CN117250022A - 一种胶轮列车悬挂特性测试工装 - Google Patents

Abstract

本发明涉及胶轮列车悬挂特性测试工装，包括：由两根平行的纵向连接管和横跨连接于纵向连接管间的若干横向连接管构成的框架，和通过横梁进行纵向方向定位的车轮支撑台，车轮支撑台的截面呈直角梯形，包括斜破和上平面，斜破朝向被试胶轮列车车轮滚动方向，车轮支撑台具有容横向连接管穿过的横向通孔；相邻测试工装单元通过纵向连接管串联。针对悬挂特性试验，本发明设计了一套悬挂特性测试工装。该工装尺寸可调，适应于不同结构及布置方式的悬挂装置。工装结构简单可靠，方便拆卸和组装，配合特定的测试方案后可以有效识别车辆悬挂的特性。

Description

一种胶轮列车悬挂特性测试工装

技术领域

本发明属于轨道交通领域，更具体地，本发明提出一种适用于胶轮列车悬挂特性测试的试验工装。

背景技术

胶轮列车区别于传统轨道车辆钢轨导向方式，采用橡胶轮胎与地面接触，通过转向机构实现自导向功能，配合自动驾驶技术可实现在虚拟轨道上运行。胶轮列车悬挂结构不同于铁道车辆的转向架结构，且其车间连接也与传统铁道车辆的车钩结构不同，相连的两车之间也会设置悬挂装置，车辆运行过程中，振动会在车轴到车体以及相邻的两车间悬挂的共同作用下得到衰减和传递。因此，该类胶轮列车的悬挂特性将更复杂，有必要对车辆悬挂进行试验，得到单节车辆以及整列车辆在装车状态下悬挂的特性，用于校核悬挂的设计。

悬挂的设计在胶轮列车的设计过程中是非常重要的一部分，悬挂设计的合理与否直接影响司机和乘客的驾驶与乘坐感受，对车辆的平顺性有直接关系。但是由于胶轮列车悬挂方式设计复杂，横向纵向以及垂向3个方向无法完全解耦，其悬挂的特性较难从理论公式中得到，数值仿真受限于边界条件与实际运用情况之间差异的限制，亦无法得到实际车辆的特性参数，因此基于试验的方式获得车辆悬挂特性的方法是最能反映实际车辆特性的手段。

胶轮列车相关技术目前行业还处于研发阶段，对于胶轮列车悬挂特性试验工装的研究还很少，区别于传统钢轮钢轨车辆以及汽车，胶轮列车的悬挂不仅设置在单节车辆上，车辆连接也设置了悬挂装置，这也使得车辆悬挂特性的测试不能仅针对单节车辆，而是应在单车及整列车辆条件下均进行测试，这样得到的悬挂特性才更加完整和真实。且胶轮列车的车轴分布形式灵活多样，这对工装的适应性提出了要求。

胶轮列车悬挂特性测试工装用于模拟车辆在运行过程中受到路面激励后，悬挂装置的固有特性。由于路面激励是随机产生，很难产生特定的激励方式如整车同时受到路面向上的冲击或仅一列车受到单侧向上的冲击等。因此，本发明所提出的工装设计需要能够对车辆产生多种模式的激励。如模拟整列车受到激励的模式、不同编组下仅每一节车辆受到激励的模式、所有车轮同时受到激励的模式、仅单侧车轮受到激励的模式、仅单轴受到激励的模式或不同激励模式的组合等。同时工装还需要能够适应不同结构尺寸的车轴分布，以及安装拆卸方便的特点，使得工装具有更强的适应性和实用性。

发明内容

本专利所要解决的技术问题是：克服上述现有技术的不足，提供一种胶轮列车悬挂特性测试工装，该工装尺寸可调，适应于不同结构及布置方式的悬挂装置。工装结构简单可靠，方便拆卸和组装，配合特定的测试方案后可以有效识别车辆悬挂的特性。

本专利解决其技术问题所采用的技术方案是：胶轮列车悬挂特性测试工装，其特征在于包括：串联在一起的若干测试工装单元，每个测试工装单元包括：由两根平行的纵向连接管和横跨连接于纵向连接管间的若干横向连接管构成的框架，和通过横梁进行纵向方向定位的车轮支撑台，每根横向连接管上穿设有两个所述的车轮支撑台，所述车轮支撑台的截面呈直角梯形，包括斜破和上平面，所述斜破朝向被试胶轮列车车轮滚动方向，使车轮通过时，将车轮与地面分离，保证车轮距地面产生一定高度，当车轮脱离该平台时垂直下落至地面，模拟车轮受到激励的情形，车轮支撑台具有容横向连接管穿过的横向通孔，所述横向连接管与横向通孔间隙配合；相邻测试工装单元通过纵向连接管串联。

针对悬挂特性试验，本发明设计了一套悬挂特性测试工装。该工装尺寸可调，适应于不同结构及布置方式的悬挂装置。工装结构简单可靠，方便拆卸和组装，配合特定的测试方案后可以有效识别车辆悬挂的特性。

附图说明

图 1是本发明胶轮列车悬挂特性测试工装示意图。

图 2是测试工装单元示意图。

图3是横向连接管和纵向连接管的管路连接结构。

图4是直角弯头示意图。

图5是车轮支撑台示意图。

图6是横向连接管与纵向连接管连接部位示意图（侧视剖视图）。

图7是横向连接管与纵向连接管连接部位示意图（俯视剖视图）。

图8是工装应用示例图。

图中标号示意如下：

Ⅰ-测试工装单元；Ⅱ-测试工装单元；1-直角弯头；2-连接接头； 3-纵向连接管；4-斜面；5-横向连接管； 6-横向通孔；7-车轮支撑台；8-外管；9-内管；10-销轴；11-楔形块；12-平台；13-销孔；14-弧形连接头；A-第一轮对；B-第二轮对；C-第三轮对；D第四轮对；E-第五轮对。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，胶轮列车悬挂特性测试工装，串联在一起的测试工装单元Ⅰ和测试工装单元Ⅱ。如图2所示，以测试工装单元Ⅰ为例，包括：由两根平行的纵向连接管3和横跨连接于纵向连接管3间的若干横向连接管5构成的框架，和通过横梁进行纵向方向定位的车轮支撑台7，每根横向连接管5上穿设有两个所述的车轮支撑台7，车轮支撑台7的截面呈直角梯形，包括斜破4和上平面，所述斜破4朝向被试胶轮列车车轮滚动方向，使车轮通过时，将车轮与地面分离，保证车轮距地面产生一定高度，当车轮脱离该平台时垂直下落至地面，模拟车轮受到激励的情形，车轮支撑台7具有容横向连接管5穿过的横向通孔6，所述横向连接管5与横向通孔6间隙配合；相邻测试工装单元通过纵向连接管3串联。

如图3所示，横向连接管5和纵向连接管3可采用两种长度相同，管径不同的管路组成。本实施例中，横向连接管5和纵向连接管3分别由外管8和内管9套接而成。外管8和内管9的管壁间隔的开设有销孔，外管8和内管9之间通过销轴10插入销孔的方式进行可调节地固定。穿插后可以在纵向固定不同内径的两管路。为了更方便调解管路结构的总长度以适应更多车型，管路需要每间隔相同的长度设置通孔。

框架最外侧的横向连接管5与纵向连接管3之间通过直角弯头1连接，框架内部的横向连接管5与纵向连接管3之间通过连接接头2固定连接。直角弯头1两端分别通过螺纹与横向连接管5、纵向连接管3固定。外管8的两端设置有外螺纹，直角弯头1（如图4所示）具有相配合的内螺纹。外管8和用于和直角弯头1进行螺纹连接，便于组成工装的基础框架。

如图5所示，车轮支撑台7由楔形块11和平台12，楔形块11和平台12之间通过卡槽实现纵向锁定，楔形块的上表面为斜面4，平台的上表面为上平面。车轮可以通过该斜面平稳上升至平台12的上平面。通过两结构连接面的止挡，限制两部分纵向的位移及绕横向和垂向轴线的旋转，允许其垂向和横向的移动以及绕纵轴的旋转，该结构可有效防止车辆在纵向从斜面行驶至平台过程中，楔形块11和平台12两部分结构的相对运动，确保连接可靠。另一方面，由于车辆在测试过程中会从平台12处下落，并运行一段距离，考虑到不同胶轮制式车辆车轴的布置方式，可能会存在两车轴纵向距离较近的情形，楔形块11可以拆卸，节省纵向空间，最大程度保证了车辆能够在下落后在纵向运行的距离。横向通孔6设置于平台12中部，管路可以通过横向通孔6，将两组车轮支撑台串联成轮组支撑台，同时抬升同一轴上的两车轮。

如图6、图7所示连接接头2具有用于套在所述纵向连接管3上的弧形连接头14，连接接头2焊接固定于横向连接管5的端部，其具有容销轴10穿过的销孔，所述销轴10穿过纵向连接管3的销孔和连接接头2的销孔实现纵向连接管3和横向连接管5之间可调节的固定。

本实施例工装可应用于胶轮列车悬挂特性测试。

工装应用示例如图8所示。适应列车为2编组，由2辆单车组成，分别为右侧的头车和左侧的尾车。头车共4条轮对，第一轮对A在头车前端，车轮内侧距离为L1，第二轮对B、第三轮对C和第四轮对D尺寸结构相同，轮对内侧距为L2，轮对纵向跨距为L3，头车长度为L6。头车与尾车连接间距为L7，尾车中，第五轮对E的轴位于车辆前端，第五轮对E和第六轮对F的轮对内侧距均为L4，两轴纵向跨距为L5，尾车长度为L8。

当列车进行测试时，可采用两种方式进行。

第一种工装组装方法，包括以下步骤：

步骤1、根据待测车辆的编组数量，设置相应的测试工装单元；

步骤2、每个测试工装单元根据对应车辆的轮对数量配置横梁的数量，每根横梁配置两个车轮支撑台7；

步骤3、根据车辆轮对分部情况放置车轮支撑台7，拼装横向连接管5，并将横向连接管5穿过车轮支撑台7；

步骤4、在轮对外侧放置纵向连接管3并且进行拼装，确保与横向连接管5对应位置保留有销孔；

步骤5、将最外侧的横向连接管5的两端通过直角弯头1与纵向连接管3固定，其余横向连接管5的两端通过连接接头2与纵向连接管3固定。

列车头车在前，尾车在后，行驶通过工装，此过程中，列车头车的第一根车轴依次左侧通过工装的左侧的五对车轮支撑台，最终到达工装的左右侧的车轮支撑台，此时，列车的其余车轴均达到各自车轴对应的轮对支撑台上。

第一种工装组装方法，包括以下步骤：

步骤1、车辆保持静止；

步骤2、在车辆周边布置纵向连接管3和横向连接管5；

步骤3、依据车辆的车轮分布情况，将车轮支撑台7放置在对应车轮的附近；

步骤4、拼装横向连接管5，并将横向连接管5穿过车轮支撑台7；

步骤5、拼装纵向连接管3，确保与横向连接管5对应位置保留有销孔；

步骤6、将最外侧的横向连接管5的两端通过直角弯头1与纵向连接管3固定，其余横向连接管5的两端通过连接接头2与纵向连接管3固定。

最后再将车辆行驶至车轮支撑台的顶部。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种胶轮列车悬挂特性测试工装，其特征在于包括：串联在一起的若干测试工装单元，每个测试工装单元包括：由两根平行的纵向连接管（3）和横跨连接于纵向连接管（3）间的若干横向连接管（5）构成的框架，和通过横梁进行纵向方向定位的车轮支撑台（7），每根横向连接管（5）上穿设有两个所述的车轮支撑台（7），所述车轮支撑台（7）的截面呈直角梯形，包括斜破（4）和上平面，所述斜破（4）朝向被试胶轮列车车轮滚动方向，使车轮通过时，将车轮与地面分离，保证车轮距地面产生一定高度，当车轮脱离该平台时垂直下落至地面，模拟车轮受到激励的情形，车轮支撑台（7）具有容横向连接管（5）穿过的横向通孔（6），所述横向连接管（5）与横向通孔（6）间隙配合；相邻测试工装单元通过纵向连接管（3）串联。

2.根据权利要求1所述胶轮列车悬挂特性测试工装，其特征在于：所述框架最外侧的横向连接管（5）与纵向连接管（3）之间通过直角弯头（1）连接，框架内部的横向连接管（5）与纵向连接管（3）之间通过连接接头（2）固定连接。

3.根据权利要求2所述胶轮列车悬挂特性测试工装，其特征在于：所述直角弯头（1）两端分别通过螺纹与横向连接管（5）、纵向连接管（3）固定。

4.根据权利要求 3 所述胶轮列车悬挂特性测试工装，其特征在于：所述横向连接管（5）和纵向连接管（3）分别由外管（8）和内管（9）套接而成，所述外管（8）和内管（9）的管壁间隔的开设有销孔（13），外管（8）和内管（9）之间通过销轴（10）插入销孔（13）的方式进行可调节地固定。

5.根据权利要求4所述胶轮列车悬挂特性测试工装，其特征在于：所述外管（8）的两端设置有外螺纹，直角弯头（1）具有相配合的内螺纹。

6.根据权利要求1所述胶轮列车悬挂特性测试工装，其特征在于：所述连接接头（2）具有用于套在所述纵向连接管（3）上的弧形连接头（14），连接接头（2）焊接固定于横向连接管（5）的端部，其具有容销轴（10）穿过的销孔，所述销轴（10）穿过纵向连接管（3）的销孔和连接接头（2）的销孔实现纵向连接管（3）和横向连接管（5）之间可调节的固定。

7.根据权利要求1所述胶轮列车悬挂特性测试工装，其特征在于：所述车轮支撑台（7）由楔形块（11）和平台（12），所述楔形块（11）和平台（12）之间通过卡槽实现纵向锁定，所述楔形块的上表面为所述的斜面（4），平台的上表面为所述的上平面。

8.根据权利要求1-7任一项所述工装，其特征在于：应用于胶轮列车悬挂特性测试。

9.根据权利要求1-7任一项所述胶轮列车悬挂特性测试工装的组装方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、根据待测车辆的编组数量，设置相应的测试工装单元；

步骤2、每个测试工装单元根据对应车辆的轮对数量配置横梁的数量，每根横梁配置两个车轮支撑台（7）；

步骤3、根据车辆轮对分部情况放置车轮支撑台（7），拼装横向连接管（5），并将横向连接管（5）穿过车轮支撑台（7）；

步骤4、在轮对外侧放置纵向连接管（3）并且进行拼装，确保与横向连接管（5）对应位置保留有销孔；

步骤5、将最外侧的横向连接管（5）的两端通过直角弯头（1）与纵向连接管（3）固定，其余横向连接管（5）的两端通过连接接头（2）与纵向连接管（3）固定。

10.根据权利要求1-7任一项所述胶轮列车悬挂特性测试工装的组装方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、车辆保持静止；

步骤2、在车辆周边布置纵向连接管（3）和横向连接管（5）；

步骤3、依据车辆的车轮分布情况，将车轮支撑台（7）放置在对应车轮的附近；

步骤4、拼装横向连接管（5），并将横向连接管（5）穿过车轮支撑台（7）；

步骤5、拼装纵向连接管（3），确保与横向连接管（5）对应位置保留有销孔；

步骤6、将最外侧的横向连接管（5）的两端通过直角弯头（1）与纵向连接管（3）固定，其余横向连接管（5）的两端通过连接接头（2）与纵向连接管（3）固定。