CN108680370A - 一种轨道车辆轮对跑合综合性能试验台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轨道车辆齿轮箱轴承试验装置，更具体地说，本发明涉及一种轨道车辆轮对跑合综合性能试验台。所述试验台包括构架装配体和测试平台，所述构架装配体由1、2号立柱框架、分别固定在其底面上的1、2号作动器、安装在1、2号作动器顶部的中间横梁装配体和固定在中间横梁装配体上的构架侧梁装配体组成；所述测试平台由测试件总成装配体、支承侧梁装配体、举升器装配体、支承构架总成装配体和装在举升器装配体上的轮对总成装配体组成，所述轮对跑合铸铁平台位于1、2号T型铸铁平台之间。本发明提供了一种结构简单，能够模拟轨道车辆的齿轮箱和轴承在实际线路上运行时运动情况，能够提供真实可靠的试验环境。

Description

一种轨道车辆轮对跑合综合性能试验台

技术领域

本发明涉及一种轨道车辆齿轮箱轴承试验装置，更具体地说，本发明涉及一种轨道车辆轮对跑合综合性能试验台。

背景技术

高速动车组是高速铁路的核心技术之一，齿轮箱和轴承是动车组行驶过程中重要组成部分之一，在轨道车辆实际运行时，齿轮箱和轴承的好坏直接影响到轨道车辆运行的安全性，严重时将造成重大车辆安全事故。因此，对轨道车辆制动系统进行可靠性试验，对轨道车辆的安全运行具有重要意义。

发明内容

本发明提供了一种结构简单，能够模拟轨道车辆的齿轮箱和轴承在实际线路上运行时运动情况，能够为轨道车辆齿轮箱和轴承在进行试验时提供真实可靠的试验环境，克服了轨道车辆不能在实际运行中做轨道车辆齿轮箱和轴承性能及其可靠性试验的问题，提供了一种轮对跑合综合性能试验装置。

为解决上诉技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的，结合附图所明如下：

一种轨道车辆轮对跑合综合性能试验台，所述试验台包括构架装配体A和测试平台B，所述构架装配体A由分别固定安装在1、2号T型铸铁平台1、2上的1、2号立柱框架5、6、分别固定安装在1、2号立柱框架5、6底面上的1、2号作动器3、4、安装在1、2号作动器3、4顶部的中间横梁装配体7和通过夹板和杆固定在中间横梁装配体7上的构架侧梁装配体8组成；

所述测试平台B由固定安装在轮对跑合铸铁平台9上的测试件总成装配体10、支承侧梁装配体11、举升器装配体12、支承构架总成装配体14和装在举升器装配体12上的轮对总成装配体13组成，所述轮对跑合铸铁平台9位于1、2号T型铸铁平台1、2之间。

所述构架侧梁装配体8由夹板装配体15、侧梁16和轴箱支撑架17组成；所述夹板装配体15将侧梁16与轴箱支撑架17连在一起，所述轴箱支撑架17的三角形部分与轮对总成装配体13中的轴箱通过螺栓紧固连接，轴箱支撑架17的圆柱部分通过弹簧与轴箱弹性连接。

所述的测试件总成装配体10由依次固定安装在轮对跑合铸铁平台9上的飞轮装配体Ⅰ18、滚轮与运动框架装配体19、飞轮装配体Ⅱ45和电机与测力支架装配体20组成，所述飞轮装配体Ⅱ45上的同步带轮与电机与测力支架装配体20上的电机通过同步带21连接。

所述支承侧梁装配体11为一对，分别固定连接在轮对跑合铸铁平台9上，所述支承侧梁装配体11由联接座35、支承侧梁36和支承立柱37组成，所述支承侧梁36上平面设有T型槽，所述联接座35为两个，通过螺栓固定在支承侧梁36上平面，以适应不同被测件的轴箱大小，所述支承侧梁36通过两个支承立柱37固定连接在轮对跑合铸铁平台9上。

所述举升器装配体12为两个，对称安装在轮对跑合铸铁平台9上，位于支承侧梁装配体11和测试件总成装配体10之间，所述的举升器装配体12由轮缘升降导轨38、油缸Ⅱ39和增高座40组成，所述轮缘升降导轨38通过两个油缸Ⅱ39支撑在增高座40上，增高座40通过螺栓固定在轮对跑合铸铁平台9上，所述轮缘升降导轨38为便于举升被测件轮对总成装配体13采用内测边高外侧边低结构，轮缘升降导轨38与轮对总成装配体13中的轮对边缘接触，在油缸Ⅱ39的作用下上下运动。

所述支承构架总成装配体14由固定支座41和固定条42组成，固定条42通过螺栓固定在固定支座41上，固定条42上设有T型槽，配合齿轮箱的位置在固定支座41上移动，对被测件轮对总成装配体13进行固定。

所述的滚轮与运动框架装配体19由油缸Ⅰ22、导轨23、轴承座24、测力传感器25、滚轮26、移动导轨框架27、导轨滑座28和支撑座29组成，

所述导轨23和支撑座29固定安装在轮对跑合铸铁平台9上，所述移动导轨框架27通过导轨滑座28滑动安装在导轨23上，所述测力传感器25固定在移动导轨框架27上，所述滚轮26与轴承座24同轴装配在移动导轨框架27上，所述油缸Ⅰ22通过支撑座29固定在轮对跑合铸铁平台9上，并与移动导轨框架27连接。

所述飞轮装配体Ⅰ、Ⅱ18、45均由飞轮、偏心轮对和轮轴组成，所述飞轮装配体Ⅱ45的轮轴上装有同步带轮31，通过同步带21与电机装配体32连接，所述轮轴将两个偏心轮对连接在一起，所述飞轮装配体Ⅰ、Ⅱ18、45上的飞轮Ⅰ46和飞轮Ⅱ30与滚轮26滚动接触；偏心轮对Ⅱ43和偏心轮对Ⅰ48上设有表示不同偏心距的刻度，通过调整偏心距产生不同振幅的振动；

所述电机与测力支架装配体20由测力架装配体33、装在测力架装配体33上的电机装配体32和称重传感器装配体34组成；所述电机装配体32的电机为异步电机，当接入交流电源时为电动机，通过减小电流为发电机。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1、本发明所述的轮对跑合综合性能试验台可以通过试验算出被测电机的损耗效率，从而得到被测电机的利用率

2、本发明所述的轮对跑合综合性能试验台解决了现存的轨道车辆在实际运行线路工况下进行轨道车辆齿轮箱和轴承试验不可行问题，对提高动车组的安全运行以及加快动车组技术的发展有很好的促进作用，同时还节能，有很好的社会效益和经济效益。

3、本发明所述的轮对跑合综合性能试验台可以通过振幅精确的模拟动车组在实际轨道中的轨道车辆齿轮箱、轴承、轮对和电机的振动情况，为轨道车辆制动系统试验提供了很好的测试基础，保证了试验数据的准确性。

4、本发明所述的轮对跑合综合性能试验台结构设计合理，采用螺栓紧固的方式将各零部件安装到基础框架上，若某一零部件发生故障，可以方便的检修或更换，大大提高了轮对跑合综合性能试验台的试验效率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是轮对跑合综合性能试验台的轴测图1

图2是轮对跑合综合性能试验台的轴测图2

图3是轮对跑合综合性能试验台的轴测图3

图4是构架装配体的轴测图

图5是构架侧梁装配体的轴测图

图6是轮对跑合铸铁平台和测试件总成装配体的轴测图

图7是滚轮与运动框架装配体的轴测图

图8是飞轮装配体2与同步带轮的轴测图

图9是飞轮装配体1的轴测图

图10是电机与测力支架装配体的轴测图

图11是支承侧梁装配体的轴测图

图12是举升器装配体的轴测图1

图13是举升器装配体的轴测图2

图14是支承构架总成装配体的轴测图1

图15是支承构架总成装配体的轴测图2

图中：A、构架装配体，B、测试平台，1、1号T型铸铁平台，2、2号T型铸铁平台，3、1号作动器，4、2号作动器，5、1号立柱框架，6、2号立柱框架，7、中间横梁装配体，8、构架侧梁装配体，9、轮对跑合铸铁平台，10、测试件总成装配体，11、支承侧梁装配体，12、举升器装配体，13、轮对总成装配体，14、支承构架总成装配体，15、夹板装配体，16、侧梁，17、轴箱支撑架，18、飞轮装配体Ⅰ，19、滚轮与运动框架装配体，20、电机与测力支架装配体，21、同步带，22、油缸Ⅰ，23、导轨，24、轴承座，25、测力传感器，26、滚轮，27、移动导轨框架，28、导轨滑座，29、支撑座，30、飞轮Ⅱ，31、同步带轮，32、电机装配体，33、测力架装配体，34、称重传感器装配体，35、联接座，36、支承侧梁，37、支承立柱，38、轮缘升降导轨，39、油缸Ⅱ，40、增高座，41、固定支座，42、固定条，43、偏心轮对Ⅱ，44、轮轴Ⅱ，45、飞轮装配体Ⅱ，46、飞轮Ⅰ，47、轮轴Ⅰ,48、偏心轮对Ⅰ

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

参阅图1、图2、图3和图4，所述的轮对跑合综合性能试验台由构架装配体A和测试平台B组成，构架装配体A跨立在测试平台B两侧；其中构架装配体A由1号T型铸铁平台1、2号T型铸铁平台2、1号作动器3、2号作动器4、1号立柱框架5、2号立柱框架6、中间横梁装配体7和构架侧梁装配体8组成；测试平台B由轮对跑合铸铁平台9、测试件总成装配体10、支承侧梁装配体11、举升器装配体12、轮对总成装配体13和支承构架总成装配体14组成。

1号T型铸铁平台1、轮对跑合铸铁平台9和2号T型铸铁平台2并列放置在设备安装地基上，1号立柱框架5、2号立柱框架6分别用螺栓固定安装在1号T型铸铁平台1和2号T型铸铁平台2上，1号作动器3、2号作动器4的尾部分别与1号立柱框架5和2号立柱框架6的底面用螺栓固定连接，中间横梁装配体7的两端分别固定在1号作动器3和2号作动器4的顶部，使中间横梁装配体7可以随着1号作动器3和2号作动器4一起运动。构架侧梁装配体8通过夹板和杆固定在中间横梁装配体7上，使其可以随着中间横梁装配体7一起上下运动。

参阅图5，所述的构架侧梁装配体8由夹板装配体15、侧梁16和轴箱支撑架17组成。夹板装配体15将侧梁16和轴箱支撑架17连在一起。所述的构架侧梁装配体8通过夹板装配体15、侧梁16和螺栓固定在中间横梁装配体7上，这种连接方式使固定更加牢固，不易产生晃动，减小误差；所述的轴箱支撑架17侧面看为三角形，底面尖的部分与轮对总成装配体13中的轴箱通过螺栓紧固连接，上面圆的部分通过弹簧与轴箱弹性连接。

参阅图6，所述的测试件总成装配体10由飞轮装配体Ⅰ18、滚轮与运动框架装配体19、飞轮装配体Ⅱ45、电机与测力支架装配体20和同步带21组成。轮对跑合铸铁平台9平行放在1号T型铸铁平台1和2号T型铸铁平台2之间的设备安装地基上，用螺栓将电机与测力支架装配体20固定安装在轮对跑合铸铁平台9的一端，将飞轮装配体Ⅱ45安装在电机与测力支架装配体20的旁边，并用螺栓固定安装在轮对跑合铸铁平台9上，同时，用同步带21将电机与测力支架装配体20和飞轮装配体Ⅱ45连接在一起，使电机与测力支架装配体20运转时可以带动飞轮装配体Ⅱ45一起转动。滚轮与运动框架装配体19紧挨着飞轮装配体Ⅱ45用螺栓固定安装在轮对跑合铸铁平台9上。飞轮装配体Ⅰ18紧挨着滚轮与运动框架装配体19用螺栓固定安装在轮对跑合铸铁平台9的上，电机与测力支架装配体20的另一端。

参阅图7，所述的滚轮与运动框架装配体19由油缸Ⅰ22、导轨23、轴承座24、测力传感器25、滚轮26、移动导轨框架27、导轨滑座28和支撑座29组成。导轨23和支撑座29固定安装在轮对跑合铸铁平台9上，飞轮装配体Ⅰ18和飞轮装配体Ⅱ45的中间。导轨滑座28滑动安装在导轨23上，移动导轨框架27通过螺母固定在导轨滑座28上，使移动导轨框架27和导轨滑座28可以一起在导轨23上滑动。通过螺母将测力传感器25、轴承座24和移动导轨框架27固定连接在一起，滚轮26与轴承座24同轴连接，使其可以一起滑动。油缸Ⅰ22通过支撑座29固定在轮对跑合铸铁平台9上，并与移动导轨框架27连接。

参阅图8、图9，所述的飞轮装配体Ⅱ45由飞轮Ⅱ30、同步带轮31、偏心轮对Ⅱ43和轮轴Ⅱ44组成；飞轮装配体Ⅰ18由飞轮Ⅰ46、轮轴Ⅰ47和偏心轮对Ⅰ48组成。轮轴Ⅱ44将两个偏心轮对Ⅱ43连接在一起，与飞轮Ⅱ30和同步带轮31同轴连接；轮轴Ⅰ47连接两个偏心轮对Ⅰ48，并与飞轮Ⅰ46同轴连接。飞轮Ⅱ30、滚轮26和飞轮Ⅰ46之间紧挨着并且滚动接触，飞轮装配体Ⅱ45的转动是电机与测力支架装配体20通电开始之后通过同步带21或者轮对总成装配体13中的轮对带动的，飞轮装配体Ⅰ18的转动是滚轮与运动框架装配体19或者轮对总成装配体13中的轮对带动的。

参阅图10，所述的电机与测力支架装配体20由电机装配体32、测力架装配体33和称重传感器装配体34组成。测力架装配体33安装在轮对跑合铸铁平台9的一端，上面固定安装电机装配体32，下面固定安装称重传感器装配体34。同步带21安装在电机装配体32和同步带轮31上，滚轮26与飞轮Ⅱ30、飞轮Ⅰ46相接触，其中一个转动时可以带动另外两个转动；当电机与测力支架装配体20通电后可以通过带动同步带轮31转动从而带动飞轮装配体Ⅱ45、滚轮与运动框架装配体19和飞轮装配体Ⅰ18转动；滚轮与运动框架装配体19可以通过它的导轨滑座28和油缸Ⅰ22前后滑动；偏心轮对Ⅱ43和偏心轮对Ⅰ48上不同的刻度可以产生不同的振幅从而产生振动。

参阅图11，所述的支承侧梁装配体11由联接座35、支承侧梁36和支承立柱37组成。联接座35一边有三个共8个螺栓孔；支承侧梁36上平面有T型槽，可以使其上面的两个联接座35自由滑动，使其能够固定不同被测件的轴箱大小；支承立柱37的对称的两面各有两个支撑肋，增加其刚度。两个支承侧梁装配体11固定连接在轮对跑合铸铁平台9上的左右两侧，其中两个支承立柱37底面的固定在轮对跑合铸铁平台9上的两侧，用螺栓固定连接，支承侧梁36固定连接在支承立柱37上，两个联接座35对称连接在支承侧梁36的上，可通过T型槽移动。

参阅图12和图13，所述的举升器装配体12由轮缘升降导轨38、油缸Ⅱ39和增高座40组成。两个举升器装配体12对称安装在轮对跑合铸铁平台9上，支承侧梁装配体11和测试件总成装配体10之间，举升器装配体12的增高座40底部用螺栓固定在轮对跑合铸铁平台9上，安装在支承侧梁装配体11和测试件总成装配体10之间的轮对跑合铸铁平台9上，油缸Ⅱ39固定安装在增高座40上，轮缘升降导轨38安装在油缸Ⅱ39上，使其可以随着油缸Ⅱ39的运动而上下移动。轮缘升降导轨38为了方便举升被测件轮对总成装配体13一边高一边低，安装时，低的一边面对支承侧梁装配体11，高的一边面对测试件总成装配体10，与轮对总成装配体13中的轮对边缘接触，使轮缘升降导轨38因为油缸Ⅱ39上下运动的时候，轮对随之上下运动，达到运送轮对总成装配体13的目的。

参阅图14和图15，所述的支承构架总成装配体14由固定支座41和固定条42组成。固定条42通过螺栓固定在固定支座41上。固定条42上有T型槽，可以配合齿轮箱的位置在固定支座41上移动，对被测件轮对总成装配体13进行固定。轮对总成装配体13与固定条42固定连接。

本发明的工作原理为：

实验开始前，将被测件轮对总成装配体13放到举升器装配体12上，轮对与轮缘升降导轨38相接触，通过油缸Ⅱ39升起轮缘升降导轨38从而升起轮对总成装配体13，将轮对总成装配体13移动到飞轮装配体Ⅰ18上，使轮对总成装配体13中的轮对分别与飞轮装配体Ⅰ18的偏心轮对Ⅰ48、飞轮装配体Ⅱ45的偏心轮对Ⅱ43相接触，并用1号作动器3和2号作动器4做固定。

实验开始时，1号作动器3、2号作动器4通过中间横梁装配体7和构架侧梁装配体8固定轮对总成装配体13中的轴箱，同时，调整偏心轮对Ⅱ43和偏心轮对Ⅰ48的偏心距，使飞轮Ⅱ30转动时产生不同振幅的振动。

电机装配体32为电动机，由外接电源供电，通过同步带21传动，使轮轴Ⅱ44转动，从而带动飞轮Ⅱ30转动。因为滚轮与运动框架装配体19中的滚轮26夹在飞轮Ⅱ30和飞轮Ⅰ46之间，所以滚轮26、飞轮Ⅱ30、飞轮Ⅰ46、轮轴Ⅱ44和轮轴Ⅰ47因为力的传动均转动，轮对总成装配体13中的轮对和偏心轮对Ⅱ43、偏心轮对Ⅰ48相接触，因此轮对总成装配体13中的轮对产生转动，轮对总成装配体13中的电机放电。

所述电机均为异步电机。当异步电机接入交流电源时，此时异步电机为电动机，原理为：定子流过电流产生磁动势并产生旋转磁场。根据电磁力定律，载流的转子导体在磁场中受到电磁力作用，形成电磁转矩，驱动转子旋转，当电动机轴上带机械负载时，便向外输出机械能。当电流减小，定子转速降低，此时转子转速不变，转子在定子中旋转切割磁感线，从而产生感应电势，通过接线引出，便产生了电流，此时异步电机为发电机。

当轮对转动速度变慢，电机由发电机转换为电动机为轮对提供转动的动力，使轮对转动速度增加，再通过轮对与偏心轮对Ⅱ43、偏心轮对Ⅰ48相接触，使变慢的偏心轮对Ⅱ43、偏心轮对Ⅰ48、滚轮26、飞轮Ⅱ30、飞轮Ⅰ46、轮轴Ⅱ44和轮轴Ⅰ47转动速度增加，轮对总成装配体13中的电机由电动机转换为发电机，继续放电从而形成闭环。该过程一定会有能量的损失，缺失的能量由电机装配体32补充。

Claims (9)

1.一种轨道车辆轮对跑合综合性能试验台，其特征在于，所述试验台包括构架装配体(A)和测试平台(B)，所述构架装配体(A)由分别固定安装在1、2号T型铸铁平台(1、2)上的1、2号立柱框架(5、6)、分别固定安装在1、2号立柱框架(5、6)底面上的1、2号作动器(3、4)、安装在1、2号作动器(3、4)顶部的中间横梁装配体(7)和通过夹板和杆固定在中间横梁装配体(7)上的构架侧梁装配体(8)组成；

所述测试平台(B)由固定安装在轮对跑合铸铁平台(9)上的测试件总成装配体(10)、支承侧梁装配体(11)、举升器装配体(12)、支承构架总成装配体(14)和装在举升器装配体(12)上的轮对总成装配体(13)组成，所述轮对跑合铸铁平台(9)位于1、2号T型铸铁平台(1、2)之间。

2.按照权利要求1所述的一种轨道车辆轮对跑合综合性能试验台，其特征在于，所述构架侧梁装配体(8)由夹板装配体(15)、侧梁(16)和轴箱支撑架(17)组成；所述夹板装配体(15)将侧梁(16)与轴箱支撑架(17)连在一起，所述轴箱支撑架(17)的三角形部分与轮对总成装配体(13)中的轴箱通过螺栓紧固连接，轴箱支撑架(17)的圆柱部分通过弹簧与轴箱弹性连接。

3.按照权利要求1或2所述的一种轨道车辆轮对跑合综合性能试验台，其特征在于，所述的测试件总成装配体(10)由依次固定安装在轮对跑合铸铁平台(9)上的飞轮装配体Ⅰ(18)、滚轮与运动框架装配体(19)、飞轮装配体Ⅱ(45)和电机与测力支架装配体(20)组成，所述飞轮装配体Ⅱ(45)上的同步带轮与电机与测力支架装配体(20)上的电机通过同步带(21)连接。

4.按照权利要求1所述的一种轨道车辆轮对跑合综合性能试验台，其特征在于，所述支承侧梁装配体(11)为一对，分别固定连接在轮对跑合铸铁平台(9)上，所述支承侧梁装配体(11)由联接座(35)、支承侧梁(36)和支承立柱(37)组成，所述支承侧梁(36)上平面设有T型槽，所述联接座(35)为两个，通过螺栓固定在支承侧梁(36)上平面，以适应不同被测件的轴箱大小，所述支承侧梁(36)通过两个支承立柱(37)固定连接在轮对跑合铸铁平台(9)上。

5.按照权利要求1所述的一种轨道车辆轮对跑合综合性能试验台，其特征在于，所述举升器装配体(12)为两个，对称安装在轮对跑合铸铁平台(9)上，位于支承侧梁装配体(11)和测试件总成装配体(10)之间，所述的举升器装配体(12)由轮缘升降导轨(38)、油缸Ⅱ(39)和增高座(40)组成，所述轮缘升降导轨(38)通过两个油缸Ⅱ(39)支撑在增高座(40)上，增高座(40)通过螺栓固定在轮对跑合铸铁平台(9)上，所述轮缘升降导轨(38)为便于举升被测件轮对总成装配体(13)采用内测边高外侧边低结构，轮缘升降导轨(38)与轮对总成装配体(13)中的轮对边缘接触，在油缸Ⅱ(39)的作用下上下运动。

6.按照权利要求1所述的一种轨道车辆轮对跑合综合性能试验台，其特征在于，所述支承构架总成装配体(14)由固定支座(41)和固定条(42)组成，固定条(42)通过螺栓固定在固定支座(41)上，固定条(42)上设有T型槽，配合齿轮箱的位置在固定支座(41)上移动，对被测件轮对总成装配体(13)进行固定。

7.按照权利要求3所述的一种轨道车辆轮对跑合综合性能试验台，其特征在于，所述的滚轮与运动框架装配体(19)由油缸Ⅰ(22)、导轨(23)、轴承座(24)、测力传感器(25)、滚轮(26)、移动导轨框架(27)、导轨滑座(28)和支撑座(29)组成，所述导轨(23)和支撑座(29)固定安装在轮对跑合铸铁平台(9)上，所述移动导轨框架(27)通过导轨滑座(28)滑动安装在导轨(23)上，所述测力传感器(25)固定在移动导轨框架(27)上，所述滚轮(26)与轴承座(24)同轴装配在移动导轨框架(27)上，所述油缸Ⅰ(22)通过支撑座(29)固定在轮对跑合铸铁平台(9)上，并与移动导轨框架(27)连接。

8.按照权利要求3所述的一种轨道车辆轮对跑合综合性能试验台，其特征在于，所述飞轮装配体Ⅰ、Ⅱ(18、45)均由飞轮、偏心轮对和轮轴组成，所述飞轮装配体Ⅱ(45)的轮轴上装有同步带轮(31)，通过同步带(21)与电机装配体(32)连接，所述轮轴将两个偏心轮对连接在一起，所述飞轮装配体Ⅰ、Ⅱ(18、45)上的飞轮Ⅰ(46)和飞轮Ⅱ(30)与滚轮(26)滚动接触；偏心轮对Ⅱ(43)和偏心轮对Ⅰ(48)上设有表示不同偏心距的刻度，通过调整偏心距产生不同振幅的振动。

9.按照权利要求3所述的一种轨道车辆轮对跑合综合性能试验台，其特征在于，所述电机与测力支架装配体(20)由测力架装配体(33)、装在测力架装配体(33)上的电机装配体(32)和称重传感器装配体(34)组成；所述电机装配体(32)的电机为异步电机，当接入交流电源时为电动机，通过减小电流为发电机。