CN108168917B - 用于测试转向架构架承载能力的加载装置及测试系统 - Google Patents

用于测试转向架构架承载能力的加载装置及测试系统 Download PDF

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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00Testing of vehicles
    • G01M17/08Railway vehicles

Abstract

本发明提供用于测试转向架构架承载能力的加载装置及测试系统,包括:用于向待测试转向架构架施加外力的加载件、用于将外力传递给转向架构架的连接件、用于对外力的施加角度进行调整的第一球铰件;加载件的第一端部通过第一球铰件与连接件相连;连接件与转向架构架连接,以使加载件施加的外力经过第一球铰件的角度调整后作用到转向架构架上。通过球铰件连接加载件和连接件,使得加载件产生的力能够沿着球铰件和连接件连线的方向传播,同时释放其他方向的力,从而锁定加载件产生的力的传播方向,能够避免转向架构架由于受到其他方向的力,造成不必要损伤的技术问题。

Description

用于测试转向架构架承载能力的加载装置及测试系统
技术领域
本发明涉及机械设备检测技术,尤其涉及测试转向架构架承载能力的加载装置及测试系统,属于机械领域。
背景技术
转向架是轨道车辆最重要的组成部分之一,用于支撑车体,保证车辆正常运行,转向架的结构是否合理直接影响车辆的在运行过程中的舒适度、稳定性、动力性能和行车安全。转向架包括构架。如图1所示,构架1包括侧梁101,横梁102和纵梁103,两根侧梁101和两根横梁102焊接成的“H”形结构,其中,侧梁101在中部高度降低,用于安装空气弹簧,侧梁101还用于焊接一、二系弹簧座、减振器座、抗侧滚座和转臂定位座,横梁102主要由两根无缝钢管组成,用于焊接电机、齿轮箱、基础制动装置等的安装座,纵梁103位于横梁102的侧面,用于支撑横梁102。架构1主要承受和传递垂向力、纵向力、和横向力,其中,垂向力主要是由机车自身的重力和机车运行时的垂向震动引起的力,纵向力主要由机车的牵引力和制动力产生,横向力主要是车辆沿曲线运行时产生的离心力和横向震动引起的附加力。
由于转向架对于车辆的安全运行具有重要意义,而转向架构架是主要的承载结构,因此需要检测转向架构架的承载能力。目前的测试方式为,测试人员将作动器与构架连接,使作动器产生的力直接作用在构架上,对构架进行测试。但是,这种测试方式对构架施力的位置、方向及大小均不易控制,进而导致转向架构架试验效率低且试验结果不准确。
发明内容
本发明提供有用于测试转向架构架承载能力的加载装置及测试系统,通过球铰件连接加载件和连接件,使得加载件产生的力能够沿着球铰件和连接件连线的方向传播,同时释放其他方向的力,从而锁定加载件产生的力的传播方向,能够避免转向架构架由于受到其他方向的力,造成不必要损伤的技术问题。
本发明第一方面提供一种用于测试转向架构架承载能力的加载装置,包括:用于向待测试转向架构架施加外力的加载件、用于将所述外力传递给所述转向架构架的连接件、用于对所述外力的施加角度进行调整的第一球铰件;
所述加载件的第一端部通过所述第一球铰件与所述连接件相连;
所述连接件与转向架构架连接,以使所述加载件施加的外力经过所述第一球铰件的角度调整后作用到所述转向架构架上。
本发明第二方面提供一种用于测试转向架构架第一方向承载能力的加载装置,包括第一方面提供一种用于测试转向架构架承载能力的加载装置,还包括第二连接件,第一连接杆,所述第一连接杆用于连接所述连接件和所述第二连接件,所述加载装置的所述连接件、所述第二连接件分别与所述转向架构架的两个侧梁固定连接,以使所述加载件向所述侧梁施加平行于所述转向架构架的横梁的外力。。
本发明第三方面提供一种用于测试转向架构架第二方向承载能力的加载装置,包括第一方面提供一种用于测试转向架构架承载能力的加载装置;其中,所述连接件包括:第一板部、第二板部、第三板部、至少一个连接杆、第一传力件、第二传力件;
所述第一球铰件与所述第三板部连接,所述第三板部、所述第二板部、所述第一板部通过所述连接杆顺次连接;
所述第一传力件与所述第一板部固定连接,所述第二传力件与所述第二板部固定连接,所述第一传力件、所述第二传力件分别与所述转向架构架的两个不同位置连接,以使所述加载件向所述转向架构架的两个不同位置施加平行于所述转向架构架的横梁的外力。
本发明第四方面提供一种用于测试转向架构架第三方向承载能力的加载装置,包括第一方面提供一种用于测试转向架构架承载能力的加载装置;
所述第一球铰件与所述连接件连接的一端设置有第一凹槽,所述凹槽内卡合有支撑件;
所述支撑件与所述连接件接触的表面为球面,相应的,所述连接件与所述第一球铰件连接的一端设置有第二凹槽,用于容纳所述球面,以使所述支撑件能够卡合在所述第二凹槽里;
所述加载装置的所述连接件与所述转向架构架连接,以使所述加载件向所述转向架构架施加平行于所述转向架构架侧梁的外力。
本发明第五方面提供一种用于测试转向架构架第四方向承载能力的加载装置,包括第一方面提供一种用于测试转向架构架承载能力的加载装置;
所述连接件包括第一连接部、两个第二连接部;
所述第一球铰件固定连接在所述第一连接部的中间位置;
两个所述第二连接部分别设置在所述第一连接部的两端;
其中,所述第二连接部包括第三传力件、第四传力件、第五传力件;其中,所述第三传力件、所述第四传力件、所述第五传力件层叠连接,所述第五传力件固定在所述第一连接部的端部,以使所述第二连接部固定在所述第一连接部的端部,所述第三传力件与所述转向架构架连接,以使所述加载件向所述转向架构架施加垂直于所述转向架构架横梁的外力。
本发明第六方面提供一种用于测试转向架构架承载能力的测试系统,包括:
至少一个用于测试转向架构架第一方向承载能力的加载装置;
至少一个用于测试转向架构架第二方向承载能力的加载装置;
至少一个用于测试转向架构架第三方向承载能力的加载装置;
至少一个用于测试转向架构架第四方向承载能力的加载装置;
多个所述加载装置的连接件与待测试的转向架构架连接,以使多个所述加载装置向所述转向架构架施加不同方向的外力。
本发明第一到五方面提供的用于测试转向架构架承载能力的加载装置,都包括加载件、连接件、第一球铰件,其中,加载件的第一端部通过第一球铰件与连接件相连;连接件与转向架构架连接,以使加载件施加的外力经过第一球铰件的角度调整后作用到转向架构架上。由于设置有第一球铰件,能够锁定力的传播方向为第一球铰件与连接件所在的直线方向,同时释放其他方向的力,即使加载件产生的力沿其他方向传播,在经过第一球铰件时,也能够释放掉其他方向的力,仅沿上述直线的方向传播,从而避免有其他方向的力作用在转向架构架上,造成转向架构架被损坏。在使用本实施例提供的加载装置时,便于用户确定力作用在转向架构架的位置,从而更准确的测试转向架构架的承载能力。另外,本实施例提供的加载装置,通过调整安装位置,能够在不同的方向上对转向架构架进行加力,从而检测转向架构架在不同方向上的承载能力。
本发明第六方面提供的用于测试转向架构架承载能力的测试系统,利用上述加载装置对转向架构架从不同的方向施加外力,从而同时在多个方向上对转向架构架施加外力,并且通过第一球铰件连接加载件和连接件,能够有效避免转向架构架因直接受力而受到损伤的现象发生,同时能够高效地保证外部施加的力准确地传递至转向架构架上,且便于控制力的大小、方向,进而能够有效提高测试转向架构架的效率,并有效提高试验结果的准确性。
附图说明
图1为转向架构架的结构示意图;
图2为本发明一示例性实施例示出的用于测试转向架构架承载能力的加载装置的结构图;
图3为本发明另一示例性实施例示出的用于测试转向架构架承载能力的加载装置的结构图;
图4为本发明一示例性实施例示出的用于测试转向架构架第一方向承载能力的加载装置的结构图;
图5为本发明一示例性实施例示出的用于测试转向架构架第二方向承载能力的加载装置的结构图;
图6A为本发明一示例性实施例示出的用于测试转向架构架第三方向承载能力的加载装置的结构图;
图6B为用于测试转向架构架第三方向承载能力的加载装置中的第一球铰件的结构图;
图7为本发明一示例性实施例示出的用于测试转向架构架第四方向承载能力的加载装置的结构图;
图8为本发明一示例性实施例示出的用于测试转向架构架承载能力的测试系统的结构图;
图8A为本实施例示出的测试系统中的加载装置30和50的结构图;
图8B为本实施例示出的测试系统中的第一支撑组件的结构图;
图8B'为本实施例示出的测试系统中的另一种第一支撑组件的结构图;
图8C为本实施例示出的测试系统中的第二支撑组件的正视图;
图8C'为本实施例示出的测试系统中的第二支撑组件的俯视图。
具体实施方式
实施例1
图2为本发明一示例性实施例示出的用于测试转向架构架承载能力的加载装置的结构图。
如图2所示,本实施例提供的用于测试转向架构架承载能力的加载装置10包括:
用于向待测试转向架构架施加外力的加载件1、用于将外力传递给转向架构架的连接件2、用于对外力的施加角度进行调整的第一球铰件3。
加载件1的第一端部11通过第一球铰件3与连接件2相连。
其中,加载件1的第一端部11通过连接装置与第一球铰件3连接,第一球铰件3通过连接装置与连接件2相连,连接装置可以是螺栓、支撑件等。
连接件2与转向架构架连接,以使加载件1施加的外力经过第一球铰件3的角度调整后作用到转向架构架上。
具体的,连接件2为刚性件,通过连接件2传递力时,连接件2不会发生形变。例如,连接件2是由钢材制作而成的。
本实施例提供的加载装置10用于给转向架构架加载外力,例如,加载装置10可以产生力,并通过连接件2作用在转向架构架上,从而检测转向架构架承受外力的能力。
在使用本实施例提供的加载装置10时,将连接件2安装在转向架构架上,将加载件1固定在外部设备上,例如固定架、墙体等,避免加载件1不稳定。
同时,使连接件2、第一球铰件3所在的直线的方向与转向架构架的表面相垂直,能够使加载件1产生的力沿着上述直线的方向传递到转向架构架上。
现有技术中的球铰件的包括球头和球座,球头设置在球座内部,并且能够旋转,在球头上还设置有球梢,球梢受力移动时能够带动球头旋转,球座外部设置有卡环,用于限制球梢的移动范围。当作用在球梢上的力的方向为球头中心与球座中心的连线时,这部分力将作用在球座上,无法通过球头的旋转而释放。本实施例中的第一球铰件3包括球梢、球头,可以设置球座,也可以不设置球座,若包括球座,则将球座与连接件2相连,若不包括球座,则将球头与连接件2相连,并使球头能够旋转,例如,在连接件2上设置能够容纳球头的凹槽,或者将球头设置为环装,将球头套设在连接件2上,使球头能够在一定的范围内旋转,并且,加载件1与第一球铰件3的球梢连接。
由于设置有第一球铰件3,当加载件1产生的力与上述直线方向有一定角度时,力经过第一球铰件3时,通过第一球铰件3的调整,能够使力的传播方向转变为上述直线的方向,从而锁定力的传播方向。
举例来说,当加载件1发出的力与第一球铰件3之间呈10度角时,可以将力分解为与上述直线方向相同的力,以及与上述直线方向垂直的力。由于第一球铰件3的结构特点,在受到与上述直线方向垂直的力时,球铰件内的球头会发生旋转,从而释放掉这部分力。又由于球头与球座之间相接触,使得沿球头和球座中轴线连线方向的力无法被释放,进而能够锁定力的传播方向。本实施例提供的加载装置,通过锁定力在的一个传播方向,同时其他方向的力,能够达到使力沿一个方向传播的效果。
具体的,加载件1为出力装置,如作动器。加载件1产生的力依次通过第一球铰件3、连接件2传递到转向架构架上。
优选的,加载件1、连接件2、第一球铰件3设置在一条直线上,能够使加载件1产生的力沿着上述直线的方向全部作用在转向架构架上,使测试结果更准确。
本实施例提供的用于测试转向架构架承载能力的加载装置,包括加载件、连接件、第一球铰件,其中,加载件的第一端部通过第一球铰件与连接件相连;连接件与转向架构架连接,以使加载件施加的外力经过第一球铰件的角度调整后作用到转向架构架上。由于设置有第一球铰件,能够锁定力的传播方向为第一球铰件与连接件所在的直线方向,同时释放其他方向的力,即使加载件产生的力沿其他方向传播,在经过第一球铰件时,也能够释放掉其他方向的力,仅沿上述直线的方向传播,从而避免有其他方向的力作用在转向架构架上,造成转向架构架被损坏。在使用本实施例提供的加载装置时,便于用户确定力作用在转向架构架的位置,从而更准确的测试转向架构架的承载能力。另外,本实施例提供的加载装置,通过调整安装位置,能够在不同的方向上对转向架构架进行加力,从而检测转向架构架在不同方向上的承载能力。
实施例2
图3为本发明另一示例性实施例示出的用于测试转向架构架承载能力的加载装置的结构图。
如图3所示,在实施例1的基础上,本实施例提供的加载装置还包括支撑座4,支撑座4与加载件1的第二端部12通过第二球铰件5连接,支撑座4用于固定加载件。
具体来说,通过第二球铰件5连接,就是支撑座4、第二球铰件5、加载件1、第一球铰件3、连接件2依次连接。其中,通过第二球铰件5连接,第二球铰件5可以一端固定在支撑座4上,另一端与加载件1的第二端部12相连,当转向架构架受到外力时,力会通过连接件2、第一球铰件3传递到加载件1上,当支撑座4固定在外部设备上时,由于在支撑座4和加载件1之间设置有第二球铰件5,使得加载件1与支撑座4之间能够产生一定的位移,从而避免加载件1上受到外力作用,影响其输出的力的方向。
其中,支撑座4的一端与第二球铰件5连接,另一端固定在外部设备上,如固定架、墙体等,支撑座4用于固定整个加载装置20。
使用本实施例提供的加载装置20时,将连接件2固定在转向架构架的表面,加载件1产生的力依次通过第一球铰件3、连接件2作用在转向架构架上。同时,由于在加载件1的两端分别设置有第一球铰件3、第二球铰件5,且第二球铰件5通过支撑座4固定在外部设备上,使得加载件1产生的力的能够沿着支撑座4、第二球铰件5、加载件1、第一球铰件3、连接件2依次连接的方向传播,同时由于设置有第二球铰件5能够更进一步的释放加载件1产生的其他方向的力。
本实施例提供的用于测试转向架构架承载能力的加载装置,包括支撑座、第二球铰件,且支撑座能够固定在外部设备上,用于固定整个加载装置,并且,通过第二球铰件连接加载件和支撑座时,在加载件的两端分别设置有球铰件时,使得加载件产生的力能够沿着各个部件连接的方向传播,同时释放加载件产生的其他方向力,从而避免有其他方向的力作用在转向架构架上,对转向架构架造成不必要的损伤。
实施例3
为方便本实施例及下述实施例中提到的方向,将平行于转向架构架的横梁的方向确定为横向(Y),将平行于侧梁的方向确定为纵向(X),将垂直于横向(Y)和纵向(X)的方向确定为垂向(Z)。其中,纵向(X)为安装转向架构架的车辆的运动方向。需要说明的是。上述对于方向的描述,仅仅是为了清楚的描述本发明实施例中各部件的位置关系,并不是对本发明的限制。
本实施例还提供一种用于测试转向架构架第一方向承载能力的加载装置,在实施例1和实施例2的基础上,加载装置30的连接件与转向架构架的任意一个或两个侧梁固定连接,以使加载件1向侧梁施加平行于转向架构架的横梁的外力。即向转向架构架加载横向(Y)的外力。
其中,可以是作用在转向架构架上的推力或拉力。
具体的,本实施例提供的加载装置,可以用来模拟安装在转向架构架侧梁上的空气弹簧对转向架构架产生的横向力。
由于转向架构架具有两个侧梁,因此,在模拟空气弹簧作用在转向架构架上的横向力时,可以使用两套本实施例提供的加载装置30,分别对两个侧梁进行测试。
进一步的,为了作用在转向架构架上的力是横向(Y)的,需要将加载件1沿横向(Y)设置,使加载件1能够产生横向(Y)的力。
进一步的,为了达到分别对两个侧梁进行外力加载,本实施例还提供另一种实施方式。
图4为本发明一示例性实施例示出的用于测试转向架构架第一方向承载能力的加载装置的结构图。
如图4所示,加载装置30还可以包括第二连接件2,也就是设置有两个连接件2,分别与两个侧梁固定连接,并且,两个连接件2之间通过第一连接杆6连接。其中,第一连接杆6为刚性件,例如,是通过钢材制造的。
具体的,可以设置多根第一连接杆6,例如2根,或4根,分别交错设置,能够更准确的传递力。
由于空气弹簧是安装在侧梁的表面位置,因此,使用本实施例提供的加载装置30模拟空气弹簧对转向架构架产生的横向力时,可以将连接件2安装在转向架构架的侧梁的上表面,从而更真实的模拟空气弹簧对转向架构架施加外力的过程。
第一球铰件3与其中一个连接件2连接,加载件1产生的力能够依次通过第一球铰件3、第一个连接件2传递至转向架构架,同时,力还通过第一个连接件2传递至第一连接杆6,再传递到另一个连接件2,最后作用在转向架构架上,从而将加载件1产生的力分别从横向(Y)上传递至两个侧梁。
本实施例提供的加载装置,具有如实施例1或2的有益效果,能够使力通过连接件精准的传递至转向架构架,具体原理和功能同实施例1或2,在此不再赘述。同时,本实施例提供的加载装置,仅通过一个加载件就能够在横向(Y)上同时对两个侧梁分别施加外力,在测试过程中,只需要设置一个加载件的输出参数,就能够控制两个侧梁上受到的力的大小,从而提高测试时的工作效率,同时,仅设置一个加载件,能够降低加载装置的制造成本。并且,本实施例提供的装置通过将两个连接件分别设置在两个侧梁的表面,能够真实的模拟出空气弹簧对转向架构架产生的横向力,从而更准确的测试转向架构架在实际工作中的承载能力。
实施例4
图5为本发明一示例性实施例示出的用于测试转向架构架第二方向承载能力的加载装置的结构图。
如图5所示,本实施例提供的用于测试转向架构架第二方向承载能力的加载装置40,包括实施例1或2中的加载装置;其中,连接件2包括:第一板部21、第二板部22、第三板部23、至少一个连接杆24、第一传力件25、第二传力件26。
其中,第一球铰件3与第三板部23连接,第三板部23、第二板部22、第一板部21通过连接杆24顺次连接。第一球铰件3将加载件1产生的力传递到第三板部23,再从第三板部23依次通过连接杆24传递到第二板部22、第一板部21。
具体的,连接杆24可以是完整的一段连接杆,也可以是分开的两段连接杆,一段用于连接第三板部23和第二板部22,另一段用于连接第二板部22和第一板部21,通过两端连接杆24连接第一板部21、第二板部22和第三板部23,更便于安装和拆卸。具体可以通过螺栓进行连接。
连接杆24和各个板部可以通过螺栓连接。具体可以设置4个连接杆24,分别穿过每个板部的四个角的位置,从而更好的固定连接各个板部。
进一步的,连接杆24的材质为刚性材料,当连接杆24受到外力时,不会产生形变。
第一传力件25与第一板部21固定连接,具体设置在第一板部21与转向架构架之间的位置,能够将力传递至转向架构架。
第二传力件26与第二板部22固定连接,具体设置在第二板部22与第三板部23之间的位置,在使用本实施例提供的加载装置时,将第二传力件26与转向架构架固定连接,从而将力传递至转向架构架。
实际应用时,第一传力件25、第二传力件26分别与转向架构架的两个不同位置连接,以使加载件1向转向架构架的两个不同位置施加平行于转向架构架的横梁的外力。本实施例提供的加载装置40,只需要设置一个加载件1就能够对转向架构架的两个位置施加外力,从而提高测试效率,降低制造成本。
优选的,第一传力件25、第二传力件26分别安装在两个纵梁上,用于测试转向架构架纵的承载能力。
本实施例提供的加载装置40,还可以用于模拟枕梁通过横向(Y)加载板向转向架构架施加的横向力,其中,第一传力件25、第二传力件26用于模拟横向加载板。由于枕梁的横向加载板的加载位置为纵梁上,因此,使用本实施例提供的加载装置40模拟枕梁通过横向加载板向转向架构架施加的横向力时,将第一传力件25、第二传力件26分别固定在两个纵梁的侧面,也就是与横向(Y)相垂直的面。加载件1沿横向(Y)设置,依次连接有第一球铰件3、连接件2,当加载件1产生力时,能够将力通过连接件2的第一传力件25、第二传力件26沿着横向(Y)传递到两个侧梁,从而更真实的模拟枕梁通过横向加载板向转向架构架施加的横向力。
本实施例提供的用于测试转向架构架第二方向承载能力的加载装置,具有如实施例1或2的有益效果,能够使力通过连接件精准的传递至转向架构架,具体原理和功能同实施例1或2,在此不再赘述。同时,本实施例提供的加载装置,仅通过一个加载件就能够在横向(Y)上同时对两个侧梁分别施加外力,在测试过程中,只需要设置一个加载件的输出参数,就能够控制两个纵梁上受到的力的大小,从而提高测试时的工作效率,同时,仅设置一个加载件,能够降低加载装置的制造成本。并且,本实施例提供的装置通过将第一传力件、第二传力件分别设置在两个纵梁的侧面,能够真实的模拟出枕梁通过横向加载板向转向架构架施加的横向力,从而更准确的测试转向架构架在实际工作中的承载能力。
实施例5
图6A为本发明一示例性实施例示出的用于测试转向架构架第三方向承载能力的加载装置的结构图;图6B为用于测试转向架构架第三方向承载能力的加载装置中的第一球铰件的局部放大图。
本实施例提供的加载装置50,可以用于测试转向架构架垂向(Z)的承载能力。
如图6A、6B所示,包括实施例1或2中的加载装置,其中,第一球铰件3与连接件2连接的一端设置有第一凹槽,第一凹槽内卡合有支撑件31。支撑件31具体可以设置为圆柱体、圆锥体、楔形等等。
支撑件31与连接件2接触的表面为球面,相应的,连接件2与第一球铰件3连接的一端设置有第二凹槽,用于容纳球面,以使支撑件31能够卡合在第二凹槽里。第一球铰件3的本体与支撑件31卡合,支撑架31与连接件2卡合,通过上述卡合关系连接第一球铰件3和连接件2。具体的,支撑件31可以压接在第二凹槽内。
其中,支撑件31能够旋转。当加载件1产生的力的方向与垂直方向有一定的角度时,力在经过支撑件31时,会使得支撑件31旋转,并使力通过支撑件31端部的球心传递至连接件2,从而使力的方向保持垂直。
加载装置50的连接件2与转向架构架连接,以使加载件1向转向架构架施加垂直于转向架构架所在的平面的外力。
实际应用时,把连接件2安装在转向架构架上,例如,安装在侧梁的表面上,同时垂直设置加载件1,使加载件1产生力能够沿垂直方向传播。
进一步的,本实施例提供的加载装置50,可以用于模拟空气弹簧对转向架构架施加的垂向力,而空气弹簧是安装在侧梁的表面的,因此,可以使用两套本实施例提供的加载装置,将两个连接件分别设置在两个侧梁的表面,从而更真实的空气弹簧对转向架构架施加垂向力的场景。
本实施例提供的加载装置,具有如实施例1或2的有益效果,能够使力通过连接件精准的传递至转向架构架,具体原理和功能同实施例1或2,在此不再赘述。同时,在第一球铰件和连接件之间设置有支撑件,力在经过支撑件传播到连接件时,会通过支撑件端部的球心,从而进一步的锁定力的垂直传播方向,进一步的释放其他方向的力,能够更精准的将力传递至转向架构架。另外,本实施例提供的装置还可以用于模拟空气弹簧对转向架构架施加垂向力的场景,从而更准确的测试转向架构架在工作状态中的承载能力。
实施例6
图7为本发明一示例性实施例示出的用于测试转向架构架第四方向承载能力的加载装置的结构图。
如图7所示,本实施例提供的用于测试转向架构架第四方向承载能力的加载装置60,具体用于测试转向架构架在纵向(X)上的承载能力,包括实施例1或2中的加载装置。
其中,连接件2包括第一连接部27、两个第二连接部28;
第一球铰件3固定连接在第一连接部27的中间位置。具体的,可以通过螺栓进行连接,既保证了部件间连接的牢固性,又便于拆卸。
两个第二连接部28分别设置在第一连接部27的两端。
使用本实施例提供的加载装置60时,两个第二连接部分别与转向架构架的两个不同位置相连,从而将加载件1产生的力传递到转向架构架上,用于测试转向架构架不同位置的承载能力。
其中,第二连接部28包括第三传力件281、第四传力件282、第五传力件283。
具体的,第三传力件281、第四传力件282、第五传力件283层叠连接,例如,第三传力件281、第四传力件282、第五传力件283按照自上而下的顺序设置。第五传力件283固定在第一连接部27的端部,具体可以设置在端部的横向(Y)的表面,或者设置在端部的纵向(X)表面,以使第二连接部28固定在第一连接部27的端部,第三传力件281与转向架构架连接,以使加载件1向转向架构架施加与转向架构架的侧梁平行的外力。
进一步的,加载件1沿纵向(X)设置,使得加载件1作用在转向架构架上的力的方向为纵向(X)。而且,将第三传力件281与第四传力件282的连接方式设置为铰接,使得加载件1产生的力能够仅沿着纵向(X)传递至转向架构架,同时释放加载件1产生的其他方向的力。具体来说,当加载件1产生力时,由于第一球铰件3的存在,使得力能够垂直作用在第一连接部27上,相应的,固定在第一连接部27上的第五传力件283也会受到相同方向力,同时固定在第五传力件283上的第四传力件282也会受到相同方向的力,与第四传力件282球铰接的第三传力件281也会受到相同方向的力,并将力传递至转向架构架。另外,当转向架构架本体还受到其他方向的力时,由于第三传力件281与第四传力件282球铰接,使得固定在第三传力件281上的转向架构架可以通过该球铰连接产生一定的位移,从而释放掉一部分其他方向的力,避免其他方向的力对本实施例提供的加载装置60加载的力产生影响。
实际应用时,第四传力件282和第五传力件283可以通过圆柱体的副连接件进行连接,从而更均匀的传播力。
本实施例提供的加载装置60可以用于模拟车辆牵引或制动时,轮轴通过钢簧对转向架构架施加力的情况。此时,将第三传力件281安装在轮轴的钢簧安装在转向架构架的位置。具体的,由于轮轴共有4个钢簧,因此,可以使用两套本实施例提供的加载装置,每套加载装置60与转向架构架的两个钢簧安装位置连接,从而更真实的模拟车辆牵引或制动时,转向架构架的受力情况。
另外,为了模拟出车辆牵引或制动的场景,加载装置60作用在转向架构架上的力可以是拉力,也可以是推力。
本实施例提供的加载装置,具有如实施例1或2的有益效果,能够使力通过连接件精准的传递至转向架构架,具体原理和功能同实施例1或2,在此不再赘述。同时,设置有第一连接部27,能够通过一套装置对两个钢簧安装位置进行承载能力测试。还设置有第二连接部28,使得加载件1产生的力能够沿着纵向(X)传递到转向架构架,同时释放加载件1产生的其他方向的力。
实施例7
本实施例还提供有用于测试转向架构架承载能力的测试系统,包括:
至少一个用于测试转向架构架第一方向承载能力的加载装置30。
至少一个用于测试转向架构架第二方向承载能力的加载装置40。
至少一个用于测试转向架构架第三方向承载能力的加载装置50。
至少一个用于测试转向架构架第四方向承载能力的加载装置60。
多个加载装置的连接件与待测试的转向架构架连接,以使多个加载装置向转向架构架施加不同方向的外力。
其中,加载装置30的连接件2安装在转向架构架的侧梁的上表面,用于模拟空气弹簧对转向架构架施加的横向(Y)力。
加载装置40的第一传力件25、第二传力件26分别固定在两个纵梁的侧面,也就是与横向(Y)垂直的面,用于模拟枕梁通过横向加载板向转向架构架施加的横向(Y)力。
加载装置50的连接件2安装在转向架构架的侧梁的上表面,用于模拟空气弹簧对转向架构架施加的垂向(Z)力。
具体的,可以设置有两套加载装置50,分别测试转向架构架的两个侧梁的承载能力,从而更全面的测试转向架构架。
加载装置60的第五传力件283和第三传力件281均与转向架构架连接,用于测试转向架构架在纵向(X)的承载能力。可以设置两套加载装置60,分别设置在转向架构架在纵向(X)的两端位置,从而更真实的模拟车辆牵引或制动时,轮轴通过定位转臂座和钢簧对转向架构架施加力的情况。
由于转向架构架在被使用时,是在横向(Y)、纵向(X)和垂向(Z)同时受力的,因此,在对转向架构架的承载能力进行测试时,应同时在不同方向上对转向架构架施加外力,从而更真实的模拟转向架构架在工作时的状态。
本实施例提供的测试系统,能够同时在多个方向上对转向架构架施加外力,从而真实的模拟转向架构架在工作时的受力状态,并且通过第一球铰件连接加载件和连接件,能够有效避免转向架构架因直接受力而受到损伤的现象发生,同时能够高效地保证外部施加的力准确地传递至转向架构架上,且便于控制力的大小、方向,进而能够有效提高测试转向架构架的效率,并有效提高试验结果的准确性。
实施例8
图8为本发明一示例性实施例示出的用于测试转向架构架承载能力的测试系统的结构图。图8A为本实施例示出的测试系统中的加载装置30和50的结构图。
如图8、图8A所示,本实施例提供的测试系统,在上述实施例的基础上,包括:两个用于测试转向架构架第三方向承载能力的加载装置50、一个用于测试转向架构架第一方向承载能力的加载装置30。
当加载装置30仅包括实施例1或2的设置方式时,加载装置30与任意一个加载装置50共用一个连接件2。由于加载装置30、加载装置50都是用于模拟空气弹簧对转向架构架施加外力的场景,因此,两个加载装置作用在转向架构架的位置相同,二者共用连接件2,能够更真实的模拟空气弹簧对转向架构架施加外力的场景。
两个加载装置50的连接件2通过第一连接杆6相连,以使加载装置30产生的外力通过第一连接杆6传递至另一个连接件2,并通过连接件2向转向架构架施加外力。
当加载装置30包括两个连接件2时,加载装置50与加载装置30共用这两个连接件2。通过共用连接件2的设置方式,能够降低制造测试系统的成本,还能够使力作用在转向架构架用于安装空气弹簧的位置,从而更真实的模拟空气弹簧对转向架构架在横向(Y)和垂向(Z)上的作用力。
图8B为本实施例示出的测试系统中的第一支撑组件的结构图。
如图8、图8B所示,本实施例提供的测试系统,还包括:第一支撑组件7。
第一支撑组件7包括第一底座71、第二底座72、第一支撑臂73;
第一底座71、第一支撑臂73、第二底座72顺次连接。
其中,第一底座71、第二底座72可以设置为相同的底座。
第一支撑组件7可以设置在转向架构架的下方,用于在垂向(Z)上支撑转向架构架。具体的,第一底座71或第二底座72与转向架构架连接,第二底座72或第一底座71与地面或其他外部设备连接。底座可以通过螺栓与转向架构架连接。
为了能够更稳定的支撑转向架构架,可以设置多个第一支撑组件7,例如设置4个,分别设置在转向架构架的四角的位置。
优选的,第一底座71与第一支撑臂73球铰接,第二底座72与第一支撑臂73球铰接。由于第一支撑组件7设置有球铰连接,在垂向(Z)上支撑转向架构架时,还能够保留转向架构架沿横向(Y)和纵向(X)的自由度,能够进一步的避免在转向架构架上存在的横向(Y)或纵向(X)的力影响垂向(Z)的力,从而提高了加载装置50在垂向(Z)对转向架构架施加力的准确度。举例来说,当转向架构架上存在有横向力时,第一支撑组件中的两个球铰接会根据力的方向进行旋转,使转向架构架在横向上产生一定的位移,从而将横向的力释放掉。
进一步的,还可以在第一支撑组件7上设置载荷传感器,用于测量作用在第一支撑组件7上的垂向力的大小,从而验证加载装置50对转向架构架上施加的垂向力的大小是否准确。
图8B'为本实施例示出的测试系统中的另一种第一支撑组件的结构图。如图8B'所示,第一支撑组件第一支撑组件7包括第一底座71、第二底座72、第一支撑臂73。
第一底座71、第一支撑臂73、第二底座72顺次连接。
其中,第一底座71用于与转向架构架连接,第二底座72用于与墙体或其他外部设备连接。
具体的,第一底座71与第一支撑臂73球铰接,第二底座72与第一支撑臂73球铰接。
本实施例提供的第一支撑组件7用于在与转向架构架的横梁平行的方向上支撑转向架构架,还能够保留转向架构架沿垂向(Z)和纵向(X)的自由度,能够进一步的避免在转向架构架上存在的垂向(Z)或纵向(X)的力影响对转向架构架施加的横向(Y)的力,从而提高了加载装置30、40在横向(Y)对转向架构架施加力的准确度。举例来说,当转向架构架上存在有纵向力时,第一支撑组件中的两个球铰接会发根据力的方向进行旋转,使转向架构架在纵向上产生一定的位移,从而将纵向的力释放掉。
图8C为本实施例示出的测试系统中的第二支撑组件的正视图;图8C'为本实施例示出的测试系统中的第二支撑组件的俯视图。
如图8C、图8C'所示,本实施例提供的测试系统还包括第二支撑组件8,第二支撑组件8包括第三底座81、第一夹板82、第二夹板83、第一连接臂84、第二连接臂85、第一固定件86、第二固定件87、第六传力件88。
其中,第一夹板82与第二夹板83固定连接,且第一夹板82与第二夹板83之间设置有容纳第六传力件88的空间,且第六传力件88不会从第一夹板82和第二夹板83之间脱落。例如,可以通过螺栓连接第一夹板82与第二夹板83。
具体的,第一夹板82与第二夹板83平行设置。
第六传力件88还与第三底座81固定连接。具体的,第六传力件88的一端设置在第一夹板82与第二夹板83之间,另一端与第三底座81固定连接。
第三底座81用于固定在地面上,支撑整个第二组件8。
第一连接臂84的第一端部与第二夹板83球铰连接,第一连接臂84的第二端部设置在第一夹板82侧。
其中,第一连接臂84与第一夹板82和第二夹板83相垂直。
具体的,第一连接臂84的第二端部与第一固定件86球铰连接。第一固定件86能够固定在墙体或外部设备上。
第二连接臂85的第一端部与第一夹板82球铰连接,第二连接臂85的第二端部设置在第二夹板83侧。
其中,第二连接臂85与第一夹板82和第二夹板83相垂直。
具体的,第二连接臂85的第二端部与第二固定件87球铰连接。第二固定件87能够固定在墙体或外部设备上。
第一固定件86、第二固定件87分别与两个横梁固定连接。
本实施例提供的第二支撑组件设置在转向架构架的两个侧梁之间,在与转向架构架的横梁垂直的方向上支撑转向架构架,也就是在纵向(X)上支撑转向架构架,还能够保留转向架构架沿横向(Y)和垂向(Z)的自由度,能够进一步的避免在转向架构架上存在的横向(Y)或垂向(Z)的力影响施加在转向架构架上的纵向(X)的力,从而提高了加载装置60在纵向(X)对转向架构架施加力的准确度。举例来说,当转向架构架上存在有横向力时,第一支撑组件中的两个球铰接会发根据力的方向进行旋转,使转向架构架在横向上产生一定的位移,从而将横向的力释放掉。
本实施例提供的测试系统,通过设置第一支撑组件和第二支撑组件,分别从不同的方向对转向架构架起到支撑作用,同时,由于支撑组件设置有球铰接,能够分别提高加载装置50在垂向(Z)、横向(Y)和纵向(X)对转向架构架施加力的准确度,从而提高测试结果的准确性。
在本发明中,术语"第一"、"第二"仅仅用于描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性;术语"上"、"下"、"顶"、"底"等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明,而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作;除非另有明确的规定和限定,"安装"、"连接"等术语均应广义理解,例如,"连接"可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (9)

1.一种用于测试转向架构架承载能力的加载装置,其特征在于,包括:用于向待测试转向架构架施加外力的加载件、用于将所述外力传递给所述转向架构架的连接件、用于对所述外力的施加角度进行调整的第一球铰件;
所述加载件的第一端部通过所述第一球铰件与所述连接件相连;
所述连接件与转向架构架连接,以使所述加载件施加的外力经过所述第一球铰件的角度调整后作用到所述转向架构架上;
其中,
还包括第二连接件,第一连接杆,所述第一连接杆用于连接所述连接件和所述第二连接件,所述加载装置的所述连接件、所述第二连接件分别与所述转向架构架的两个侧梁固定连接,以使所述加载件向所述侧梁施加平行于所述转向架构架的横梁的外力。
2.如权利要求1所述的加载装置,其特征在于,还包括支撑座;
所述支撑座与所述加载件的第二端部通过第二球铰件连接,所述支撑座用于固定所述加载件。
3.一种用于测试转向架构架第二方向承载能力的加载装置,其特征在于,包括权利要求1或2所述的加载装置;其中,所述连接件包括:第一板部、第二板部、第三板部、至少一个连接杆、第一传力件、第二传力件;
所述第一球铰件与所述第三板部连接,所述第三板部、所述第二板部、所述第一板部通过所述连接杆顺次连接;
所述第一传力件与所述第一板部固定连接,所述第二传力件与所述第二板部固定连接,所述第一传力件、所述第二传力件分别与所述转向架构架的两个不同位置连接,以使所述加载件向所述转向架构架的两个不同位置施加平行于所述转向架构架的横梁的外力。
4.一种用于测试转向架构架第三方向承载能力的加载装置,其特征在于,包括权利要求1或2所述的加载装置;
所述第一球铰件与所述连接件连接的一端设置有第一凹槽,所述凹槽内卡合有支撑件;
所述支撑件与所述连接件接触的表面为球面,相应的,所述连接件与所述第一球铰件连接的一端设置有第二凹槽,用于容纳所述球面,以使所述支撑件能够卡合在所述第二凹槽里;
所述加载装置的所述连接件与所述转向架构架连接,以使所述加载件向所述转向架构架施加垂直于所述转向架构架所在的平面的外力。
5.一种用于测试转向架构架第四方向承载能力的加载装置,其特征在于,包括权利要求1或2所述的加载装置;
所述连接件包括第一连接部、两个第二连接部;
所述第一球铰件固定连接在所述第一连接部的中间位置;
两个所述第二连接部分别设置在所述第一连接部的两端;
其中,所述第二连接部包括第三传力件、第四传力件、第五传力件;其中,所述第三传力件、所述第四传力件、所述第五传力件层叠连接,所述第五传力件固定在所述第一连接部的端部,以使所述第二连接部固定在所述第一连接部的端部,所述第三传力件与所述转向架构架连接,以使所述加载件向所述转向架构架施加平行于所述转向架构架侧梁的外力。
6.一种用于测试转向架构架承载能力的测试系统,其特征在于,包括:
至少一个权利要求1所述的用于测试转向架构架第一方向承载能力的加载装置;
至少一个权利要求3所述的用于测试转向架构架第二方向承载能力的加载装置;
至少一个权利要求4所述的用于测试转向架构架第三方向承载能力的加载装置;
至少一个权利要求5所述的用于测试转向架构架第四方向承载能力的加载装置;
多个所述加载装置的连接件与待测试的转向架构架连接,以使多个所述加载装置向所述转向架构架施加不同方向的外力。
7.根据权利要求6所述的用于测试转向架构架承载能力的测试系统,其特征在于,包括:两个用于测试转向架构架第三方向承载能力的加载装置、一个用于测试转向架构架第一方向承载能力的加载装置;
所述用于测试转向架构架第一方向承载能力的加载装置与任意一个所述用于测试转向架构架第三方向承载能力的加载装置共用一个连接件;
两个所述用于测试转向架构架第三方向承载能力的加载装置的连接件通过连接杆相连,以使所述用于测试转向架构架第一方向承载能力的加载装置产生的外力通过连接杆传递至另一个连接件,并通过连接件向转向架构架施加外力。
8.根据权利要求6所述的用于测试转向架构架承载能力的测试系统,其特征在于,还包括:第一支撑组件;
所述第一支撑组件包括第一底座、第二底座、第一支撑臂;
所述第一底座、所述第一支撑臂、所述第二底座顺次连接;所述第一支撑组件用于在与所述转向架构架的横梁平行或垂直的方向上支撑所述转向架构架。
9.根据权利要求6所述的用于测试转向架构架承载能力的测试系统,其特征在于,还包括:第二支撑组件;
所述第二支撑组件包括第三底座、第一夹板、第二夹板、第一连接臂、第二连接臂、第一固定件、第二固定件、第六传力件;
其中,所述第一夹板与所述第二夹板固定连接,且所述第一夹板与所述第二夹板之间设置有容纳所述第六传力件的空间;
所述第六传力件还与所述第三底座固定连接;
所述第一连接臂的第一端部与所述第二夹板球铰连接,所述第一连接臂的第二端部设置在所述第一夹板侧;
所述第二连接臂的第一端部与所述第一夹板球铰连接,所述第二连接臂的第二端部设置在所述第二夹板侧;
所述第一连接臂的第二端部与所述第一固定件球铰连接;
所述第二连接臂的第二端部与所述第二固定件球铰连接;
所述第二支撑组件设置在所述转向架构架的两个侧梁之间,在与所述转向架构架的横梁垂直的方向上支撑所述转向架构架。
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