CN107817120A - 一种模拟转向架冲击载荷的车体静强度试验装置 - Google Patents

一种模拟转向架冲击载荷的车体静强度试验装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种模拟转向架冲击载荷的车体静强度试验装置，包括垂直支撑和反力架，垂直支撑用于支撑待试验的车体，反向架安装在预埋轨道上，且与车体的端部铰接，还包括牵引座加载装置，牵引座加载装置包括：固定在预埋轨道上的支撑座；与支撑座铰接的三角形反力杠杆；驱动装置，驱动装置的驱动端与三角形反力杠杆的底边的端部抵接；与三角形反力杠杆的顶端铰接的连接杆；安装在连接杆上的载荷传感器，且载荷传感器能够检测连接杆上的力；与连接杆铰接的模拟牵引座，且模拟牵引座与车体底部固定连接。由于模拟牵引座与连接杆之间及连接杆与三角形反力杠杆之间铰接，因此，能够模拟牵引杆与车体水平方向的夹角的情况，且能够避免驱动装置卡死。

Description

一种模拟转向架冲击载荷的车体静强度试验装置
技术领域
本发明涉及轨道交通车辆车体静强度试验装置技术领域，尤其是涉及一种模拟转向架冲击载荷的车体静强度试验装置。
背景技术
轨道车辆(主要是城轨车辆和动车组)车体与转向架往往是通过牵引座加牵引杆连接并传递纵向牵引或制动力的。在车辆启动加速或制动减速之时，转向架由于惯性作用，会对车体产生冲击载荷。因此转向架对车体的冲击载荷是车体静强度计算机试验过程中必不可少的关键工况。
目前，轨道车辆转向架对车体冲击载荷试验方法主要是采用直接加载纵向力的方法。即在车体底下的地面安装大型反力架，通过双向液压油缸及载荷传感器模拟牵引座实现直接双向加载纵向力。这种方法存在以下不足：(1)结构复杂，无法很好的模拟牵引杆与车体水平方向的夹角；(2)加载过程中由于车体的变形，存在加载油缸卡死的风险，从而使加载无法顺利进行。
因此，如何实现模拟转向架冲击载荷的车体静强度试验装置能够模拟牵引杆与车体水平方向的夹角，且能够避免加载油缸卡死是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种模拟转向架冲击载荷的车体静强度试验装置，以实现模拟转向架冲击载荷的车体静强度试验装置能够模拟牵引杆与车体水平方向的夹角，且能够避免加载油缸卡死。
为了实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种模拟转向架冲击载荷的车体静强度试验装置，包括垂直支撑和反力架，所述垂直支撑用于支撑待试验的车体，所述反向架安装在预埋轨道上，且与所述车体的端部铰接，还包括牵引座加载装置，所述牵引座加载装置包括：
支撑座，所述支撑座固定在所述预埋轨道上；
三角形反力杠杆，所述支撑座铰接在所述三角形反力杠杆的底边上；
驱动装置，所述驱动装置的驱动端与所述三角形反力杠杆的底边的端部抵接；
连接杆，所述连接杆与所述三角形反力杠杆的顶端铰接；
载荷传感器，所述载荷传感器安装在所述连接杆上，且所述载荷传感器能够检测所述连接杆上的力；
模拟牵引座，所述模拟牵引座与所述连接杆铰接，且所述模拟牵引座与所述车体底部固定连接。
优选地，在上述模拟转向架冲击载荷的车体静强度试验装置中，所述驱动装置的个数为2个，分别设置在所述三角形反力杠杆的底边的两端。
优选地，在上述模拟转向架冲击载荷的车体静强度试验装置中，所述驱动装置为液压千斤顶。
优选地，在上述模拟转向架冲击载荷的车体静强度试验装置中，所述驱动装置为分体式液压加载油缸。
优选地，在上述模拟转向架冲击载荷的车体静强度试验装置中，所述垂直支撑上安装有滚动装置，能够与所述车体滚动连接。
优选地，在上述模拟转向架冲击载荷的车体静强度试验装置中，所述支撑座通过T型螺栓固定在所述预埋轨道上。
优选地，在上述模拟转向架冲击载荷的车体静强度试验装置中，所述支撑座与所述三角形反力杠杆的底边之间、所述驱动装置的驱动端与所述三角形反力杠杆的底边之间、所述连接杆与所述三角形反力杠杆的顶端之间、所述模拟牵引座与所述连接杆之间均通过圆柱销铰接。
从上述的技术方案可以看出，本发明公开的模拟转向架冲击载荷的车体静强度试验装置，使用时，将垂直支撑来支撑待试验的车体，反向架安装在预埋轨道上，与车体的端部铰接，将牵引座加载装置的各个部分组装，并将牵引座加载装置的模拟牵引座与车体底部固定连接。当模拟列车牵引时的冲击载荷时，打开载荷传感器并清零，将三角形反力杠杆的底边的左侧一端的驱动装置移开，通过底边右侧的驱动装置实施前向加载，模拟列车牵引时的冲击载荷，直至达到试验所需载荷就停止加载，采集数据后卸载并采集残余应力；当需要模拟列车制动时的冲击载荷时，打开载荷传感器并清零，将三角形反力杠杆的底边的左侧一端的驱动装置移开，通过底边左侧的驱动装置实施后向加载，模拟列车制动时的冲击载荷，直至达到试验所需载荷就停止加载，采集数据后卸载并采集残余应力。由于支撑座铰接在三角形反力杠杆的底边上，车体通过连接杆与三角形反力杠杆的顶端铰接，而施力端位于三角形反力杠杆的底边的端部，因此，驱动装置施力端与车体的受力端构成杠杆，采用间接加载方法及三角形反力杠杆结构,从而将垂向载荷转变成所需的纵向载荷，实现原理及结构简单的加载方案。由于模拟牵引座与连接杆之间及连接杆与三角形反力杠杆之间铰接，因此，能够模拟牵引杆与车体水平方向的夹角的情况，且能够避免驱动装置卡死。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的模拟转向架冲击载荷的车体静强度试验装置应用在车体上的结构示意图；
图2为本发明提供的模拟转向架冲击载荷的车体静强度试验装置的结构示意图。
其中，图1-图2中：
垂直支撑1、反力架2、车体3、牵引座加载装置4、支撑座401、三角形反力杠杆402、驱动装置403、连接杆404、载荷传感器405、模拟牵引座406、T型螺栓5。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
模拟转向架冲击载荷的车体静强度试验装置能够模拟牵引杆与车体水平方向的夹角、便于拆装，且能够避免加载油缸卡死。
实施例一
如图1-图2所示，本发明公开了一种模拟转向架冲击载荷的车体静强度试验装置。其中，该车体静强度试验装置包括垂直支撑1、反力架2和牵引座加载装置4，垂直支撑1用于支撑待试验的车体3，反向架安装在预埋轨道上，且与车体3的端部铰接。
牵引座加载装置4包括支撑座401、三角形反力杠杆402、驱动装置403、连接杆404、载荷传感器405和模拟牵引座406。
支撑座401固定在预埋轨道上，为了拆装支撑座401，本实施例中，具体公开了支撑座401通过螺栓固定在预埋轨道上。支撑座401的顶端与三角形反力杠杆402的底边铰接，具体地，本实施例中，支撑座401的顶端铰接在三角形反力杠杆402的底边的中心。驱动装置403的驱动端与三角形反力杠杆402的底边的端部抵接，能够顶升三角形反力杠杆402的端部，驱动装置403的个数为两个，分别支撑在三角形反力杠杆402的底边的两端上。
连接杆404的一端与三角形反力杠杆402的顶端铰接，这里，三角形反力杠杆402的顶端是指三角形反力杠杆402的三角形的顶点处。为了减轻三角形反力杠杆402的重量，可以在满足强度要求的前提下，在三角形反力杠杆402上开设孔或者槽。
载荷传感器405安装在连接杆404上，且载荷传感器405能够检测连接杆404上的力。
模拟牵引座406与连接杆404铰接，且模拟牵引座406与车体3底部固定连接，具体地，模拟牵引座406与车体3通过螺栓固定连接。
本发明公开的模拟转向架冲击载荷的车体静强度试验装置，使用时，将垂直支撑1来支撑待试验的车体3，反向架安装在预埋轨道上，与车体3的端部铰接，将牵引座加载装置4的各个部分组装，并将牵引座加载装置4的模拟牵引座406与车体3底部固定连接。当模拟列车牵引时的冲击载荷时，打开载荷传感器405并清零，将三角形反力杠杆402的底边的左侧一端的驱动装置403移开，通过底边右侧的驱动装置403实施前向加载。具体为：右侧的驱动装置403的驱动端顶升三角形反力杠杆402的底边的右端，三角形反力杠杆402绕着与支撑座401的铰接点转动，三角形反力杠杆402的顶端铰接的连接杆404沿着与三角形反力杠杆402的铰接点向下转动，给模拟牵引座406向前的力，由于模拟牵引座406与车体3固定，即给车体3向前的载荷，进而模拟列车牵引时的冲击载荷，当达到试验所需载荷时停止加载，采集数据后卸载并采集残余应力；当需要模拟列车制动时的冲击载荷时，打开载荷传感器405并清零，将三角形反力杠杆402的底边的左侧一端的驱动装置403移开，通过底边左侧的驱动装置403实施后向加载，模拟列车制动时的冲击载荷，直至达到试验所需载荷就停止加载，采集数据后卸载并采集残余应力。
由于支撑座401铰接在三角形反力杠杆402的底边上，车体3通过连接杆404与三角形反力杠杆402的顶端铰接，而施力端位于三角形反力杠杆402的底边的端部，因此，驱动装置403施力端与车体3的受力端构成杠杆，采用间接加载方法及三角形反力杠杆402结构,从而将垂向载荷转变成所需的纵向载荷，实现原理及结构简单的加载方案。由于模拟牵引座406与连接杆404之间及连接杆404与三角形反力杠杆402之间铰接，因此，能够模拟牵引杆与车体3水平方向的夹角的情况，且能够避免驱动装置403卡死。
设轴承座与三角形反力杠杆402的铰接点到连接杆404与三角形反力杠杆402的铰接点的距离为L1，左侧驱动装置403与三角形反力缸杆的支撑点到轴承座与三角形反力杠杆402的铰接点的距离为L2，轴承座与三角形反力杠杆402的铰接点到轴承座的底端的距离为L3，且初始状态下，轴承座与三角形反力杠杆402的铰接点与连接杆404与三角形反向杠杆的铰接点所在的直线垂直于驱动装置403与三角形反力杠杆402的支撑点到支撑座401与三角形反力杠杆402的铰接点所在的直线。可以通过加大L2/L1的比值，使加载更加轻松省力；可以通过减小(L1+L3)的值，来模拟连接杆404与车体3前进方向的夹角，使加载更加真实，这是普通加载框所做不到的。
实施例二
在本发明提供的第二实施例中，本实施例中的模拟转向架冲击载荷的车体静强度试验装置和实施例一中的模拟转向架冲击载荷的车体静强度试验装置的结构类似，对相同之处就不再赘述了，仅介绍不同之处。
本实施例中，具体公开了支撑座401与三角形反力杠杆402的底边之间、驱动装置403的驱动端与三角形反力杠杆402的底边之间、连接杆404与三角形反力杠杆402的顶端之间、模拟牵引座406与连接杆404之间均通过圆柱销铰接。即支撑座401、驱动装置403及连接杆404与三角形反力杠杆402可拆卸连接，模拟牵引座406与连接杆404之间可拆卸连接。采用分体式设计，实现工装的小型化，利于在车体3底下有限空间进行拆装。
在本实施例中，具体公开了驱动装置403的个数为2个，分别设置在三角形反力杠杆402的底边的两端，当使用时，撤掉其中一个，用另一个。
进一步地，本发明公开了驱动装置403为液压千斤顶或者分体式液压加载油缸。本实施例以驱动装置403为液压千斤顶为例。
更进一步地，本发明公开了垂直支撑1上安装有滚动装置，能够与车体3滚动连接，便于调整车体3与垂直支撑1的位置。
具体地，本发明公开了支撑座401通过T型螺栓5固定在预埋轨道上，需要说明的是，支撑座401也可以通过其他装置实现与预埋轨道的可拆卸连接。
本发明能有效的解决现有加载装置原理及结构复杂，工装大型化不利于在车体3底下狭小空间进行拆装的问题，使得转向架对车体3纵向前后两个方向的冲击载荷能够顺利加载。其特点是原理及结构简单；工装小型化，利于拆装；整个工装能适应车体3变形，从而使加载顺利进行。
在本发明中的“第一”、“第二”等均为描述上进行区别，没有其他的特殊含义。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和创造性特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种模拟转向架冲击载荷的车体静强度试验装置，包括垂直支撑(1)和反力架(2)，所述垂直支撑(1)用于支撑待试验的车体(3)，所述反向架安装在预埋轨道上，且与所述车体(3)的端部铰接，其特征在于，还包括牵引座加载装置(4)，所述牵引座加载装置(4)包括：
支撑座(401)，所述支撑座(401)固定在所述预埋轨道上；
三角形反力杠杆(402)，所述支撑座(401)铰接在所述三角形反力杠杆(402)的底边上；
驱动装置(403)，所述驱动装置(403)的驱动端与所述三角形反力杠杆(402)的底边的端部抵接；
连接杆(404)，所述连接杆(404)与所述三角形反力杠杆(402)的顶端铰接；
载荷传感器(405)，所述载荷传感器(405)安装在所述连接杆(404)上，且所述载荷传感器(405)能够检测所述连接杆(404)上的力；
模拟牵引座(406)，所述模拟牵引座(406)与所述连接杆(404)铰接，且所述模拟牵引座(406)与所述车体(3)底部固定连接。
2.根据权利要求1所述的模拟转向架冲击载荷的车体静强度试验装置，其特征在于，所述驱动装置(403)的个数为2个，分别设置在所述三角形反力杠杆(402)的底边的两端。
3.根据权利要求1所述的模拟转向架冲击载荷的车体静强度试验装置，其特征在于，所述驱动装置(403)为液压千斤顶。
4.根据权利要求1所述的模拟转向架冲击载荷的车体静强度试验装置，其特征在于，所述驱动装置(403)为分体式液压加载油缸。
5.根据权利要求2所述的模拟转向架冲击载荷的车体静强度试验装置，其特征在于，所述垂直支撑(1)上安装有滚动装置，能够与所述车体(3)滚动连接。
6.根据权利要求1所述的模拟转向架冲击载荷的车体静强度试验装置，其特征在于，所述支撑座(401)通过T型螺栓(5)固定在所述预埋轨道上。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的模拟转向架冲击载荷的车体静强度试验装置，其特征在于，所述支撑座(401)与所述三角形反力杠杆(402)的底边之间、所述驱动装置(403)的驱动端与所述三角形反力杠杆(402)的底边之间、所述连接杆(404)与所述三角形反力杠杆(402)的顶端之间、所述模拟牵引座(406)与所述连接杆(404)之间均通过圆柱销铰接。
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