專利名稱：基于差速傳動機(jī)構(gòu)的鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行仿真試驗臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行仿真試驗臺。
背景技術(shù)：
鐵路機(jī)車車輛整車動態(tài)性能的好壞是直接影響列車運(yùn)行質(zhì)量(包括安全可 靠、快速便捷、高效節(jié)能、平穩(wěn)舒適等)的最重要的因素。因而，對機(jī)車車輛 整車動態(tài)性能進(jìn)行運(yùn)行試驗研究是必需的。
列車在實際的線路上運(yùn)行時的工況是極其復(fù)雜多變的。測試鐵路機(jī)車車輛 整車動態(tài)性能，需要測試機(jī)車車輛整車在各種工況下的動態(tài)性能，具體而言是 指測試在下述工況下的動態(tài)性能1.列車的前進(jìn)運(yùn)動，即車輪的滾動。2.鋼 軌的加工、安裝等因素形成的誤差帶來的線路不平順擾動，具體包括a.垂向 不平順，即軌道上的鋼軌高低不平；b.橫向不平順，即軌道延伸方向上側(cè)面不 光滑、產(chǎn)生了側(cè)向水平偏移；c、側(cè)向水平彎曲，即鋼軌在軌道延伸方向上產(chǎn)生 了側(cè)向的水平彎曲；3.線路彎道處鋼軌的曲線狀態(tài)(緩和曲線及圓弧曲線)， 以及在曲線狀態(tài)下的同軸的兩車輪由于切線方向上的線速度不一致而產(chǎn)生的滑 移現(xiàn)象；4.載荷狀況下的牽引、制動過程。
目前，在鐵路機(jī)車車輛整車動態(tài)性能運(yùn)行試驗研究中主要采用兩種方法 一種是在環(huán)行軌道上作線路運(yùn)行試驗；另 一種方法是在實驗室里建造定置試驗 臺。采用環(huán)行軌道方式，缺點(diǎn)在于需要修建試驗線路，要占用很大的場地， 并且對運(yùn)行中的列車的某些動態(tài)參數(shù)的檢測很不方便，甚至無法進(jìn)行。試驗臺 的方式，則占用場地少，且能動態(tài)地、變化地仿真模擬列車運(yùn)行的多種工況。 但現(xiàn)有的定置試驗臺， 一方面結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難于控制，另一方面同一試驗臺上也 只能實現(xiàn)少數(shù)工況的模擬。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行仿真試驗臺，該種試驗臺可以
方便地模擬機(jī)車車輛在鐵路線路上的運(yùn)動；它能模擬平順的車輛運(yùn)行狀態(tài)，又 能模擬線路垂向不平順、橫向不平順、側(cè)向水平彎曲的擾動和車輛在曲線線路 環(huán)境下的運(yùn)動狀態(tài)。
本發(fā)明解決實現(xiàn)其發(fā)明目的，所釆用的技術(shù)方案是 一種鐵路機(jī)車車輛運(yùn) 行仿真試驗臺，其組成為，由數(shù)個試驗單元構(gòu)成，每一試驗單元的具體結(jié)構(gòu)為
驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過萬向軸與右滾輪軸相連，左滾輪軸通過浮動式聯(lián)軸器與右滾 輪軸相連；或者左滾輪軸與驅(qū)動機(jī)構(gòu)的差速傳動機(jī)構(gòu)相連；左、右滾輪分別安 裝在左、右滾輪軸上。
左、右滾輪軸分別通過軸承支撐在左、右U字形框架上；左、右U字形框 架分別通過其側(cè)壁上的垂向線性軸承安裝在左、右滾輪座內(nèi)壁上；左、右滾4侖 座均安裝在基座上。
左、右U字形框架的底部分別通過的垂向液壓激振器連接在基座上。
左、右滾輪軸的外端分別連在軸承座上，軸承座與連接桿鉸接，連接桿再與 L形拐臂的一端鉸接，L形拐臂的拐角通過鉸鏈固定在左、右滾輪座上，L形拐 臂的另 一端與橫向液壓激振器連接，橫向液壓激振器的另 一端固定在基座上。
左、右滾輪座分別通過回轉(zhuǎn)軸承安裝在基座，左、右滾輪座與各自的回轉(zhuǎn) 激振器相連。
本發(fā)明試驗臺的工作過程及原理是
由于驅(qū)動機(jī)構(gòu)是通過萬向軸帶動右滾輪軸運(yùn)動，右滾輪運(yùn)動時可在各個方 向上有一定的偏移范圍，并且左、右滾輪中間設(shè)置了一個浮動式聯(lián)軸器，該浮 動式聯(lián)軸器具有較大的軸向位移補(bǔ)償能力、徑向位移補(bǔ)償能力和角度位移補(bǔ)償 能力，在傳遞轉(zhuǎn)動和扭矩的同時，允許左、右滾輪在各自的垂向和橫向液壓激 振器的推動下作垂向和橫向的相對移動。也就是說左、右滾輪能夠產(chǎn)生相對獨(dú) 立的垂向和橫向移動?；蛘邤嚅_左、右滾輪軸間的浮動式聯(lián)軸器，通過差速機(jī) 構(gòu)將其連接，則左、右滾輪能夠產(chǎn)生完全獨(dú)立的垂向和橫向移動。
車輛直線平順運(yùn)行的模擬用裝在滾輪軸上的滾輪來代替軌道，滾輪的外 圓截面具有鐵路軌道踏面的形狀，每個滾輪經(jīng)滾輪軸支承在一個U字形框架里 的軸承中，滾輪在驅(qū)動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動，從而帶動車輪轉(zhuǎn)動，模擬列車的平順前進(jìn)運(yùn)動。
軌道垂向不平順狀況的;f莫擬由于U字形框架通過垂向線性軸承安裝在滾 輪座里，U字形框架的下面通過垂向液壓激振器聯(lián)結(jié)在基座上；滾輪轉(zhuǎn)動的同時， 使垂向液壓激振器工作，U字形框架及滾輪受到激振器的振動作用力，因此左、 右滾輪將按激振器的振動頻語作垂向往復(fù)運(yùn)動，該往復(fù)運(yùn)動與滾輪轉(zhuǎn)動的復(fù)合 即可模擬出車輪在縱向運(yùn)動中的高低不平；由于左右滾輪的振動頻譜是獨(dú)立的， 因此它也可以模擬出在同一斷面上兩條軌道的高低不平。從而可以極其真實地 模擬出不同線路的各種垂向不平順狀況。
軌道橫向不平順狀況的模擬由于滾輪軸的外端通過軸承座和L形拐臂與 基座上的橫向液壓激振器聯(lián)結(jié)。滾輪轉(zhuǎn)動的同時，使橫向液壓激振器工作，其 運(yùn)動通過L形拐臂傳遞到滾輪軸及滾輪上，迫使左、右滾輪按各自激振器的振 動頻譜作橫向(側(cè)向)往復(fù)運(yùn)動，即可模擬出車輛運(yùn)行時線路的橫向不平順狀 況。
軌道側(cè)向水平彎曲不平順狀況的模擬由于右滾輪軸與萬向軸相連，左右 滾輪軸間由一個浮動式聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)；并且左右滾輪分別通過回轉(zhuǎn)軸承安裝在基 座上，因此，在一定角度范圍內(nèi)左右滾輪均可發(fā)生相對基座的回轉(zhuǎn)運(yùn)動。滾輪 滾動時，回轉(zhuǎn)激振器工作，帶動左右滾輪相對基座發(fā)生頻率較高的回轉(zhuǎn)運(yùn)動，
曲線線路狀態(tài)的模擬垂向激振器工作，即可使外側(cè)軌道適當(dāng)抬高，再結(jié) 合同時工作的回轉(zhuǎn)激振器，則能在一定程度上模擬出車輛在軌道曲線線路狀態(tài) 下的運(yùn)行工況。
本發(fā)明的垂向、橫向及回轉(zhuǎn)三個激振器既可單獨(dú)工作，也可任意兩個或三 個同時工作，實現(xiàn)各種不平順運(yùn)動的迭加。尤其是三個方向的激振器同時工作 時，能使車輛產(chǎn)生上下顛跛、左右搖擺和搖頭的運(yùn)動，從而極其真實地模擬出 列車在線路上的真實運(yùn)行狀況。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是
通過垂向、橫向液壓激振器及回轉(zhuǎn)液壓激振器可分別或結(jié)合地模擬出車輛 運(yùn)行時軌道的垂向、橫向、軌距及彎曲變化帶來的全方位、全自由度的所有不 平順工況及其曲線狀態(tài)；因此，它能夠 真實地模擬出車輛運(yùn)行的各種不平順 實際工況，較真實地模擬出車輛在軌道曲線狀態(tài)下的運(yùn)行工況。從而為整車動態(tài)性能測試"l是供了一個更真實、更良好的測試環(huán)境，《吏測試凄t據(jù)更準(zhǔn)確、可靠。
上述的基座由上部的可傾基座和下部的剛性基座組成，其具體結(jié)構(gòu)為可 傾基座與剛性基座之間的一側(cè)通過球鉸連結(jié)，另 一側(cè)通過液壓作動器相連。
液壓作動器動作時，可使可傾基座及兩個滾輪發(fā)生水平傾斜，結(jié)合回轉(zhuǎn)液 壓激振器的動作，可以極為真實地模擬出鐵軌的曲線及其外側(cè)軌道超高的狀況。 其具體的工作過程是針對線路曲線半徑的大小，將左右滾輪相對基座回轉(zhuǎn)至 一定的角度，模擬相應(yīng)的徑向位置；由液壓作動器推舉基座上的可傾基座的一 端，繞另一端(鉸支端)抬升一定角度，使其一端的滾^^高于另一端滾輪，模 擬彎道處外側(cè)鋼軌超高；再通過差速機(jī)構(gòu)(此時左右滾輪軸間的浮動式聯(lián)軸器 脫開)，使左右滾輪軸和滾輪獲得不同的轉(zhuǎn)速，模擬左右滾輪在鋼軌踏面上產(chǎn)生 的滑差。由此，車輛在彎道處的曲線運(yùn)行狀況可得到完整的極為真實的模擬。
上述的驅(qū)動機(jī)構(gòu)的構(gòu)成為電機(jī)與傳動箱相連，傳動箱通過萬向聯(lián)軸器與 右滾輪軸相連。
上述的電機(jī)在與傳動箱相背的另 一輸出軸上接有飛輪裝置。 上述的飛輪裝置與電機(jī)軸之間接有增速齒輪箱，電機(jī)為直流電機(jī)。 為了模擬列車牽引、制動過程，適應(yīng)不同機(jī)車牽引與制動特性的試驗需要， 對列車的運(yùn)行阻力和慣性質(zhì)量采用了機(jī)械慣量模擬與電氣慣量模擬相結(jié)合的方 案。以上的飛輪裝置既可以用來模擬列車的慣性質(zhì)量，同時也可保證試驗臺整 個系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性能，并降低作為發(fā)電功能使用的電機(jī)即負(fù)載電機(jī)控制的難 度，也為實現(xiàn)無級的電氣慣量模擬提供有利的條件。以驅(qū)動機(jī)構(gòu)中的直流電機(jī) 作為負(fù)載電機(jī)即發(fā)電機(jī)，該電機(jī)在模擬制動過程時，通過控制裝置切斷其電源 輸入回路，而接通與輸入回路并聯(lián)的另一負(fù)載電阻回路進(jìn)行能量消耗，也即將 滾輪運(yùn)動的機(jī)械能通過該電機(jī)轉(zhuǎn)換成電能，再由負(fù)載電阻消耗，從而模擬出在 制動過程中制動器的制動作用。通過對負(fù)載電機(jī)的控制來調(diào)節(jié)電氣慣量的大小。 為了增強(qiáng)飛輪的作用，用增速齒輪箱對飛輪進(jìn)行增速，以加大對列車慣性質(zhì)量 的模擬能力，確保對列車牽引、制動過程的模擬品質(zhì)。從而可以準(zhǔn)確模擬出列 車在載重情況下的牽引及制動過程中的工況，為可靠準(zhǔn)確測試列車在牽引及制 動過程中的動態(tài)性能提供了良好的測試環(huán)境。
上述的驅(qū)動機(jī)構(gòu)的構(gòu)成為電機(jī)與同步分流齒輪箱相連，同步分流齒輪箱 與電機(jī)軸同向的直通輸出端經(jīng)萬向軸與右滾輪軸連接；與電機(jī)軸方向垂直的同
6步輸出端與相鄰試驗單元的同步分流齒輪箱的同步輸出端對接，與電機(jī)軸方向 垂直的垂向輸出端通過差速傳動機(jī)構(gòu)與左滾輪軸連接。
上述差速傳動機(jī)構(gòu)的組成為同步分流齒輪箱的垂向輸出端通過第一轉(zhuǎn)向 齒輪箱與差速齒輪箱相連；差速齒輪箱經(jīng)過萬向軸與第二轉(zhuǎn)向齒輪箱相連、第 二轉(zhuǎn)向齒輪箱通過第三轉(zhuǎn)向齒輪箱與左滾輪軸相連；差速齒輪箱內(nèi)部設(shè)有錐齒 輪包，該錐齒輪包與調(diào)速電機(jī)連接。
這樣左、右滾輪相互完全獨(dú)立。電機(jī)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動輸入到同步分流齒輪箱， 通過同步分流齒輪箱把運(yùn)動分成三個方向輸出，其中直通方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動直接 傳遞給右滾輪，另外兩側(cè)與電才幾軸呈垂直方向輸出。 一側(cè)垂向輸出端與相鄰試 驗單元的同步分流齒輪箱的對應(yīng)輸出端對接，用以實現(xiàn)與相鄰試驗單元的機(jī)械 同步；另一側(cè)垂向輸出端與轉(zhuǎn)向齒輪箱聯(lián)結(jié)，改變輸出方向，使輸出方向與滾 輪軸的方向平行，然后與差速齒輪箱的輸入軸連接。差速齒輪箱內(nèi)部有一個可 以轉(zhuǎn)動的錐齒輪包，錐齒輪包的轉(zhuǎn)動速度由調(diào)速電機(jī)驅(qū)動和控制，可實現(xiàn)無級 調(diào)速，差速齒輪箱輸出軸的轉(zhuǎn)速是其輸入軸轉(zhuǎn)速和錐齒輪包轉(zhuǎn)速之和，也就是 說，差速齒輪箱的輸出轉(zhuǎn)速與輸入轉(zhuǎn)速之間可以產(chǎn)生一速差，而且這一速差的 正負(fù)、大小均隨時設(shè)定和可調(diào)。差速齒輪箱的輸出軸通過連接軸將運(yùn)動傳到第 二轉(zhuǎn)向齒輪箱，經(jīng)第二轉(zhuǎn)向齒輪箱轉(zhuǎn)向輸出再傳到第三轉(zhuǎn)向齒輪箱，經(jīng)第三轉(zhuǎn) 向齒輪箱轉(zhuǎn)向后，其輸出軸獲得與右滾輪軸同軸線、同方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，再通 過萬向軸與左滾輪的伸出軸對接，以此驅(qū)動左滾輪以與右滾輪同方向但不同轉(zhuǎn)
速旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)車輛通過曲線路段時的差速，模擬出同一軸線上的兩滾輪在 輪、軌接觸處切線方向上存在的滑差現(xiàn)象。最終更加真實地模擬出車輛在轉(zhuǎn)彎 處的運(yùn)4亍工況。
下面結(jié)合附圖和具體的實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。


圖l是本發(fā)明實施例一去掉驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明實施例一的驅(qū)動機(jī)構(gòu)及其與左右滾輪的連接關(guān)系示意圖。 圖3是本發(fā)明實施例二去掉驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是本發(fā)明實施例二的驅(qū)動機(jī)構(gòu)及其與左右滾輪的連接關(guān)系示意圖。 圖5是本發(fā)明的滾輪運(yùn)動自由度示意圖。圖中X方向為軌道延伸方向，Y 方向為側(cè)向或7j^平方向，Z為垂向方向。
具體實施例方式
實施例一
圖1、圖2及圖5示出，本發(fā)明的一種具體實施方式
為
一種鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行仿真試驗臺，其組成為由數(shù)個試驗單元構(gòu)成，每一 試驗單元的具體結(jié)構(gòu)為
驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過萬向軸7與右滾輪軸9b相連，左滾^~軸9 a通過浮動式聯(lián)軸 器22與右滾輪軸9 b相連；或者左滾輪軸9 a與驅(qū)動機(jī)構(gòu)的差速傳動機(jī)構(gòu)相連； 左、右滾輪8a、 8b分別安裝在左、右滾輪軸9a， 9b上。
左、右滾輪軸9a， 9b分別通過軸承13支撐在左、右U字形框架12a、 12b 上；左、右U字形框架12a、 12b分別通過其側(cè)壁上的垂向線性軸承35安裝在 左、右滾輪座14a、 14b內(nèi)壁上；左、右滾輪座14a、 14b均安裝在基座17上。
左、右U字形框架12a、 12b的底部分別通過的垂向液壓激振器18連接在 基座17上。
左、右滾輪軸9a, 9b的外端分別連在軸承座19上，軸承座19與連接桿 36鉸接，連接桿36再與L形拐臂20的一端鉸接，L形拐臂20的拐角通過鉸鏈 固定在左、右滾4侖座14a、 14b上，L形拐臂20的另一端與一黃向液壓激振器21 連接，橫向液壓激振器21的另一端固定在基座17上。
左、右滾輪座14a、 14b分別通過回轉(zhuǎn)軸承15安裝在基座17,左、右滾輪 座14a、 14b與各自的回轉(zhuǎn)激振器相連。
基座17由上部的可傾基座17a和下部的剛性基座17b組成，其具體結(jié)構(gòu)為 可傾基座17a與剛性基座17b之間的一側(cè)通過球鉸23連結(jié)，另一側(cè)通過液壓作 動器24相連。
驅(qū)動機(jī)構(gòu)的構(gòu)成為電機(jī)1與傳動箱2相連，傳動箱2通過萬向聯(lián)軸器7 與右滾輪軸9b相連。
電機(jī)1在與傳動箱2相背的另一輸出軸上接有飛輪裝置5。飛輪裝置5與 電機(jī)1軸之間接有增速齒輪箱4;電機(jī)1是直流電機(jī)。
本例中的傳動箱2為變速傳動箱，該變速傳動箱是用來向軌道滾輪對提供 不同速度和扭矩，通過不同安裝方式，傳動比可設(shè)置成l:l、 2:1用于大扭矩或 l:2用于高速。本例中，驅(qū)動機(jī)構(gòu)直接驅(qū)動滾輪轉(zhuǎn)動，是一種直通工作方式。 在這種直通方式連接下，滾輪8a、 8b在驅(qū)動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下帶動被測試機(jī)車車輪37 —起轉(zhuǎn)動，模擬列車的前進(jìn)運(yùn)動。a.當(dāng)垂向液壓激振器18工作時，U字 形框架12a、 12b及滾輪8a、 8b在激振器18的作用下按一定的振動頻譜在垂向 往復(fù)運(yùn)動，模擬線路鋼軌垂向不平順狀況。b.當(dāng)橫向液壓激振器21工作時，其 運(yùn)動通過L形拐臂20傳遞到滾輪軸9a、 9b及滾輪8a、 8b上，迫使?jié)L輪8a、 8b 按一定的振動頻i普在橫向往復(fù)運(yùn)動，模擬線路的橫向不平順狀況。c.滾輪座 14a、 14b與可傾基座17a間通過回轉(zhuǎn)軸承15連4妄，因而滾4侖座14a、 14b及滾輪 8a、 8b可產(chǎn)生相對于可傾基座17a的回轉(zhuǎn)；而回轉(zhuǎn)激振器工作時，使?jié)L輪座14a、 14b及滾輪8a、 8b產(chǎn)生相對于可傾基座17a的回轉(zhuǎn)振動，/人而可才莫擬軌道水平 彎曲方向變化狀況。d.當(dāng)液壓作動器24推舉時，可使可傾基座17a及滾輪8a、 8b相對剛性基座17b產(chǎn)生傾斜，從而可以模擬軌道在曲線狀態(tài)下一側(cè)超高的狀 況。對上述運(yùn)動進(jìn)行疊加，則可實現(xiàn)各種復(fù)合工況的模擬。
本例的電4幾1是直流電才幾，由于直流電4幾既可以作電動才幾應(yīng)用，也可作發(fā)電 機(jī)應(yīng)用。也即與電機(jī)線圈相連的支路有兩條，分別為電源輸入支路和負(fù)載電阻 支路。在模擬制動過程時，通過控制裝置切斷電源輸入支路，接通負(fù)載電阻支 路，進(jìn)行能量消耗，從而將滾輪8a、 8b運(yùn)動的機(jī)械能通過該該直流電機(jī)轉(zhuǎn)換成 電能，再由負(fù)載電阻消彿C,以模擬出在制動過程中制動器的制動作用。與電機(jī)l 相連的飛輪裝置5也用來模擬列車的慣性質(zhì)量，同時還可保證試驗臺整個系統(tǒng) 運(yùn)行的穩(wěn)定性能。
實施例二
圖3、圖4及圖5示出，本例與實施例一基本相同，不同的是去掉左滾輪軸 (9 a )與右滾輪軸(9 b )之間的浮動式聯(lián)軸器(22)。 而變成左滾輪軸9 a 與驅(qū)動機(jī)構(gòu)的差速傳動一幾構(gòu)相連；驅(qū)動機(jī)構(gòu)的構(gòu)成為電機(jī)1與同步分流齒輪 箱2，相連，同步分流齒輪箱2，與電機(jī)1軸同向的直通輸出端經(jīng)萬向軸7與右 滾輪軸9b連結(jié)；與電機(jī)軸方向垂直的同步輸出端與相鄰試-驗單元的同步分流齒 輪箱2，的同步輸出端對接，與電機(jī)軸方向垂直的垂向輸出端通過差速傳動機(jī)構(gòu) 與左滾輪軸9a連接。差速傳動機(jī)構(gòu)的組成為同步分流齒輪箱2，的垂向輸出 端通過第一轉(zhuǎn)向齒輪箱28a與差速齒輪箱31相連；差速齒輪箱31經(jīng)過萬向軸 與第二轉(zhuǎn)向齒輪箱28b相連、第二轉(zhuǎn)向齒輪箱28b通過第三轉(zhuǎn)向齒輪箱與 左滾輪軸9a相連；差速齒輪箱31內(nèi)部設(shè)有錐齒輪包32，該錐齒輪包32與調(diào)速 電機(jī)33連接。本例中，將傳動箱2改為同步分流齒輪箱2，，最終可以實現(xiàn)左滾輪8a作與 右滾輪8b同旋轉(zhuǎn)方向但不同轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)動。
本例的裝置可進(jìn)4于差速^t擬。此時左、右滾輪8a、 8b相互完全獨(dú)立。電才幾 1將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動輸入到同步分流齒輪箱2，，通過同步分流齒輪箱2，把運(yùn)動分成三 個方向輸出，其中直通方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動直接傳遞給右滾4侖8b,另外兩側(cè)與電機(jī) 軸呈垂直方向輸出。 一側(cè)的垂向輸出端與相鄰試驗單元的同步分流齒輪箱2，的 對應(yīng)輸出端對接，用以實現(xiàn)與相鄰試驗單元的機(jī)械同步。另外一側(cè)垂向輸出端 通過差速傳動機(jī)構(gòu)傳至滾輪8a。這樣左滾輪8a與右滾輪8b分別獲得同旋轉(zhuǎn)方 向但不同轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)了對車輛通過曲線路段時同軸的兩側(cè)車輪37之 間在切線方向上存在差速狀態(tài)的模擬。
顯然，在差速狀態(tài)下也可以與垂向液壓激振器18、橫向液壓激振器21、回 轉(zhuǎn)激振器和液壓作動器24等控制的運(yùn)動進(jìn)行疊加，從而實現(xiàn)在差速狀態(tài)下各種 復(fù)合工況的模擬。
當(dāng)然，本例的差速機(jī)構(gòu)也可設(shè)置為左滾輪8a和右滾輪8b的速度完全相同， 則本例所模擬的工況與實施例 一完全相同。
本發(fā)明在使用時，試驗單元的具體個數(shù)根據(jù)被試車輛的輪軸數(shù)而定，通常 為6個，試驗時車輛的每根輪軸對應(yīng)一個試驗單元。剛性基座l"7b安裝在鋼筋 混泥土地坑上。相鄰試驗單元的剛性基座17b間距是可調(diào)的，也即根據(jù)不同試 驗車輛的不同輪軸距離，相鄰試驗單元的剛性基座17b安裝的間距也相應(yīng)不同。
本發(fā)明裝置中的垂向激振器18和橫向激振器n輸出的激振力可以通過在 激振器活塞桿頂部加裝力傳感器進(jìn)行測定，而電機(jī)1的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速則可通過加裝 在驅(qū)動機(jī)構(gòu)中的任意一根連接軸上的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器獲得。這樣，試驗臺的控 制機(jī)構(gòu)可以實現(xiàn)對激振力和驅(qū)動的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速進(jìn)行反饋閉環(huán)控制。
本發(fā)明的各個激振器的振動頻譜可以使用標(biāo)準(zhǔn)頻譜，也可以從在實際的鐵 路線路上運(yùn)行的過程中用傳感檢測系統(tǒng)采集得到。這樣可使本裝置在使用時， 能更好地模擬出車輛在相應(yīng)鐵路軌道線路上的實際工況，使測得的數(shù)據(jù)更有參 考和使用價值。
權(quán)利要求
1、一種基于差速傳動機(jī)構(gòu)的鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行仿真試驗臺，由數(shù)個試驗單元構(gòu)成，每一試驗單元包括的結(jié)構(gòu)有驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過萬向軸(7)與右滾輪軸(9b)相連，左滾輪軸(9a)與驅(qū)動機(jī)構(gòu)的差速傳動機(jī)構(gòu)相連；左、右滾輪(8a、8b)分別安裝在左、右滾輪軸(9a，9b)上；左、右滾輪軸(9a，9b)分別通過軸承(13)支撐在左、右U字形框架(12a、12b)上；左、右U字形框架(12a、12b)分別通過其側(cè)壁上的垂向線性軸承(35)安裝在左、右滾輪座(14a、14b)內(nèi)壁上；左、右滾輪座(14a、14b)均安裝在基座(17)上；左、右U字形框架(12a、12b)的底部分別通過垂向液壓激振器(18)連接在基座(17)上；左、右滾輪軸(9a，9b)的外端分別連在軸承座(19)上，軸承座(19)與連接桿(36)鉸接，連接桿(36)再與L形拐臂(20)的一端鉸接，L形拐臂(20)的拐角通過鉸鏈固定在左、右滾輪座(14a、14b)上，L形拐臂(20)的另一端與橫向液壓激振器(21)連接，橫向液壓激振器(21)的另一端固定在基座(17)上；左、右滾輪座(14a、14b)分別通過回轉(zhuǎn)軸承(15)安裝在基座(17)上，左、右滾輪座(14a、14b)與各自的回轉(zhuǎn)激振器相連；基座(17)由上部的可傾基座(17a)和下部的剛性基座(17b)組成，其具體結(jié)構(gòu)為可傾基座(17a)與剛性基座(17b)之間的一側(cè)通過球鉸(23)連結(jié)，另一側(cè)通過液壓作動器(24)相連；其特征是所述的驅(qū)動機(jī)構(gòu)的構(gòu)成為電機(jī)(1)與同步分流齒輪箱(2’)相連，同步分流齒輪箱(2’)與電機(jī)(1)軸同向的直通輸出端經(jīng)萬向軸(7)與右滾輪軸(9b)連接；與電機(jī)軸方向垂直的同步輸出端與相鄰試驗單元的同步分流齒輪箱(2’)的同步輸出端對接，與電機(jī)(1)軸方向垂直的垂向輸出端通過差速傳動機(jī)構(gòu)與左滾輪軸(9a)連接。所述差速傳動機(jī)構(gòu)的組成為同步分流齒輪箱(2’)的垂向輸出端通過第一轉(zhuǎn)向齒輪箱(28a)與差速齒輪箱(31)相連；差速齒輪箱(31)經(jīng)過萬向軸與第二轉(zhuǎn)向齒輪箱(28b)相連、第二轉(zhuǎn)向齒輪箱(28b)通過第三轉(zhuǎn)向齒輪箱(28c)與左滾輪軸(9a)相連；差速齒輪箱(31)內(nèi)部設(shè)有錐齒輪包(32)，該錐齒輪包(32)與調(diào)速電機(jī)(33)連接。
全文摘要
基于差速傳動機(jī)構(gòu)的鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行仿真試驗臺，由數(shù)個試驗單元構(gòu)成，每一試驗單元的結(jié)構(gòu)為驅(qū)動機(jī)構(gòu)與左、右滾輪相連，左、右滾輪支撐在左、右U字形框架上；左、右U字形框架分別通過其側(cè)壁上的垂向線性軸承安裝在左、右滾輪座內(nèi)壁上；左、右滾輪座均安裝在基座上；左、右U字形框架的底部分別通過垂向液壓激振器連接在基座上；左、右滾輪軸的外端與橫向液壓激振器相連，橫向液壓激振器固定在基座上；左、右滾輪座分別通過回轉(zhuǎn)軸承安裝在基座上，并與各自的回轉(zhuǎn)激振器相連。該試驗臺可以模擬機(jī)車車輛在鐵路線路上的運(yùn)動；它能模擬平順的車輛運(yùn)行狀態(tài)，又能模擬線路垂向不平順、橫向不平順、側(cè)向水平彎曲的擾動和車輛在曲線線路環(huán)境下的運(yùn)動狀態(tài)。
文檔編號G01M17/08GK101587022SQ200910149160
公開日2009年11月25日 申請日期2006年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月31日
發(fā)明者周文祥, 張衛(wèi)華, 馬世駿, 馬啟文, 黃麗湘 申請人:西南交通大學(xué)