一種鐵道機(jī)車驅(qū)動部件動態(tài)加載裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鐵道機(jī)車工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及鐵道機(jī)車的驅(qū)動部件加載試驗技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著牽引電機(jī)轉(zhuǎn)速的提高和功率的加大，鐵道機(jī)車輪軸驅(qū)動系統(tǒng)成為決定機(jī)車可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需要建立專門的試驗臺實現(xiàn)大功率機(jī)車輪軸驅(qū)動系統(tǒng)的動態(tài)振動加載模擬環(huán)境，展開試驗研宄。
[0003]目前，可為輪軸驅(qū)動提供動態(tài)加載環(huán)境的試驗臺包括已經(jīng)建成的鐵道科學(xué)研宄院的輪軌關(guān)系試驗臺，可以提供模擬帶有不平順鋼軌的界面。由龍門架和安裝在龍門架橫梁下方的液壓油缸提供推力形成的動態(tài)軸重加載環(huán)境，安裝在龍門架立柱上的橫向油缸模擬來自車體的橫向激擾。類似的試驗臺還有意大利的魯西尼試驗臺。查閱以前的類似專利可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的大多數(shù)轉(zhuǎn)向架靜態(tài)軸重加載方法都是利用龍門架和垂向油缸，油缸一端安裝在龍門架上部橫梁下表面，另一端直接或通過另一根橫梁安裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的上表面，對構(gòu)架施加垂向載荷；還有少數(shù)利用橫梁和螺桿的方式施加靜態(tài)軸重。
[0004]中國發(fā)明專利公開號CN201220724006.X公開的對于動態(tài)軸重的加載，現(xiàn)階段主要依靠龍門架和油缸實現(xiàn)，這種方式雖然普遍應(yīng)用，但也存在缺點:第一，龍門架高度較高，油缸的安裝及拆卸不方便，耗費工時；第二，油缸的安裝方式?jīng)Q定了其在施加垂向載荷時承受的是壓力，安全穩(wěn)定性差；第三，油缸的頻繁拆卸使接頭及管路的壽命大大降低；第四，龍門架體積龐大用料多，設(shè)備投資多。
[0005]鐵道機(jī)車的車體是安放在二個或三個轉(zhuǎn)向架上。轉(zhuǎn)向架上的輪軸靜止不動時，承受車體重量帶來的靜載荷分量；沿軌道運行時，需承受因為車體振動及軌道不平順產(chǎn)生的附加動載荷分量。車體施加的輪軸載荷引起的輪軸變形會明顯影響齒輪、軸承等驅(qū)動部件的接觸狀況，改變它們的工作應(yīng)力，明顯影響輪軸驅(qū)動系統(tǒng)的可靠性。由于交流牽引電機(jī)傳動相對直流牽引電機(jī)的恒功率最高轉(zhuǎn)速提升幅度可以達(dá)到50%以上，因此采用交流傳動的大功率機(jī)車的小齒輪軸承速度相應(yīng)提高。此外，牽引電機(jī)的廣譜力矩諧波在驅(qū)動及走行彈性懸掛系統(tǒng)中，均會引起額外的振動和應(yīng)力。盡管大功率機(jī)車的輪軸驅(qū)動系統(tǒng)采用電機(jī)——齒輪箱一體化的結(jié)構(gòu)，齒輪嚙合及電機(jī)與小齒輪軸承的受力得到改善，但3000r/min以上的軸承及小齒輪一直在振動沖擊環(huán)境中運行，始終是整個機(jī)車的薄弱環(huán)節(jié)。
[0006]對于最高120km/h速度的機(jī)車，牽引電機(jī)一般采用軸懸方式，輪軸驅(qū)動系統(tǒng)可以不帶車輪試驗，但對于200km/h級機(jī)車驅(qū)動系統(tǒng)，必須帶車輪試驗。不同的生產(chǎn)廠家、不同的機(jī)車，其輪軸驅(qū)動系統(tǒng)都有其特殊性。對此本發(fā)明對在考慮轉(zhuǎn)向架上部橫向、垂向激擾，鋼軌在下部垂向激擾，考慮牽引電機(jī)全功率驅(qū)動條件下，大功率機(jī)車輪軸驅(qū)動試驗動態(tài)加載問題進(jìn)行研宄，將提供加載功能齊全、操作方便、試驗安全的試驗臺振動加載方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種鐵道機(jī)車驅(qū)動部件動態(tài)加載裝置，它能有效地解決模擬牽引電機(jī)在全功率驅(qū)動條件下，對大功率機(jī)車轉(zhuǎn)向架施加上部橫向、垂向激擾，下部垂向激擾等輪軸驅(qū)動試驗的動態(tài)加載問題
[0008]本發(fā)明的目的由以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種鐵道機(jī)車驅(qū)動部件動態(tài)加載裝置包括:
[0009]一個具有六自由度運動的籠形四方體組合加載框架；
[0010]加載框架下層框架四角連接的四個垂向油缸及四套垂向彈簧拉桿；
[0011]加載框架下層框架側(cè)梁前端連接的二根縱向電動推拉桿，側(cè)梁后端連接的二根限位推拉桿；
[0012]加載框架上層框架左側(cè)梁中部連接的一根橫向油缸；
[0013]加載框架設(shè)有與模擬轉(zhuǎn)向架上部協(xié)調(diào)的上下可調(diào)的螺紋升降定位錐銷及四套垂向緊固螺桿；
[0014]加載框架設(shè)有與模擬轉(zhuǎn)向架上部接口對位使用的縱向及橫向調(diào)節(jié)推拉桿。
[0015]設(shè)于安裝板且與加載框架聯(lián)結(jié)的垂向油缸和橫向油缸，(所述的垂向油缸為動態(tài)加載油缸，橫向油缸為激振油缸)它們和縱向電動推拉桿及限位推拉桿的兩端均設(shè)有球鉸。垂向油缸的一端球鉸座與安裝板固結(jié)，另一端球鉸座與下層框架連接，橫向油缸的一端球鉸座與橫向反力架連接，另一端球鉸座與上層框架左側(cè)側(cè)梁連接；二根縱向電動推拉桿的一端球鉸座分別與下層框架前側(cè)梁兩端連接，二根限位推拉桿的一端球鉸座分別與下層框架后側(cè)梁兩端連接；垂向彈簧拉桿的彈簧套筒與安裝板連接，垂向彈簧拉桿的另一端通過球面軸承與下層框架的橫梁及輪輻式傳感器聯(lián)結(jié)，上方通過螺母固定；上層框架的四角與下層框架的四角之間設(shè)有通過螺栓連接的立柱，上層框架與下層框架及立柱的立面之間形成的側(cè)立面矩形框內(nèi)設(shè)有呈倒“V”字形布置的固定斜撐和呈“V”字形布置的活動斜撐；上層框架中間主梁上設(shè)有左右對稱的豎向長槽，槽中設(shè)有螺紋升降定位錐銷；上層框架的后橫端梁設(shè)有帶縱向手輪的縱向調(diào)節(jié)推拉桿，上層框架靠近橫向反力架的一側(cè)設(shè)有帶橫向手輪的橫向調(diào)節(jié)推拉桿，上層框架的前后橫端梁上設(shè)有帶垂向手輪的垂向緊固螺桿。
[0016]所述縱向調(diào)節(jié)推拉桿、橫向調(diào)節(jié)推拉桿、垂向緊固螺桿的自由端均設(shè)有與被加載體配合的連接塊。
[0017]所述下層框架的前橫梁上設(shè)有可以伸縮的上車軌。
[0018]所述立柱端面帶法蘭。
[0019]所述螺紋升降定位錐銷與上層框架之間設(shè)有可調(diào)軌距的活動換擋塊。
[0020]所述活動斜撐帶有球鉸的一端與上層框架的縱梁聯(lián)結(jié)、另一端與下層框架通過螺檢聯(lián)結(jié)。
[0021]上層框架的前、后端梁均為兩個背對背的槽鋼與上下面板的焊接結(jié)構(gòu)，該上下面板上設(shè)有兩個左右對稱的允許垂向方頭螺栓橫向調(diào)整間距的長槽。
[0022]所述的模擬轉(zhuǎn)向架構(gòu)架由左、右兩側(cè)梁及兩個端梁組成，提供驅(qū)動部件以規(guī)定的安裝接口，同時為試驗臺加載框架提供安裝界面，模擬轉(zhuǎn)向架構(gòu)架設(shè)有:
[0023]①帶輪緣的獨立轉(zhuǎn)動的輔助走行輪二個，與動輪對使用同樣的導(dǎo)軌；
[0024]②在其側(cè)梁上表面軸箱正上方，設(shè)置Φ 60?80的錐形插銷座，共二個；
[0025]③在其后端梁后側(cè)面，設(shè)置帶T形槽叉的銷孔對位螺栓連接座，共二個；
[0026]④在側(cè)梁上部兩端設(shè)置T形槽垂向螺栓頭連接座；
[0027]本發(fā)明的工作原理如下:
[0028]試驗方法:被試驗的輪軸驅(qū)動部件安裝在帶有約定定位接口的模擬轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上，在生產(chǎn)車間組裝成帶輔助支撐輪的模擬轉(zhuǎn)向架；鐵道機(jī)車驅(qū)動部件動態(tài)加載裝置安裝在試驗基礎(chǔ)臺上，主體為具有六自由度運動的籠形四方體組合式加載框架，配以垂向彈簧拉桿與垂向油缸，橫向油缸，縱向電動推拉桿及限位推拉桿；加載框架的上層框架主梁上設(shè)置有二個螺紋升降定位錐銷與模擬轉(zhuǎn)向架匹配的快速定位接口，還開有前“門”，允許所述模擬轉(zhuǎn)向架滾動進(jìn)入籠形加載框架內(nèi)部，借助于縱向及橫向調(diào)節(jié)推拉桿，加載框架上的銷與孔能實現(xiàn)對準(zhǔn)，模擬轉(zhuǎn)向架構(gòu)架能定位到加載框架上，并被施加以六自由度的運動控制，從而實現(xiàn)輪軸驅(qū)動系統(tǒng)的動態(tài)加載試驗。
[0029]由于與加載框架連接的油缸\推拉桿等桿件至少有100mm長，且兩端至少有二個被動的擺動自由度，起限位作用的縱向推拉桿帶間隙。加載框架垂向振動的范圍為:±50mm，橫向大約為±30mm，縱向電動推拉桿的動作范圍為±15mm。因此，除了需要四個垂向油缸作平面協(xié)調(diào)控制外，橫向與縱向運動可以自由獨立控制。這樣，可在如下三個方向上實現(xiàn)多種運動:
[0030]①垂向，模擬轉(zhuǎn)向架承受加載框架施加的相當(dāng)于二系懸掛裝置的高圓簧或橡膠堆施加的部分車體重量，通過一系彈簧壓縮變形向輪對傳遞垂向力，使之產(chǎn)生等效的輪重、軸重；具體通過調(diào)整四根垂向彈簧拉桿的螺母，調(diào)整一系彈簧的壓縮量，調(diào)整靜態(tài)軸重，通過動態(tài)控制與垂向彈簧拉桿并聯(lián)的垂向油缸的動態(tài)伸縮量，從而可以控制動態(tài)輪重。同步控制四個垂向油缸，可以模擬轉(zhuǎn)向架的沉浮振動，反相控制前后橫向油缸，可以模擬點頭振動；