[發明專利]基于模擬車軸機構的構架彈簧座載荷加載裝置

有效

• 申請號: 201811343704.3
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109297732B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 李成林;程亞軍;孔維鋼
• 申請（專利權）人: 中車長春軌道客車股份有限公司
• 主分類號: G01M17/08
• 分類號: G01M17/08;G01M13/00
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 田春梅

基于模擬車軸機構的構架彈簧座載荷加載裝置屬于鐵路車輛轉向架構架強度試驗用的施力加載裝置領域，其包括模擬車軸、兩個模擬軸座、四個模擬彈簧機構、兩套限位卡環組、作動器組和三個矩形連接座，模擬車軸包括一體成型且直徑順次遞減的主軸、兩個軸徑和兩個軸端，模擬軸座包括中心軸座、高位模擬彈簧座、低位模擬彈簧座和軸向減震橡膠環。本發明可以更為真實地模擬列車在軌運行時輪對向構架傳遞的XYZ三個軸向上的綜合震動，空間布局精巧合理、結構簡單實用，操作方便，成本低廉。

技術領域

本發明屬于鐵路車輛轉向架構架強度試驗用的施力加載裝置領域，具體涉及一種基于模擬車軸機構的構架彈簧座載荷加載裝置。

背景技術

由于鐵路車輛的轉向架構架是承載車體重量、傳遞牽引力和制動動力的核心部件，因此在其理論設計完成后，通常還需對初產的轉向架構架進行載荷強度試驗。對構架的關鍵結構進行承力加載試驗時，通常需要沿構架的Z軸垂向、X軸橫向和Y軸縱向三個方向同時施力，以便連續模擬列車在正常運行環境下所承受的綜合受力環境，從而檢驗轉向架構架力學結構的合理性，通過獲取關鍵部件的動態受力數據和檢查構架是否會產生疲勞裂紋，進一步識別靜強度試驗中未被發現的疲勞風險點，并為改進設計提供參考依據。

如圖1至圖4所示，鐵路車輛轉向架構架1的承力主體結構通常是由橫梁1-1和兩個側梁1-2所構成的H型結構。但城鐵、高速動車組等不同的鐵路列車車型，均因設計需求不同而對應眾多不同的構架細節結構，因此，其載荷強度試驗所需的試驗工裝各不相同，不僅需要綜合考慮各個承力加載點的實際受力方向，還需充分考慮各個施力作動器的布局位置關系，避免作動器彼此相互阻擋干涉。尤其是構架與輪對對接的軸座位置，其承力加載結構尤為關鍵。

如圖1至圖4所示的一種列車H型構架1，其齒輪箱吊座1-3等結構并非按常見方式安裝在橫梁1-1的兩側，而是通過平行于橫梁1-1的兩根管狀邊梁1-4對稱安裝于側梁1-2的兩端。其側梁1-2包括兩條對稱向雙側伸展的翼形的懸臂結構，每一條懸臂下方均設有一對兒高度差為H、軸距為L的一系彈簧安裝座1-5。由于該一系彈簧安裝座1-5的結構不同于圓拱型的軸座結構，且其位置和高度差等結構均與常規構架區別較大，導致其沒有成熟的相關彈簧座載荷加載裝置設計方案可以借鑒，沿用舊有方案的布局結構會使Y軸方向的施力作動器與橫梁1-1的兩根管狀邊梁1-4彼此干涉，或者與X軸方向的橫梁1-1端部的抗測滾扭桿作動器加載點彼此干涉，以至于加載試驗無法進行。因此，如何能夠通過大量的理論總結和實驗驗證設計出與該特殊構架相匹配的輪軸承力加載結構，已成為一項研發課題。

發明內容

為了解決現有某型具有特殊結構的構架，其存在高度差的一系彈簧安裝座結構不同于圓拱型的軸座結構，且該一系彈簧安裝座的布局位置受到平行于橫梁的兩根管狀邊梁的限制，導致該構架沒有成熟的相關彈簧座載荷加載裝置設計方案可以借鑒，沿用舊有方案的布局結構會使Y軸方向的施力作動器與橫梁的兩根管狀邊梁彼此干涉，或者與X軸方向的橫梁端部的抗測滾扭桿作動器加載點彼此干涉，以至于加載試驗無法進行的技術問題，本發明提供一種基于模擬車軸機構的構架彈簧座載荷加載裝置。

本發明解決技術問題所采取的技術方案如下：

基于模擬車軸機構的構架彈簧座載荷加載裝置，其包括模擬車軸、兩個模擬軸座、四個模擬彈簧機構、兩套限位卡環組、作動器組和三個矩形連接座，模擬車軸包括一體成型且直徑順次遞減的主軸、兩個軸頸和兩個軸端，兩個軸頸和兩個軸端順次對稱布置于主軸的兩側；模擬軸座包括中心軸座、高位模擬彈簧座、低位模擬彈簧座和軸向減震橡膠環，中心軸座的端面上設有減震環通孔；高位模擬彈簧座和低位模擬彈簧座分別位于中心軸座的左、右兩側，其三者一體成型；高位模擬彈簧座和低位模擬彈簧座的高度差為H；高位模擬彈簧座的端面上設有高位減震柱通孔，低位模擬彈簧座的端面上設有低位減震柱通孔；高位減震柱通孔和低位減震柱通孔的軸線彼此平行，其二者的間距為L，且其二者的軸向均垂直于減震環通孔軸線；軸向減震橡膠環的內徑與軸頸的外徑匹配，其同軸固連于減震環通孔內，軸向減震橡膠環的軸向長度是減震環通孔軸向長度的二倍；