CN201740639U - 轴箱弹簧轴向与扭转复合加载试验装置 - Google Patents

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林达文
王进
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Abstract

一种轴箱弹簧轴向与扭转复合加载试验装置，包括一台二通道电液伺服试验机，试验装置包括轴向加载部分和扭转加载部分。轴向加载部分位于轴箱弹簧的轴向位置上，对轴箱弹簧从轴向施加试验力；扭转加载部分位于轴箱弹簧的径向方向，对轴箱弹簧从径向方向施加扭转加载试验力。所述的轴向加载部分包括试验机轴向加载通道、固定芯轴、扭转固定杆、侧支撑座、锁紧螺栓、推力轴承、固定座。扭转加载部分包括试验机水平加载通道、推力杆轴承、固定座和扭转转换装置。轴箱弹簧外套是通紧固件与扭转力臂安装，用于施加扭转角度，推力轴承是安装于固定座与扭转臂之间，推力轴在承受轴向载荷的同时还能实现扭转加载，实现了轴向与扭转复合加载的要求。

Description

轴箱弹簧轴向与扭转复合加载试验装置
技术领域
本实用新型是一种试验装置，尤其是指一种轴箱弹簧轴向与扭转复合加载试验装置，该试验装置的发明可以对轴箱弹簧进行不同工况下轴向与扭转复合加载试验。为轴箱弹簧的产品开发试验和研究提供了一种可行的试验装置，属于实验设备、实验装备领域。
背景技术
随着我国铁路的不断提速，对轨道车辆的稳定性、舒适性、安全性提出了更高的要求。轴箱弹簧是铁道车辆减振降的关键部件，轴箱弹簧主要由内套、橡胶层、外套组成，具有减振效果好，质量轻和刚度可调等优点，现已广泛应用于客车、地铁及动车组。轴箱弹簧的垂向静刚度，横向静刚度检测技术已经成熟。但由于轨道车辆在通过曲线时，轴箱弹簧不仅承受恒定轴向载荷，而且会产生扭转变形，如何准确测试轴箱弹簧轴向与扭转试验特性，现已成为一个技术难题。很有必要对此加以解决。
实用新型内容
本实用新型装置的目的是为了解决现有轴箱弹簧实验技术中的不足，提供了一种可以在常规试验机上进行轴向与扭转复合加载试验的工装。
本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的：一种轴箱弹簧轴向与扭转复合加载试验装置，包括一台二通道电液伺服试验机，试验装置包括轴向加载部分和扭转加载部分。轴向加载部分位于轴箱弹簧的轴向位置上，对轴箱弹簧从轴向施加试验力；扭转加载部分位于轴箱弹簧的径向方向，对轴箱弹簧从径向方向施加扭转加载试验力。
所述的轴向加载部分包括试验机轴向加载通道、固定芯轴、扭转固定杆、侧支撑座、锁紧螺栓、推力轴承、固定座。轴箱弹簧是采用紧固螺栓与扭转力臂固定后安装于推力轴承上；固定芯轴与轴箱弹簧内套为锥度配合，下端通过锁紧螺栓将其与内套锁紧，上端安装扭转固定杆；固定杆两端安装侧支撑座，侧支撑座上端加工有U形孔，U形孔可以保证内套不会因外套扭转产生转动，同时满足轴向加载要求。
所述的扭转加载部分包括试验机水平加载通道、推力杆轴承、固定座和扭转转换装置，轴箱弹簧外套是通紧固件与扭转力臂安装，用于施加扭转角度，推力轴承是安装于固定座与扭转臂之间，推力轴在承受轴向载荷的同时还能实现扭转加载，这样就实现了轴向与扭转复合加载的要求。其中扭转转换装置由扭转杆一、扭杆杆二、扭转销一、扭转销二和扭转力臂组成；扭转杆一和扭杆杆二通过扭转销一和扭转销二形成一个万向联轴节；试验机水平加载通道施加的水平直线位移，通过由扭转杆一、扭杆杆二、扭转销一和扭转销二形成的万向联轴节传递给扭转力臂，将直线位移转换成扭转角度，通过扭转力臂对轴箱弹簧外套施加扭转角度，完成扭转加载。
试验时将轴箱弹簧安装于试验机中心，轴向加载通道以30kN/min的加载速度加载至45kN，并保持不变，水平加载通道以10mm/min加载速度施加位移，使扭转力臂产生扭转角度θ，记录水平F载荷和位移S，其中L为加载力臂长(200mm)。按公式1计算扭转力矩M、扭转角度θ、扭转刚度K。
计算公式：
扭转力矩M＝F1*S1；扭转角度θ＝(arctanS1/L)π/180；扭转刚度K＝M/θ。
本实用新型的有益效果：国内由于受试验设备及检测技术等因素的影响，还没有轴箱弹簧轴向与扭转复合加载的试验装置及方法。本实用新型通过采用轴箱弹簧加推力轴承串联安装，首先对轴箱弹簧施加一恒定轴向载荷，然后在水平方向施加位移，通过力臂转换对轴箱弹簧施加扭转角度，这种试验装置及方法的发明，从根本上解决了上述技术难题，能准确完成轴箱弹簧轴向与扭转复合加载试验。
附图说明：
图1是本实用新型的结构示意主视图；
图2是本实用新型的结构示意俯视图；
图3是本实用新型的结构示意左视图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型做进一步的描述。
如图1-3所示，一种轴箱弹簧轴向与扭转复合加载试验装置，包括一台二通道电液伺服试验机，试验装置包括轴向加载部分1和扭转加载部分2。轴向加载部分1位于轴箱弹簧3的轴向位置上，对轴箱弹簧3从轴向施加试验力；扭转加载部分2位于轴箱弹簧3的径向方向，对轴箱弹簧3从径向方向施加扭转加载试验力。
所述的轴向加载部分1包括试验机轴向加载通道4、固定芯轴5、扭转固定杆6、侧支撑座7、锁紧螺栓8、推力轴承9、固定座10。轴箱弹簧是采用紧固螺栓与扭转力臂固定后安装于推力轴承上；固定芯轴5与轴箱弹簧3内套为锥度配合，下端通过锁紧螺栓8将其与内套锁紧，上端安装扭转固定杆6；扭转固定杆6两端安装侧支撑座7，侧支撑座7上端加工有U形孔，U形孔可以保证内套不会因外套扭转产生转动，同时满足轴向加载要求。
所述的扭转加载部分包括试验机水平加载通道11、推力杆轴承9、固定座10、扭转力臂12和扭转转换装置13，轴箱弹簧3外套是通紧固件14与扭转力臂12安装在一起，用于施加扭转角度，推力轴承9是安装于固定座10与扭转臂12之间，推力轴承9在承受轴向载荷的同时还能实现扭转加载，这样就实现了轴向与扭转复合加载的要求。其中扭转转换装置13由扭转杆一15、扭杆杆二16、扭转销一17、扭转销二18和扭转力臂12组成；扭转杆一15和扭杆杆二16通过扭转销一17和扭转销二18形成一个万向联轴节；试验机水平加载通道施加的水平直线位移，通过由扭转杆一15、扭杆杆二16、扭转销一17和扭转销二18形成的万向联轴节传递给扭转力臂12，将直线位移转换成扭转角度，通过扭转力臂12对轴箱弹簧3外套施加扭转角度，完成扭转加载。
试验时将轴箱弹簧安装于试验机中心，轴向加载通道以30kN/min的加载速度加载至45kN，并保持不变，水平加载通道以10mm/min加载速度施加位移，使扭转力臂产生扭转角度θ，记录水平F载荷和位移S，其中L为加载力臂长(200mm)。按公式1计算扭转力矩M、扭转角度θ、扭转刚度K。
计算公式：
扭转力矩M＝F1*S1；扭转角度θ＝(arctanS1/L)π/180；扭转刚度K＝M/θ。

Claims (4)

1.一种轴箱弹簧轴向与扭转复合加载试验装置，包括一台二通道电液伺服试验机，其特征在于：试验装置包括轴向加载部分和扭转加载部分；轴向加载部分位于轴箱弹簧的轴向位置上，对轴箱弹簧从轴向施加试验力；扭转加载部分位于轴箱弹簧的径向方向，对轴箱弹簧从径向方向施加扭转加载试验力。
2.如权利要求1所述的轴箱弹簧轴向与扭转复合加载试验装置，其特征在于：所述的轴向加载部分包括试验机轴向加载通道、固定芯轴、扭转固定杆、侧支撑座、锁紧螺栓、推力轴承、固定座；轴箱弹簧是采用紧固螺栓与扭转力臂固定后安装于推力轴承上；固定芯轴与轴箱弹簧内套为锥度配合，下端通过锁紧螺栓将其与内套锁紧，上端安装扭转固定杆；固定杆两端安装侧支撑座，侧支撑座上端加工有U形孔。
3.如权利要求1所述的轴箱弹簧轴向与扭转复合加载试验装置，其特征在于：所述的扭转加载部分包括试验机水平加载通道、推力杆轴承、固定座和扭转转换装置，轴箱弹簧外套是通紧固件与扭转力臂安装，用于施加扭转角度，推力轴承是安装于固定座与扭转臂之间，推力轴在承受轴向载荷的同时还能实现扭转加载，从而实现轴向与扭转复合加载的要求。
4.如权利要求3所述的轴箱弹簧轴向与扭转复合加载试验装置，其特征在于：扭转转换装置由扭转杆一、扭杆杆二、扭转销一、扭转销二和扭转力臂组成；扭转杆一和扭杆杆二通过扭转销一和扭转销二形成一个万向联轴节；试验机水平加载通道施加的水平直线位移，通过由扭转杆一、扭杆杆二、扭转销一和扭转销二形成的万向联轴节传递给扭转力臂，将直线位移转换成扭转角度，通过扭转力臂对轴箱弹簧外套施加扭转角度，完成扭转加载。
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