專利名稱：一體式鐵路車輛轉(zhuǎn)向架參數(shù)動(dòng)態(tài)測試臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵路車輛動(dòng)力學(xué)參數(shù)檢測設(shè)備，特別是涉及一種一體式鐵路車輛轉(zhuǎn)向架參數(shù)動(dòng)態(tài)測試臺(tái)。
背景技術(shù)：
鐵路車輛轉(zhuǎn)向架的動(dòng)力學(xué)參數(shù)主要包括一系、二系的垂向剛度、橫向剛度、縱向剛 度、徑向剛度、回轉(zhuǎn)剛度及回轉(zhuǎn)摩擦力矩等，這些參數(shù)直接影響列車運(yùn)行的速度、平穩(wěn)性、舒 適性及安全性。因此，鐵路車輛轉(zhuǎn)向架各主要參數(shù)的準(zhǔn)確測試和研究是十分必需的。目前， 用于鐵路車輛轉(zhuǎn)向架的動(dòng)力學(xué)參數(shù)測試的設(shè)備不多，能在非解體情況下進(jìn)行整車轉(zhuǎn)向架和 獨(dú)立轉(zhuǎn)向架參數(shù)動(dòng)態(tài)測試的設(shè)備還未見記載。1、國外公司轉(zhuǎn)向架檢測設(shè)備的技術(shù)情況歐美一些國家的研究院于上個(gè)世紀(jì)八十年代開發(fā)了專門的轉(zhuǎn)向架特性參數(shù)測試 臺(tái)，主要用于測試轉(zhuǎn)向架輪對間的抗剪剛度、抗彎剛度及其他參數(shù)。近年來，德國的NENCKE 公司、Wind-Hoff公司、美國的SCT公司和加拿大龐巴迪公司都對鐵路車輛轉(zhuǎn)向架參數(shù)檢測 技術(shù)進(jìn)行了研究，并研制了 一些轉(zhuǎn)向架參數(shù)試驗(yàn)臺(tái)，但這些設(shè)備只能在靜態(tài)條件下進(jìn)行獨(dú) 立轉(zhuǎn)向架的參數(shù)測試，不能滿足整車多參數(shù)動(dòng)態(tài)測試的要求。2、國內(nèi)轉(zhuǎn)向架參數(shù)試驗(yàn)臺(tái)的技術(shù)現(xiàn)狀目前，國內(nèi)的西南交通大學(xué)在轉(zhuǎn)向架檢測技術(shù)方面具有一定的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)，該大學(xué) 具有國家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及檢測設(shè)備，擁有兩臺(tái)轉(zhuǎn)向架參數(shù)檢測設(shè)備，但其自動(dòng)化程度低、測 試過程復(fù)雜，測試結(jié)果準(zhǔn)確性有待提高。國內(nèi)各鐵路制造公司以前都沒有轉(zhuǎn)向架的參數(shù)檢 測設(shè)備，但隨著鐵路車輛的發(fā)展，鐵路客車引進(jìn)了高速動(dòng)車組技術(shù)，鐵路車輛向著重載、高 速方向發(fā)展，因此，對轉(zhuǎn)向架的參數(shù)檢測設(shè)備的研制就顯得越來越重要。日前，株洲電力機(jī) 車廠、青島四方車輛所都計(jì)劃組建轉(zhuǎn)向架整體參數(shù)檢測設(shè)備，吉林大學(xué)也正在與長春軌道 客車股份有限公司籌劃研制新型的轉(zhuǎn)向架參數(shù)測試設(shè)備。因此，為確保車輛運(yùn)行的安全性、平穩(wěn)性以及各項(xiàng)動(dòng)力學(xué)性能是否合理，研制開發(fā) 結(jié)構(gòu)合理、測試結(jié)果準(zhǔn)確、操作方法簡單的鐵路車輛轉(zhuǎn)向架參數(shù)動(dòng)態(tài)檢測設(shè)備已是一項(xiàng)亟 待解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有轉(zhuǎn)向架參數(shù)測試設(shè)備功能單一的問題，提供一種一體 式鐵路車輛轉(zhuǎn)向架參數(shù)動(dòng)態(tài)測試臺(tái)，以滿足鐵路車輛轉(zhuǎn)向架多種運(yùn)行狀態(tài)下的主要?jiǎng)恿W(xué) 參數(shù)檢測的需要，該測試臺(tái)采用了緊湊、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，能夠在試驗(yàn)臺(tái)無需解體情況 下進(jìn)行整車狀態(tài)下及獨(dú)立轉(zhuǎn)向架狀態(tài)下的剛度參數(shù)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)測試，并可以滿足轉(zhuǎn)向架 的一系和二系懸掛裝置的垂向剛度、縱向剛度、橫向剛度、回轉(zhuǎn)剛度及回轉(zhuǎn)摩擦力矩等不同 參數(shù)的動(dòng)、靜態(tài)檢測要求。測試臺(tái)的程序化、自動(dòng)化較高，能夠使得轉(zhuǎn)向架剛度參數(shù)在不同 頻率、不同振幅特性下的動(dòng)態(tài)檢測更加準(zhǔn)確、高效。
本發(fā)明的上述目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)，結(jié)合


如下一種一體式鐵路車輛轉(zhuǎn)向架參數(shù)動(dòng)態(tài)測試臺(tái)，它由多自由度動(dòng)態(tài)加載平臺(tái)A和升 降式加載龍門B兩部分組成，所述的多自由度動(dòng)態(tài)加載平臺(tái)A為2套且對稱布置，升降式加 載龍門B置于2套多自由度動(dòng)態(tài)加載平臺(tái)A之間，所述的多自由度動(dòng)態(tài)加載平臺(tái)A包括采 用組合方式拼接的鑄鋼基準(zhǔn)平臺(tái)a、置于鑄鋼基準(zhǔn)平臺(tái)a上的外圍液壓單元b、構(gòu)架縱向限 位裝置c和多自由度加載滑臺(tái)裝置d，其中的構(gòu)架縱向限位裝置c固定安裝于鑄鋼基準(zhǔn)平臺(tái) a的兩端，通過其上的止推絲杠機(jī)構(gòu)和傳感器，對測試過程中的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架進(jìn)行縱向定位和 力的測取，所述的多自由度加載滑臺(tái)裝置d是通過平臺(tái)油缸8的組合運(yùn)動(dòng)，對轉(zhuǎn)向架C的輪 對進(jìn)行多自由度的加載；所述的升降式加載龍門B包括升降式龍門側(cè)梁總成e、升降式龍 門橫梁f、垂向加載總成g和升降式龍門底梁h，其中的升降式龍門底梁h與升降式龍門側(cè) 梁總成e底端固定連接成整體并固定在鑄鋼基準(zhǔn)平臺(tái)a的底面上，所述的垂向加載總成g 浮動(dòng)連接在升降式龍門橫梁f上。所述的每套多自由度動(dòng)態(tài)加載平臺(tái)A中的多自由度加載滑臺(tái)裝置d主要由兩套輪 對限位裝置3和三臺(tái)平臺(tái)油缸8組成，兩套輪對限位裝置3固定在小平臺(tái)4上，小平臺(tái)4由 中間承載板12和與中間承載板12X向滑動(dòng)配合的支承滑板16以及裝在支承滑板16上的 回轉(zhuǎn)支承15支撐，中間承載板12與固定在鑄鋼基準(zhǔn)平臺(tái)a上的Y向平臺(tái)導(dǎo)軌1滑動(dòng)配合， 小平臺(tái)4由X向、Y向平臺(tái)油缸8驅(qū)動(dòng)作X向、Y向移動(dòng)和在XOY平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。
所述的小平臺(tái)4上固定2個(gè)縱橫油缸傳力座6，其中一個(gè)與一臺(tái)Y向的平臺(tái)油缸8 缸桿的前端安裝的力傳感器7鉸鏈連接，另一個(gè)分別與X向、Y向的另一臺(tái)平臺(tái)油缸8缸桿 的前端安裝的另一個(gè)力傳感器7鉸鏈連接，Y向的兩臺(tái)平臺(tái)油缸8的尾端均與縱向油缸支 撐座10球鉸連接，縱向油缸支撐座10與固定在鑄鋼基準(zhǔn)平臺(tái)a上的縱向油缸墊板11既采 用滑動(dòng)配合連接，又采用螺栓固定連接，X向的平臺(tái)油缸8尾端的橫向油缸支撐座14通過 橫向油缸墊板13固定在鑄鋼基準(zhǔn)平臺(tái)a上，三維力傳感器5采用內(nèi)六角螺釘固定在小平臺(tái) 4上且與輪對限位裝置3固定連接。所述的升降式加載龍門B中的升降式龍門橫梁f主要由橫梁定位鎖緊軸銷17、升 降式橫梁19和電伺服絲杠調(diào)整機(jī)構(gòu)21組成，其中橫梁定位鎖緊軸銷17與橫梁定位鎖孔18 同軸配合連接，并通過兩端的螺栓固定在升降式橫梁19上，升降式橫梁19上裝有橫梁導(dǎo)軌 20，并采用導(dǎo)軌副方式與垂向加載總成g浮動(dòng)連接，電伺服絲杠調(diào)整機(jī)構(gòu)21固定在升降式 橫梁19上。所述的升降式加載龍門B中的垂向加載總成g主要由垂向油缸頂端固定座22、垂 向油缸支撐臂26、垂向油缸導(dǎo)軌聯(lián)動(dòng)板27、垂向動(dòng)態(tài)油缸29和油缸位置牽引架30組成，所 述的垂向油缸導(dǎo)軌聯(lián)動(dòng)板27固定在垂向油缸頂端固定座22的頂端，所述的垂向動(dòng)態(tài)油缸 29裝在垂向油缸頂端固定座22內(nèi)，垂向油缸導(dǎo)軌聯(lián)動(dòng)板27上裝有與升降式橫梁19的橫梁 導(dǎo)軌20滑動(dòng)配合的聯(lián)動(dòng)板滑塊28，垂向油缸頂端固定座22上還裝有與升降式橫梁19底部 導(dǎo)軌相配合的固定座導(dǎo)軌23，所述的垂向油缸支撐臂26固定在垂向油缸頂端固定座22的 底部。所述的垂向動(dòng)態(tài)油缸29尾端與垂向油缸頂端固定座22球鉸連接，其缸桿前端與 30T輪輻式力傳感器31固定連接，30T輪輻式力傳感器31的另一端與球鉸吊環(huán)座32的頂 端固定連接，活塞桿支撐聯(lián)動(dòng)塊33與球鉸吊環(huán)座32球鉸連接，并與垂向油缸桿支撐活動(dòng)板25固定連接，其下端與20T輪輻式力傳感器34固定連接，垂向油缸桿支撐活動(dòng)板25與垂向 油缸支撐臂26采用導(dǎo)軌副的方式滑動(dòng)配合連接。所述的垂向油缸頂端固定座22上還裝有油缸位置牽引架30，其固定端與垂向油 缸頂端固定座22固定連接，其上的絲杠孔與電伺服絲杠調(diào)整機(jī)構(gòu)21中的絲杠螺紋配合連 接。所述的升降式加載龍門B中的升降式龍門側(cè)梁總成e包括升降橫梁導(dǎo)軌立柱 36、維修扶梯37、車身及構(gòu)架限位測力總成38，所述的升降橫梁導(dǎo)軌立柱36與車身及構(gòu)架 限位測力總成38固定連接，升降橫梁導(dǎo)軌立柱36上設(shè)有升降橫梁定位軸孔35，該孔與橫梁 定位鎖緊軸銷17同軸配合連接，車身及構(gòu)架限位測力總成38均采用螺栓與維修扶梯37固 定連接，并與鑄鋼基準(zhǔn)平臺(tái)a固定連接。所述的平臺(tái)油缸8、垂向動(dòng)態(tài)油缸29和外圍液壓單元b構(gòu)成了該測試臺(tái)的液壓執(zhí) 行系統(tǒng)，該系統(tǒng)能對不同加載幅值、不同加載頻率以及不同加載波形進(jìn)行加載，各平臺(tái)油缸 8和垂向動(dòng)態(tài)油缸29能進(jìn)行同步、異步、協(xié)調(diào)加載，系統(tǒng)執(zhí)行完畢后所有液壓缸均能自動(dòng)回 位。本發(fā)明的技術(shù)效果是在該測試臺(tái)無需解體的情況下，通過測試臺(tái)的自動(dòng)調(diào)整， 能在整車落成及獨(dú)立轉(zhuǎn)向架兩種情況下對轉(zhuǎn)向架一系、二系的垂向剛度、橫向剛度、縱向剛 度、徑向剛度、回轉(zhuǎn)剛度及回轉(zhuǎn)摩擦力矩等多項(xiàng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)和靜態(tài)的測試，該測試 臺(tái)的研制有利于鐵路行業(yè)的快速進(jìn)步，對新型軌道車輛轉(zhuǎn)向架的生產(chǎn)起到了保障作用，對 加速我國鐵路發(fā)展特別是鐵路客運(yùn)事業(yè)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

圖1 一體式鐵路車輛轉(zhuǎn)向架參數(shù)動(dòng)態(tài)測試臺(tái)整體效果圖；圖2 —體式鐵路車輛轉(zhuǎn)向架參數(shù)動(dòng)態(tài)測試臺(tái)正視圖；圖3 —體式鐵路車輛轉(zhuǎn)向架參數(shù)動(dòng)態(tài)測試臺(tái)主體圖；圖4多自由度動(dòng)態(tài)加載平臺(tái)示意圖；圖5多自由度動(dòng)態(tài)加載平臺(tái)俯視圖；圖6升降式加載龍門正視圖；圖7多自由度加載滑臺(tái)裝置示意圖；圖8多自由度加載滑臺(tái)支承安裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖9升降式龍門橫梁及垂向加載總成結(jié)構(gòu)示意圖；圖10垂向加載總成結(jié)構(gòu)示意圖11左圖為垂向加載總成位置圖；圖11右圖為圖11左圖的局部放大圖；圖12垂向加載總成結(jié)構(gòu)正視圖；圖13升降式龍門側(cè)梁總成示意圖；圖14液壓執(zhí)行系統(tǒng)原理圖；圖15力閉環(huán)控制系統(tǒng)原理圖。圖中I-被測軌道車輛整車；II-一體式鐵路車輛轉(zhuǎn)向架參數(shù)動(dòng)態(tài)測試臺(tái)；A-多 自由度動(dòng)態(tài)加載平臺(tái)；B-升降式加載龍門；C-轉(zhuǎn)向架；a_鑄鋼基準(zhǔn)平臺(tái)；b_外圍液壓單元；C-構(gòu)架縱向限位裝置；d-多自由度加載滑臺(tái)裝置；C-轉(zhuǎn)向架e-升降式龍門側(cè)梁總成；f_升降式龍門橫梁；g-垂向加載總成；h-升降式 龍門底梁；1-平臺(tái)導(dǎo)軌；2-中層導(dǎo)軌；3-輪對限位裝置；4-小平臺(tái)；5-三維力傳感器；6_縱 橫油缸傳力座；7-力傳感器；8-平臺(tái)油缸；9-縱向油缸墊板導(dǎo)軌；10-縱向油缸支撐座； 11-縱向油缸墊板；12-中間承載板；13-橫向油缸墊板；14-橫向油缸支撐座；15-回轉(zhuǎn)支 承；16-支承滑板；17-橫梁定位鎖緊軸銷；18-橫梁定位鎖孔；19-升降式橫梁；20-橫梁導(dǎo) 軌；21-電伺服絲杠調(diào)整機(jī)構(gòu)；22-垂向油缸頂端固定座；23-固定座導(dǎo)軌；24-支撐臂導(dǎo)軌； 25-垂向油缸桿支撐活動(dòng)板；26-垂向油缸支撐臂；27-垂向油缸導(dǎo)軌聯(lián)動(dòng)板；28-聯(lián)動(dòng)板 滑塊；29-垂向動(dòng)態(tài)油缸；30-油缸位置牽引架；31-30T輪輻式力傳感器；32-球鉸吊環(huán)座； 33-活塞桿支撐聯(lián)動(dòng)塊；34-20T輪輻式力傳感器；35-升降橫梁定位軸孔；36-升降橫梁導(dǎo) 軌立柱；37-維修扶梯；38-車身及構(gòu)架限位測力總成；
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明專利的具體結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步的詳細(xì)說明一體式鐵路車輛轉(zhuǎn)向架參數(shù)動(dòng)態(tài)測試臺(tái)與目前國內(nèi)外轉(zhuǎn)向架參數(shù)測試臺(tái)所不同 之處就在于它在無須解體的情況下，可同時(shí)滿足整車轉(zhuǎn)向架剛度參數(shù)及獨(dú)立轉(zhuǎn)向架剛度參 數(shù)的動(dòng)態(tài)測試。參閱圖1至圖6，該測試臺(tái)主要是由多自由度動(dòng)態(tài)加載平臺(tái)A和升降式加載龍門 B組成的，其中采用組合方式拼接而成的鑄鋼基準(zhǔn)平臺(tái)a、一套外圍液壓單元b、兩套構(gòu)架縱 向限位裝置C、兩套多自由度加載滑臺(tái)裝置d組成了多自由度動(dòng)態(tài)加載平臺(tái)A，鑄鋼基準(zhǔn)平 臺(tái)a是整個(gè)測試臺(tái)的安裝基準(zhǔn)和測試基準(zhǔn)，其整體平面度< 士0.3mm。構(gòu)架縱向限位裝置 c通過螺栓固定安裝于鑄鋼基準(zhǔn)平臺(tái)a的兩端，通過其上的止推絲杠機(jī)構(gòu)和傳感器，對測試 過程中的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架進(jìn)行縱向定位和力的測取。升降式加載龍門B包括兩套升降式龍門 側(cè)梁總成e、一套升降式龍門橫梁f、兩套垂向加載總成g、一套升降式龍門底梁h所組成，其 中升降式龍門底梁h與兩套升降式龍門側(cè)梁總成e的底端固定連接成整體并通過螺栓與鑄 鋼基準(zhǔn)平臺(tái)a的底面固定連接，且外圍液壓單元b也固定安裝于鑄鋼基準(zhǔn)平臺(tái)a，從而將測 試臺(tái)裝配成一個(gè)整體。參閱圖3、4、5、7、8，其中多自由度動(dòng)態(tài)加載平臺(tái)A中的每套多自由度加載滑臺(tái)裝 置d又包括四條平臺(tái)導(dǎo)軌1、四條中層導(dǎo)軌2、兩套輪對限位裝置3、一塊小平臺(tái)4、兩組三 維力傳感器5、兩個(gè)縱橫油缸傳力座6、三個(gè)30T力傳感器7、三臺(tái)平臺(tái)油缸8、兩條縱向油缸 墊板導(dǎo)軌9、縱向油支缸撐座10、縱向油缸墊板11、兩塊中間承載板12、橫向油缸墊板13及 橫向油缸支撐座14，其中四條平臺(tái)導(dǎo)軌1平行布置，采用內(nèi)六角螺釘與鑄鋼基準(zhǔn)平臺(tái)a固定 連接，并采用滾動(dòng)導(dǎo)軌副的方式與中間承載板12滑動(dòng)配合連接。每兩條中層導(dǎo)軌2均平行 布置，并采用內(nèi)六角螺釘與每個(gè)中間承載板12固定連接，并采用滾動(dòng)導(dǎo)軌副的方式與支承 滑板16滑動(dòng)配合連接?；剞D(zhuǎn)支承15的定圈與支承滑板16固定連接，動(dòng)圈與小平臺(tái)4固定 連接，這樣就實(shí)現(xiàn)了小平臺(tái)4相對于鑄鋼基準(zhǔn)平臺(tái)a在X方向的移動(dòng)、Y方向的移動(dòng)和XOY 平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)。三維力傳感器5采用內(nèi)六角螺釘與小平臺(tái)4固定連接且與輪對限位裝置 3固定連接，這樣的布置能克服摩擦阻力的干擾，將車輪所受的力準(zhǔn)確真實(shí)地測出。為了在 測試過程中對液壓缸的加載力進(jìn)行控制，在每臺(tái)平臺(tái)油缸8缸桿的前端均同軸固定安裝了30T力傳感器7，以實(shí)現(xiàn)力閉環(huán)控制?？v橫油缸傳力座6與小平臺(tái)4固定連接，其中一個(gè)縱 橫油缸傳力座6與一臺(tái)Y向的平臺(tái)油缸8前端安裝的30T力傳感器7鉸鏈連接，另一臺(tái)縱 橫油缸傳力座6分別與X向、Y向的兩臺(tái)平臺(tái)油缸8前端安裝的30T力傳感器7鉸鏈連接， 通過縱橫油缸傳力座6的連接，可將平臺(tái)油缸的作用力直接傳遞給小平臺(tái)4，從而帶動(dòng)輪對 進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。Y向的兩臺(tái)平臺(tái)油缸8的尾端均與縱向油缸支撐座10球鉸連接，以保證液壓缸 在伸縮過程中的自由擺動(dòng)。針對不同型號(hào)轉(zhuǎn)向架軸距的不同，需要對平臺(tái)油缸8相對于鑄 鋼基準(zhǔn)平臺(tái)a的位置進(jìn)行調(diào)整，以彌補(bǔ)液壓缸伸長量的不足，為此，測試臺(tái)中的縱向油缸支 撐座10采用了可調(diào)固定式方式，可分別在縱向油缸墊板11的Y方向和橫向油缸墊板13的 X方向調(diào)整固定，其中縱向油缸支撐座10的底端采用滾動(dòng)導(dǎo)軌副的方式與固定在縱向油缸 墊板11上的縱向油缸墊板導(dǎo)軌9滑動(dòng)配合連接，并采用螺栓與縱向油缸墊板11固定連接， 縱向油缸墊板11采用內(nèi)六角螺釘與鑄鋼基準(zhǔn)平臺(tái)a固定連接。橫向油缸墊板13采用內(nèi)六 角螺釘與鑄鋼基準(zhǔn)平臺(tái)a固定連接，且通過螺栓與橫向油缸支撐座14固定連接。通過兩組 多自由度動(dòng)態(tài)加載平臺(tái)A中的六臺(tái)平臺(tái)油缸8的組合運(yùn)動(dòng)，可對轉(zhuǎn)向架C的輪對進(jìn)行多自 由度的加載，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向架一系、二系的縱向剛度、橫向剛度、回轉(zhuǎn)剛度及回轉(zhuǎn)摩擦力矩的 動(dòng)態(tài)和靜態(tài)測試。參閱圖3、6、9、10、11、12，能夠同時(shí)滿足整車測試和獨(dú)立轉(zhuǎn)向架測試的關(guān)鍵在于升 降式加載龍門B中的升降式龍門橫梁f的高度調(diào)整，其中升降式龍門橫梁f包括兩根橫梁 定位鎖緊軸銷17、一臺(tái)升降式橫梁19、兩條橫梁導(dǎo)軌20及兩套電伺服絲杠調(diào)整機(jī)構(gòu)21，其 中橫梁定位鎖緊軸銷17與橫梁定位鎖孔18同軸配合連接，并通過兩端的螺栓使得橫梁定 位鎖緊軸銷17與升降式橫梁19緊定連接在一起，將橫梁定位鎖緊軸銷17與橫梁定位鎖孔 18對準(zhǔn)不同高度的升降橫梁定位軸孔35進(jìn)行安裝，是實(shí)現(xiàn)升降式龍門橫梁f的高度調(diào)整關(guān) 鍵。兩條橫梁導(dǎo)軌20平行布置在升降式橫梁19上表面的兩端，通過內(nèi)六角螺釘與升降式 橫梁19固定連接成一體，并采用導(dǎo)軌副方式與垂向加載總成g浮動(dòng)連接。電伺服絲杠調(diào)整 機(jī)構(gòu)21通過內(nèi)六角螺釘與升降式橫梁19固定連接，通過電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)兩套垂向加載總 成g在兩條橫梁導(dǎo)軌20上滑動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)相對位置的調(diào)整。通過對升降式橫梁19在Z方向 的上下調(diào)整，帶動(dòng)兩套垂向加載總成g在Z方向上位置的同步調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了不同高度轉(zhuǎn)向架 垂向剛度測試的目的，這樣的結(jié)構(gòu)可以彌補(bǔ)兩臺(tái)垂向動(dòng)態(tài)油缸29在Z方向伸長量的不同。升降式加載龍門B中的每套垂向加載總成g包括一個(gè)垂向油缸頂端固定座22、兩條固定座導(dǎo)軌23、兩條支撐臂導(dǎo)軌24、一個(gè)垂向油缸桿支撐活動(dòng)板25、一個(gè)垂向油缸支 撐臂26、一快垂向油缸導(dǎo)軌聯(lián)動(dòng)板27、四個(gè)聯(lián)動(dòng)板滑塊28、一臺(tái)垂向動(dòng)態(tài)油缸29、一個(gè)油缸 位置牽引架30、一個(gè)30T輪輻式力傳感器31、一個(gè)球鉸吊環(huán)座32、一個(gè)活塞桿支撐聯(lián)動(dòng)塊 33及一個(gè)20T輪輻式力傳感器34。其中垂向油缸導(dǎo)軌聯(lián)動(dòng)板27與四個(gè)聯(lián)動(dòng)板滑塊28連 接成整體，并與垂向油缸頂端固定座22通過內(nèi)六角螺釘固定連接，從而使垂向油缸頂端固 定座22在兩條橫梁導(dǎo)軌20上滑動(dòng)。為保證每套垂向加載總成g在位置調(diào)整后能可靠地固 定在升降式龍門橫梁f上，垂向油缸頂端固定座22上固定安裝了兩條固定座導(dǎo)軌23，使兩 條固定座導(dǎo)軌23可沿升降式龍門橫梁f底端加工出的滑槽滑動(dòng)，并可將固定座導(dǎo)軌23與 升降式龍門橫梁f固定連接在一起。兩條支撐臂導(dǎo)軌24與垂向油缸支撐臂26固定連接， 并采用導(dǎo)軌副的方式與垂向油缸桿支撐活動(dòng)板25滑動(dòng)配合連接，其中兩條支撐臂導(dǎo)軌24 起到了支撐側(cè)向力和導(dǎo)向的作用，使得垂向動(dòng)態(tài)油缸29在垂向油缸桿支撐活動(dòng)板25的聯(lián)動(dòng)下垂直加載。為了抵消垂向動(dòng)態(tài)油缸29在加載過程中側(cè)向力的影響，在垂向動(dòng)態(tài)油缸29 的尾端采用球鉸連接方式與垂向油缸頂端固定座22連接，其缸桿前端與30T輪輻式力傳感 器31固定連接，30T輪輻式力傳感器31的另一端與球鉸吊環(huán)座32的頂端固定連接。為了 進(jìn)一步抵消垂向動(dòng)態(tài)油缸29的活塞桿在加載過程中側(cè)向力的影響，在活塞桿支撐聯(lián)動(dòng)塊 33與球鉸吊環(huán)座32的連接處也采用了球鉸連接方式，活塞桿支撐聯(lián)動(dòng)塊33與垂向油缸桿 支撐活動(dòng)板25固定連接，使得活塞桿能夠順利平滑地在垂向自由伸縮，其下端固定連接的 20T輪輻式力傳感器34是實(shí)現(xiàn)力閉環(huán)控制的關(guān)鍵，此外，兩臺(tái)垂向動(dòng)態(tài)油缸29的非同步加 載也可以模擬車體偏載。油缸位置牽引架30的固定端與垂向油缸頂端固定座22固定連接， 其上的絲杠孔與電伺服絲杠調(diào)整機(jī)構(gòu)21中的絲杠螺紋配合連接，通過這種配合連接，使得 每套垂向加載總成g在電伺服絲杠調(diào)整機(jī)構(gòu)21中絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)的帶動(dòng)下，可在X方向上自由地 進(jìn)行相對位置的調(diào)整。
在測試過程中，需要對車身和轉(zhuǎn)向架在X方向進(jìn)行限位并進(jìn)行力的測取，升降式 龍門側(cè)梁總成e正起到了這樣的作用。每套升降式龍門側(cè)梁總成e包括若干個(gè)升降橫梁 定位軸孔35、一個(gè)升降橫梁導(dǎo)軌立柱36、一個(gè)維修扶梯37、一套車身及構(gòu)架限位測力總成 38，其中升降橫梁導(dǎo)軌立柱36與車身及構(gòu)架限位測力總成38固定連接，其上設(shè)計(jì)的若干個(gè) 升降橫梁定位軸孔35可與橫梁定位鎖緊軸銷17同軸配合連接，實(shí)現(xiàn)升降式龍門橫梁f在Z 方向位置的調(diào)節(jié)和支撐。為了便于對升降式加載龍門B進(jìn)行安裝和維修，在每套車身及構(gòu) 架限位測力總成38上均設(shè)置了焊接而成維修扶梯37，采用螺栓與其固定連接成一體，并將 升降式龍門側(cè)梁總成e與鑄鋼基準(zhǔn)平臺(tái)a固定連接成一體。最終將升降式加載龍門B與多 自由度動(dòng)態(tài)加載平臺(tái)A通過螺栓連接成一個(gè)整體參閱圖4、5、14、15，兩臺(tái)垂向動(dòng)態(tài)油缸29、六臺(tái)平臺(tái)油缸8及外圍液壓單元b構(gòu)成 了該測試臺(tái)的液壓執(zhí)行系統(tǒng)，該系統(tǒng)也包括了定量泵、儲(chǔ)能器、伺服閥、伺服放大器等外部 元件，采用電_液伺服的閉環(huán)力反饋控制，該液壓執(zhí)行系統(tǒng)可根據(jù)用戶試驗(yàn)需求，對不同加 載幅值、不同加載頻率以及不同加載波形進(jìn)行加載，具備八臺(tái)油缸的同步、異步、協(xié)調(diào)加載 能力，可設(shè)置各類單調(diào)加載、周期加載，實(shí)現(xiàn)給定頻率、波形、幅值的信號(hào)再現(xiàn)，系統(tǒng)執(zhí)行完 畢后所有液壓缸均可自動(dòng)回位。
權(quán)利要求
一種一體式鐵路車輛轉(zhuǎn)向架參數(shù)動(dòng)態(tài)測試臺(tái)，它由多自由度動(dòng)態(tài)加載平臺(tái)(A)和升降式加載龍門(B)兩部分組成，其特征在于，所述的多自由度動(dòng)態(tài)加載平臺(tái)(A)為2套且對稱布置，升降式加載龍門(B)置于2套多自由度動(dòng)態(tài)加載平臺(tái)(A)之間，所述的多自由度動(dòng)態(tài)加載平臺(tái)(A)包括采用組合方式拼接的鑄鋼基準(zhǔn)平臺(tái)(a)、置于鑄鋼基準(zhǔn)平臺(tái)(a)上的外圍液壓單元(b)、構(gòu)架縱向限位裝置(c)和多自由度加載滑臺(tái)裝置(d)，其中的構(gòu)架縱向限位裝置(c)固定安裝于鑄鋼基準(zhǔn)平臺(tái)(a)的兩端，通過其上的止推絲杠機(jī)構(gòu)和傳感器，對測試過程中的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架進(jìn)行縱向定位和力的測取，所述的多自由度加載滑臺(tái)裝置(d)是通過平臺(tái)油缸(8)的組合運(yùn)動(dòng)，對轉(zhuǎn)向架(C)的輪對進(jìn)行多自由度的加載；所述的升降式加載龍門(B)包括升降式龍門側(cè)梁總成(e)、升降式龍門橫梁(f)、垂向加載總成(g)和升降式龍門底梁(h)，其中的升降式龍門底梁(h)與升降式龍門側(cè)梁總成(e)底端固定連接成整體并固定在鑄鋼基準(zhǔn)平臺(tái)(a)的底面上，所述的垂向加載總成(g)浮動(dòng)連接在升降式龍門橫梁(f)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式鐵路車輛轉(zhuǎn)向架參數(shù)動(dòng)態(tài)測試臺(tái)，其特征在于，所述 的每套多自由度動(dòng)態(tài)加載平臺(tái)㈧中的多自由度加載滑臺(tái)裝置⑷主要由兩套輪對限位裝 置(3)和三臺(tái)平臺(tái)油缸(8)組成，兩套輪對限位裝置(3)固定在小平臺(tái)(4)上，小平臺(tái)(4) 由中間承載板(12)和與中間承載板(12)X向滑動(dòng)配合的支承滑板(16)以及裝在支承滑板 (16)上的回轉(zhuǎn)支承(15)支撐，中間承載板(12)與固定在鑄鋼基準(zhǔn)平臺(tái)(a)上的Y向平臺(tái) 導(dǎo)軌(1)滑動(dòng)配合，小平臺(tái)⑷由X向、Y向平臺(tái)油缸⑶驅(qū)動(dòng)作X向、Y向移動(dòng)和在XOY平 面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式鐵路車輛轉(zhuǎn)向架參數(shù)動(dòng)態(tài)測試臺(tái)，其特征在于，所述 的小平臺(tái)(4)上固定2個(gè)縱橫油缸傳力座(6)，其中一個(gè)與一臺(tái)Y向的平臺(tái)油缸(8)缸桿的 前端安裝的力傳感器(7)鉸鏈連接，另一個(gè)分別與X向、Y向的另一臺(tái)平臺(tái)油缸(8)缸桿的 前端安裝的另一個(gè)力傳感器(7)鉸鏈連接，Y向的兩臺(tái)平臺(tái)油缸(8)的尾端均與縱向油缸 支撐座(10)球鉸連接，縱向油缸支撐座(10)與固定在鑄鋼基準(zhǔn)平臺(tái)(a)上的縱向油缸墊 板(11)既采用滑動(dòng)配合連接，又采用螺栓固定連接，X向的平臺(tái)油缸(8)尾端的橫向油缸 支撐座(14)通過橫向油缸墊板(13)固定在鑄鋼基準(zhǔn)平臺(tái)(a)上，三維力傳感器(5)采用 內(nèi)六角螺釘固定在小平臺(tái)(4)上且與輪對限位裝置(3)固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式鐵路車輛轉(zhuǎn)向架參數(shù)動(dòng)態(tài)測試臺(tái)，其特征在于，所述 的升降式加載龍門(B)中的升降式龍門橫梁(f)主要由橫梁定位鎖緊軸銷(17)、升降式橫 梁(19)和電伺服絲杠調(diào)整機(jī)構(gòu)(21)組成，其中橫梁定位鎖緊軸銷(17)與橫梁定位鎖孔 (18)同軸配合連接，并通過兩端的螺栓固定在升降式橫梁(19)上，升降式橫梁(19)上裝 有橫梁導(dǎo)軌(20)，并采用導(dǎo)軌副方式與垂向加載總成(g)浮動(dòng)連接，電伺服絲杠調(diào)整機(jī)構(gòu) (21)固定在升降式橫梁(19)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一體式鐵路車輛轉(zhuǎn)向架參數(shù)動(dòng)態(tài)測試臺(tái)，其特征在于， 所述的升降式加載龍門⑶中的垂向加載總成(g)主要由垂向油缸頂端固定座(22)、垂向 油缸支撐臂(26)、垂向油缸導(dǎo)軌聯(lián)動(dòng)板(27)、垂向動(dòng)態(tài)油缸(29)和油缸位置牽引架(30組 成，所述的垂向油缸導(dǎo)軌聯(lián)動(dòng)板(27)固定在垂向油缸頂端固定座(22)的頂端，所述的垂向 動(dòng)態(tài)油缸(29裝在垂向油缸頂端固定座(22)內(nèi)，垂向油缸導(dǎo)軌聯(lián)動(dòng)板(27)上裝有與升降 式橫梁(19)的橫梁導(dǎo)軌(20)滑動(dòng)配合的聯(lián)動(dòng)板滑塊(28)，垂向油缸頂端固定座(22)上還裝有與升降式橫梁(19)底部導(dǎo)軌相配合的固定座導(dǎo)軌(23)，所述的垂向油缸支撐臂(26) 固定在垂向油缸頂端固定座(22)的底部。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一體式鐵路車輛轉(zhuǎn)向架參數(shù)動(dòng)態(tài)測試臺(tái)，其特征在于，所述 的垂向動(dòng)態(tài)油缸(29)尾端與垂向油缸頂端固定座(22)球鉸連接，其缸桿前端與30T輪輻 式力傳感器(31)固定連接，30T輪輻式力傳感器(31)的另一端與球鉸吊環(huán)座(32)的頂端 固定連接，活塞桿支撐聯(lián)動(dòng)塊(33)與球鉸吊環(huán)座(32)球鉸連接，并與垂向油缸桿支撐活動(dòng) 板(25)固定連接，其下端與20T輪輻式力傳感器(34)固定連接，垂向油缸桿支撐活動(dòng)板 (25)與垂向油缸支撐臂(26)采用導(dǎo)軌副的方式滑動(dòng)配合連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一體式鐵路車輛轉(zhuǎn)向架參數(shù)動(dòng)態(tài)測試臺(tái)，其特征在于，所述 的垂向油缸頂端固定座(22)上還裝有油缸位置牽引架(30)，其固定端與垂向油缸頂端固 定座(22)固定連接，其上的絲杠孔與電伺服絲杠調(diào)整機(jī)構(gòu)(21)中的絲杠螺紋配合連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式鐵路車輛轉(zhuǎn)向架參數(shù)動(dòng)態(tài)測試臺(tái)，其特征在于，所述 的升降式加載龍門(B)中的升降式龍門側(cè)梁總成(e)包括升降橫梁導(dǎo)軌立柱(36)、維修 扶梯(37)、車身及構(gòu)架限位測力總成(38)，所述的升降橫梁導(dǎo)軌立柱(36)與車身及構(gòu)架限 位測力總成(38)固定連接，升降橫梁導(dǎo)軌立柱(36)上設(shè)有升降橫梁定位軸孔(35)，該孔與 橫梁定位鎖緊軸銷(17)同軸配合連接，車身及構(gòu)架限位測力總成(38)均采用螺栓與維修 扶梯(37)固定連接，并與鑄鋼基準(zhǔn)平臺(tái)(a)固定連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式鐵路車輛轉(zhuǎn)向架參數(shù)動(dòng)態(tài)測試臺(tái)，其特征在于，所述 的平臺(tái)油缸(8)、垂向動(dòng)態(tài)油缸(29)和外圍液壓單元(b)構(gòu)成了該測試臺(tái)的液壓執(zhí)行系統(tǒng)， 該系統(tǒng)能對不同加載幅值、不同加載頻率以及不同加載波形進(jìn)行加載，各平臺(tái)油缸(8)和 垂向動(dòng)態(tài)油缸(29)能進(jìn)行同步、異步、協(xié)調(diào)加載，系統(tǒng)執(zhí)行完畢后所有液壓缸均能自動(dòng)回 位。
全文摘要
本發(fā)明涉及鐵路車輛動(dòng)力學(xué)參數(shù)檢測設(shè)備，特別是涉及一種一體式鐵路車輛轉(zhuǎn)向架參數(shù)動(dòng)態(tài)測試臺(tái)。它由多自由度動(dòng)態(tài)加載平臺(tái)(A)和升降式加載龍門(B)組成，多自由度動(dòng)態(tài)加載平臺(tái)(A)主要由組合式的鑄鋼基準(zhǔn)平臺(tái)(a)、外圍液壓單元(b)、構(gòu)架縱向限位裝置(c)、多自由度滑臺(tái)加載裝置(d)所組成，升降式加載龍門(B)主要是由升降式龍門側(cè)梁總成(e)、升降式龍門橫梁(f)、垂向加載總成(g)、升降式龍門底梁(h)所組成。該測試臺(tái)通過調(diào)整構(gòu)架縱向限位裝置(c)和升降式龍門橫梁(f)及垂向加載總成(g)，可在不解體條件下對整車落成及獨(dú)立的兩種狀態(tài)下的轉(zhuǎn)向架剛度參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)測試，實(shí)現(xiàn)了一體化、多功能測試的目的。
文檔編號(hào)G01L3/00GK101813550SQ20091022124
公開日2010年8月25日 申請日期2009年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月5日
發(fā)明者劉玉梅, 張棟林, 張立斌, 徐觀, 戴建國, 林慧英, 潘洪達(dá), 牛得田, 王興宇, 蘇建, 藍(lán)志坤, 陳熔 申請人:吉林大學(xué)