CN106323655A - 一种研究轮轨关系的试验装置 - Google Patents
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Abstract
一种研究轮轨关系的试验装置，包括电机、转向架、试验台构架、模拟轨道轮、半车质量模拟装置、垂向激振作动器、纵向激振作动器、横向激振作动器，模拟轨道轮轴端分别装有横向激振作动器、垂向激振作动器、纵向激振作动器，横向激振作动器、垂向激振作动器、纵向激振作动器的另一端分别固定，转向架位于模拟轨道轮的正上方，转向架构架固定于试验台构架上，转向架上部设有半车质量模拟装置，半车质量模拟装置与试验台构架连接。本装置采用真实转向架轮对，模拟轨道轮分别与电机相连接，可模拟出高速轮轨间的相对运动速度，其轮轨间的相对线速度最高可达到500km/h，试验台最大垂向力加载达100kN，最大横向力达50kN，最大频率可到30Hz。
Description
技术领域
本发明涉及一种轨道车辆实验装置，尤其是涉及一种研究高速轨道车辆轮轨关系试验装置。
背景技术
随着经济的快速发展，我国铁路尤其高速铁路进入了快速发展阶段。高速铁路超越了常规铁路的技术范畴，是一项综合性强、多学科组成的系统工程。高速铁路的高速轮轨关系问题直接影响到机车牵引功率的发挥、轮轨表面损伤、列车运行稳定性、列车制动等方面，是高速铁路的关键技术之一。列车的运行是由轮轨相互作用产生的牵引和制动粘着摩擦力而实现的，车轮在轨道上高速滚动，由于车轮踏面的锥度及轨道弯道、坡道等多种因素影响，存在着不同形式的蠕滑现象，同时由于轮轨之间的牵引和制动粘着摩擦力的作用，使得轮轨之间的作用成为一种最为复杂的滚动形式，其相互作用过程是一个很复杂的摩擦学过程。
实践表明，根据现有的知识，还很难单凭理论来评估高速轮轨系统结构和性能，一般来说都需要进行大量的试验研究，以获得可靠的试验数据用以指导生产设计。线路运用试验虽然具有较高的可靠性，但其费用大、持续时间长，对正常的铁路运营影响大，同时也难以控制运用条件。室内模拟实验可以控制运用条件，也可把许多复杂的因素分别加以研究，从而获得较为精确、详尽的实验数据。
发明内容
本发明的目的是提供一种研究轮轨关系的试验装置，该试验装置能在实验室内方便地模拟出高速运动中的轮轨关系及其摩擦磨损情况，且该装置自动化程度高、操作简单方便、测量精度高、试验数据的重现性好，从而为高速铁路轮轨的设计生产与维护提供更可靠的试验数据。
为实现上述发明目的，本发明提供一种研究轮轨关系的试验装置，其特征在于：包括电机、转向架、试验台构架、模拟轨道轮、半车质量模拟装置、垂向激振作动器、纵向激振作动器、横向激振作动器，电机安装在底座上，电机轴与模拟轨道轮传动连接，模拟轨道轮轴端分别装有横向激振作动器、垂向激振作动器、纵向激振作动器，横向激振作动器、垂向激振作动器、纵向激振作动器的另一端分别固定，转向架位于模拟轨道轮的正上方，转向架构架四角分别装有一垂向连杆，垂向连杆上端固定在试验台构架上，转向架构架前端分别与一纵向连杆相连接，纵向连杆另一端固定在试验台构架上，转向架一侧的轴箱端部分别连接一横向连杆，横向连杆另一端固定在试验台构架上，转向架上部设有半车质量模拟装置，半车质量模拟装置与试验台构架连接。
所述的半车质量模拟装置上设有砝码，用于调节半车质量模拟装置的配重，半车质量模拟装置前端与两纵向支撑连杆相连接，右侧与一横向支撑连杆相连接。
所述的试验台构架有四根立柱，立柱上设置有两个前端横梁、两个上横梁，用于固定纵向连杆、纵向支撑连杆及垂向连杆，进而连接半车质量模拟装置和转向架。
本发明的有益效果如下：
一、采用真实转向架轮对，模拟轨道轮分别与电机相连接，可模拟出高速轮轨间的相对运动速度，其轮轨间的相对线速度最高可达到500km/h。
二、垂向激振作动器、横向激振作动器、纵向激振作动器加载激振力，从而在实验室里能较真实地模拟出各种工况下的高速轮轨关系行为。试验台最大垂向力加载达100kN，最大横向力达50kN，最大频率可到30Hz。
附图说明
图 1 是本发明实施例的三维结构示意图；
图2 本发明去掉试验台构架的三维结构示意图；
图3是半车质量模拟装置结构示意图；
图4是本发明试验台构架结构示意图。
具体实施方式
参照图1、图2，本发明包括直流电动机2、转向架7、试验台构架、模拟轨道轮3、半车质量模拟装置14、垂向激振作动器6、纵向激振作动器5、横向激振作动器4，直流电动机2安装在电机底座1上，直流电动机2与模拟轨道轮3之间通过皮带传递转速，四个模拟轨道轮3分别与横向作动器4、纵向作动器5、垂向作动器6相连接固定，转向架7位于模拟轨道轮3的正上方，转向架7构架四角上分别与一个垂向连杆8相连接，垂向连杆8另一端与试验台构架横梁9、10相连接；转向架7构架前端分别与两个纵向连杆11相连接，纵向连杆11另一端与试验台构架前端横梁12相连接，转向架7右侧轴箱端部分别与横向连杆13相连接，横向连杆13另一端固定在试验强构架上，转向架7摇枕上安装有半车质量模拟装置14。
参照图3，半车质量模拟装置14上设有砝码18，用于调节半车质量模拟装置的配重，半车质量模拟装置前端与两纵向支撑连杆15相连接，右侧与一横向支撑连杆17相连接。
参照图4，试验台构架有四根立柱19，立柱上设置有两个前端横梁12、16、两个上横梁9、10，用于固定纵向连杆11、纵向支撑连杆15及垂向连杆8，进而连接半车质量模拟装置和转向架。
试验时，转向架构架四角上侧分别安装一个三维力传感器，通过控制系统控制直流电动机转动，带动转向架轮对转动，再通过控制系统控制横、纵、垂三个方向作动器对转向架加载实施力与载荷，从而模拟转向架在线路上的运行。在转向架运行时，通过三维力传感器测得轮轨间的数据，分析轮轨间关系。
Claims (3)
1.一种研究轮轨关系的试验装置，其特征在于：包括电机、转向架、试验台构架、模拟轨道轮、半车质量模拟装置、垂向激振作动器、纵向激振作动器、横向激振作动器，电机安装在底座上，电机轴与模拟轨道轮传动连接，模拟轨道轮轴端分别装有横向激振作动器、垂向激振作动器、纵向激振作动器，横向激振作动器、垂向激振作动器、纵向激振作动器的另一端分别固定，转向架位于模拟轨道轮的正上方，转向架构架四角分别装有一垂向连杆，垂向连杆上端固定在试验台构架上，转向架构架前端分别与一纵向连杆相连接，纵向连杆另一端固定在试验台构架上，转向架一侧的轴箱端部分别连接一横向连杆，横向连杆另一端固定在试验台构架上，转向架上部设有半车质量模拟装置，半车质量模拟装置与试验台构架连接。
2.根据权利要求1所述的一种研究轮轨关系的试验装置，其特征在于：所述的半车质量模拟装置上设有砝码，用于调节半车质量模拟装置的配重，半车质量模拟装置前端与两纵向支撑连杆相连接，右侧与一横向支撑连杆相连接。
3.根据权利要求1所述的一种研究轮轨关系的试验装置，其特征在于：所述的试验台构架有四根立柱，立柱上设置有两个前端横梁、两个上横梁，用于固定纵向连杆、纵向支撑连杆及垂向连杆，进而连接半车质量模拟装置和转向架。
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