專利名稱：鐵路貨車轉向架側架的三向加載試驗裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及鐵路貨車零部件的試驗設備，尤其是一種用于鐵路貨車轉向架側架疲勞強度試驗的側架三向加載試驗裝置。
背景技術：
目前，在鐵路貨車轉向架零部件疲勞強度試驗方面公認的國際標準是美國鐵路協(xié)會AAR制訂的AAR M203-83《貨車轉向架技術條件》。AAR M203-83《貨車轉向架技術條件》中規(guī)定的側架疲勞試驗是三向加載的，即垂向、橫向和縱向加載。美國的試驗工裝僅適用于其國內標準的轉向架側架形式，沒有通用性，且其試驗工裝在被試側架的導框部位對試件產生水平面內的轉動約束，這一點不符合實際運用中側架的約束狀態(tài)。我國對側架的疲勞試驗只能采用單獨施加垂向載荷的簡化試驗辦法，這種試驗方法與實際運行中的側架受力方式差別很大。能否實現(xiàn)側架三向加載的關鍵在試驗工裝。

發(fā)明內容
本實用新型的目的是針對目前對側架的疲勞試驗采用單獨施加垂向載荷的簡化試驗辦法，影響試驗效果的問題，提供一種與實際運行中的側架受力方式相一致的鐵路貨車轉向架側架的三向加載試驗裝置。
本實用新型的設計中解決的三個技術難點是其一，在消除工裝與被試側架之間的縱向和橫向間隙的同時不約束被試側架應有的自由度；其二，從結構上保證試驗過程中，被試側架不被推翻，保持整個加載系統(tǒng)穩(wěn)定；其三，該試驗工裝應具有通用性，能夠對多種形式的側架產品進行試驗。
本實用新型的技術方案是，采用楔型鐵塊與緊固螺栓相配合來消除工裝與被試側架之間的間隙，采用立面和水平面轉動銷及縱向滑動槽結構來消除側架在加載時不應有的自由度約束；水平面轉動銷的高度和鉸基座的寬度的尺寸匹配，保證了試驗過程中被試側架不被推翻；該試驗工裝的零部件采用活動聯(lián)結，只需要增減適當厚度的鋼墊片或者改變楔鐵的厚度就可以對多種尺寸形式的側架進行試驗。
本實用新型鐵路貨車轉向架側架的三向加載試驗裝置，包括固定鉸基座、滑動鉸基座、中間加載梁。滑動鉸基座和固定鉸基座分別位于側架左右兩端的導框部位，用于固定側架左右兩端的導框部位。中間加載梁位于側架中間的方框部位，用于施加垂向載荷、橫向載荷及縱向載荷。導框、方框為被試側架上的兩個部位，分別位于側架的兩端和中間。
固定鉸基座位于側架右端，包括基座1、水平面轉動座8、水平轉動銷25、立面轉動座3、導框鎖緊頭4、立面轉動銷9、導框縱向鎖緊螺栓12、導框縱向楔鐵壓板13、導框縱向楔鐵11、導框橫向鎖緊螺栓22、導框橫向楔鐵壓板23、導框橫向楔鐵24、導框橫向夾緊體10。基座1通過地腳螺栓固定在試驗臺地基上。水平面轉動座8通過水平轉動銷25與基座1相連接，從而水平面轉動座8可以在水平面內轉動。立面轉動座3通過短螺栓7與水平面轉動座8固定在一起。導框鎖緊頭4通過立面轉動銷9與立面轉動座3相連接，從而導框鎖緊頭4可以繞立面轉動銷9轉動。導框縱向鎖緊螺栓12通過導框縱向楔鐵壓板13與導框鎖緊頭4相連并壓緊在導框縱向楔鐵11上。導框橫向鎖緊螺栓22通過導框橫向楔鐵壓板23與導框橫向夾緊體10相連，并壓緊在導框橫向楔鐵24上。
滑動鉸基座的位于側架左端，包括基座1、水平轉動銷25、縱向滑動槽2、立面轉動座3、導框鎖緊頭4、立面轉動銷9、導框縱向鎖緊螺栓12、導框縱向楔鐵壓板13、導框縱向楔鐵11、導框橫向鎖緊螺栓22、導框橫向楔鐵壓板23、導框橫向楔鐵24、導框橫向夾緊體10?；?通過地腳螺栓固定在試驗臺地基上；縱向滑動槽2通過水平轉動銷25與基座1相連接，從而可以在水平面內轉動。立面轉動座3的下部放置在縱向滑動槽2的縱向槽中，從而立面轉動座3可以沿縱向滑動。導框鎖緊頭4通過立面轉動銷9與立面轉動座3相連接，從而導框鎖緊頭4可以繞立面轉動銷9轉動。導框縱向鎖緊螺栓12通過導框縱向楔鐵壓板13與導框鎖緊頭4相連并壓緊在導框縱向楔鐵11上。導框橫向鎖緊螺栓22通過導框橫向楔鐵壓板23與導框橫向夾緊體10相連，并壓緊在導框橫向楔鐵24上。
中間加載梁包括墊圈5、鐵鐓6、側架加載梁17和方框縱向鎖緊螺栓15、楔鐵壓板16、方框縱向楔鐵14、四孔座20、四孔座固定螺桿21、方框橫向鎖緊絲杠19。墊圈5放置在側架方框底部，其上面放置鐵鐓6和側架加載梁17。方框縱向鎖緊螺栓15通過方框縱向楔鐵壓板16壓緊在方框縱向楔鐵14上。四孔座20通過四孔座固定螺桿21與側架加載梁17固定在一起。方框橫向鎖緊絲杠19直接壓緊在方框的邊緣上。
本實用新型解決了側架的疲勞試驗只能采用單獨施加垂向載荷，影響試驗效果的問題，提供了一種與實際運行中的側架受力方式相一致的鐵路貨車轉向架側架的三向加載試驗裝置，試驗效果準確可靠。


圖1是本實用新型與被試側架組裝狀態(tài)的主視圖；圖2是本實用新型與被試側架組裝狀態(tài)的俯視圖；圖3是本實用新型與被試側架組裝狀態(tài)的左視圖；圖4是側架加載梁零件主視圖；圖5是側架加載梁零件左視圖；圖6是側架加載梁零件俯視圖；圖7是導框鎖緊頭零件主視圖；圖8是導框鎖緊頭零件左視圖；圖9是導框鎖緊頭零件俯視圖；圖10是導框橫向夾緊體零件主視圖；圖11是導框橫向夾緊體零件左視圖；圖12是導框橫向夾緊體零件俯視圖；圖13是四孔座零件主視圖；圖14是四孔座零件俯視圖；圖15是基座零件主視圖；圖16是基座零件左視圖；圖17是基座零件俯視圖；圖18是立面轉動座零件主視圖；圖19是立面轉動座零件左視圖；圖20是立面轉動座零件俯視圖。
圖中，1.基座 2.縱向滑動槽 3.立面轉動座 4.導框鎖緊頭 5.墊圈 6.鐵墩 7.短螺栓 8.水平面轉動座 9.立面轉動銷 10.導框橫向夾緊體 11.導框縱向楔鐵 12.導框縱向鎖緊螺栓 13.導框縱向楔鐵壓板14.方框縱向楔鐵 15.方框縱向鎖緊螺栓 16.方框縱向楔鐵壓板 17.側架加載梁 18.垂向加載鞍 19.方框橫向鎖緊絲杠 20.四孔座 21.四孔座固定螺桿 22.導框橫向鎖緊螺栓 23.導框橫向楔鐵壓板 24.導框橫向楔鐵 25.水平轉動銷。
具體實施方式
以下結合附圖所示的實施例對本實用新型做進一步說明如圖1-圖3所示，本實用新型主要包括三個部分組成1.固定鉸基座；2.滑動鉸基座；3.中間加載梁。固定鉸基座和滑動鉸基座分別用于固定側架左右兩端的導框部位(導框、方框為被試側架上的兩個部位，分別位于側架的兩端和中間，參見附圖1)；中間加載梁位于側架的中間的方框部位，用于施加垂向載荷、橫向載荷及縱向載荷。
為了表達方便起見，規(guī)定縱向為附圖1中的左右方向，橫向為附圖1中垂直紙面的方向，垂向為附圖1中的上下方向。
1.鐵路貨車轉向架側架的三向加載試驗裝置的具體構造及安裝1.1固定鉸基座基座1通過地腳螺栓固定在試驗臺地基上；水平面轉動座8通過水平轉動銷25與基座1相連接，從而水平面轉動座8可以在水平面內轉動；立面轉動座3通過短螺栓7與水平面轉動座8固定在一起(見附圖1)；導框鎖緊頭4通過立面轉動銷9與立面轉動座3相連接，從而導框鎖緊頭4可以繞立面轉動銷9轉動。
導框縱向鎖緊螺栓12的鎖緊力通過導框縱向楔鐵壓板13作用在導框縱向楔鐵11上來實現(xiàn)側架導框部位的縱向撐緊固定(參見附圖2)；導框橫向鎖緊螺栓22的鎖緊力通過導框橫向楔鐵壓板23和導框橫向楔鐵24作用在導框橫向鎖緊頭10上來實現(xiàn)側架導框部位的橫向夾緊固定(參見附圖2、3)。
1.2滑動鉸基座滑動鉸基座的構造和安裝與固定鉸基座相比較，區(qū)別在于用縱向滑動槽2替代了水平面轉動座8并且取消了短螺栓7。
縱向滑動槽2通過水平轉動銷25與基座1相連接，從而可以在水平面內轉動；立面轉動座3的下部放置在縱向滑動槽2的縱向槽中(見附圖3)，從而立面轉動座3可以沿縱向滑動。
其余部分的安裝及與側架導框的連接固定方式與固定鉸基座完全相同。
1.3側架加載梁墊圈5放置在側架方框底部，其上面放置鐵鐓6和側架加載梁17。
方框縱向鎖緊螺栓15的鎖緊力通過方框縱向楔鐵壓板16作用在方框縱向楔鐵14上來實現(xiàn)側架方框部位的縱向撐緊固定(參見附圖1)。
四孔座20通過四孔座固定螺桿21與側架加載梁17固定在一起，方框橫向鎖緊絲杠19的鎖緊力直接作用在方框的邊緣來實現(xiàn)側架在方框部位的橫向夾緊固定(參見附圖2)。
2.載荷的施加在附圖4所示的側架加載梁左端共有3組(共12個)螺栓連接孔，這是為了適應米軌、準軌和寬軌三種形式的側架的縱向加載，使用4個螺栓將載荷激振器連接在的其中一組螺栓連接孔上，來施加縱向載荷。
在附圖5所示的側架加載梁上的4個螺栓連接孔用于連接橫向載荷激振器來對側架施加橫向載荷。
垂向載荷激振器的作用力施加在垂向加載鞍的上頂面來作用垂向載荷(見附圖3)。
3.性能的保證3.1間隙的消除及合適的約束由該工裝安裝過程的介紹可知，工裝與被試側架之間不存在間隙，從而試驗中不會有沖擊，加載過程平穩(wěn)。
水平面轉動銷25和立面轉動銷9分別實現(xiàn)側架變形導致的側架導框部位的局部轉動；立面轉動座3在縱向滑動槽2中可自由滑動，保證了側架在加載變形時可以沿縱向自由伸縮，符合實際運用中的側架的受力和約束狀態(tài)。
3.2系統(tǒng)穩(wěn)定性基座、縱向滑動槽和水平轉動座的橫向(按照上文的方向規(guī)定)尺寸與水平轉動銷的直徑和高度相匹配，保證試驗過程中整個加載系統(tǒng)不會傾覆。
3.3對不同尺寸形式的側架適應性側架導框部位尺寸的變化通過改變導框縱向楔鐵11的厚度或者在楔鐵與導框之間增減適當厚度的鋼墊片(參見附圖2)該工裝可以適應沿縱向方向尺寸不同的導框的側架；通過改變導框橫向楔鐵24的厚度或者在楔鐵與導框橫向夾緊體10(參見附圖3)之間增減適當厚度的鋼墊片該工裝可以適應沿橫向方向尺寸不同導框的側架；在導框鎖緊頭4的中間凸臺(見附圖7)與側架導框頂部之間增減適當厚度的鋼墊片該工裝可以適應沿不同高度導框的側架。
側架方框部位尺寸的變化通過在四孔座20和側架加載梁之間增減適當厚度的鋼墊片(參見附圖2)以及改變方框縱向楔鐵14的厚度(或者在楔鐵與方框之間增減適當厚度的鋼墊片，參見附圖1)，該工裝可以適應沿縱向方向尺寸不同的方框的側架；方框的橫向尺寸的變化可由方框橫向鎖緊絲杠19自然調節(jié)來適應；在鐵墩6和側架加載梁17(參見附圖1)之間增減適當厚度的鋼墊片可以適應不同高度方框的側架。
對于軌距不同的側架，如上文所述，在加載梁17上有3組縱向載荷激振器連接螺栓孔分別用于米軌、準軌和寬軌三種形式的側架的縱向加載。
權利要求1.一種鐵路貨車轉向架側架的三向加載試驗裝置，其特征在于包括固定鉸基座、滑動鉸基座、中間加載梁；滑動鉸基座和固定鉸基座分別位于側架左右兩端的導框部位；中間加載梁位于側架的中間的方框部位；固定鉸基座位于側架右端，包括基座(1)、水平面轉動座(8)、水平轉動銷(25)、立面轉動座(3)、導框鎖緊頭(4)、立面轉動銷(9)、導框縱向鎖緊螺栓(12)、導框縱向楔鐵壓板(13)、導框縱向楔鐵(11)、導框橫向鎖緊螺栓(22)、導框橫向楔鐵壓板(23)、導框橫向楔鐵(24)、導框橫向夾緊體(10)；基座(1)通過地腳螺栓固定在試驗臺地基上；水平面轉動座(8)通過水平轉動銷(25)與基座(1)相連接；立面轉動座(3)通過短螺栓(7)與水平面轉動座(8)固定在一起；導框鎖緊頭(4)通過立面轉動銷(9)與立面轉動座(3)相連接；導框縱向鎖緊螺栓(12)通過導框縱向楔鐵壓板(13)與導框鎖緊頭(4)相連并壓緊在導框縱向楔鐵(11)上；導框橫向鎖緊螺栓(22)通過導框橫向楔鐵壓板(23)與導框橫向夾緊體(10)相連，并壓緊在導框橫向楔鐵(24)上；滑動鉸基座的位于側架左端，包括基座(1)、水平轉動銷(25)、縱向滑動槽(2)、立面轉動座(3)、導框鎖緊頭(4)、立面轉動銷(9)、導框縱向鎖緊螺栓(12)、導框縱向楔鐵壓板(13)、導框縱向楔鐵(11)、導框橫向鎖緊螺栓(22)、導框橫向楔鐵壓板(23)、導框橫向楔鐵(24)、導框橫向夾緊體(10)；基座(1)通過地腳螺栓固定在試驗臺地基上；縱向滑動槽2通過水平轉動銷(25)與基座(1)相連接；立面轉動座(3)的下部放置在縱向滑動槽(2)的縱向槽中；導框鎖緊頭(4)通過立面轉動銷(9)與立面轉動座(3)相連接；導框縱向鎖緊螺栓(12)通過導框縱向楔鐵壓板(13)與導框鎖緊頭(4)相連并壓緊在導框縱向楔鐵(11)上；導框橫向鎖緊螺栓(22)通過導框橫向楔鐵壓板(23)與導框橫向夾緊體(10)相連，并壓緊在導框橫向楔鐵(24)上；中間加載梁包括墊圈(5)、鐵鐓(6)、側架加載梁(17)、方框縱向鎖緊螺栓(15)、楔鐵壓板(16)、方框縱向楔鐵(14)、四孔座(20)、四孔座固定螺桿(21)和方框橫向鎖緊絲杠(19)；墊圈(5)放置在側架方框底部，其上面放置鐵鐓(6)和側架加載梁(17)；方框縱向鎖緊螺栓(15)通過方框縱向楔鐵壓板(16)壓緊在方框縱向楔鐵(14)上；四孔座(20)通過四孔座固定螺桿(21)與側架加載梁(17)固定在一起；方框橫向鎖緊絲杠(19)直接壓緊在方框的邊緣上。
專利摘要一種鐵路貨車轉向架側架的三向加載試驗裝置，固定鉸基座的水平面轉動座8通過水平轉動銷25與基座1相連接。立面轉動座3通過短螺栓7與水平面轉動座8固定在一起。導框鎖緊頭4通過立面轉動銷9與立面轉動座3相連接。導框縱向鎖緊螺栓12的鎖緊力通過導框縱向楔鐵壓板13作用在導框縱向楔鐵11上。框橫向鎖緊螺栓22的鎖緊力通過導框橫向楔鐵壓板23和導框橫向楔鐵24作用在導框橫向鎖緊頭10上?；瑒鱼q基座的構造區(qū)別在于用縱向滑動槽2替代了水平面轉動座8。中間加載梁的圈5放置在側架方框底部，其上面放置鐵鐓6和側架加載梁17。方框縱向鎖緊螺栓15的鎖緊力通過方框縱向楔鐵壓板16作用在方框縱向楔鐵14上。四孔座20通過四孔座固定螺桿21與側架加載梁17固定在一起。本實用新型試驗效果準確可靠。
文檔編號B61F5/00GK2669171SQ20032012168
公開日2005年1月5日 申請日期2003年11月24日 優(yōu)先權日2003年11月24日
發(fā)明者劉德剛, 陳明資, 王鳳洲, 陳嘉佑, 程海濤, 顧典康, 胡洪濤 申請人:中國北車集團四方車輛研究所