CN106918289A - 一种动车组车钩运动范围及车钩力一体化测量装置 - Google Patents

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陈熔
邵宁华
苏建
牛治慧
潘月
隋艳霞
韩闯
庄娇娇
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    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical means
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical means for measuring length, width or thickness
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0061Force sensors associated with industrial machines or actuators
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M5/00Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings

Abstract

本发明涉及一种动车组车钩运动范围及车钩力一体化测量装置。主要由左、右侧测量装置(1、3)和左、右侧运动平台(2、4)组成,左、右侧测量装置(1、3)分别由车钩运动范围测量装置(11)和三维测力平台总成(12)构成,左、右侧测量装置(1、3)分别安装在左、右侧运动平台(2、4)顶端;三维测力平台总成(12)安装在车钩反力传感器支撑立柱(9)上,单端车钩(10)穿过车钩运动范围测量装置(11),固定安装在三维测力平台总成(12)上;车钩反力传感器支撑立柱(9)通过螺栓固定安装在铸铁分体T型槽基座平台5上。本发明所要解决的技术问题是克服了动车组不能在实际运行中检测车钩运动范围和车钩力相关参数的问题。

Description

一种动车组车钩运动范围及车钩力一体化测量装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种动车组车钩相关参数测量装置,更具体的说,本发明涉及一种动 车组车钩运动范围及车钩力一体化测量装置。
背景技术
[0002] 随着高铁时代的到来,列车时速不断提升,对列车部件的设计提出更高的要求。车 钩缓冲装置是用于使车辆与车辆,机车或动车相互连挂,传递牵引力、制动力并缓和纵向冲 击力的车辆部件。它由车钩,缓冲器、钩尾框,从板等组成一个整体,安装于车底架构端的牵 引梁内。为了保证车辆连挂安全可靠和车钩缓冲装置安装的互换性,我国铁路机车车辆有 关规程规定:车钩缓冲器装车后,其车钩钩舌的水平中心线距钢轨面在空车状态下的高度, 客车为880麵,货车为880圓(±10mm)。据考察,目前还没有准确测量上翘、下垂的测量仪器, 为检测落成后车辆是否满足以上要求,在实际动车组设计及检测中,急需要一种车钩运动 范围测量装置。
[0003] 同时,车钩力也是车辆设计的一个重要指标。动车组在行车过程中,车钩是传递动 力的最重要的部件之一,有许多的动车故障都与车钩受力相关。我国动车组工况复杂,对车 钩力的测量与研宄有着非常重要的研宄意义。对于车辆整体性能的研宄或者对于研宄车钩 自身的性能,车钩力的测量是第一步,只有掌握了切实可靠的数据才能开展下一步的研宄 工作。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题是克服了动车组不能在实际运行中检测车钩运动范 围和车钩力相关参数的问题,提供了一种动车组车钩运动范围及车钩力一体化测量装置。
[0005] 为解决上述技术参数测量在实际运行中遇到的问题,本发明是采用如下技术方案 实现的,结合附图说明如下:
[0006] 一种动车组车钩运动范围及车钩力测量装置,主要由左、右侧测量装置1、3和左、 右侧运动平台2、4组成,所述左、右侧运动平台2、4由横向作动器6、纵向作动器7和垂向作动 器8驱动,模拟动车运行过程中的工况,所述左、右侧测量装置1、3分别由车钩运动范围测量 装置11和三维测力平台总成I2构成,所述左、右侧测量装置1、3分别安装在左、右侧运动平 台2、4顶端;
[0007] 所述三维测力平台总成12安装在车钩反力传感器支撑立柱9上,单端车钩10穿过 车钩运动范围测量装置11,固定安装在三维测力平台总成12上;
[0008] 所述车钩反力传感器支撑立柱9通过螺栓固定安装在铸铁分体T型槽基座平台5 上。
[0009] 所述三维测力平台总成12由三维测力平台上板14、三维测力平台底板15、三维测 力平台接线盒I6、三维力传感器装配体17和上平台双螺栓压板18组成,所述三维力传感器 装配体17通过螺栓连接在三维测力平台底板15上,所述三维测力平台上板14与三维测力平 台底板15通过螺栓连接,所述三维测力平台接线盒16通过螺栓安装固定在三维测力平台上 板14上,所述三维测力平台总成12通过上平台双螺栓压板18固定在所述的车钩反力传感器 支撑立柱9上。
[0010] 所述车钩运动范围测量装置11主要由车钩运动范围检测传感器固定立柱20、车钩 运动范围检测传感器固定板21和激光位移传感器23组成,所述激光位移传感器23通过车钩 运动范围检测传感器L型固定夹19均匀分布固定在车钩运动范围传感器固定板21上,所述 车钩运动范围检测传感器固定板21通过车钩运动范围检测传感器固定中间肋板22夹装、并 通过车钩运动范围检测传感器固定板压条25固定在车钩运动范围检测传感器固定立柱20 上,所述车钩运动范围检测传感器固定立柱20通过T型螺栓24固定在铸铁T型槽基座平台5 上。
[0011] 所述单端车钩10通过车钩连接装置26相互连接,并通过车钩装配装置27与转接板 13连接。
[0012]与现有技术相比本发明的有益效果是:
[0013] 1、本发明所述的动车组车钩运动范围及车钩力一体化测量装置是用于测量车辆 端部关系的,而车辆端部关系测量是在己有参数试验台基础上开发的,所以本发明所述的 动车组车钩运动范围及车钩力测量装置不仅可以使用已有参数试验台激振基础完全模拟 动车在实际运行工况下动车之间车钩的运动情况,并且固定合理;
[0014] 2、本发明所述的动车组车钩运动范围及车钩力一体化测量装置利用激光位移传 感器和拉线位移传感器,可以快速、准确的测量动车组车钩的运动范围及伸缩量。
[0015] 3、本发明所述的动车组车钩运动范围及车钩力一体化测量装置不仅利用三维测 力平台可以准确、快速的测量车钩在运动过程所受的力,而且通过与激光位移传感器、拉线 位移传感器所测的位移或转动的角度,即可换算出被测动车组车钩的各刚度参数。
附图说明
[0016]图1是本发明一种动车组车钩运动范围及车钩力一体化测量装置的结构组成的轴 测投影图(一)。
[0017]图1 (a)是本发明一种动车组车钩运动范围及车钩力一体化测量装置的结构组成 的轴测投影图(二)。
[0018]图2是本发明一种动车组车钩运动范围及车钩力一体化测量装置的左侧参数台的 轴测投影图。
[0019]图3_^本发明一种动车组车钩运动范围及车钩力一体化测量装置车钩反力传感器 支撑立柱和三维测力平台之间装配关系的轴测投影图。
[0020]图4是本发明一种动车组车钩运动范围及车钩力一体化测量装置车钩反力传感器 支撑立柱的轴测投影图。
[0021]图5是本发明一种动车组车钩运动范围及车钩力一体化测量装置的三维测力平台 的轴测投影图。
[0022]图6是本发明一种动车组车钩运动范围及车钩力一体化测量装置的车钩运动范围 检测传感器装配体的轴测投影图。
[0023]图7是本发明一种动车组车钩运动范围及车钩力一体化测量装置的超声波传感器 固定L形夹的轴测投影图。
[0024] 图8是本发明一种动车组车钩运动范围及车钩力一体化测量装置的车钩销轴支座 转接板的轴测投影图。
[0025] 图9是本发明一种动车组车钩运动范围及车钩力一体化测量装置的半自动车钩装 配体的轴测投影图。
[0026] 图中:1.左侧测量装置,2.左侧运动平台,3.右侧测量装置,4.右侧运动平台,5.铸 铁分体T型槽基座平台,6.横向作动器7.纵向作动器,8.垂向作动器,9.车钩反力传感器支 撑柱,10 •单端车钩,11 •车钩运动范围检测装置,12.三维测力平台总成,13.转接板,14 •三 维测力平台上板,15•三维测力平台底板,16.三维测力平台接线盒,17 •三维力传感器装配 体,18.上平台双螺栓压板,19.车钩用激光位移传感器L型固定夹,20.车钩运动范围检测传 感器固定立柱,21.车钩运动范围检测传感器固定板,22.车钩运动范围检测传感器固定中 间肋板,23 •激光位移传感器,24. T型螺栓,25.车钩运动范围传感器固定板压条,26.车钩连 接装置,27 •车钩装配装置,28.拉线位移传感器。
具体实施方式
[0027]下面结合附图对本发明内容及具体实施方式作详细的描述。
[0028]参阅图1至图2,动车组车钩运动范围及车钩力测量装置包括左侧测量装置和右侧 测量装置以及左侧运动平台2,右侧运动平台4。
[0029]左侧测量装置丨通过螺栓安装在左侧运动平台2顶端,左侧测量装置和左侧运动平 台2安装完成后构成动车组车钩运动范围及车钩力测量装置左侧结构。右侧测量装置3通过 螺栓安装在右侧运动平台4顶端,右侧测量装置3和右侧运动平台4安装完成后构成动车组 车钩运动范围及车钩力测量装置右侧结构。动车组车钩运动范围及车钩力测量装置左侧结 构和右侧结构的结构相同且对称安装。
[0030] 参阅图1至图3,左侧测量装置包括铸铁分体T型槽基座平台5、车钩反力传感器支 撑立柱9、三维测力平台总成12,车钩运动范围测量装置11。
[0031] 车钩反力传感器支撑立柱9和车钩运动范围测量装置11通过型螺栓前后并列安装 在铸铁分体T型槽基座平台5上,并且可以根据试验的需要在铸铁分体T型槽基座平台5上调 整位置。
[0032] 所述的铸铁分体T型槽基座平台5为铸铁平板结构件,铸铁分体T型槽基座平台5的 上表面沿长边分布有若干条相互平行的型槽,使之成为一个多用途的安装平台,铸铁分体T 型槽基座平台5作为左侧测量装置1的基础,左侧测量装置1的其它所有部件都通过型螺栓 与型槽安装固定在铸铁分体T型槽基座平台5的上表面,并可以根据试验的需要调整相互间 的位置。铸铁分体T型槽基座平台5能够承受左侧运动平台2所提供的各种位姿变换,为左侧 测量装置1提供稳固的基础平台。
[0033]参阅图3至图4,车钩反力传感器支撑立柱9是箱体类焊接件,是由顶板、底板、横截 面为块状的立板焊接而成的箱体类结构件,块状的立板竖直的焊接在顶板和底板之间,车 钩反力传感器支撑立柱9前侧为T型槽,用于安装固定板装配体,并可以根据试验的需要调 整固定板装配体的安装的垂直高度位置,同时在车钩反力传感器支撑立柱9两侧有矩形窗 口,供吊带穿过,在吊装时使用。底座中间加工有一矩形通孔,在底板的四边均匀前后两边 分布螺纹通孔,通过底座处通孔、螺栓安装固定在铸铁T型槽基座平台5上。
[0034]其中,车钩反力传感器支撑立柱9对称安装固定在铸铁T型槽基座平台5上。同时, 可以根据试验需求,调节车钩反力传感器支撑立柱9在铸铁T型槽基座平台5上的位置。
[0035]参阅图3、图5,三维测力平台总成12包括三维测力平台上板14、三维测力平台底板 15、三维测力平台接线盒16、三维力传感器装配体I7、上平台双螺栓压板18。三维力传感器 装配体17通过螺栓连接在三维测力平台底板15,其中三维测力平台底板15上对称安装4个 三维力传感器装配体17,三维力传感器测量车钩运动时车钩所受的三维力。三维测力平台 上板14与三维测力平台底板15通过螺栓连接,三维测力平台接线盒16通过螺栓安装固定在 三维测力平台上板14,三维测力平台总成12通过上平台双螺栓压板18固定在所述的车钩反 力传感器支撑立柱9上,同时,可以根据试验需求调整三维测力平台总成12在车钩反力传感 器支撑立柱9上的位置。
[0036] 参阅图3、图6、图7,车钩运动范围测量装置11包括车钩运动范围检测传感器固定 立柱20、车钩运动范围检测传感器固定板压条25、车钩运动范围检测传感器固定板21、车钩 运动范围检测传感器固定中间肋板22、车钩运动范围检测激光位移传感器L型固定夹19、激 光位移传感器23。
[0037] 车钩运动范围检测传感器固定板21是由两个半圆形组成,同时,车钩运动范围检 测传感器固定板上均匀分布着通孔供固定车钩运动范围检测激光位移传感器L型固定夹19 使用。车钩运动范围检测传感器固定立柱通过T型螺栓24固定在铸铁T型槽基座平台5上。车 钩运动范围检测传感器固定中间肋板22通过车钩运动范围检测传感器固定板压条25与车 钩运动范围检测传感器固定立柱20连接,车钩运动范围检测传感器固定板21夹装在车钩运 动范围检测传感器固定中间肋板22上。激光位移传感器23通过车钩运动范围检测传感器L 型固定夹19与在车钩运动范围传感器固定板21连接。
[0038] 通过激光位移传感器通过车钩运动范围检测传感器L型固定夹19的8个激光位移 传感器23传感器均匀分布在车钩运动范围检测传感器固定板21上,精确的测量车钩在垂直 于铸铁T型槽基座平台5平面内的运动位移。
[0039] 参阅图3、图8、图9,单端车钩10及车钩伸缩量测量装置包括车钩连接装置26、车钩 装配装置27、拉线位移传感器28。单端车钩10通过车钩连接装置26相互连接,单端车钩10通 过车钩装配装置27与转接板13连接。单端车钩1〇穿过车钩运动范围测量装置11,拉线位移 传感器28固定在转接板13上,精确的测量车钩在运功过程中的伸缩量。
[0040] 动车组车钩运动范围及车钩力测量装置工作原理
[0041] 首先将实测轨道不平顺性数据经过分析处理滤波后转化为驱动参数台的试验谱, 驱动左侧运动平台2和右侧运动平台4将这些信息作为其控制指令,模拟被测动车组车钩真 实条件的工作状况,在线仿真被测部件在列车运行条件下的工作特性。试验时,在左侧运动 平台2和右侧运动平台4,模拟动车运行过程中的工况,左侧测量装置1与右侧测量装置3的 激光位移传感器23、拉线位移传感器28和三维力传感器17采集被测动车组车钩上相应部位 的力和位移信息,最后由专用软件分析算出被测动车组车钩的刚度、阻尼、动刚度、动阻尼 等参数并输出文件。

Claims (4)

1.一种动车组车钩运动范围及车钩力一体化测量装置,主要由左、右侧测量装置(1、3) 和左、右侧运动平台(2、4)组成,所述左、右侧运动平台(2、4)由横向作动器(6)、纵向作动器 (7)和垂向作动器(8)驱动,模拟动车运行过程中的工况,其特征在于: 所述左、右侧测量装置(I、3)分别由车钩运动范围测量装置(11)和三维测力平台总成 (12)构成,所述左、右侧测量装置(1、3)分别安装在左、右侧运动平台(2、4)顶端; 所述三维测力平台总成(12)安装在车钩反力传感器支撑立柱(9)上,单端车钩(1〇)穿 过车钩运动范围测量装置(11),固定安装在三维测力平台总成(12)上; 所述车钩反力传感器支撑立柱⑼通过螺栓固定安装在铸铁分体T型槽基座平台5上。
2. 如权利要求所述的一种动车组车钩运动范围及车钩力一体化测量装置,其特征在 于: 所述三维测力平台总成(1¾由三维测力平台上板(14)、三维测力平台底板(15)、三维 测力平台接线盒(16)、三维力传感器装配体(17)和上平台双螺栓压板(18)组成,所述三维 力传感器装配体(17)通过螺栓连接在三维测力平台底板(15)上,所述三维测力平台上板 (14)与三维测力平台底板(15)通过螺栓连接,所述三维测力平台接线盒(16)通过螺栓安装 固定在三维测力平台上板(14)上,所述三维测力平台总成(12)通过上平台双螺栓压板(1S) 固定在所述的车钩反力传感器支撑立柱(9)上。
3. 如权利要求所述的一种动车组车钩运动范围及车钩力一体化测量装置,其特征在 于: 所述车钩运动范围测量装置(11)主要由车钩运动范围检测传感器固定立柱(20)、车钩 运动范围检测传感器固定板(21)和激光位移传感器(23)组成,所述激光位移传感器(2¾通 过车钩运动范围检测传感器L型固定夹(19)均匀分布固定在车钩运动范围传感器固定板 (21)上,所述车钩运动范围检测传感器固定板(21)通过车钩运动范围检测传感器固定中间 肋板(22)夹装、并通过车钩运动范围检测传感器固定板压条(25)固定在车钩运动范围检测J 传感器固定立柱(20)上,所述车钩运动范围检测传感器固定立柱(20)通过T型螺栓(24)固 定在铸铁T型槽基座平台(5)上。
4. 如权利要求所述的一种动车组车钩运动范围及车钩力一体化测量装置,其特征在 于: 所述单端车钩(10)通过车钩连接装置(26)相互连接,并通过车钩装配装置(27)与转接 板(13)连接。
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