[發明專利]一種列車輪對過盈配合面微動損傷測試裝置

有效

• 申請號: 201910485540.6
• 申請日: 2019-06-05
• 公開（公告）號: CN110186701B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 宋劍鋒;董永剛;焦朝旭;李小龍;王庭軒;程顥;王兆豐
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: G01M17/10
• 分類號: G01M17/10
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉奇

本發明公開一種列車輪對過盈配合面微動損傷測試裝置，包括測試單元、驅動單元和制動單元，測試單元包括車輪、車輪軸、鋼軌輪、鋼軌軸、軸承座，車輪與車輪軸相連，車輪與車輪軸過盈配合，測試時，車輪與鋼軌輪相抵接，相當于火車輪對與鐵軌的滾動接觸，通過加載盤向車輪軸加載徑向載荷(即軸重載荷)，模擬實際載荷，打開電機和磁粉制動機，模擬火車加減速實際工況，模擬結束后，將脹緊環拆下作為檢測試樣，分析火車輪對過盈配合面在不同工況下的表面形貌和表層裂紋狀態，得到表面微動磨損狀態以及表面微動疲勞裂紋萌生和擴展機制。

技術領域

本發明涉及火車輪對服役性能測試技術領域，特別是涉及一種列車輪對過盈配合面微動損傷測試裝置。

背景技術

輪軸是由輪和軸組成，能繞共同軸線旋轉的機械。列車輪軸的配合是典型的過盈配合，高速重載列車運行過程中通過踏面制動進行減速時，輪對不但承受軸重載荷，而且輪軌接觸踏面承受阻力矩，因此，車軸輪座與輪轂孔配合表面在彎矩和扭矩綜合作用下，會產生比穩態運行狀態更顯著的周向微動滑移和軸向微動滑移，進而造成過盈配合面微動磨損和微動疲勞等微動損傷，輪對過盈配合面微動損傷是影響重載鐵路運輸安全性和經濟性的重要因素，在高速重載運輸中尤其嚴重，研究在此種狀態下列車的安全問題也就顯得十分必要。但是，現有技術中關于列車輪軸過盈配合面的微動損傷測試設備仍屬空白。

因此，如何改變現有技術中，列車輪軸過盈配合面的微動損傷測試無法進行的現狀，是本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種列車輪對過盈配合面微動損傷測試裝置，以解決上述現有技術存在的問題，使裝置能夠對火車輪對過盈配合面的表面微動磨損狀態進行測試。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供一種列車輪對過盈配合面微動損傷測試裝置，包括：

測試單元，所述測試單元包括車輪、車輪軸、鋼軌輪、鋼軌軸、軸承座，所述車輪與所述車輪軸相連，所述車輪與所述車輪軸過盈配合，所述車輪與所述車輪軸之間設置脹緊環和脹緊套，所述脹緊套套裝于所述車輪軸上，所述脹緊環套裝于所述脹緊套的外部并與所述車輪相抵接，調節所述脹緊套能夠改變所述車輪和所述車輪軸的過盈配合面的接觸應力，所述車輪軸還連接有車輪支座和加載盤，所述車輪軸可轉動地設置于所述車輪支座上，所述加載盤與所述車輪軸轉動連接，通過所述加載盤能夠向所述車輪軸施加徑向載荷，所述鋼軌輪與所述鋼軌軸相連，所述鋼軌軸可轉動地設置于所述軸承座上，所述鋼軌輪設置于所述車輪的底部且二者相抵接；

驅動單元，所述驅動單元包括電機，所述電機與所述車輪軸傳動相連；

制動單元，所述制動單元包括磁粉制動機，所述磁粉制動機與所述鋼軌軸傳動相連，所述磁粉制動機向所述鋼軌軸傳遞的力矩與所述電機向所述車輪軸傳遞的力矩方向相反；

底座，所述車輪支座、所述軸承座、所述驅動單元和所述制動單元均設置于所述底座上。

優選地，所述加載盤與所述車輪軸之間設置N型圓柱滾子軸承，所述N型圓柱滾子軸承的兩端與所述車輪軸之間均設置彈性擋圈。

優選地，所述脹緊環和所述脹緊套均凸出于所述車輪的安裝孔，所述脹緊套靠近所述車輪一側的端面與所述脹緊環的端面之間具有間隙。

優選地，所述車輪軸靠近所述車輪支座的一端連接有第一鏈輪，所述第一鏈輪通過鏈條與所述電機傳動相連，所述鋼軌軸伸出所述軸承座的一端連接有第二鏈輪，所述第二鏈輪通過鏈條與所述磁粉制動機傳動相連。

優選地，所述第二鏈輪與所述軸承座之間設置定位套，所述第二鏈輪設置于所述定位套遠離所述第一鏈輪的一側。

優選地，所述車輪支座與所述車輪軸之間、所述軸承座與所述鋼軌軸之間均設置軸承。

優選地，所述加載盤和所述車輪支座分別設置于所述車輪的兩側，所述車輪和所述第一鏈輪分別設置于所述車輪支座的兩側。