CN110132564B - 用于悬挂式空中列车摇枕的试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于悬挂式空中列车摇枕的试验装置，包括底座、固定部件、第一连接部件和第一加载部件；底座上设置有支架和吊装横梁；固定部件安装在横梁上，且其下端具有用于与待测摇枕安装孔适配的安装接口；通过支架安装的两个第一连接部件相对于待测摇枕左右对称设置，每个第一连接部件的下端具有与待测摇枕的相应侧空气弹簧安装孔适配的定位接口，其上端具有第一承载接口；设置在横梁上的两个第一加载部件分别与两个第一连接部件相应设置，每个第一加载部件的下端具有与相应第一承载接口适配的第一加载接口，以模拟施加空气弹簧垂向力。本方案通过模拟摇枕的连接接口和车辆运行过程中摇枕的实际受载，能够可靠实现对摇枕的试验验证。

Description

用于悬挂式空中列车摇枕的试验装置

技术领域

本发明涉及轨道车辆的测试技术领域，具体涉及一种用于悬挂式空中列车摇枕的试验装置。

背景技术

悬挂式空中列车的轨道位于列车上方，在无需扩展城市现有公路设施的基础上将地面交通移至空中，可有效缓解城市交通难题。作为城市交通工具，整车运行的安全可靠性是研发制造中尤为关注的重要指标。

众所周知，悬挂摇枕作为整车核心构件，其在车辆运行过程中受力较为复杂，不同工况下受载模拟试验的精确度，已成为提高车辆研发效率及控制研发成本的保障。

有鉴于此，亟待另辟蹊径针对悬挂式空中列车摇枕的静强度及疲劳试验提供解决方案，以获得良好的试验准确可靠性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于悬挂式空中列车摇枕的试验装置，通过模拟摇枕的连接接口和车辆运行过程中摇枕的实际受载，得以可靠实现对摇枕试验验证。

本发明提供的用于悬挂式空中列车摇枕的试验装置，包括底座、固定部件、第一连接部件和第一加载部件；其中，所述底座上设置有支架和吊装横梁；所述固定部件安装在所述横梁上，且其下端具有用于与待测摇枕安装孔适配的安装接口；通过第一支架安装的两个第一连接部件相对于待测摇枕左右对称设置，每个所述第一连接部件的下端具有与待测摇枕的相应侧空气弹簧安装孔适配的定位接口，其上端具有第一承载接口；设置在所述横梁上的两个第一加载部件分别与两个所述第一连接部件相应设置，每个所述第一加载部件的下端具有与相应所述第一承载接口适配的第一加载接口，以模拟施加空气弹簧垂向力。

优选地，所述第一连接部件的下端面具有定位销，以形成所述定位接口；所述第一承载接口与所述第一加载接口为可传递垂向力且不限制待测摇枕摆动的球铰接口。

优选地，所述第一加载部件集成有传感器。

优选地，还包括通过第二支架安装的两个第二连接部件，相对于待测摇枕左右对称设置，每个所述第二连接部件的内侧端具有与待测摇枕的相应侧横向接口适配的第二承载接口；通过第三支架安装的两个第二加载部件，相对于待测摇枕左右对称设置，每个所述第二加载部件的内侧端具有与待测摇枕的相应侧底部外伸连接端适配的第二加载接口，以模拟横向作用力。

优选地，所述第二连接部件通过框架安装在所述第二支架上，所述框架套装于所述待测摇枕的相应侧底部外伸连接端的外周，所述框架的底部与所述第二支架相连；所述第二连接部件具有与所述框架的顶部相连接的横向附座，及自所述横向附座向下延伸形成的竖向附座，以形成第二承载接口。

优选地，所述第二加载部件为横向设置的丝杆，且具有与所述丝杆伸出端的施力板相抵适配的安装板，所述安装板固定设置在待测摇枕的相应侧底部外伸连接端，且所述安装板的与所述施力板的适配面开设的内凹槽，所述内凹槽内容纳有滚动钢珠。

优选地，还包括：通过第四支架安装的第三连接部件，设置在待测摇枕的前侧，所述第三连接部件具有与待测摇枕的牵引拉杆接口适配的第三承载接口。

优选地，所述第三连接部件的适配端插装有铰接轴，所述铰接轴的伸出端通过紧固件与待测摇枕固定，以形成所述第三承载接口，

优选地还包括：两个第四连接部件，相对于待测摇枕左右对称设置，每个所述第四连接部件具有与待测摇枕的相应侧转盘挡板适配的第四承载接口；两个第三加载部件，分别与两个所述第四连接部件相应设置，每个所述第三加载部件的下端具有与相应所述第四承载接口适配的第三加载接口，以模拟垂向止挡作用力。

优选地，所述第四连接部件的顶部具有圆形凹槽，以形成所述第四承载接口；所述第三加载部件为竖向设置的千斤顶，与所述千斤顶的伸出端适配的传感器形成与所述圆形凹槽适配的第三加载接口。

针对悬挂式空中列车摇枕的特点，本发明提供的试验装置解决了其台架试验问题。具体地，底座上设置有支架和吊装横梁，横梁上设置固定部件以适配待测摇枕安装孔适配的安装接口，由此可靠地实现了摇枕在台架上的基础固定；本方案利用第一连接部件与待测摇枕的相应侧空气弹簧安装孔适配，通过第一加载部件施加模拟空气弹簧垂向力，并以此实现力的加载和控制。如此设置，本方案采用与摇枕的安装接口适配的方式模拟现车受力状态，由此获得静强度和疲劳强度的精确试验数据，从而通过模拟摇枕的连接接口和车辆运行过程中摇枕的实际受载，为可靠实现对摇枕试验验证提供了技术保障。具有操作简单高效，试验准确可靠的特点，能够有效提高车辆的研发效率，并可节约大量研发成本。

在本发明的优选方案中，增设有第二连接部件和第二加载部件，两者相对于待测摇枕左右对称设置，第二连接部件的内侧端具有与待测摇枕的相应侧横向接口适配，通过第二加载部件施加模拟横向作用力。由此，可阻止载荷加载不同步引起的摇枕摆动问题，为进一步准确地完成悬挂式空中列车摇枕的受载模拟和强度试验验证。此外，第二加载部件优选为横向设置的丝杆，与该丝杆伸出端的施力板相抵适配的安装板上开设有内凹槽，内凹槽内容纳有滚动钢珠，由此与施力板之间具有良好的摩擦性能，这样，在限制载荷不同步产生的摇枕摆动的基础上，滚动钢珠的设置不会附加过大阻力至摇枕限制牵引载荷作用下的移动，提高试验精确度。

在本发明的另一优选方案中，通过设置在待测摇枕的前侧的第三连接部件传递牵引力；进一步增设有第四连接部件和第三加载部件，两者相对于待测摇枕左右对称设置，第四连接部件具有与待测摇枕的相应侧转盘挡板适配，通过第三加载部件施加模拟垂向止挡作用力。由此，本方案利用结构件静强度及疲劳强度试验装置，能够完成不同工况下各载荷的同步加载。

附图说明

图1为具体实施方式中所述用于悬挂式空中列车摇枕的试验装置主视图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1中所示试验装置的固定部件、连接部件及加载部件适配关系的轴测示意图；

图4为图3中所示部件适配关系的另一角度轴测示意图；

图5为固定部件的主视图；

图6为固定部件的侧视图；

图7示出了第一连接部件的主体结构示意图；

图8为图7的A-A剖视图；

图9示出了框架的结构示意图；

图10示出了第二连接部件的结构示意图；

图11示出了第二加载部件的结构示意图；

图12示出了安装板的结构示意图；

图13为第三连接部件的主视图；

图14为图13的俯视图；

图15为第四连接部件的剖面图。

图中：

底座1、支架11、第一支架111、第二支架112、框架113、第三支架114、第四支架115、吊装横梁12、固定部件2、安装接口21、第一连接部件3、定位销31、第一加载部件4、第二连接部件5、横向附座51、竖向附座52、第二加载部件6、施力板61、安装板62、内凹槽621、第三连接部件7、铰接轴71、第四连接部件8、圆形凹槽81、第三加载部件9、传感器91、待测摇枕10。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

不失一般性，本实施方式以图中所示悬挂式空中列车摇枕作为描述基础，详细说明本申请提出的结构件静强度及疲劳强度试验技术方案。应当理解，图中所示摇枕的形状、结构及各结构间的尺寸比例关系并未对本申请请求保护的技术方案构成实质性的限制。

请参见图1和图2，其中，图1为本实施方式所述用于悬挂式空中列车摇枕的试验装置主视图，图2为图1的俯视图。

该试验装置的底座1为台架基础结构，其上设置不同支撑功能的支架11及吊装横梁12，如图所示，待测摇枕10的姿态与实车运行状态完全一致。请一并参见图3和图4，图3和图4是分别从不同角度形成的待测摇枕10与固定部件、连接部件及加载部件适配关系的示意图。

其中，固定部件2安装在吊装横梁12上，其下端具有用于与待测摇枕10安装孔适配的安装接口21，其顶端与吊装横梁12固定连接；请一并参见图5和图6，图5为固定部件2的主视图，图6为固定部件的侧视图。这里，固定部件2要求足够的刚度和强度，大致与实车吊挂摇枕的构架相当；同时，固定部件2与待测摇枕10连接结构的制造要求也应当实车一致，并使用原装螺丝、轴承、掐紧套管，以模拟摇枕和转向架之间摆动连接的正确硬度分布。

应当理解，作为支撑构件的吊装横梁12及支架11等构件，可以采用多种结构方式实现，例如但不限于图中所示采用独立设置的方式，只要满足基础支撑功能需要均在本申请请求保护的范围内。

其中，通过第一支架111安装的两个第一连接部件3，如图所示，相对于待测摇枕10左右对称设置，每个第一连接部件3的下端具有与待测摇枕10的相应侧空气弹簧安装孔适配的定位接口，其上端与第一加载部件4连接位置处具有第一承载接口；设置在横梁12上的两个第一加载部件4，分别与两个第一连接部件3相应设置，每个第一加载部件4的下端具有与相应第一承载接口适配的第一加载接口，以模拟施加空气弹簧垂向力。

本文中所使用的方位词“左”、“右”等方位词，以及下文所涉及的“前”、“后”等方位词，是以图中所示位置关系为基准定义的。应当理解，相关方位词用于清晰示明构件间的相对位置关系，具体定义基准对于方案本身未构成实质限制。

基于第一连接部件3模拟空气弹簧的功能需要，第一连接部件3的顶部的第一承载接口与第一加载部件4的第一加载接口为适配的球铰连接接口，可传递垂向力且不限制待测摇枕摆动。加载部件1优选集成有传感器和球铰接头，以通过作动器实现力的加载和自动控制。

为了获得良好的装配精度，作为优选，第一连接部件3的下端面具有定位销31，以形成该定位接口，与待测摇枕10的相应结构适配；请一并参见图7和图8，其中，图7示出了第一连接部件3的主体结构示意图，图8为图7的A-A剖视图。图中所示，该主体结构的外周开设有必要的组装用孔。

另外，该试验装置还包括第二连接部件5和第二加载部件6，进一步如图所示，通过第二支架112安装的两个第二连接部件5，相对于待测摇枕10左右对称设置，每个第二连接部件5的内侧端具有与待测摇枕10的相应侧横向接口适配的第二承载接口；通过第三支架114安装的两个第二加载部件6，相对于待测摇枕10左右对称设置，每个第二加载部件6的内侧端具有与待测摇枕10的相应侧底部外伸连接端适配的第二加载接口，以模拟横向作用力。

作为优选，第二连接部件5通过框架113安装在第二支架112上，该框架113套装于待测摇枕10的相应侧底部外伸连接端的外周，通过框架113的底部与第二支架112相连；需要说明的是，该框架113的具体加工成型方式可以根据需要进行选择，例如但不限于图9所示的框架，上下横杆之间采用两侧螺杆固定形成该框架113。此外，例如但不限于图10所示的第二连接部件5，该第二连接部件5具有与框架113的顶部相连接的横向附座51，及自该横向附座51向下延伸形成的竖向附座52，以形成与待测摇枕10相连接的第二承载接口。

另外，第二加载部件6优选采用人力扭拧丝杠进行加载，丝杠一端连接力传感器有效读出加载力的数值。进一步如图11所示，第二加载部件6为横向设置的丝杆，且具有与该丝杆伸出端的施力板61相抵适配的安装板62，该安装板62固定设置在待测摇枕10的相应侧底部外伸连接端，安装板62的与施力板61的适配面开设的内凹槽621，相应的内凹槽621内容纳有滚动钢珠(图中未示出)。本发明的第二加载部件6与传感器连接端设置施力板61和安装板62。第二加载部件6另一个重要作用是能够阻止载荷加载不同步引起的摇枕摆动问题，但采用了滚动钢珠又不会附加大阻力给摇枕限制牵引载荷作用下的移动。同时，为了提高试验精度，可以通过控制第二加载部件6端部传感器的读数不超过一定的力值进行试验调试。

此外，第三连接部件7设置在待测摇枕10的前侧，通过第四支架115进行安装，第三连接部件7具有与待测摇枕10的牵引拉杆接口适配的第三承载接口。如图13和图14所示，其中，图13为第三连接部件7的主视图，图14为图13的俯视图。这里，第三连接部件7与待测摇枕10的连接部分接口采用牵引拉杆同样结构。例如但不限于图中所示，第三连接部件7的适配端插装有铰接轴71，以适应结构的载荷自适应要求，具体地，该铰接轴71的伸出端通过紧固件与待测摇枕10固定，以形成第三承载接口。

为了能够完成不同工况下各载荷的同步加载，该试验装置还包括第四连接部件8和第三加载部件9。其中，两个第四连接部件8相对于待测摇枕10左右对称设置，每个第四连接部件8具有与待测摇枕10的相应侧转盘挡板适配的第四承载接口；相应地，两个第三加载部件9分别与两个第四连接部件8相应设置，每个所述第三加载部件9的下端具有与相应第四承载接口适配的第三加载接口，以模拟垂向止挡作用力。

进一步如图15所示，该第四连接部件8的顶部具有圆形凹槽81，以形成该第四承载接口。其中，第三加载部件9为竖向设置的千斤顶，与千斤顶的伸出端适配的传感器91形成与圆形凹槽81适配的第三加载接口。连接部件4主要起到传递转盘挡板力的作用。第四连接部件8上平面设置的圆形凹槽81放置该传感器91，以准确获得第三加载部件9主要采用液压千斤顶所施加的相应作用力。

综上，本方案结构简单、可靠，能够准确地完成悬挂式空中列车摇枕的受载模拟和强度试验验证，以此验证摇枕的设计和计算是否可靠，进而可以提高车辆的研发效率，并节约大量研发成本。具体地，运用结构件静强度及疲劳试验台对悬挂式空中列车摇枕进行静强度及疲劳试验，可通过编制加载控制程序，完成不同工况下各载荷的同步加载。

特别说明的是，本实施方式中所涉及支架等承载功能结构不局限于图中所示的形式，只要满足其基本功能需要均可。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于悬挂式空中列车摇枕的试验装置，其特征在于，包括：

底座，所述底座上设置有支架和吊装横梁；

安装在所述横梁上的固定部件，其下端具有用于与待测摇枕安装孔适配的安装接口；

通过第一支架安装的两个第一连接部件，相对于待测摇枕左右对称设置，每个所述第一连接部件的下端具有与待测摇枕的相应侧空气弹簧安装孔适配的定位接口，其上端具有第一承载接口；

设置在所述横梁上的两个第一加载部件，分别与两个所述第一连接部件相应设置，每个所述第一加载部件的下端具有与相应所述第一承载接口适配的第一加载接口，以模拟施加空气弹簧垂向力；

通过第二支架安装的两个第二连接部件，相对于待测摇枕左右对称设置，每个所述第二连接部件的内侧端具有与待测摇枕的相应侧横向接口适配的第二承载接口；

通过第三支架安装的两个第二加载部件，相对于待测摇枕左右对称设置，每个所述第二加载部件的内侧端具有与待测摇枕的相应侧底部外伸连接端适配的第二加载接口，以模拟横向作用力；

其中，所述第二连接部件通过框架安装在所述第二支架上，所述框架套装于所述待测摇枕的相应侧底部外伸连接端的外周，所述框架的底部与所述第二支架相连；所述第二连接部件具有与所述框架的顶部相连接的横向附座，及自所述横向附座向下延伸形成的竖向附座，以形成第二承载接口。

2.根据权利要求1所述的用于悬挂式空中列车摇枕的试验装置，其特征在于，所述第一连接部件的下端面具有定位销，以形成所述定位接口；所述第一承载接口与所述第一加载接口为可传递垂向力且不限制待测摇枕摆动的球铰接口。

3.根据权利要求2所述的用于悬挂式空中列车摇枕的试验装置，其特征在于，所述第一加载部件集成有传感器。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于悬挂式空中列车摇枕的试验装置，其特征在于，所述第二加载部件为横向设置的丝杆，且具有与所述丝杆伸出端的施力板相抵适配的安装板，所述安装板固定设置在待测摇枕的相应侧底部外伸连接端，且所述安装板的与所述施力板的适配面开设的内凹槽，所述内凹槽内容纳有滚动钢珠。

5.根据权利要求4所述的用于悬挂式空中列车摇枕的试验装置，其特征在于，还包括：

通过第四支架安装的第三连接部件，设置在待测摇枕的前侧，所述第三连接部件具有与待测摇枕的牵引拉杆接口适配的第三承载接口。

6.根据权利要求5所述的用于悬挂式空中列车摇枕的试验装置，其特征在于，所述第三连接部件的适配端插装有铰接轴，所述铰接轴的伸出端通过紧固件与待测摇枕固定，以形成所述第三承载接口。

7.根据权利要求6所述的用于悬挂式空中列车摇枕的试验装置，其特征在于，还包括：

两个第四连接部件，相对于待测摇枕左右对称设置，每个所述第四连接部件具有与待测摇枕的相应侧转盘挡板适配的第四承载接口；

两个第三加载部件，分别与两个所述第四连接部件相应设置，每个所述第三加载部件的下端具有与相应所述第四承载接口适配的第三加载接口，以模拟垂向止挡作用力。

8.根据权利要求7所述的用于悬挂式空中列车摇枕的试验装置，其特征在于，所述第四连接部件的顶部具有圆形凹槽，以形成所述第四承载接口；所述第三加载部件为竖向设置的千斤顶，与所述千斤顶的伸出端适配的传感器形成与所述圆形凹槽适配的第三加载接口。

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