[發明專利]轉臂式軸箱測力裝置及其方法

有效

• 申請號: 201110430688.3
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN103175642A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 張洪;李亞波;李慶升;劉為亞;陳一萍;張志強;劉德剛;王斌
• 申請（專利權）人: 南車青島四方機車車輛股份有限公司
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01L5/16
• 代理公司: 北京元中知識產權代理有限責任公司 11223
• 代理人: 陳磊

技術領域

本發明涉及一種針對應用于軌道車輛轉向架的轉臂式軸箱進行多方向載荷測定的裝置及其方法，屬于軌道交通技術領域。

背景技術

隨著國內城市軌道交通的迅速普及與車輛行駛速度的大幅提升，對于承載車體與傳遞牽引力的轉向架構架提出了更高的設計和使用要求。

目前國內軌道交通所采用轉向架的一系懸掛系統，普遍地采用軸箱定位方式，即軸箱轉臂定位結構形式，通常定義為轉臂式軸箱。

如公開下述內容的在先申請專利，申請號為201020542266.6，名稱為軌道車輛一系彈性定位裝置，其設置在轉向架構架與車輪軸垂向之間，包括有轉臂式軸箱體、以及設置于軸箱體頂端的一系彈簧裝置。軸箱體的一端通過橡膠彈性節點安裝于構架，其另一端通過一垂向減振器與構架連接。

由于實際使用中轉臂式軸箱受力狀態較為復雜，當前較新結構的動車組、地鐵和城軌車輛針對轉臂式軸箱的設計均屬于模仿、類比設計，并沒有準確的試驗數據做為指導，也就無法系統地、科學地得出最優化設計結論。

轉臂式軸箱所受載荷的分布、大小與彎矩問題，不能僅限于把軸箱直接連接到實際運行的構架上進行簡單的試驗。也不能依賴于原車構架做為載體，否則就不能進行相應試驗，且每次試驗將會浪費一個構架、4個軸箱和至少8個以上的節點。

鑒于上述現有技術的測試過程，不具有參考價值、無法形成對于加載到軸箱上的力值、載荷分配和軸箱產生裂紋的主要原因做出定性與定量的判斷，因此提出本專利申請。

發明內容

本發明所述的轉臂式軸箱測力裝置及其方法，其目的在于解決上述現有技術存在的問題而根據轉臂式軸箱所受載荷的分配位置，分別針對減振器座、彈簧座所受垂向載荷，以及針對彈性節點所受垂向、橫向和縱向載荷制定出規范性的試驗方法，從而為科學地判斷與衡量施加于轉臂式軸箱上的載荷大小與方向提供真實、可靠的實驗參數。

另一發明目的在于，解決現有試驗方法過于苛刻的局限性，使用模擬構架做為反復實驗的載體，相應地保護構架、軸箱與節點，以降低應力性損壞而控制實驗成本。

發明目的還在于，采用積木式結構的測力裝置，以期適用于各種轉臂式軸箱的受載情況測試，節約資源與降低實驗成本。

為實現上述發明目的，所述的轉臂式軸箱測力方法如下：

采用包括有加載橫梁和模擬構架的測力裝置，按實際使用位置將4個轉臂式軸箱安裝于模擬構架；

在模擬構架與加載橫梁垂向之間連接一對垂向作動缸，在模擬構架的水平側部分別連接橫向作動缸、縱向作動缸；

在垂向減振器與模擬構架之間連接第一傳感器，以測試并獲得轉臂式軸箱的減振器座受到的垂向載荷；

在軸箱彈簧與模擬構架之間連接第二傳感器，以測試并獲得轉臂式軸箱的彈簧座受到的垂向載荷；

在節點支座與模擬構架之間連接第三傳感器，以測試并獲得轉臂式軸箱的彈性節點受到的垂向、橫向和縱向載荷。

如上述基本方案，在軌道車輛實際運行中轉臂式軸箱所受載荷主要分布于減振器座、彈簧座和彈性節點處，而且減振器座和彈簧座僅受到垂向載荷，但是彈性節點卻受到來自垂向、橫向和縱向的綜合載荷影響。上述測力方法根據載荷分配位置，能夠相應地規范出測力點與測試方法。

使用的模擬構架起到基礎實驗平臺的作用，可用于反復多次的實驗，由于與實際使用情況相近似，因此可有效地保護構架、軸箱與節點，不致因實驗不當而損壞。

垂向、橫向和縱向的載荷首先整體地施加于模擬構架，再傳遞至各測試點，因此安裝于模擬構架的四個轉臂式軸箱所受綜合載荷的分布是均勻的，且每個轉臂式軸箱之間所受相同方向載荷的分布也是均勻的。

為綜合地測試與評價彈性節點處受到的多個載荷同時影響的程度與規律，可將所述的第三傳感器采用六分力傳感器，即基于一個傳感器而不是三個傳感器、同時測定彈性節點受到載荷的大小、方向和彎矩。

為提高垂向載荷的測定精度，可采取如下進一步改進方案，即將所述的2個垂向作動缸的底端，分別連接于模擬構架的空氣彈簧座，垂向作動缸的頂端通過作動缸吊座連接于加載橫梁。

基于相同的設計角度，為提高橫向載荷的測定精度，可將所述的橫向作動缸連接于側梁，在橫向作動缸底部加載作動缸彈性支撐。

為提高縱向載荷的測定精度，可將所述的縱向作動缸連接于中心銷或模擬構架的橫梁，在縱向作動缸底部加載作動缸彈性支撐。

基于上述測力裝置的積木式結構，為適應性地解決各種不同類型、規格尺寸的轉臂式軸箱的受載情況測試，可根據軸箱測力要求，改變節點支座的規格尺寸。