(10)上还设有与挡销(7)配合的挡销安装孔。

4.根据权利要求3所述的一种铁路货车静载荷试验设备，其特征在于：所述腹梁(16)由两个纵向分布H型钢固定焊接构成，腹梁(16)的两端设有可容纳梁体(10)插入的插接开口(18)，每个插接开口(18)的上方及下方均对应的设有与挡销(7)配合的定位挡块(19)；定位挡块(19)外侧设有与挡销(7)外形相配合的半圆弧槽。

5.根据权利要求1所述的一种铁路货车静载荷试验设备，其特征在于：所述主动顶杆(4)与辅助顶杆(5)下部还分别设有用于承托主动顶杆(4)与辅助顶杆(5)的承托支架(21)。

6.根据权利要求1所述的一种铁路货车静载荷试验设备，其特征在于：所述试验台车(3)包括车体基座(22)、承载横梁(23)、承载托盘(24)及双向轨道式行走机构(25)，承载横梁(23)对称的设于车体基座(22)上部的两侧，其长轴与车体基座(22)的边缘相互平行，承载托盘(24)设于两个承载横梁(23)之间，双向轨道式行走机构(25)设于车体基座(22)下部，与地面上的导轨(26)配合使用；承载横梁(23)的上部放置有加载梁(1)，承载横梁(23)的中轴与加载梁(1)的中轴相互垂直。

7.根据权利要求6所述的一种铁路货车静载荷试验设备，其特征在于：所述双向轨道式行走机构(25)包括车轴(27)、轴托(28)及轨道车轮(29)，轴托(28)具有四个，对称的设于车体基座(22)的下表面，轴托(28)的下端设有与车轴(27)配合的凹槽(30)，车轴(27)具有相互平行的两个，靠近两端的位置均插接于凹槽(30)内，车轴(27)两端通过轴承连接；轨道车轮(29)外周设有导向凸起(31)。

8.根据权利要求1所述的一种铁路货车静载荷试验设备，其特征在于：所述传感装置(6)包括压力传感器和位移传感器。