CN209043623U - 一种铁道车辆转向架动态调试试验台 - Google Patents

Abstract

本实用新型是涉及铁路机车车辆转向架进行动态调试测试领域，具体涉及一种铁道车辆转向架动态调试试验台。本实用新型通过试验用转向架、约束转向架的施力框架、作动器、用于固定作动器的钢制框架、基础块、铺设在基础块上的导轨、用于基础块隔振的橡胶弹簧、传动装置、环境模拟装置、一对稀油站、轨道、风机、地基和加强横梁的设置，可以进行转向架的制动试验、黏着试验、动态性能和踏面磨耗试验测试。

Description

一种铁道车辆转向架动态调试试验台

技术领域

本实用新型属于铁路机车车辆转向架进行动态调试测试技术领域，具体涉及一种铁道车辆转向架动态调试试验台。

背景技术

随着铁路高速化的发展，加上中国动车组运行十余年来各部件的服役环境恶化，暴露在转向架、轮轴和车体等的结构强度问题逐渐增多，加上中国幅员辽阔，列车运行环境有很大的不同，因此开展各种环境条件下的转向架轮轴疲劳试验是有必要的。

随着列车运行里程的增加，转向架和钢轨都出现了不同程度的磨耗问题，磨耗后的车辆情况对于转向架部件的振动冲击越来越严重，极大的影响到车辆部件的寿命。同时，随着中国西成高铁的开通，大长下坡线路对于高速列车制动系统的考验是头等大难题。因此建设铁道车辆转向架动态调试试验台是非常有必要的。在试验台上同时可以进行新设计转向架的动态运行以及开展车线黏着问题的研究。

现有的转向架动态性能试验台主要偏重于机车车辆的动态运行，主要指机车车辆的平稳性、舒适性和安全性测试，无法在试验台上进行长期的转向架轮轴的疲劳强度试验；同时粘着试验和制动试验需要滚轮有巨大的惯性及转动惯量，现有试验台由于滚轮转动惯量较小，无法进行粘着和制动性能试验。

同样，受环境装置的影响，现有试验台建设初期没有考虑转向架在各种环境条件下进行动态条件，没有预留环境装置的接口，导致转向架部件环境试验和动态调试试验无法在一个试验台上进行。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种铁道车辆转向架动态调试试验台，旨在解决在各种环境条件下完成转向架轮轴疲劳试验、制动试验、黏着试验、动态性能测试同时还可以完成轮对脱轨及踏面磨耗试验等相关试验的问题。在一个试验台上完成可以大大的节约试验成本、提高试验效率，试验结果真实可靠，还能满足不同轴距、不同轨距的转向架；并且试验时对周围环境影响很小。

本实用新型实现其实用新型目所采用的技术方案是：

一种铁道车辆转向架动态调试试验台，至少包括钢制框架，还包括施力框架、固定在钢制框架的作动器、基础块、铺设在基础块上的导轨、用于基础块隔振的橡胶弹簧、传动装置、环境模拟装置、稀油站、轨道、风机、地基和加强横梁，所述导轨安装在基础块上表面，所述基础块下设置橡胶弹簧，所述钢制框架和传动装置滑动连接在导轨上，且传动装置位于钢制框架内，所述传动装置上设置环境模拟装置，所述施力框架设置在环境模拟装置内，所述作动器可拆卸连接在钢制框架上，且作动器作用端作用方向位于施力框架，所述轨道可拆卸连接在地基上，所述稀油站设置在地基上，所述稀油站与传动装置连通，所述钢制框架外可拆卸连接加强横梁，所述风机设置在传动装置上。

所述的传动装置的具体构成包括：电机、第一联轴器、第二联轴器、第三联轴器、齿轮箱、饼式扭矩传感器、膜片联轴器、轴承座、滚轮、转向器和万向联轴器，所述电机驱动端通过第一联轴器与齿轮箱一端连接，所述齿轮箱另一端通过第二联轴器与饼式扭矩传感器一端连接，所述滚轮通过轴承座支撑，且滚轮一端通过膜片联轴器与饼式扭矩传感器另一端连接，滚轮另一端通过第三联轴器与转向器连接，所述传动装置为两个，两个传动装置的转向器之间通过万向联轴器连接，所述稀油站与齿轮箱和轴承座连通。

所述滚轮包括：飞轮组、两个轨道轮和转轴，所述转轴可拆卸连接在轴承座内，所述飞轮组和轨道轮之间贴合套装在转轴外圆周面，且飞轮组位于两个轨道轮之间，所述转向架位于轨道轮上，所述两个轨道轮和飞轮组开有贯穿孔，所述贯穿孔内插装紧固螺杆。

所述滚轮的转动惯量为20000kg·m2。

所述的地基为下凹于地面且上端敞口的矩形结构，所述基础块设置在地基矩形结构内下底面，所述轨道可拆卸连接在地基上，且与传动装置顶端水平，所述稀油站设置在地基矩形结构内下底面。

所述传动装置中的滚轮和施力框架均位于环境模拟装置内腔。

所述钢制框架包括：立柱、横梁以及纵梁，所述立柱垂直滑动连接导轨上，所述横梁可拆卸连接在立柱上，所述纵梁可拆卸连接在横梁上。

所述作动器为三组作动器，均可拆卸连接在施力框架上，其中一组作动器垂直于施力框架，另一组作动器纵向作用于施力框架，第三组作动器横向作用于施力框架。

所述风机为两对，分被设置在传动装置上，两对所述风机出风方向分别位于施力框架下方两侧。

本实用新型的有益效果是：

1、在一个试验台上，既可以进行转向架轮轴疲劳试验，又可以进行转向架的制动试验、黏着试验、动态性能和踏面磨耗试验测试。较之单纯的滚动试验台和单纯的制动试验台，试验成本低，试验更加方便快捷，试验效率高。并且轮轴疲劳试验和转向架动态性能和踏面磨耗试验测试同时进行，加上可以模拟不同的环境条件，与实际列车运行情况更接近。得到的试验数据更加真实，为列车的设计与维护提供更加可靠的试验数据。

2、本试验台可以通过轨轮组成中的轨道轮和飞轮来改变其转动惯量，同时也可以改变飞轮的厚度和位置来适应不同的轨距转向架，通过移动驱动系统来适用不同轴距的转向架，最终在一个试验台上对各种转向架通用。

3、本试验台地基下方及周围安装有橡胶隔振装置，试验过程中由于转动产生的振动由这些隔振装置吸收，从而保证了试验区周围的建筑物以及居民生活环境不受影响；同时，试验区域也同样受到保护不被外界环境影响，使得试验数据更加真实可信。

4、本试验台两套驱动装置通过万向联轴器连接进行同步，在试验中如果需要模拟前后轮对速度差，或者进行单轮对的试验，可以断开万向联轴器来进行实现，大大的丰富了试验方案。

这样的传动系统可以有效的驱动滚轮，两套驱动装置通过万向联轴器连接进行同步，在试验中如果需要模拟前后轮对速度差，或者进行单轮对的试验，可以断开万向联轴器来进行实现，大大的丰富了试验方案。

附图说明

图1为本实用新型主视图；

图2为本实用新型侧视结构示意图；

图3为本实用新型俯视结构示意图；

图4为本实用新型驱动装置的结构示意图。

图中：1-转向架；2-施力框架；3-作动器；4-钢制框架；4a-立柱；4b-横梁；4c-纵梁；5-基础块；6-导轨；7-橡胶弹簧；8-传动装置；8a-电机；8b1-第一联轴器；8b2-第二联轴器；8b3-第三联轴器；8c-齿轮箱；8d-饼式扭矩传感器；8e-膜片联轴器；8f-轴承座；8g-滚轮；8g1-飞轮组；8g2-轨道轮；8g3-转轴；8h-转向器；8i-万向联轴器；9-环境模拟装置；10-稀油站；11-轨道；12-风机；13-地基；14-加强横梁。

具体实施方式

实施例1：

图1~4示出：本次实用新型的一种具体实施方式是：一种铁道车辆转向架动态调试试验台，至少包括钢制框架4，还包括施力框架2、固定在钢制框架4的作动器3、基础块5、铺设在基础块5上的导轨6、用于基础块5隔振的橡胶弹簧7、传动装置8、环境模拟装置9、稀油站10、轨道11、风机12、地基13和加强横梁14，所述导轨6安装在基础块5上表面，所述基础块5下设置橡胶弹簧7，所述钢制框架4和传动装置8滑动连接在导轨6上，且传动装置8位于钢制框架4内，所述传动装置8上设置环境模拟装置9，所述施力框架2设置在环境模拟装置9内，所述作动器3可拆卸连接在钢制框架4上，且作动器3作用端作用方向位于施力框架2，所述轨道11可拆卸连接在地基13上，所述稀油站10设置在地基13上，所述稀油站10与传动装置连通，所述钢制框架4外可拆卸连接加强横梁14，所述风机12设置在传动装置8上。

实际使用时：

通过基础块5和地基13之间的橡胶弹簧7设置，可以减少在试验时外界震动因素影响，增加试验准确性。导轨6通过预埋件与基础块5可拆卸连接；预埋件可以保证导轨6的稳定性，钢制框架4可以在导轨6上移动，能够根据实验需要进行前后调节，以适应不同规格转向架1的试验需求，加强横梁14可以进一步的提升钢制框架4的稳定性，风机12能够对转向架1在被测过程中轴承的发热进行冷却，稀油站10主要为传动系统进行冷却，保证传送装置能够正常工作。

进行测试时，首先将转向架1通过轨道11推入传动装置8上，将传动装置8与施力框架2进行连接，然后在被测转向架1的构架枕梁位置、制动吊座、悬挂位置布置加速度传感器和应变片；然后将布置的传感器和应变片线缆接到专用数据采集器上，再与计算机进行连接。同时将作动器3与施力框架2三个受力方向进行连接，将现有技术中的环境模拟装置9进行密闭，然后启动传动装置8，传动装置8带动转向架1的车轮转动，同时作动器3对施力框架2进行压力施加，通过施力框架2可以模拟载荷，模拟列车对转向架1不同的载荷条件，在环境模拟装置9中通过改变转向架1服役的日常环境条件，对转向架1在相应服役环境过程中应对各种条件的情况进行测试。通过传动装置8上的传感器以及转向架1上的传感器和应变片的设置，可以得到转向架1的枕梁、横梁、悬挂位置、电机、齿轮箱以及制动吊座位置的振动加速度、位移和应力等参数，对比相应的设计标准，来预测转向架的服役可靠性问题。

同时通过调节传动装置的速度，带动转向架的车轴进行转动，测试不同速度条件下的加速度和应力参数。

结束试验后，按照启动的倒序关闭系统。

本实验系统有效地保证试验的多样性，通过模拟实际列车可能遇到的情况进行实际模拟测试，大大提升了试验效率，以及参数准确性。

试验测试转向架1不同位置的加速度数值，具体的数值要求不同位置的加速度不能超过EN13749-2011中P28页中表D.1和表D.2的加速度要求。要求不同工况条件下，测试的应力点不能超过材料相应的屈服强度或者许用应力。

EN13749-2011中P28页中表D.1和表D.2的加速度要求：

D.1--架装设备的典型加速的

D2轴箱安装设备典型加速度

方向	异常加速度	疲劳加速度
			垂直	±70g	±25g
侧向	±10g	±5g
			纵向	±10g	±5g

例如：测试转向架构架一系悬挂位置的三个方向加速度，要求加速度数值不能超过EN13749-2011中P28页中表D.1中规定的：垂向±20g；横向±10g；纵向±3g或者5g根据不同的转向架类型决定。

测试制动吊座位置应力，对应位置的材料是S355J2W(H)材料，要求测试的最大应力不能超过其材料屈服强度355MPa，在正常工况下不能超过材料的许用应力305MPa。

实施例2：

如图1-4所示的一种铁道车辆转向架动态调试试验台，所述的传动装置8的具体构成包括：电机8a、第一联轴器8b1、第二联轴器8b2、第三联轴器8b3、齿轮箱8c、饼式扭矩传感器8d、膜片联轴器8e、轴承座8f、滚轮8g、转向器8h和万向联轴器8i，所述电机8a驱动端通过第一联轴器8b1与齿轮箱8c一端连接，所述齿轮箱8c另一端通过第二联轴器8b2与饼式扭矩传感器8d一端连接，所述滚轮8g通过轴承座8f支撑，且滚轮8g一端通过膜片联轴器8e与饼式扭矩传感器8d另一端连接，滚轮8g另一端通过第三联轴器8b3与转向器8h连接，所述传动装置8为两个，两个传动装置8的转向器8h之间通过万向联轴器8i连接，所述稀油站10与齿轮箱8c和轴承座8f连通。

优选的是所述滚轮8g包括：飞轮组8g1、两个轨道轮8g2和转轴8g3，所述转轴8g3可拆卸连接在轴承座8f内，所述飞轮组8g1和轨道轮8g2之间贴合套装在转轴8g3外圆周面，且飞轮组8g1位于两个轨道轮8g2之间，所述转向架1位于轨道轮8g2上，所述两个轨道轮8g2和飞轮组8g1开有贯穿孔，所述贯穿孔内插装紧固螺杆8g4。

优选的是所述滚轮8g的转动惯量为20000 kg·m2。

实际使用时：

启动传动装置8时，首先为电机8a进行供电启动，然后电机8a驱动端带动第一联轴器8b1转动，第一联轴器8b1转动带动齿轮箱8c运转，齿轮箱8c通过第二联轴器8b2、饼式扭矩传感器8d和膜片联轴器8e带动滚轮8g在轴承座8f内旋转，滚轮8g与转向架1贴合，从而带动转向架1运转，滚轮8g旋转，带动第三联轴器8b3旋转，同时带动转向器8h运转，由于是两组传动装置，两组传动装置8的转向器8h之间通过万向联轴器8i连接。

这样的传动系统可以有效的驱动滚轮，两套驱动装置通过万向联轴器连接进行同步，在试验中，如果需要模拟前后轮对速度差，或者进行单轮对的试验，可以断开万向联轴器来进行实现，大大的丰富了试验方案。

在试验测试时，首先根据试验需要，进行转动惯量的调节，通过调节飞轮组8g1的个数以及质量来改变试验所需的转动惯量，然后根据转向架1的轨距安装轨道轮8g2，并将轨道轮8g2固定在转轴8g3上。

这样的滚轮系统，可以改变不同的转动惯量，模拟转向架在不同长大下坡条件下制动工况。也可以通过改变轨道轮的横向间隔满足不同类型的转向架1，通过改变轨道轮的不圆情况，来模拟线路条件下轨道对转向架的影响。

实施例3：

根据图1~4所示的一种铁道车辆转向架动态调试试验台，所述的地基13为下凹于地面且上端敞口的矩形结构，所述基础块5设置在地基13矩形结构内下底面，所述轨道11可拆卸连接在地基13上，且与传动装置8顶端水平，所述稀油站10设置在地基13矩形结构内下底面。

优选的是所述转向架1、传动装置8中的滚轮8g和施力框架2均位于环境模拟装置9内腔。

优选的是所述钢制框架4包括：立柱4a、横梁4b以及纵梁4c，所述立柱4a垂直滑动连接导轨6上，所述横梁4b可拆卸连接在立柱4a上，所述纵梁4c可拆卸连接在横梁4b上。

优选的是所述风机12为两对，分被设置在传动装置8上，两对所述风机12出风方向分别位于施力框架2下方两侧。

实际使用时，

钢制框架4的立柱4a，滑动连接在导轨6上，通过在轨道11上移动，来满足不同试验测试的需求；在立柱4a之间通过横梁4b和纵梁4c保证立柱4a垂直于基础块5，同时通过钢制框架4使作动器3对施力框架2进行压力的施加，地基13为内凹型，可以使轨道11不需要提升既可以对接，增加实验的方便性和通用性以及安全性，减少试验成本。

在转向架1运行过程中对通过风机12转向架1的四个轴箱进行吹风，进行降温。

这样的风机有效的保证转向架转1动过程中轴承发热进行冷却。

Claims (9)

1.一种铁道车辆转向架动态调试试验台，至少包括钢制框架（4），其特征在于：还包括施力框架（2）、固定在钢制框架（4）的作动器（3）、基础块（5）、铺设在基础块（5）上的导轨（6）、用于基础块（5）隔振的橡胶弹簧（7）、传动装置（8）、环境模拟装置（9）、稀油站（10）、轨道（11）、风机（12）、地基（13）和加强横梁（14），所述导轨（6）安装在基础块（5）上表面，所述基础块（5）下设置橡胶弹簧（7），所述钢制框架（4）和传动装置（8）滑动连接在导轨（6）上，且传动装置（8）位于钢制框架（4）内，所述传动装置（8）上设置环境模拟装置（9），所述施力框架（2）设置在环境模拟装置（9）内，所述作动器（3）可拆卸连接在钢制框架（4）上，且作动器（3）作用端作用方向位于施力框架（2），所述轨道（11）可拆卸连接在地基（13）上，所述稀油站（10）设置在地基（13）上，所述稀油站（10）与传动装置连通，所述钢制框架（4）外可拆卸连接加强横梁（14），所述风机（12）设置在传动装置（8）上。

2.根据权利要求1所述的一种铁道车辆转向架动态调试试验台，其特征在于：所述的传动装置（8）的具体构成包括：电机（8a）、第一联轴器（8b1）、第二联轴器（8b2）、第三联轴器（8b3）、齿轮箱（8c）、饼式扭矩传感器（8d）、膜片联轴器（8e）、轴承座（8f）、滚轮（8g）、转向器（8h）和万向联轴器（8i），所述电机（8a）驱动端通过第一联轴器（8b1）与齿轮箱（8c）一端连接，所述齿轮箱（8c）另一端通过第二联轴器（8b2）与饼式扭矩传感器（8d）一端连接，所述滚轮（8g）通过轴承座（8f）支撑，且滚轮（8g）一端通过膜片联轴器（8e）与饼式扭矩传感器（8d）另一端连接，滚轮（8g）另一端通过第三联轴器（8b3）与转向器（8h）连接，所述传动装置（8）为两个，两个传动装置（8）的转向器（8h）之间通过万向联轴器（8i）连接，所述稀油站（10）与齿轮箱（8c）和轴承座（8f）连通。

3.根据权利要求2所述的一种铁道车辆转向架动态调试试验台，其特征在于：所述滚轮（8g）包括：飞轮组（8g1）、两个轨道轮（8g2）和转轴（8g3），所述转轴（8g3）可拆卸连接在轴承座（8f）内，所述飞轮组（8g1）和轨道轮（8g2）之间贴合套装在转轴（8g3）外圆周面，且飞轮组（8g1）位于两个轨道轮（8g2）之间，所述转向架（1）位于轨道轮（8g2）上，所述两个轨道轮（8g2）和飞轮组（8g1）开有贯穿孔，所述贯穿孔内插装紧固螺杆（8g4）。

4.根据权利要求3所述的一种铁道车辆转向架动态调试试验台，其特征在于：所述滚轮（8g）的转动惯量为20000 kg·m2。

5.根据权利要求1所述的一种铁道车辆转向架动态调试试验台，其特征在于：所述的地基（13）为下凹于地面且上端敞口的长方体结构，所述基础块（5）设置在地基（13）长方体结构内下底面，所述轨道（11）可拆卸连接在地基（13）上，且与传动装置（8）顶端水平，所述稀油站（10）设置在地基（13）长方体结构内下底面。

6.根据权利要求1所述的一种铁道车辆转向架动态调试试验台，其特征在于：所述传动装置（8）中的滚轮（8g）和施力框架（2）均位于环境模拟装置（9）内腔。

7.根据权利要求1所述的一种铁道车辆转向架动态调试试验台，其特征在于：所述钢制框架（4）包括：立柱（4a）、横梁（4b）以及纵梁（4c），所述立柱（4a）垂直滑动连接导轨（6）上，所述横梁（4b）可拆卸连接在立柱（4a）上，所述纵梁（4c）可拆卸连接在横梁（4b）上。

8.根据权利要求1所述的一种铁道车辆转向架动态调试试验台，其特征在于：所述作动器（3）为三组作动器（3），均可拆卸连接在施力框架（2）上，其中一组作动器（3）垂直于施力框架（2），另一组作动器（3）纵向作用于施力框架（2），第三组作动器（3）横向作用于施力框架（2）。

9.根据权利要求1所述的一种铁道车辆转向架动态调试试验台，其特征在于：所述风机（12）为两对，分被设置在传动装置（8）上，两对所述风机（12）出风方向分别位于施力框架（2）下方两侧。