[發明專利]一種全尺寸輪對道岔接觸實驗臺

有效

• 申請號: 202011115130.1
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112284703B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 張軍;張峻瑞;竇蘊平;馬賀;金濤濤;宋春雨
• 申請（專利權）人: 北京建筑大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 趙亞飛

本發明提供一種全尺寸輪對道岔接觸實驗臺。其包括：基礎平臺、軌道驅動系統、龍門支架、工裝夾具、傳感監測系統，以及可根據實驗需要更換不同型號的道床、道岔、鋼軌和輪對。本發明通過軌道驅動系統驅動實驗軌道直動往復運動，通過工裝夾具對其所連接的輪對施加垂直向下的作用力，使得輪對的底部下壓實驗軌道并受往復運動的實驗軌道的摩擦力驅動而旋轉，模擬輪對通過道岔的過程。由此，本發明可以在模擬輪對通過道岔的過程中通過相應的傳感監測系統獲取最接近真實工況下的各傳感數據，實現對全尺寸輪對道岔接觸狀況的模擬和實驗數據采集。本發明所獲得的實驗數據有助于降低軌道車輛的振動及運行噪聲，提高列車過叉速度，減少對周圍建筑物的影響。

技術領域

本發明涉及軌道交通技術領域，具體而言涉及一種全尺寸輪對道岔接觸實驗臺。

背景技術

輪軌系統是鐵路和城市軌道交通運輸系統中的關鍵零部件，輪軌關系問題是軌道運輸技術的關鍵問題。道岔是軌道的重要組成部分，由轉轍器（尖軌、基本軌、護軌）、連接部分、轍叉等部分組成，其中尖軌和轍叉是變截面結構，會使輪岔關系與輪軌關系相比具有較大差異，是軌道系統中的薄弱部位。軌道車輛通過道岔的過程中，車輪與道岔之間的滾動接觸關系也更加復雜。因此，研究輪對和道岔之間的接觸狀態及動態特性，對軌道運輸系統而言尤為重要。輪對和道岔之間的接觸狀態及動態特性對于減緩道岔磨耗，降低企業運營成本以及充分提高道岔通過性能都具有十分關鍵的作用。

目前，針對輪對-道岔接觸關系的研究，通常采用數值模擬仿真的方法。現有的一些研究過程中，也可以通過輪岔實驗進行輪岔關系的研究。該試驗中，輪岔的滾動接觸狀態主要有實驗臺實驗或線路實體實驗進行模擬。

線路實體實驗更接近軌道交通工具的實際運行情況，但其具有試驗持續時間長，成本巨大，對線路運營影響大，不易單獨測試某個單一因素對輪岔關系的影響等缺陷。

實驗臺實驗經濟快捷，便于單獨測試某個因素對輪岔關系的影響，同時，實驗可以模擬各種極限工況。因此世界各國開發了各種形式的輪軌關系實驗臺，以研究輪軌接觸情況及車輛動力學性能。

現有的輪軌實驗臺大多采用輪-輪對滾的形式模擬車輪通過鋼軌的過程。然而，在現實中，鋼軌本身無曲率，用于實驗的軌道輪其自身的曲率將會影響輪軌之間的接觸狀態。因此，現有輪-輪對滾實驗臺的模擬結果往往與實際運行狀態存在一定的偏差。

除上述輪-輪對滾的形式以外，現有技術中還存在通過曲柄滑塊機構模擬車輪通過鋼軌過程的實驗臺。這種結構雖然克服了輪-輪對滾實驗中軌道輪本身存在曲率、實驗結果不準確的缺陷，但是這種實驗結構具有占地面積大，不易保證輪對勻速運動的缺點。

此外，現有技術中，有的實驗臺還可采用行星輪帶動軌道進行往復運動，通過這樣的結構實現對真實輪軌關系的模擬，而不需要改變電機轉向。但是，現有行星輪帶動軌道進行往復運動的實驗系統依舊存在造價與維護成本高、占地面積大等問題。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種全尺寸輪對道岔接觸實驗臺，本發明通過絲桿與道床之間的聯動，以及龍門支架對整體車輪的支撐，能夠模擬真實的輪岔滾動接觸狀態，實現對其動力學性能的準確測試。本發明具體采用如下技術方案。