CN111157263A - 一种铁道车辆的轮对试验台 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铁道车辆的轮对试验台，包括两个并排布置的旋转轮，该两个旋转轮通过联轴器A传动连接，并通过转动驱动机构带动进行转动，旋转轮包括内轮、通过扣件组件连接于内轮外侧面的一圈轨道轮以及设置于内轮的外侧面与轨道轮之间的橡胶垫。与现有技术相比，本发明可根据试验需求对轨道轮、扣件、橡胶垫等结构进行更换或调整，以模拟多种的轮轨动态关系，为轮轨动力学深入研究提供了试验平台参考。

Description

一种铁道车辆的轮对试验台
技术领域
本发明属于轨道交通车辆装备试验台，涉及一种用于研究轮轨动力学的试验平台，尤其涉及一种铁道车辆的轮对试验台。
背景技术
轮轨关系问题是铁道车辆领域长久以来的关键问题。根据国内外研究现状，轮轨问题主要包含有轮轨滚动接触基本问题、轮轨匹配研究、轮轨黏着、接触表面磨损、轮轨噪声、脱轨等问题。并且，轮轨关系的研究牵涉诸多学科，例如系统动力学、材料学、摩擦学、固体力学，甚至近年来的热传学等。在中国高速铁路蓬勃发展的今天，仍有很多轮轨问题困扰着铁路行业，阻碍轨道交通的进一步发展。
众所周知，解析计算、数值仿真、测试试验为科学研究与工程设计的三个重要方法。以解析法作为理论依据，应用数值仿真作为前期探索与后期优化，并通过试验进行测试与验证，三者之间互相促进。而试验研究则为科研设计过程中必不可缺的环节之一。因此，轮轨试验台的搭建具有重要的科学研究价值与工程实践意义。
由于试验必须尽量结合车辆运行实际情况进行设计才能更真实的反应车辆运行过程中的受作用状态。而今，现有铁道车辆种类繁多，如地铁、动车、机车等。不同的铁道车辆采用的轨道类型也不同。按钢轨型面来说，例如：50kg钢轨是应用于部分地铁和城轨线路、车辆段等；60kg钢轨是应用于绝大部分既有干线、客运专线、地铁线路等；75kg钢轨则是应用于重载铁路专线。按轨道扣件类型来说，又有WJ-7B型、WJ-8B型、WJ-8C型、300-1型等，不同的扣件对于车-线动力学性能的研究均有影响。甚至有部分研究学者会对扣件之间的布置间距对动力学性能的影响。因此，建立的试验台需要具备适用于不同轮轨配合形式的动力学性能测试功能，且方便操作与调整。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述轮轨动力学试验所面临的问题而提供一种铁道车辆的轮对试验台。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种铁道车辆的轮对试验台，包括两个并排布置的旋转轮，该两个旋转轮通过联轴器A传动连接，并通过转动驱动机构带动进行转动，所述的旋转轮包括内轮、通过扣件组件连接于内轮外侧面的一圈轨道轮以及设置于内轮的外侧面与轨道轮之间的橡胶垫。
优选地，联轴器A为可方便拆卸的联轴器。可以在线对轨道轮进行拆卸与更换，提高可操作性与试验效率。
优选地，每个旋转轮通过独立的转动驱动机构驱动进行转动；所述的转动驱动机构由依次传动连接的电机、变速箱、联轴器B和中心轴组成，所述的中心轴穿设于内轮的中心处。这种情况下采用的是双驱动的形式。本发明也可以采用单驱动的形式(即通过一个转动驱动机构带动两个旋转轮转动)。
优选地，所述的中心轴上设有轴座，内轮通过过盈配合与安装于中心轴的轴座上。
优选地，所述的联轴器A设置于两个旋转轮之间，通过与中心轴连接，实现两个旋转轮的传动连接。
优选地，所述的轨道轮的截面与铁道车辆的水平轨道截面相同。以模拟真实轨道的踏面匹配动力学特性。
优选地，所述的轨道轮呈圆环形，且轨道轮的内径大于内轮的外径。
优选地，轨道轮的内径大于内轮靠近联轴器A一侧的外径。
优选地，所述的扣件组件采用与水平轨道相匹配的扣件组件。
轨道轮可在线替换为各种其他类型的轨道，不仅限于一种形式的轨道。扣件组件可在线替换为不同形式的扣件，不仅限于一种形式的扣件。扣件组件的安装间距可根据试验要求进行调整，不仅限于一种固定的安装间距。橡胶垫可在线替换为各种其他类型的橡胶垫，不仅限于一种类型的橡胶垫。以适应不同的要求。
优选地，所述的橡胶垫还设置于扣件组件与内轮的外侧面之间。
优选地，所述的轨道轮的直径大于所测试轮对的车轮直径。在条件允许的情况下，轨道轮的直径较大为宜。
本发明在试验过程中，所测试的轮对需保留车轮、车轴、轴箱及内部部件、一系悬挂装置等。通过将轴箱、一系悬挂与台架相连，将轮对定位于试验台正上方，将垂向力、横向力等载荷施加于轮对轴箱与一系悬挂装置上，保证轮对的车轮与试验台的轨道轮能正对接触。旋转轮通过摩擦带动轮对转动，以模拟铁道车辆的各种运行工况。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)试验台采用的旋转轮是考虑为弹性体，更接近于实际情况。其力学性能可通过调整或更换轨道轮、扣件形式以及橡胶垫来实现。
(2)试验台可以通过替换不同类型的轨道轮，模拟不同轮轨匹配特性。
(3)试验台的联轴器A拆卸后，可方便在线对轨道轮进行更换，选用不同轨道类型开展试验。
(4)试验台可以通过替换不同形式的扣件组件，模拟不同扣件形式的动力学特性。并且可以通过调整扣件之间的安装间距，模拟不同扣件安装间距的动力学特性。
(5)试验台可以通过替换不同类型的橡胶垫，模拟轨道在不同刚度属性的动力学特性。
附图说明
图1为本发明实施例1的轮对试验台的示意图；
图2为本发明实施例1的轮对试验台的主视示意图；
图3为本发明实施例1的轮对试验台的侧视示意图；
图4为本发明实施例1的旋转轮的局部主视图；
图5为本发明实施例1的旋转轮的局部俯视图。
图中，1为电机，2为变速箱，3为联轴器B，4为旋转轮，4a为内轮，4b为扣件组件，4c为轨道轮，4d为橡胶垫，5为联轴器A，6为中心轴，7为轮对。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种铁道车辆的轮对试验台，如图1～5所示，包括两个并排布置的旋转轮4，该两个旋转轮4通过联轴器A5传动连接，并通过转动驱动机构带动进行转动，旋转轮4包括内轮4a、通过扣件组件4b连接于内轮4a外侧面的一圈轨道轮4c以及设置于内轮4a的外侧面与轨道轮4c之间的橡胶垫4d。
本实施例中，采用的是双驱动的形式，每个旋转轮4通过独立的转动驱动机构驱动进行转动；转动驱动机构由依次传动连接的电机1、变速箱2、联轴器B3和中心轴6组成，中心轴6穿设于内轮4a的中心处。本发明也可以采用单驱动的形式(即通过一个转动驱动机构带动两个旋转轮4转动)。进一步地，优选内轮4a通过过盈配合与安装于中心轴6的轴座上。联轴器A5设置于两个旋转轮4之间，通过与中心轴6连接，实现两个旋转轮4的传动连接。优选联轴器A5为可方便拆卸的联轴器。可以在线对轨道轮4进行拆卸与更换，提高可操作性与试验效率。
本实施例中，轨道轮4c的截面与铁道车辆的水平轨道截面相同。以模拟真实轨道的踏面匹配动力学特性。进一步优选轨道轮4c呈圆环形，且轨道轮4c的内径大于内轮4a的外径，图4中内轮4a靠近转动驱动机构一侧的部分外径较大，而靠近联轴器A5一侧的外径较小，这样，可以通过将联轴器A5拆卸后，从这一侧将轨道轮4c从内轮4a上拿下，进行更换。优选扣件组件4b采用与水平轨道相匹配的扣件组件。更进一步优选橡胶垫4d还设置于扣件组件4b与内轮4a的外侧面之间。
轨道轮可在线替换为各种其他类型的轨道，不仅限于一种形式的轨道。扣件组件可在线替换为不同形式的扣件，不仅限于一种形式的扣件。扣件组件的安装间距可根据试验要求进行调整，不仅限于一种固定的安装间距(例如可以通过在内轮外侧表面上打上一系列孔，在不同的孔上连接扣件组件，实现安装间距调整)。橡胶垫可在线替换为各种其他类型的橡胶垫，不仅限于一种类型的橡胶垫。以适应不同的要求。
在试验过程中，所测试的轮对7需保留车轮、车轴、轴箱及内部部件、一系悬挂装置等。通过将轴箱、一系悬挂与台架相连，将轮对7定位于试验台正上方，将垂向力、横向力等载荷施加于轮对轴箱与一系悬挂装置上，保证轮对7的车轮与试验台的轨道轮4c能正对接触。旋转轮4通过摩擦带动轮对7转动，以模拟铁道车辆的各种运行工况。优选轨道轮4c的直径大于所测试轮对7的车轮直径。
本实施例的轮对试验台可根据试验需求对扣件组件4b、轨道轮4c、橡胶垫4d等结构进行更换或调整，以模拟多种的轮轨动态关系，为轮轨动力学深入研究提供了试验平台。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铁道车辆的轮对试验台，其特征在于，包括两个并排布置的旋转轮(4)，该两个旋转轮(4)通过联轴器A(5)传动连接，并通过转动驱动机构带动进行转动，所述的旋转轮(4)包括内轮(4a)、通过扣件组件(4b)连接于内轮(4a)外侧面的一圈轨道轮(4c)以及设置于内轮(4a)的外侧面与轨道轮(4c)之间的橡胶垫(4d)。
2.根据权利要求1所述的一种铁道车辆的轮对试验台，其特征在于，每个旋转轮(4)通过独立的转动驱动机构驱动进行转动；所述的转动驱动机构由依次传动连接的电机(1)、变速箱(2)、联轴器B(3)和中心轴(6)组成，所述的中心轴(6)穿设于内轮(4a)的中心处。
3.根据权利要求2所述的一种铁道车辆的轮对试验台，其特征在于，所述的中心轴(6)上设有轴座，内轮(4a)通过过盈配合与安装于中心轴(6)的轴座上。
4.根据权利要求2所述的一种铁道车辆的轮对试验台，其特征在于，所述的联轴器A(5)设置于两个旋转轮(4)之间，通过与中心轴(6)连接，实现两个旋转轮(4)的传动连接。
5.根据权利要求1所述的一种铁道车辆的轮对试验台，其特征在于，所述的轨道轮(4c)的截面与铁道车辆的水平轨道截面相同。
6.根据权利要求1或5所述的一种铁道车辆的轮对试验台，其特征在于，所述的轨道轮(4c)呈圆环形，且轨道轮(4c)的内径大于内轮(4a)的外径。
7.根据权利要求6所述的一种铁道车辆的轮对试验台，其特征在于，轨道轮(4c)的内径大于内轮(4a)靠近联轴器A(5)一侧的外径。
8.根据权利要求5所述的一种铁道车辆的轮对试验台，其特征在于，所述的扣件组件(4b)采用与水平轨道相匹配的扣件组件。
9.根据权利要求1、5或8所述的一种铁道车辆的轮对试验台，其特征在于，所述的橡胶垫(4d)还设置于扣件组件(4b)与内轮(4a)的外侧面之间。
10.根据权利要求1所述的一种铁道车辆的轮对试验台，其特征在于，所述的轨道轮(4c)的直径大于所测试轮对(7)的车轮直径。
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