CN106370443A - 一种轮轨关系测试研究试验台 - Google Patents

Abstract

一种轮轨关系测试研究试验台，包括电机、转向架、钢轨模拟盘、半车质量模拟装置、垂向、纵向、横向激振作动器，电机轴连接钢轨模拟盘，转向架位于钢轨模拟盘正上方，转向架构架四角上侧连接垂向激振作动器，转向架构架前端两侧分别与纵向激振作动器相连接，转向架右侧两个轴箱盖分别与横向激振作动器相连接，转向架摇枕上装有半车质量模拟装置，半车质量模拟装置固定在试验台构架，本装置能够在实验室里较真实地模拟出各种工况下的高速轮轨关系行为，可模拟车辆运行500km/h时速下轮轨关系工况，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

一种轮轨关系测试研究试验台

技术领域

本发明涉及一种轨道车辆实验装置，尤其是涉及一种高速轨道车辆轮轨关系测试研究试验台。

背景技术

轮轨关系是轨道交通系统中的一个重要问题，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、列车制动性等方面，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。

根据现有知识还很难单凭理论来评估高速铁路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。现在通常运用线路运行试验的方法对高速轨道车辆轮轨关系进行评估，虽然线路实验方法具有较高的可靠性，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。

发明内容

本发明的目的是提供一种轮轨关系测试研究试验台，通过在轨道车辆转向架上面置有半车质量模拟装置，下面置有轮轨模拟盘，能够在实验室内真实模拟出高速轨道车辆运动中的轮轨关系及其摩擦磨损情况，通过横向、纵向、垂向施加激振获得较为精确、详尽的实验数据，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。

为实现上述目的，本发明提供一种轮轨关系测试研究试验台，其特征在于：包括电机、试验台构架、转向架、钢轨模拟盘、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，电机轴的一端与钢轨模拟盘连接，转向架位于钢轨模拟盘的正上方，转向架构架四角上方装有垂向激振作动器，垂向激振作动器上端固定在试验台构架上横梁上，转向架构架前端两侧分别与纵向激振作动器相连接，纵向激振作动器另一端固定在试验台构架前侧横梁上，转向架右侧两个轴箱盖分别与横向激振作动器相连接，横向激振作动器另一端固定在试验台构架右侧横梁上，转向架摇枕上装有半车质量模拟装置，模拟真车的实际质量，半车质量模拟装置后侧连接两个纵向连杆，纵向连杆另一端固定在试验台构架后端横梁上，半车质量模拟装置右侧连接一个横向连杆，横向连杆另一端装在试验台构架右端纵梁上。

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。半车质量模拟装置后侧与两个纵向连杆相连接，右侧与横向连杆相连接。

所述的试验台构架有四根立柱，立柱上设置有前端横梁、右端横梁、上横梁、后端横梁、右端纵梁，分别用于固定纵向作动器、横向作动器、垂向作动器、纵向连杆、横向连杆，进而通过纵向连杆和横向连杆连接半车质量模拟装置。

本发明有益效果如下：

一、采用真实转向架轮对，钢轨模拟盘与电机相连接，可模拟出高速轮轨间的相对运动速度，可模拟车辆运行500km/h时速下轮轨关系工况，可以进行高速轮轨关系试验。

二、通过垂向激振作动器垂向激振、横向激振作动器横向激振以及纵向激振作动器纵向激振，能够在实验室里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是本发明结构示意图；

图2是本发明去掉试验台构架的结构示意图；

图3是本发明中半车质量模拟装置的结构示意图；

图4是本发明试验台构架的结构示意图。

具体实施方式

参照图1、图2、图3、图4，电机支座1上各安装一台直流电动机2，直流电动机2一端与钢轨模拟盘3相连接，转向架5轮对位于钢轨模拟盘3的正上方，转向架5构架四角上侧分别通过三维力传感器6安装有垂向作动器7，垂向作动器7另一端与试验台构架上横梁8、9相连，转向架5构架前端分别与两个纵向作动器10相连接，纵向作动器10另一端与试验台构架前端横梁11相连接，转向架5右侧轴箱分别连接两个横向作动器12，两个横向作动器12另一端与试验台构架右端横梁13相连接，转向架5摇枕上侧装有半车质量模拟装置14，半车质量模拟装置14后侧与两个纵向连杆15相连接，纵向连杆15另一端与试验台构架后端横梁16相连接。

参照图3，半车质量模拟装置上设有砝码19，用于调节半车质量模拟装置的配重。半车质量模拟装置14后侧与两个纵向连杆15相连接，右侧与横向连杆17相连接。

参照图4，试验台构架有四根立柱20，立柱20上设置有前端横梁11、右端横梁13、上横梁8、9、后端横梁16、右端纵梁18，分别用于固定纵向作动器10、横向作动器12、垂向作动器7、纵向连杆15、横向连杆17，进而通过纵向连杆和横向连杆连接半车质量模拟装置14。

试验时，把光电编码器4安装于直流电动机2的另一端，转向架5构架四角上侧分别安装一个三维力传感器6，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。通过光电编码器，从而可对直流电动机的转速进行精确测量并反馈控制，模拟车轮和钢轨模拟盘的转速精确，使得测量数据与结果更加精确、可靠。

Claims (3)

1.一种轮轨关系测试研究试验台，其特征在于：包括电机、试验台构架、转向架、钢轨模拟盘、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，电机轴的一端与钢轨模拟盘连接，转向架位于钢轨模拟盘的正上方，转向架构架四角上方装有垂向激振作动器，垂向激振作动器上端固定在试验台构架上横梁上，转向架构架前端两侧分别与纵向激振作动器相连接，纵向激振作动器另一端固定在试验台构架前侧横梁上，转向架右侧两个轴箱盖分别与横向激振作动器相连接，横向激振作动器另一端固定在试验台构架右侧横梁上，转向架摇枕上装有半车质量模拟装置，模拟真车的实际质量，半车质量模拟装置后侧连接两个纵向连杆，纵向连杆另一端固定在试验台构架后端横梁上，半车质量模拟装置右侧连接一个横向连杆，横向连杆另一端装在试验台构架右端纵梁上。

2.根据权利要求1所述的一种轮轨关系测试研究试验台，其特征在于：所述的半车质量模拟装置上设有砝码，半车质量模拟装置后侧与两个纵向连杆相连接，右侧与横向连杆相连接。

3.根据权利要求1所述的一种轮轨关系测试研究试验台，其特征在于：所述的试验台构架有四根立柱，立柱上设置有前端横梁、右端横梁、上横梁、后端横梁、右端纵梁，分别用于固定纵向作动器、横向作动器、垂向作动器、纵向连杆、横向连杆，进而通过纵向连杆和横向连杆连接半车质量模拟装置。