CN107356416A - 一种转向架轴箱体静强度及疲劳试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转向架轴箱体静强度及疲劳试验装置，包括龙门架、用于模拟侧梁的模拟梁、垂向作动器、横向作动器及纵向作动器，垂向作动器的顶部和底部分别固定在龙门架和模拟梁上，横向作动器的两端分别固定在模拟梁和第一反力座上，纵向作动器的两端分别固定在模拟梁和第二反力座上，转臂式轴箱体的轴箱固定在轴箱安装座上，定位节点通过节点安装座固定在模拟梁上，轴箱弹簧的底部固定在轴箱上，轴箱弹簧的顶部与模拟梁固定。本发明结构简单实用，拆装方便，其加载方式能够与轴箱体实际使用状态保持一致，能准确测试轴箱体的静强度及疲劳寿命，能确保测试结果的准确性，从而对轴箱体的安全和寿命做出准确评估。

Description

一种转向架轴箱体静强度及疲劳试验装置

技术领域

本发明涉及一种转向架轴箱体静强度及疲劳试验装置，属于轨道车辆制造技术领域。

背景技术

传统轴箱体静强度及疲劳试验，是把轴箱体安装于构架之上，与构架一体进行强度试验。试验时，加载的载荷及频率首先满足构架的要求，轴箱体只能按照构架的载荷及频率进行试验，而不能单独实现加载；同时，三个方向载荷的位置也只能与构架一起整体加载。因此，试验不能单独掌握轴箱体的强度数据，造成轴箱体的强度数据失真，从而影响对轴箱体使用寿命及安全的评估。

在专利号为201110431084.0的中国专利中公开了一种转臂式轴箱静强度及疲劳试验装置及其方法，虽然可以单独针对转臂式轴箱实施静强度和疲劳试验，但是无法真实模拟车辆运行时的轴箱体实际的使用状况，实际运行时轴箱体所承受的垂向力、纵向力及横向力均是由侧梁传递的，因而该专利对轴箱体使用寿命及安全性能的评估还存在一定的局限性。

发明内容

本发明要觖决的技术问题是，提供一种可以真实模拟车辆运行时轴箱体的实际使用状态，使测试结果更加准确的转向架轴箱体静强度及疲劳试验装置。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种转向架轴箱体静强度及疲劳试验装置，包括转臂式轴箱体及轴箱弹簧，还包括龙门架、用于模拟侧梁的模拟梁、垂向作动器、横向作动器及纵向作动器，所述垂向作动器的顶部和底部分别固定在龙门架和模拟梁上，所述横向作动器的两端分别固定在模拟梁和第一反力座上，所述纵向作动器的两端分别固定在模拟梁和第二反力座上，转臂式轴箱体的轴箱固定在轴箱安装座上，转臂式轴箱体的定位节点通过节点安装座固定在模拟梁上，轴箱弹簧的底部固定在轴箱上，轴箱弹簧的顶部与模拟梁固定，第一反力座、第二反力座及轴箱安装座固定在工作台面上。

进一步，所述模拟梁整体为倒U形结构，垂向作动器和横向作动器均作用于模拟梁的中间水平梁上，所述纵向作动器作用于模拟梁端部的端梁上。

进一步，所述模拟梁由两块平行设置的倒U形板组成，两块倒U形板之间通过多个连接件固定连接。

进一步，在所述模拟梁加载横向载荷的一侧设置有用于限定模拟梁横向和垂向位移的定位装置。

进一步，所述定位装置包括安装架、连接件一和连接件二，所述连接件一和连接件二通过可调固定机构固定连接，在所述连接件一和连接件二上分别设置有一组定位滚轮，所述模拟梁限定在两组定位滚轮之间。

进一步，所述可调固定机构包括设置在连接件一或连接件二上的至少一组沿横向方向延伸的长圆安装孔，连接件一和连接件二通过螺栓固定连接，设置在连接件一或连接件二上的螺栓孔为分布在不同高度上的多个。

进一步，在所述轴箱安装座上具有用于穿过假轴的轴孔，所述轴孔为沿纵向方向延伸的长圆孔。

进一步，所述长圆孔具有至少2mm的直线段。

进一步，所述轴箱弹簧包括下安装座、钢圆弹簧及上安装座，所述下安装座固定在轴箱上，上安装座通过连接板固定在所述模拟梁上，钢圆弹簧固定在上安装座与下安装座之间。

进一步，包括两组转臂式轴箱体，两组转臂式轴箱体对称安装在所述模拟梁的下方。

综上所述，本发明提供的一种转向架轴箱体静强度及疲劳试验装置，结构简单实用，拆装方便，不但实现了单独对轴箱体进行测试，解决了轴箱体横向及纵向加载过程中垂向、横向及纵向载荷无法稳定加载的问题，而且其加载方式能够与轴箱体实际使用状态保持一致，能准确测试轴箱体的静强度及疲劳寿命，能确保测试结果的准确性，从而对轴箱体的安全和寿命做出准确评估。

附图说明

图1是本发明试验装置结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的侧向视图。

如图1至图3所示，转臂式轴箱体1，轴箱1a，定位节点1b，轴箱弹簧2，模拟梁3，垂向作动器4，横向作动器5，纵向作动器6，倒U形板7，垂向作动器安装板8，横向作动器安装座9，端板9a，侧板9b，第一反力座10，底板10a，支撑板10b，加强筋板 10c，纵向作动器安装板11，第二反力座12，底板12a、支撑板12b，加强筋板12c，轴箱安装座13，节点安装座14，定位装置15，安装架16，连接件一17，连接件二18，定位滚轮19，长圆安装孔20，假轴21，螺栓孔22，垂向减振器23，连接板24。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1至图3所示，本发明提供的一种转向架轴箱体静强度及疲劳试验装置，包括转臂式轴箱体1、轴箱弹簧2、龙门架(图中未示出)、模拟梁3、垂向作动器4、横向作动器5及纵向作动器6。

其中，模拟梁3用于模拟实际转向架构架的侧梁，转臂式轴箱体1及轴箱弹簧2也按照实际运行时的安装状态安装在模拟梁3的下方。本实施例中，按实际转向架的实际安装状态，在模拟梁3的下方对称安装两组转臂式轴箱体1，利用该装置同时对两组转臂式轴箱体进行静强度及疲劳测试。

本实施例中，模拟梁3优选整体为倒U形结构，包括位于中间的水平梁及位于两端(指纵向力加载的方向)的端梁，更优选由两块在横向上平行设置的倒U形板7组成，两块倒U形板7之间通过多个连接件(图中未示出)固定连接，连接件可以是两端焊接在倒U形板7上的连接杆，用以保证整个模拟梁3的结构强度和刚度。为保证测试的准确性，模拟梁3更优选其总长度及宽度与实际侧梁相同。

转臂式轴箱体1的大端轴箱1a固定在轴箱安装座13上，轴箱安装座13在轴箱1a的两侧(指横向力加载的方向)各设置一个，在轴箱1a的中心孔内模拟车轴穿过一根假轴21，在轴箱安装座13上具有安装假轴21的轴孔(图中未示出)，轴孔为纵向方向延伸的长圆孔，长圆孔具有至少2mm的直线段，这样既能模拟实际的运行状况，又可以保证在测试时假轴21在纵向方向上有一定的活动间隙，防止对轴箱1a过约束，释放纵向力。

转臂式轴箱体1的小端的定位节点1b通过节点安装座14固定在模拟梁3上。节点安装座14包括顶板及两个侧板，侧板的顶部固定在顶板，顶板通过螺栓固定在模拟梁3上。定位节点14安装在两个侧板的中间，定位节点14的两侧通过螺栓固定在侧板上。在侧板上具有倒T形安装孔，定位节点14的轴端插入安装孔内固定。

本实施例中，为了更加真实的模拟实际运行状态，在轴箱1a与模拟梁3之间安装轴箱弹簧2，轴箱弹簧2的底部固定在轴箱1a上，轴箱弹簧2的顶部与模拟梁3固定。轴箱弹簧2包括下安装座(图中未示出)、钢圆弹簧及上安装座，下安装座固定在轴箱1a上，上安装座2a固定在连接板24上，连接板24可以焊接或通过螺栓固定在模拟梁3上，连接板24同时可以起到增加模拟梁3强度的作用，钢圆弹簧2b固定在上安装座2a与下安装座之间。

用于加载垂向载荷的垂向作动器4的顶部固定在龙门架上，底部固定在模拟梁3上，且固定点位于模拟梁3的水平梁的中间位置。在水平梁的顶部中间位置用螺栓固定一块垂向作动器安装板8，垂向作动器4的底部通过螺栓固定在垂向作动器安装板8 上。

用于加载横向载荷的横向作动器5的一端固定在模拟梁3上，且固定点位于模拟梁3的水平梁的中间位置，在横向作动器5的端部通过螺栓固定横向作动器安装座9，横向作动器安装座9位于水平梁中间位置的下方。横向作动器安装座9由两端端板9a 及一侧侧板9b组成，两个端板9a通过螺栓直接固定在两个节点安装座14上，横向作动器5的端部通过螺栓固定在侧板9b上。横向作动器5的另一端固定在第一反力座10 上，第一反力座10由底板10a、支撑板10b及加强筋板10c焊接而成，底板10a通过螺栓固定在工作台面上，横向作动器5的端部通过螺栓固定在支撑板10b上。

纵向作动器6的一端固定在模拟梁3上，且固定点位于模拟梁3一端的端梁上，在模拟梁3b上通过螺栓固定一纵向作动器安装板11，纵向作动器6的端部通过螺栓固定在纵向作动器安装板11上。纵向作动器6的另一端固定在第二反力座12上，第二反力座12由底板12a、支撑板12b及加强筋板12c焊接而成，底板12a通过螺栓固定在工作台面上，横向作动器5的端部通过螺栓固定在支撑板12b上。纵向作动器6可以只设置一个，也可以设置两个，分别在模拟梁3的两端各设置一个，此时，两个纵向作动器 6的加载载荷之和为总的纵向载荷。

在模拟梁3加载横向载荷的一侧设置有用于限定模拟梁3横向和垂向位移的定位装置15。定位装置15包括安装架16、连接件一17和连接件二18，安装架16的底部通过安装板固定在工作台面上，连接件一17垂直于安装架16固定，连接件一17和安装架16整体呈L形，连接件一17和连接件二18通过可调固定机构固定连接，用于方便调节连接件一17和连接件二18相对安装位置，在连接件一17和连接件二18上分别设置有一组定位滚轮19，模拟梁3中的一个倒U形板7被限定在两组定位滚轮19之间。如图 3所示，可调固定机构包括设置在连接件二18上的至少一组沿水平方向延伸的长圆安装孔20，连接件一17和连接件二18根据安装尺寸的需要将螺栓穿过不同的长圆安装孔20固定连接，同时，设置在连接件一17上的螺栓孔22为分布在不同高度上的多个，螺栓孔22也可以为沿垂向延伸的长圆孔，利用不同的螺栓孔22固定，可以调节两组定位滚轮19的安装高度。两组定位滚轮19之间的间隙略大于倒U形板7的厚度，定位装置15在垂向上与倒U形板7的顶部也具有一定间隙，用以减小上下运动时的摩擦并防止模拟梁3横移，保证了试验时的安全和准确性。

利用垂向作动器4、横向作动器5、纵向作动器6从垂向、横向、纵向向模拟梁3 施加垂向载荷，再通过模拟梁3对转臂式轴箱体1进行垂向、横向及纵向加载。其加载方式能够与轴箱体实际使用状态保持一致，能准确测试轴箱体的静强度及疲劳寿命，能确保测试结果的准确性，从而对轴箱体的安全和寿命做出准确评估。

在做静强度测试时，在转臂式轴箱体1的相关部位贴上应力感应片，利用垂向作动器4、横向作动器5、纵向作动器6单独或组合对模拟梁3施加载荷，通过静态测试仪获取相关部位的应力数据。

如图1所示，在转臂式轴箱体1的旁边还可以根据测试需要安装垂向减振器23，垂向减振器23的顶部与轴箱1a固定，底部与工作台面固定，在垂向减振器23处可单独进行静强度试验。若需要对转臂式轴箱体1的减振器安装座进行疲劳试验，则可以将减振器23换成作动器，即可实现疲劳加载。

本发明可以同时实现对两个转臂式轴箱体1进行测试，而且利用模拟梁3仿真模拟构架侧梁，同时根据实际安装状态，在转臂式轴箱体1与模拟梁3之间安装轴箱弹簧2。本发明不但可以更加真实的模拟实际车辆运行状态，加载方式能够与轴箱体实际使用状态保持一致，使数据更加准确可靠，对轴箱体的安全和寿命做出准确评估，而且可以提高测试的效率。

如上所述，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种转向架轴箱体静强度及疲劳试验装置，包括转臂式轴箱体及轴箱弹簧，其特征在于：还包括龙门架、用于模拟侧梁的模拟梁、垂向作动器、横向作动器及纵向作动器，所述垂向作动器的顶部和底部分别固定在龙门架和模拟梁上，所述横向作动器的两端分别固定在模拟梁和第一反力座上，所述纵向作动器的两端分别固定在模拟梁和第二反力座上，转臂式轴箱体的轴箱固定在轴箱安装座上，转臂式轴箱体的定位节点通过节点安装座固定在模拟梁上，轴箱弹簧的底部固定在轴箱上，轴箱弹簧的顶部与模拟梁固定，第一反力座、第二反力座及轴箱安装座固定在工作台面上。

2.根据权利要求1所述的转向架轴箱体静强度及疲劳试验装置，其特征在于：所述模拟梁整体为倒U形结构，垂向作动器和横向作动器均作用于模拟梁的中间水平梁上，所述纵向作动器作用于模拟梁端部的端梁上。

3.根据权利要求2所述的转向架轴箱体静强度及疲劳试验装置，其特征在于：所述模拟梁由两块平行设置的倒U形板组成，两块倒U形板之间通过多个连接件固定连接。

4.根据权利要求1所述的转向架轴箱体静强度及疲劳试验装置，其特征在于：在所述模拟梁加载横向载荷的一侧设置有用于限定模拟梁横向和垂向位移的定位装置。

5.根据权利要求4所述的转向架轴箱体静强度及疲劳试验装置，其特征在于：所述定位装置包括安装架、连接件一和连接件二，所述连接件一和连接件二通过可调固定机构固定连接，在所述连接件一和连接件二上分别设置有一组定位滚轮，所述模拟梁限定在两组定位滚轮之间。

6.根据权利要求5所述的转向架轴箱体静强度及疲劳试验装置，其特征在于：所述可调固定机构包括设置在连接件一或连接件二上的至少一组沿横向方向延伸的长圆安装孔，连接件一和连接件二通过螺栓固定连接，设置在连接件一或连接件二上的螺栓孔为分布在不同高度上的多个。

7.根据权利要求1所述的转向架轴箱体静强度及疲劳试验装置，其特征在于：在所述轴箱安装座上具有用于穿过假轴的轴孔，所述轴孔为沿纵向方向延伸的长圆孔。

8.根据权利要求7所述的转向架轴箱体静强度及疲劳试验装置，其特征在于：所述长圆孔具有至少2mm的直线段。

9.根据权利要求1所述的转向架轴箱体静强度及疲劳试验装置，其特征在于：所述轴箱弹簧包括下安装座、钢圆弹簧及上安装座，所述下安装座固定在轴箱上，上安装座通过连接板固定在所述模拟梁上，钢圆弹簧固定在上安装座与下安装座之间。

10.根据权利要求1至9任一项所述的转向架轴箱体静强度及疲劳试验装置，其特征在于：包括两组转臂式轴箱体，两组转臂式轴箱体对称安装在所述模拟梁的下方。