CN111965029B - 托盘式轴箱体强度试验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种托盘式轴箱体强度试验装置及方法，所述方法包括：在构架与轴箱体之间设置一系簧，对两对轴箱体之间的车轴的X向位置进行约束；对两对轴箱体之间的车轴的Y向位置进行约束；对同一构架上两对轴箱体之间的车轴的Z向位置进行约束，包括从第一车轴安装轮对的位置对第一车轴进行Z向约束，以及从第二车轴安装轮对的位置对第二车轴进行Z向约束；从构架的牵引拉杆处向轴箱体施加X向的力或位移；从构架的横向止挡处向轴箱体施加Y向的力或位移；从构架的二系簧位置向轴箱体施加Z向的力或位移。该方法可以有效的解决在托盘式轴箱体静强度和疲劳强度试验验证工作过程中，试验对象放置、约束固定、力的加载较为困难的问题。

Description

托盘式轴箱体强度试验装置及方法

技术领域

本发明涉及轨道车辆技术领域，尤其涉及用于对轨道车辆的托盘式轴箱体强度进行试验的装置。本发明还涉及用于对轨道车辆的托盘式轴箱体强度进行试验的方法。

背景技术

在轨道车辆上，套装在轴颈上以连接轮对和构架构架或二轴车车体的部件，简称轴箱体，其作用是把车体重量和载荷传递给轮对，同时润滑轴颈、减少摩擦、降低运行阻力。

轴箱体装置按照结构形式的不同，主要可分为转臂式轴箱和托盘式轴箱两类。由于轴箱体对车辆的安全运行有着非常重要的影响，因此，在生产制造过程中，如何对轴箱体的静强度和疲劳强度进行试验，便显得尤为重要。

申请人提出过名称为一种转臂式轴箱静强度及疲劳试验方法的试验装置的专利申请。该试验装置包括有加载横梁和轴箱座；转臂式轴箱的轴箱体固定于轴箱座，其顶部的轴箱弹簧座连接第一垂向作动缸，在其弹性节点处分别连接第二垂向作动缸、横向作动缸和纵向作动缸。

在进行试验时，采用包括有加载横梁和轴箱座的试验装置，将转臂式轴箱安装于轴箱座；在转臂式轴箱的轴箱弹簧座处连接第一垂向作动缸，在转臂式轴箱的弹性节点处分别连接第二垂向作动缸、横向作动缸和纵向作动缸；同时应用上述四个作动缸对转臂式轴箱施加垂向、横向和纵向的载荷，以完成疲劳试验所需的周次操作；在实施静强度试验时，单独地或组合应用上述作动缸对转臂式轴箱施加载荷，以获取相关部位的应力数据。

但是，该试验装置和方式主要适用于转臂式轴箱，无法很好的对托盘式轴箱体进行准确、可靠的试验。

发明内容

本发明的目的在于提供一种托盘式轴箱体强度试验方法。该试验方法可以有效的解决在托盘式轴箱体静强度和疲劳强度试验验证工作过程中，试验对象放置、约束固定、力的加载较为困难的问题。

本发明的另一目的在于提供一种用于实现上述试验方法的托盘式轴箱体强度试验装置。

为实现上述目的，本发明提供一种托盘式轴箱体强度试验方法，包括：

在构架与轴箱体之间设置一系簧，对同一构架上两对轴箱体之间的车轴的X向位置进行约束，包括从第一车轴的中部位置对第一车轴进行X向约束，以及从第二车轴的中部位置对第二车轴进行X向约束；

对同一构架上两对轴箱体之间的车轴的Y向位置进行约束，包括从第一车轴的端部位置对第一车轴进行Y向约束，以及从第二车轴的端部位置对第二车轴进行Y向约束；

对同一构架上两对轴箱体之间的车轴的Z向位置进行约束，包括从第一车轴安装轮对的位置对第一车轴进行Z向约束，以及从第二车轴安装轮对的位置对第二车轴进行Z向约束；

从构架的牵引拉杆处向轴箱体施加X向的力或位移；

从构架的横向止挡处向轴箱体施加Y向的力或位移；

从构架的二系簧位置向轴箱体施加Z向的力或位移。

为实现上述目的，本发明提供一种托盘式轴箱体强度试验方法，包括：

从构架的牵引拉杆处对构架的X向位置进行约束；

从构架的横向止挡处对构架的Y向位置进行约束；

从构架的二系簧位置处对构架的Z向位置进行约束，包括从构架左侧的二系簧位置对构架的Z向位置进行约束，以及从构架右侧的二系簧位置对构架的Z向位置进行约束；

在构架与轴箱体之间设置一系簧，从同一构架上两对轴箱体之间的车轴施加X向的力或位移，包括从第一车轴的中部位置施加X向的力或位移，以及从第二车轴的中部位置施加X向的力或位移；

从同一构架上两对轴箱体之间的车轴施加Y向的力或位移，包括从第一车轴的端部位置对第一车轴施加Y向的力或位移，以及从第二车轴的端部位置对第二车轴施加Y向的力或位移；

从同一构架上两对轴箱体之间的车轴施加Z向的力或位移，包括从第一车轴安装轮对的位置对第一车轴施加Z向的力或位移，以及从第二车轴安装轮对的位置对第二车轴施加Z向的力或位移。

为实现上述目的，本发明提供一种托盘式轴箱体强度试验方法，用于对同一轴上的两个轴箱体进行试验，包括：

采用连接框架将两个轴箱体连为整体，并在所述连接框架与两个轴箱体之间分别设置一系簧；

对两个轴箱体之间的车轴的X向位置进行约束；

对两个轴箱体之间的车轴的Y向位置进行约束；

对两个轴箱体之间的车轴的Z向位置进行约束；

从连接框架向两个轴箱体施加X向的力或位移；

从连接框架的中部或一侧向两个轴箱体施加Y向的力或位移；

从连接框架的顶部向两个轴箱体施加Z向的力或位移。

为实现上述目的，本发明提供一种托盘式轴箱体强度试验方法，用于对同一轴上的两个轴箱体进行试验，包括：

采用连接框架将两个轴箱体连为整体，并在所述连接框架与两个轴箱体之间分别设置一系簧；

对连接框架的X向位置进行约束；

对连接框架的Y向位置进行约束；

对连接框架的Z向位置进行约束；

从两个轴箱体之间的车轴的中部施加X向的力或位移

从两个轴箱体之间的车轴的端部施加Y向的力或位移；

从两个轴箱体之间的车轴安装轮对的位置对施加Z向的力或位移。

为实现上述目的，本发明提供一种托盘式轴箱体强度试验方法，用于对同一侧的两个轴箱体进行试验，包括：

采用连接框架将两个轴箱体连为整体，并在所述连接框架与两个轴箱体之间分别设置一系簧；

对两个轴箱体的第一车轴和第二车轴的X向位置进行约束；

对两个轴箱体的第一车轴和第二车轴的Y向位置进行约束；

对两个轴箱体的第一车轴和第二车轴的Z向位置进行约束；

从连接框架的一端向两个轴箱体施加X向的力或位移；

从连接框架的一侧向两个轴箱体施加Y向的力或位移；

从连接框架的顶部向两个轴箱体施加Z向的力或位移。

为实现上述目的，本发明提供一种托盘式轴箱体强度试验方法，用于对同一侧的两个轴箱体进行试验，包括：

采用连接框架将两个轴箱体连为整体，并在所述连接框架与两个轴箱体之间分别设置一系簧；

对连接框架的X向位置进行约束；

对连接框架的Y向位置进行约束；

对连接框架的Z向位置进行约束；

从车轴施加X向的力或位移，包括从第一车轴的两端施加X向的力或位移和从第二车轴的两端施加X向的力或位移；

从第一车轴的两端施加Y向的力或位移和从第二车轴的两端施加Y向的力或位移；

从第一车轴的两端施加Z向的力或位移和从第二车轴的两端施加Z向的力或位移；

为实现上述目的，本发明提供一种托盘式轴箱体强度试验方法，用于对单轴箱体进行试验，包括：

为轴箱体配设连接框架，并在所述连接框架与轴箱体之间设置一系簧；

对连接框架的X向位置进行约束；

对连接框架的Y向位置进行约束；

对连接框架的Z向位置进行约束；

从车轴的两端施加X向的力或位移；

从车轴的端部施加Y向的力或位移；

从车轴的两端施加Z向的力或位移。

为实现上述目的，本发明提供一种托盘式轴箱体强度试验装置，用于执行上述托盘式轴箱体强度试验方法，包括：

X向约束机构，用于对同一构架上两对轴箱体之间的车轴的X向位置进行约束，所述构架与轴箱体之间设有一系簧；所述X向约束机构包括第一X向约束机构和第二X向约束机构；所述第一X向约束机构用于从第一车轴的中部位置对第一车轴进行X向约束，所述第二X向约束机构用于从第二车轴的中部位置对第二车轴进行X向约束；

Y向约束机构，用于对同一构架上两对轴箱体之间的车轴的Y向位置进行约束；所述Y向约束机构包括第一Y向约束机构和第二Y向约束机构；所述第一Y向约束机构用于从第一车轴的端部位置对第一车轴进行Y向约束，所述第二Y向约束机构用于从第二车轴的端部位置对第二车轴进行Y向约束；

Z向约束机构，用于对同一构架上两对轴箱体之间的车轴的Z向位置进行约束；所述Z向约束机构包括第一Z向约束机构和第二Z向约束机构；所述第一Z向约束机构的数量为两个，用于从第一车轴安装轮对的位置对第一车轴进行Z向约束；所述第二Z向约束机构的数量为两个，用于从第二车轴安装轮对的位置对第二车轴进行Z向约束；

X向加载机构，对应于构架的牵引拉杆位置，用于从构架的牵引拉杆处向轴箱体施加X向的力或位移；

Y向加载机构，对应于构架的横向止挡位置，用于从构架的横向止挡处向轴箱体施加Y向的力或位移；

Z向加载机构，对应于构架的二系簧位置，用于从构架的二系簧位置向轴箱体施加Z向的力或位移。

为实现上述目的，本发明提供一种托盘式轴箱体强度试验装置，用于执行上述托盘式轴箱体强度试验方法，包括：

X向约束机构，用于从构架的牵引拉杆处对构架的X向位置进行约束；

Y向约束机构，用于从构架的横向止挡处对构架的Y向位置进行约束；

Z向约束机构，用于从构架的二系簧位置处对构架的Z向位置进行约束；所述Z向约束机构包括第一Z向约束机构和第二Z向约束机构；所述第一Z向约束机构对应于构架左侧的二系簧位置；所述第二Z向约束机构对应于构架右侧的二系簧位置。

X向加载机构，用于从同一构架上两对轴箱体之间的车轴施加X向的力或位移，所述构架与轴箱体之间设有一系簧；所述X向加载机构包括第一X向加载机构和第二X向加载机构；所述第一X向加载机构用于从第一车轴的中部位置施加X向的力或位移，所述第二X向加载机构用于从第二车轴的中部位置施加X向的力或位移；

Y向加载机构，用于从同一构架上两对轴箱体之间的车轴施加Y向的力或位移；所述Y向加载机构包括第一Y向加载机构和第二Y向加载机构；所述第一Y向加载机构用于从第一车轴的端部位置对第一车轴施加Y向的力或位移，所述第二Y向加载机构用于从第二车轴的端部位置对第二车轴施加Y向的力或位移；

Z向加载机构，用于从同一构架上两对轴箱体之间的车轴施加Z向的力或位移；所述Z向加载机构包括第一Z向加载机构和第二Z向加载机构；所述第一Z向加载机构的数量为两个，用于从第一车轴安装轮对的位置对第一车轴施加Z向的力或位移；所述第二Z向加载机构的数量为两个，用于从第二车轴安装轮对的位置对第二车轴施加Z向的力或位移。

为实现上述目的，本发明提供一种托盘式轴箱体强度试验装置，用于执行上述托盘式轴箱体强度试验方法，包括：

试验台和设于所述试验台的纵梁和位于所述纵梁上部之间的加载横梁；

连接框架，设于所述试验台，且相对于所述试验台其X向位置、Y向位置和Z向位置均被约束；

设于连接框架与轴箱体之间的一系簧；

X向加载机构，包括X向加载连接件、X向加载固定座、以及X向加力部件，所述X向加载连接件的一端用于连接轴箱体车轴的两端，另一端用于以铰接的方式与X向加力部件的一端相连接，所述X向加力部件的另一端以铰接的方式与所述X向加载固定座相连接；

Y向加载机构，包括Y向加载连接件、Y向加载固定座、以及Y向加力部件，所述Y向加载连接件的一端用于连接轴箱体车轴的端部，另一端用于以铰接的方式与Y向加力部件的一端相连接，所述Y向加力部件的另一端以铰接的方式与所述Y向加载固定座相连接；

Z向加载机构，包括Z向加载连接件、Z向加载固定座、以及Z向加力部件，所述Z向加载连接件的一端用于连接轴箱体车轴的两端，另一端用于以铰接的方式与Z向加力部件的一端相连接，所述Z向加力部件的另一端以铰接的方式与所述Z向加载固定座相连接；

所述X向加载固定座、Y向加载固定座固定于所述试验台，所述Z向加载固定座竖向地连接于所述加载横梁。

本发明通过合理分析车辆中托盘式轴箱体的功能和受力状态，设计了适于对托盘式轴箱体进行静强度和疲劳试验的方法，解决了托盘式轴箱体在静强度和疲劳试验过程中的放置、约束固定、以及垂向、横向、纵向载荷同时加载力的实现问题，不仅易于实现，而且，操作简单高效，试验准确可靠，可以缩短整个试验周期，提高车辆的研发效率，并节约大量研发成本。

本发明所提供的托盘式轴箱体强度试验装置用于实现所述托盘式轴箱体强度试验方法，由于所述托盘式轴箱体强度试验方法具有上述技术效果，则该托盘式轴箱体强度试验装置也应具有相应的技术效果。

附图说明

图1为本发明实施例公开的一种托盘式轴箱体强度试验装置的结构示意图；

图2为图1中所示单轴箱体和连接框架的结构示意图；

图3为图1的局部放大图；

图4为图3的局部放大图；

图5为本发明实施例公开的一种托盘式轴箱体强度试验方法的约束和施力状态图；

图6为图5的左视图；

图7为图5的俯视图；

图8为图5的轴侧图；

图9为本发明实施例公开的另一种托盘式轴箱体强度试验方法的约束和施力状态图；

图10为图9的左视图；

图11为图9的俯视图；

图12为图9的轴侧图；

图13为本发明实施例公开的另一种托盘式轴箱体强度试验方法的试验对象划分图。

图中：

1.纵梁 2.加载横梁 3.轴箱体 4.连接框架 5.车轴 6.X向加载连接件 61.连接臂 7.X向加载固定座 8.X向加力部件 9.加载部件 91.X向连接头 92.Z向连接头 10.Y向加载连接件 11.Y向加载固定座 12.Y向加力部件 13.Z向加载连接件 131.连接臂 14.Z向加载固定座 15.Z向加力部件 16.X向约束机构 17.Y向约束机构 18.Z向约束机构 19.X向加载机构 20.Y向加载机构 21.Z向加载机构 22.构架

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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。

在本文中，“上、下、内、外”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

请参考图1、图2，图1为本发明实施例公开的一种托盘式轴箱体强度试验装置的结构示意图；图2为图1中所示单轴箱体和连接框架的结构示意图。

如图所示，在一种具体实施例中，本发明所提供的托盘式轴箱体强度试验装置用于对单轴箱体进行试验，其具有试验台并在试验台上设有纵梁1、加载横梁2、X向加载机构、Y向加载机构以及Z向加载机构，为了进行试验，轴箱体3设有连接框架4。

具体地，两根纵梁1竖向地固定在试验台上，彼此间隔一定距离，加载横梁2横向架设在纵梁1的上端之间，轴箱体3拥有两个托盘，分布在车轴5的两侧，托盘主要是为了安装一系弹簧或减振器，同时中部设有安装轴和轴承的孔，车轴5的加工接触面符合轴箱体内孔的配合要求，连接框架4设有一系簧模拟件，一系簧模拟件的一端通过螺栓固定在轴箱体3的托盘上，另一端与连接框架4相连接，连接框架4与轴箱体3通过一系簧连接后，以整体倒置的方式固定在试验台上，连接框架4上开设有定位孔，通过螺栓等部件与试验台相连接，其主要功能是将轴箱体3固定在试验平台上，从而对轴箱体3的X向位置、Y向位置和Z向位置进行约束。

X向加载机构、Y向加载机构以及Z向加载机构分别从三个相互垂直的方向对轴箱体3的车轴5施加试验所需的作用力，下面分别详细介绍其具体的结构。

请一并参考图3、图4，图3为图1的局部放大图；图4为图3的局部放大图。

X向加载机构主要由X向加载连接件6、X向加载固定座7、以及X向加力部件8组成，其中，X向加力部件8可以是作动器或千斤顶，X向加载连接件6大体呈“U”形，其开口朝向轴箱体3，以避开轴箱体3，开口的两边各具有一个连接臂61，轴箱体3的车轴5分别向左和向右伸出一定距离，并分别套装有一个加载部件9，该加载部件9呈套筒形，数量为两个，分别套装在车轴5伸出轴箱体3的两端，每一个加载部件9分别具有与X向加载连接件6的连接臂61相对应的X向连接头91，连接臂61的对接端和X向连接头91均设有连接板，大体呈“T”形，两者的连接板贴合后通过螺栓或其他连接件相互连接。

X向加载连接件6的另一端通过铰接头以铰接的方式与X向加力部件8的一端相连接，X向加力部件8的另一端通过铰接头以铰接的方式与X向加载固定座7相连接，X向加载固定座7固定在试验台上。

当X向加力部件9动作时，也就是当作动器或千斤顶伸缩时，便可以通过连接臂61和加载部件9将X向作用力施加到轴箱体3的车轴5上。

Y向加载机构主要由Y向加载连接件10、Y向加载固定座11、以及Y向加力部件12组成，其中，Y向加力部件12可以是作动器或千斤顶，Y向加载连接件10呈柱体形状，其横截面呈“十”字形，一端设有圆形连接板，并通过螺钉与车轴5端面固定连接，另一端设有矩形连接板，矩形连接板进一步通过铰接头与Y向加力部件12的一端铰接连接，Y向加力部件12的另一端则通过铰接头与Y向加载固定座11铰接连接，Y向加载固定座11固定在试验台上。

与X向加载机构类似地，Z向加载机构主要由Z向加载连接件13、Z向加载固定座14、以及Z向加力部件15组成，其中，Z向加力部件15可以是作动器或千斤顶，Z向加载连接件13大体呈“U”形，其开口朝向轴箱体3，以避免与轴箱体3相干涉，开口的两边各具有一个连接臂131，上述加载部件9具有与Z向加载连接件的连接臂131相对应的Z向连接头92，连接臂131的对接端和Z向连接头92均设有连接板，大体呈“T”形，两者的连接板贴合后通过螺栓或其他连接件相互连接，也就是说，X向加载机构和Z向加载机构可通过同一加载部件9向车轴5施加X向作用力和Z向作用力。

Z向加载连接件13的另一端通过铰接头以铰接的方式与Z向加力部件15的一端相连接，Z向加力部件15的另一端通过铰接头以铰接的方式与Z向加载固定座14相连接，整个Z向加载机构大体沿垂直方向布置，Z向加载固定座14竖向地连接于加载横梁2。

当Z向加力部件15动作时，也就是当作动器或千斤顶伸缩时，便可以通过连接臂131和加载部件9将Z向作用力施加到轴箱体3的车轴5上。

使用该试验装置进行试验时，首先，为轴箱体3配设连接框架4，然后，在连接框架4与轴箱体3之间设置一系簧模拟件；

接着，将轴箱体3和连接框架4倒置后，放置在试验台上，对连接框架4的X向位置、Y向位置和Z向位置进行约束；

然后，按照设定的方式，从车轴5的两端施加X向的力或位移，从车轴5的端部施加Y向的力或位移，从车轴5的两端施加Z向的力或位移，例如在进行静强度试验时，可单独或组合地施加X向、Y向、Z向力或位移，以获得相关部位的应力数据，在进行疲劳试验时，可同时施加X向、Y向、Z向力或位移，以完成疲劳试验所需的周次操作，从而获得静强度和疲劳试验数据。

请参考图5、图6、图7、图8，图5为本发明实施例公开的一种托盘式轴箱体强度试验方法的约束和施力状态图；图6为图5的左视图；图7为图5的俯视图；图8为图5的轴侧图。

如图所示，在另一实施例中，提供一种适于对完全实际车辆进行试验的装置。

该试验装置主要由X向约束机构16、Y向约束机构17、Z向约束机构18、X向加载机构19、Y向加载机构20、Z向加载机构21等组成，其中：

X向约束机构16用于对同一构架22上两对轴箱体3之间的车轴5的X向位置进行约束，构架22与轴箱体3之间设有一系簧。此X向约束机构16进一步包括第一X向约束机构和第二X向约束机构，第一X向约束机构用于从第一车轴的中部位置对第一车轴进行X向约束，第二X向约束机构用于从第二车轴的中部位置对第二车轴进行X向约束。

Y向约束机构17用于对同一构架22上两对轴箱体3之间的车轴5的Y向位置进行约束。此Y向约束机构17进一步包括第一Y向约束机构和第二Y向约束机构，第一Y向约束机构用于从第一车轴的端部位置对第一车轴进行Y向约束，第二Y向约束机构用于从第二车轴的端部位置对第二车轴进行Y向约束。

Z向约束机构18用于对同一构架22上两对轴箱体3之间的车轴5的Z向位置进行约束。此Z向约束机构18进一步包括第一Z向约束机构和第二Z向约束机构，第一Z向约束机构的数量为两个，用于从第一车轴安装轮对的位置对第一车轴进行Z向约束，第二Z向约束机构的数量为两个，用于从第二车轴安装轮对的位置对第二车轴进行Z向约束；

X向加载机构19对应于构架22的牵引拉杆位置，用于从构架22的牵引拉杆处向轴箱体3施加X向的力或位移；

Y向加载机构20对应于构架22的横向止挡位置，用于从构架22的横向止挡处向轴箱体3施加Y向的力或位移；

Z向加载机构21数量为两个，对应于构架22的二系簧位置，用于从构架22的二系簧位置向轴箱体3施加Z向的力或位移。

上述X向约束机构16、Y向约束机构17、Z向约束机构18可分别采用球铰，X向加载机构19、Y向加载机构20、Z向加载机构21分别类似于第一实施例中的X向加载机构、Y向加载机构、Z向加载机构，与第一实施例相比，仅加载位置有所变动，其具体结构请参考上文，就不再重复描述。

使用该试验装置进行试验时，构架22和轴箱体3的摆放方式和方向与装车方式和方向一致，在构架22与轴箱体3之间设置有一系簧。一系簧主要起连接和传递力的作用，如有条件采用实车件，也可用等效模拟件代替，模拟件设计指标以不影响力的作用效果为目的；车轴5主要起连接和传递力的作用，如有条件采用实车件，也可用等效模拟件代替，模拟件设计指标以不影响力的作用效果为目的。构架22主要起整体连接固定和传递力的作用，如有条件采用实车件，也可用等效模拟件代替，模拟件设计指标以不影响力的作用效果为目的。

首先，采用X向约束机构16对车轴5的X向位置进行约束，包括从第一车轴的中部位置对第一车轴进行X向约束，以及从第二车轴的中部位置对第二车轴进行X向约束；

采用Y向约束机构17对车轴5的Y向位置进行约束，包括从第一车轴的端部位置对第一车轴进行Y向约束，以及从第二车轴的端部位置对第二车轴进行Y向约束；

采用Z向约束机构18对车轴5的Z向位置进行约束，包括从第一车轴安装轮对的位置对第一车轴进行Z向约束，以及从第二车轴安装轮对的位置对第二车轴进行Z向约束；

在完成约束之后，按照设定的方式，通过X向加载机构19从构架22的牵引拉杆处向轴箱体3施加X向的力或位移，通过Y向加载机构20从构架22的横向止挡处向轴箱体3施加Y向的力或位移，通过Z向加载机构21从构架22的二系簧位置向轴箱体3施加Z向的力或位移。

例如，在进行静强度试验时，可单独或组合地施加X向、Y向、Z向力或位移，以获得相关部位的应力数据，在进行疲劳试验时，可同时施加X向、Y向、Z向力或位移，以完成疲劳试验所需的周次操作，从而获得静强度和疲劳试验数据。

请参考图9、图10、图11、图12，图9为本发明实施例公开的另一种托盘式轴箱体强度试验方法的约束和施力状态图；图10为图9的左视图；图11为图9的俯视图；图12为图9的轴侧图。

如图所示，在另一实施例中，提供另一种适于对完全实际车辆进行试验的装置。

该试验装置主要由X向约束机构16、Y向约束机构17、Z向约束机构18、X向加载机构19、Y向加载机构20、Z向加载机构21等组成，其中：

X向约束机构16用于从构架22的牵引拉杆处对构架22的X向位置进行约束；

Y向约束机构17用于从构架22的横向止挡处对构架22的Y向位置进行约束；

Z向约束机构18用于从构架22的二系簧位置处对构架22的Z向位置进行约束。此Z向约束机构18进一步包括第一Z向约束机构和第二Z向约束机构，第一Z向约束机构对应于构架左侧的二系簧位置，第二Z向约束机构对应于构架右侧的二系簧位置。

X向加载机构19用于从车轴5施加X向的力或位移，构架22与轴箱体3之间设有一系簧。此X向加载机构19包括第一X向加载机构和第二X向加载机构，第一X向加载机构用于从第一车轴的中部位置施加X向的力或位移，第二X向加载机构用于从第二车轴的中部位置施加X向的力或位移。

Y向加载机构20用于从车轴5施加Y向的力或位移。此所述Y向加载机构20进一步包括第一Y向加载机构和第二Y向加载机构，第一Y向加载机构用于从第一车轴的端部位置对第一车轴施加Y向的力或位移，第二Y向加载机构用于从第二车轴的端部位置对第二车轴施加Y向的力或位移。

Z向加载机构21用于从车轴5施加Z向的力或位移。此Z向加载机构21进一步包括第一Z向加载机构和第二Z向加载机构，第一Z向加载机构的数量为两个，用于从第一车轴安装轮对的位置对第一车轴施加Z向的力或位移，第二Z向加载机构的数量为两个，用于从第二车轴安装轮对的位置对第二车轴施加Z向的力或位移。

上述X向约束机构16、Y向约束机构17、Z向约束机构18可分别采用球铰，X向加载机构19、Y向加载机构20、Z向加载机构21分别类似于第一实施例中的X向加载机构、Y向加载机构、Z向加载机构，与第一实施例相比，仅加载位置有所变动，其具体结构请参考上文，就不再重复描述。

使用该试验装置进行试验时，构架22和轴箱体3的摆放方式和方向与装车方式和方向一致，在构架22与轴箱体3之间设置一系簧。

首先，采用X向约束机构16从构架22的牵引拉杆处对构架22的X向位置进行约束；

采用Y向约束机构17从构架22的横向止挡处对构架22的Y向位置进行约束；

采用Z向约束机构18从构架22的二系簧位置处对构架22的Z向位置进行约束，包括从构架22左侧的二系簧位置对构架的Z向位置进行约束，以及从构架22右侧的二系簧位置对构架的Z向位置进行约束。

在完成约束之后，按照设定的方式，通过X向加载机构19从两根转轴5的中部施加X向的力或位移，通过Y向加载机构20从两根转轴5的端部施加Y向的力或位移，通过Z向加载机构21从两根转轴安装轮对的位置施加Z向的力或位移。

例如，在进行静强度试验时，可单独或组合地施加X向、Y向、Z向力或位移，以获得相关部位的应力数据，在进行疲劳试验时，可同时施加X向、Y向、Z向力或位移，以完成疲劳试验所需的周次操作，从而获得静强度和疲劳试验数据。

请参考图13，图13为本发明实施例公开的另一种托盘式轴箱体强度试验方法的试验对象划分图。

在上述实施例的基础上，还可衍生出用于对同一轴上的两个轴箱体进行试验的装置和方法。

如图中的虚线框A所示，试验件为同一轴上的两个轴箱体3，包括轴箱体3、一系簧或模拟件、车轴5或模拟件、以及连接框架(图中为示出)或模拟件。

该试验装置同样包括X向约束机构、Y向约束机构和Z向约束机构，以及X向加载机构、Y向加载机构和Z向加载机构，加载和约束方式可参照第一和第二实施例。

如果选择对车轴5进行约束，则在连接框架的适当位置进行加载，具体如下：

采用连接框架将两个轴箱体3连为整体，并在连接框架与两个轴箱体3之间分别设置一系簧；

对两个轴箱体3之间的车轴5的X向位置进行约束；

对两个轴箱体3之间的车轴5的Y向位置进行约束；

对两个轴箱体3之间的车轴5的Z向位置进行约束；

从连接框架向两个轴箱体3施加X向的力或位移；

从连接框架的中部或一侧向两个轴箱体3施加Y向的力或位移；

从连接框架的顶部向两个轴箱体3施加Z向的力或位移。

如果选择对连接框架进行约束，则在车轴5的适当位置进行加载，具体如下：

采用连接框架将两个轴箱体3连为整体，并在连接框架与两个轴箱体3之间分别设置一系簧；

对连接框架的X向位置进行约束；

对连接框架的Y向位置进行约束；

对连接框架的Z向位置进行约束；

从两个轴箱体3之间的车轴5的中部施加X向的力或位移

从两个轴箱体3之间的车轴5的端部施加Y向的力或位移；

从两个轴箱体3之间的车轴5安装轮对的位置对施加Z向的力或位移。

此方案，仅对两个轴箱体3同时试验加载，试验加载时可对力进行解耦和转换计算，接框架与两个轴箱体3之间分别设有一系簧，且连接框架将两个轴箱体3连为整体。

在上述实施例的基础上，还可衍生出用于对同一轴上的两个轴箱体3进行试验的装置和方法。

如图中的虚线框B所示，试验件为同一侧的两个轴箱体3，包括轴箱体3、一系簧或模拟件、车轴5或模拟件、以及连接框架或模拟件。该试验装置同样包括X向约束机构、Y向约束机构和Z向约束机构，以及X向加载机构、Y向加载机构和Z向加载机构，加载和约束方式可参照第一和第二实施例。

如果选择对车轴5进行约束，则在连接框架的适当位置进行加载，具体如下：

采用连接框架将两个轴箱体3连为整体，并在连接框架与两个轴箱体3之间分别设置一系簧；

对两个轴箱体3的第一车轴和第二车轴的X向位置进行约束；

对两个轴箱体3的第一车轴和第二车轴的Y向位置进行约束；

对两个轴箱体3的第一车轴和第二车轴的Z向位置进行约束；

从连接框架的一端向两个轴箱体3施加X向的力或位移；

从连接框架的一侧向两个轴箱体3施加Y向的力或位移；

从连接框架的顶部向两个轴箱体3施加Z向的力或位移。

如果选择对连接框架进行约束，则在车轴5的适当位置进行加载，具体如下：

采用连接框架将两个轴箱体3连为整体，并在连接框架与两个轴箱体3之间分别设置一系簧；

对连接框架的X向位置进行约束；

对连接框架的Y向位置进行约束；

对连接框架的Z向位置进行约束；

从车轴5施加X向的力或位移，包括从第一车轴的两端施加X向的力或位移和从第二车轴的两端施加X向的力或位移；

从第一车轴的两端施加Y向的力或位移和从第二车轴的两端施加Y向的力或位移；

从第一车轴的两端施加Z向的力或位移和从第二车轴的两端施加Z向的力或位移。

上述实施例仅是本发明的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，采用模拟件来代替一系簧、车轴和连接框架，或者，为了试验加载方便，构架和轴箱体也可整体倒置，又或者，将X向约束机构、Y向约束机构和Z向约束机构整合为一个约束机构等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

本发明通过设定合理的载荷加载波形，完成不同工况下各载荷的同步加载，解决了托盘式轴箱体在静强度和疲劳试验过程中的放置、约束固定、以及垂向、横向、纵向载荷同时加载力的实现问题，不仅易于实现，而且，操作简单高效，试验准确可靠，可以缩短整个试验周期，提高车辆的研发效率，并节约大量研发成本。

以上对本发明所提供的托盘式轴箱体强度试验装置及试验方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (1)

1.托盘式轴箱体强度试验装置，用于对单轴箱体进行试验，其特征在于，包括：

试验台和设于所述试验台的纵梁和位于所述纵梁上部之间的加载横梁；

连接框架，设于所述试验台，且相对于所述试验台其X向位置、Y向位置和Z向位置均被约束；

设于连接框架与轴箱体之间的一系簧，所述一系簧的一端通过螺栓固定在轴箱体的托盘上，另一端与连接框架相连接，连接框架与轴箱体通过一系簧连接后，以整体倒置的方式固定在试验台上；

X向加载机构，包括X向加载连接件、X向加载固定座、以及X向加力部件，所述X向加载连接件的一端呈“U”形，其开口朝向轴箱体，开口的两边各具有一个连接臂，所述轴箱体的车轴分别向左和向右伸出一定距离，并分别套装有加载部件，所述加载部件呈套筒形，分别套装在车轴伸出轴箱体的两端，各加载部件分别具有与X向加载连接件的连接臂相对应的X向连接头；所述X向加载连接件的另一端用于以铰接的方式与X向加力部件的一端相连接，所述X向加力部件的另一端以铰接的方式与所述X向加载固定座相连接；

Y向加载机构，包括Y向加载连接件、Y向加载固定座、以及Y向加力部件，所述Y向加载连接件的一端用于连接轴箱体车轴的端部，另一端用于以铰接的方式与Y向加力部件的一端相连接，所述Y向加力部件的另一端以铰接的方式与所述Y向加载固定座相连接；

Z向加载机构，包括Z向加载连接件、Z向加载固定座、以及Z向加力部件，所述Z向加载连接件的一端呈“U”形，其开口朝向轴箱体，开口的两边各具有一个连接臂，所述加载部件具有与Z向加载连接件的连接臂相对应的Z向连接头，所述Z向加载连接件的另一端用于以铰接的方式与Z向加力部件的一端相连接，所述Z向加力部件的另一端以铰接的方式与所述Z向加载固定座相连接；

所述X向加载固定座、Y向加载固定座固定于所述试验台，所述Z向加载固定座竖向地连接于所述加载横梁。