CN204944857U - 一种轮轨故障检测试验台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种轮轨故障检测试验台，由试验台架，主系统，驱动电机，车厢加载装置及轨道等组成。该轮轨故障检测试验台以驱动电机为动力源，通过安装于试验台架上方车厢加载装置中液压泵的操作，对主系统进行加压，使轮对能够模拟不同载荷工况下的运动状态。并通过安装于轴箱上端的加速度传感器进行振动信号采集，从而通过对振动信号的处理判定轮轨表面故障的类型。该试验台结构简单紧凑，操作简单，为轮轨表面故障诊断研究提供一个有效的试验验证平台。

Description

一种轮轨故障检测试验台

技术领域

本实用新型涉及一种检测试验台，尤其涉及一种高速列车轮轨故障检测试验台。

背景技术

随着高速列车的飞速发展，其行驶安全越来越受到人们的关注。列车的牵引、制动和运行都需要依靠轮轨之间的滚动接触来实现。轮轨之间的作用品质直接影响到列车的运行质量与安全。轮轨接触时主要出现的故障如点蚀、凹坑，裂纹等大都出现在轮轨表面。在此背景下，大量故障诊断方法被应用于轮轨故障前期研究中，若用于方法论证的数据均采取现场采样的形式，费时费力且成本高昂。因此，在此提出一种基于实验室条件下的检测试验装置，通过在实验室内设置一种变载荷的轮轨故障试验台，测量不同承载下的轮轨振动信号，进而分析得出轮轨运行状态下的信号特征，诊断故障类型，测量方法和装置简单,易于操作。

现有的对于轮轨故障的诊断方法验证所用数据，大都采取现场采样的形式进行信号采集。并没有专门检测轮轨故障的装置。因此急需设计一种能够模拟轮轨表面故障情况下列车运行状态的试验台，再现轮轨故障时列车的振动过程，为轮轨故障诊断领域提供有用数据。

发明内容

为解决上述问题所采用的技术方案：一种高速列车轮轨故障检测试验台，其特征在于：该试验台包括试验台架，主系统，驱动电机，车厢加载装置及轨道。所述主系统安装在试验台架的上部，由横梁卡槽及轨道进行定位。主系统为对称结构，包括构架、轮对、连对轴箱弹簧悬挂装置、轴箱、膜式空气弹簧、摇枕、横梁和加速度传感器。同步带轮有两个，分别位于两轮对主轴的中间部位。所述驱动电机位于试验台架下方，轮对主轴由驱动电机通过同步带传动。所述轨道位于轮对正下方，两者之间为面接触。所述车厢加载装置位于主系统正上方。

本实用新型与背景技术相比，具有的有益效果是：

（1）轨道轮对化，运行轨道为轮对形式，通过安装位固定在实验台架下部、车轮正下方，两者之间为面接触，将试验台的运行固定在有限范围内，节省实验空间。

（2）一机两动轮，两轮对主轴上安装位置带轮不对称，驱动电机主轴上存在两个带轮，通过同步带分别带动两轮对主轴的转动。采用同步带传动，可实现过载保护。

（3）载荷可操控，车厢加载装置安装有两个液压缸，分别对主系统中两个膜式空气弹簧进行加载操作，载荷经摇枕、构架及连对轴箱弹簧悬挂装置传送至轮对。便于载荷大小的有效控制。

（4）拆卸简单化，横梁卡槽为上端开放式U形槽，根据不同的载荷运行状态，主系统位置可在U形槽一定范围内进行调动，便于主系统的拆装。减小了人工劳动强度，提高工作效率。

该轮轨故障检测试验台结构紧凑，使用方便，成本低易于实现。对确保高速、重载铁路安全运营等具有十分重要意义。

附图说明

图1为本实用新型试验台整体结构示意图；

图2为本实用新型试验台主系统结构示意图；

图3为本实用新型试验台驱动电机与轮对结构示意图。

图4为本实用新型试验台轨道结构示意图。

图5为本实用新型试验台车轮结构示意图。

附图标记：1-试验台架，2-横梁卡槽，3-连对轴箱弹簧悬挂装置，4-驱动电机，5-同步带，6-带轮，7-轨道，8-轴箱，9-轮对，10-构架，11-加速度传感器，12-膜式空气弹簧，13-摇枕，14-横梁，15-液压缸，16-下输油管，17-上输油管，18-二通阀，19-压力表，20-液压泵。

具体实施方式

如附图1所示，一种模拟高速列车轮轨故障在不同承载下行驶并进行测试的试验台，该试验台由试验台架1，主系统，驱动电机4，车厢加载装置及轨道7组成。主系统通过试验台架1上的横梁卡槽2安装在试验台架1的上部，横梁卡槽2上端为开放式U形槽，主系统可进行上下浮动调节，便于拆装及加载操作。车厢加载装置位于主系统上方，载荷由液压缸15对膜式空气弹簧12进行加压。驱动电机4安装于试验台架1下部，通过同步带5驱动轮对9主轴旋转，轮对9带动轨道7转动。轨道固定于试验台架下部。

加载装置包括液压缸15、下输油管16、上输油管17、二通阀18、压力表19以及液压泵20。液压缸15通过螺母固定在试验台架1上部，液压缸15上连接有下输油管16、上输油管17，下输油管16直接连接液压泵20，上输油管17连接有二通阀18，再通过上输油管17连接液压泵20，液压泵下输油管16处安装有压力表19。由液压泵20的作用通过控制输油管16、17将液压油传递给液压缸15，实现液压缸15上液压杆的升降，从而实现加载的作用。其中，二通阀18起保压作用。液压泵20上安装有压力表19，通过对压力表19显示数值的观测，模拟实际工况，有效精确地控制加载载荷的大小。

如附图2所示，所述主系统为对称结构，包括构架10，轮对9，连对轴箱弹簧悬挂装置3，轴箱8，膜式空气弹簧12，摇枕13，横梁14和加速度传感器11。主系统安装在试验台架的上部。在轮对中间部位安装有同步带轮，轮对主轴由驱动电机通过同步带驱动旋转。加速度传感器11安装于轴箱8上表面，通过对轮轨振动信号的收集与处理，判断轮轨故障状况。

如附图3所示，所述驱动电机4安装于试验台架1下部，驱动电机4输出轴上安装有两个带轮6。两个轮对9主轴上分别安装有一个带轮6，其安装部位不对称。驱动电机4通过输出轴上的带轮6带动同步带5同时驱动两轮对9主轴上的带轮6做旋转运动。

如附图4所示，行走轨道轮对化，标准轨道以轮对的形式出现，使试验台的操作局限在试验台的运行固定在空间内。

如附图5所示，车轮与主轴之间采用花键连接，便于拆卸与更换。

本发明的工作原理如下：

进入实验状态后，通过控制液压泵20将液压油经过上输油管17输送进入给液压缸15，液压缸15中液压杆将下压，对主系统进行加载操作。对液压泵20上安装的压力表19显示数值进行观测，再对液压泵20操作，可准确控制载荷大小。此时，因垂向载荷的作用，横梁14在横梁卡槽2的垂向位置发生微量移动，主系统整体下移。载荷经过主系统传递至轨道7，使两者紧密贴合。接通驱动电机4电源，驱动电机4通过同步带5传动同时驱动主系统两端轮对9旋转，主系统带动轨道7做旋转运动。主系统的振动信号由加速度传感器11转换为电信号输出进行数据采集。通过对数据的实时处理判断轮轨故障状况。实验结束后，断开驱动电机4电源，对液压泵20进行逆向操作，使液压油通过下输油管16输入给液压缸15，液压杆上提，即可解除对主系统的垂向载荷。

Claims (4)

1.一种轮轨故障检测试验台，由试验台架，主系统，驱动电机，车厢加载装置及轨道组成，其特征在于：主系统通过横梁卡槽安装在试验台架的上部，车厢加载装置位于主系统上方，通过对液压泵的操作进行加载，驱动电机位于主系统下方，通过同步带传动驱动轮对主轴旋转，轨道固定于试验台架下部，与轮对实现面接触。

2.根据权利要求1所述的一种轮轨故障检测试验台，其特征在于：所述主系统为对称结构，包括构架（10），轮对（9），连对轴箱弹簧悬挂装置（3），轴箱（8），膜式空气弹簧（12），摇枕（13），横梁（14）和加速度传感器（11），主系统通过试验台架（1）上的横梁卡槽（2）安装在试验台架（1）的上部，横梁卡槽（2）为上端开放式U形槽，在轮对（9）中间部位安装有同步带轮（6），驱动电机（4）通过同步带驱动轮对（9）主轴旋转，轮对（9）带动轨道（7）转动，载荷由液压缸（15）对膜式空气弹簧（12）进行加压，轴箱（8）上表面安装有加速度传感器（11）。

3.根据权利要求1所述的一种轮轨故障检测试验台，其特征在于：所述加载装置包括液压缸（15）、上输油管（17）、下输油管（16）、二通阀（18）、压力表（19）以及液压泵（20），液压缸（15）通过螺母固定在试验台架（1）的上部。

4.根据权利要求1所述的一种轮轨故障检测试验台，其特征在于：所述驱动电机（4）安装于试验台架（1）下部，输出轴上安装有两个带轮（6），通过同步带（5）分别连接两个轮对（9）主轴上的带轮（6）。