專利名稱：轉(zhuǎn)向架構(gòu)架靜強度和疲勞試驗支撐裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應用于軌道車輛轉(zhuǎn)向架構(gòu)架靜強度和疲勞試驗的支撐裝置及其方法，屬于軌道交通技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著國內(nèi)城市軌道交通的迅速普及與車輛行駛速度的大幅提升，對于承載車體與傳遞牽引力的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架提出了更高的設(shè)計和使用要求。為更好地了解轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的強度性能指標，通常需要進行靜強度和疲勞試驗。進行此類靜強度和疲勞試驗時，需對構(gòu)架施加垂向、橫向和縱向等主要載荷以及諸如電機安裝座、制動吊座等安裝座上的局部載荷，施加這些載荷時必須對構(gòu)架進行有效的支撐固定。即支撐裝置應能夠一方面提供加載時的約束反力，另一方面還要對構(gòu)架實施斜對稱位移和縱向的蠕滑力矩。所謂斜對稱位移是模擬轉(zhuǎn)向架通過緩和曲線時，由于四個車輪不在一個水平面內(nèi)，導致的支撐力不平衡而導致的構(gòu)架的扭轉(zhuǎn)變形。所謂縱向蠕滑力矩是由于同一根車軸上的左右車輪受到的縱向蠕滑力的方向是相反的，而大小是近似相等的力，這兩個力形成的力矩就是縱向蠕滑力矩?，F(xiàn)有實施轉(zhuǎn)向架構(gòu)架靜強度和疲勞試驗時，所采用的支撐裝置是一種完全固定在試驗臺上的裝置，對構(gòu)架有四個支撐點。若對構(gòu)架施加斜對稱位移需在一個支撐點上增加高度，例如加一墊片，這種方式對靜態(tài)試驗是可用的，而在實施轉(zhuǎn)向架構(gòu)架疲勞試驗時同樣要求斜對稱位移，加載次數(shù)約為100萬次，上述增加高度的支撐方式顯然是無法實施的。因此現(xiàn)有支撐裝置僅是固定地應用于試驗臺，而無法對構(gòu)架施加縱向蠕滑力矩進行準確地測試。有鑒于此，特提出本專利申請。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所述的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架靜強度和疲勞試驗支撐裝置及其方法，其目的在于解決上述問題和缺陷而在縱向、橫向與垂向上同時形成柔性支撐，即任意一方向的支撐不受其他方向載荷的約束，從而可基于同一支撐裝置分別實施靜強度試驗與疲勞試驗。另一發(fā)明目的是，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)向架構(gòu)架施加縱向蠕滑力矩和斜對稱變形，以期便于疲勞試驗時對構(gòu)架施加必要的載荷和位移量。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，所述轉(zhuǎn)向架構(gòu)架靜強度和疲勞試驗支撐裝置主要包括有:用于承載被試驗構(gòu)架的2根車軸，車軸分別連接2組縱向拉桿、I組橫向拉桿和I組垂向支撐桿。其中，縱向拉桿、橫向拉桿和垂向支撐桿均為二力桿；縱向拉桿、橫向拉桿均是一端連接安裝座、另一端連接于車軸；垂向支撐桿連接于試驗臺與車軸的垂向之間。如上述基本方案，針對承載被試驗構(gòu)架的車軸，在縱向、橫向與垂向上通過二力桿形成了柔性支撐，即車軸在垂向、橫向和縱向中的任何一個方向的運動是不受另兩個方向約束的，從而分別實現(xiàn)對被試驗構(gòu)架施加斜對稱位移與縱向蠕滑力矩。在施加縱向蠕滑力矩時，可將連接于同一車軸的縱向拉桿，均更換為向車軸連續(xù)地施加往復縱向載荷的激振器，并且2個激振器對車軸施加方向相反的載荷。激振器以載荷控制的方式對車軸施加相反方向的縱向力，即激振器帶動車軸做搖頭運動，而不受橫向拉桿和垂向支撐桿的約束作用。在進行靜強度和疲勞試驗時，至少I根垂向支撐桿被用于向車軸連續(xù)地施加往復垂向載荷的激振器代替。激振器以位移控制的方式對車軸施加垂向向上或向下的位移，即通過激振器帶動車軸做側(cè)滾運動，并且同時可不受橫向拉桿和縱向拉桿的約束作用，從而對被試構(gòu)架施加斜對稱位移量?；谏鲜霭l(fā)明構(gòu)思與支撐裝置的使用，還可實現(xiàn)下述轉(zhuǎn)向架構(gòu)架靜強度和疲勞試驗支撐方法:被試驗構(gòu)架通過工裝夾具安裝于2根并列放置的車軸上；通過縱向拉桿、橫向拉桿和垂向支撐桿對車軸形成柔性支撐，從而車軸在任意一方向上的固定連接不受其他方向上的運動、載荷的約束與干涉。其中,在被試驗構(gòu)架同一側(cè),通過2根橫向拉桿施加于2根車軸方向相同的橫向約束。連接在同一車軸上的縱向拉桿同時更換為激振器，從而向車軸連續(xù)地施加方向交變的縱向蠕滑力矩。至少I根垂向支撐桿被一加載油缸代替,從而向車軸連續(xù)地施加往復垂向載荷。綜上內(nèi)容，本發(fā)明轉(zhuǎn)向架構(gòu)架靜強度和疲勞試驗支撐裝置及其方法具有以下優(yōu)點和有益效果:1、針對車軸形成柔性支撐，能夠基于同一支撐裝置分別實施靜強度試驗與疲勞試驗。2、實現(xiàn)對轉(zhuǎn)向架構(gòu)架施加縱向蠕滑力矩和斜對稱變形，省時省力并無需人工干預。3、能夠顯著地提高靜強度和疲勞試驗測試數(shù)據(jù)的準確性，有利于系統(tǒng)地測評轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的強度性能指標。


現(xiàn)結(jié)合以下附圖對本發(fā)明做進一步地說明。圖1是所述轉(zhuǎn)向架構(gòu)架靜強度和疲勞試驗支撐裝置示意圖；如圖1所示，被試驗構(gòu)架1、車軸2、縱向拉桿3、橫向拉桿4、垂向支撐桿5、縱向拉桿安裝座6、橫向拉桿安裝座7。
具體實施例方式實施例1，如圖1所示，所述的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架靜強度和疲勞試驗支撐裝置主要包括有:用于承載被試驗構(gòu)架I的2根并列放置的車軸2 ；
車軸2連接有2組相反方向設(shè)置的縱向拉桿3，每組中有2根縱向拉桿3，每一縱向拉桿3分別連接縱向拉桿安裝座6、車軸2與被試驗構(gòu)架I之間承載部位的縱向上；車軸2連接有I組橫向拉桿4，其中2根橫向拉桿4沿被試驗構(gòu)架I的兩側(cè)、分別連接于橫向拉桿安裝座7、車軸2與被試驗構(gòu)架I之間承載部位的橫向上；在車軸2底部支撐有I組4根垂向支撐桿5，垂向支撐桿5分別連接于試驗臺、車軸2與被試驗構(gòu)架I之間承載部位的底部；縱向拉桿3、橫向拉桿4和垂向支撐桿5均為二力桿；連接在同一車軸2上的2根縱向拉桿3同時被用于向車軸2連續(xù)地施加往復縱向載荷的激振器代替；至少I根垂向支撐桿5被一用于向車軸2連續(xù)地施加往復垂向位移的激振器代替?；谏鲜鲋窝b置而實現(xiàn)的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架靜強度和疲勞試驗支撐方法如下:被試驗構(gòu)架I通過工裝夾具安裝于2根并列放置的車軸2上；通過縱向拉桿3、橫向拉桿4和垂向支撐桿5對車軸2形成柔性支撐，從而車軸2在任意一方向上的固定連接不受其他方向上的運動、載荷的約束與干涉。 其中,在被試驗構(gòu)架I同一側(cè)，通過2根橫向拉桿4施加于2根車軸2方向相同的牽引連接。連接在同一車軸2上的2根縱向拉桿3同時被激振器代替，從而向車軸2連續(xù)地施加往復的縱向載荷。至少I根垂向支撐桿5被一加載油缸代替，從而向車軸2連續(xù)地施加往復垂向載荷。如上所述，結(jié)合附圖和實施例所給出的方案內(nèi)容，可以衍生出類似的技術(shù)方案。但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)上述技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)向架構(gòu)架靜強度和疲勞試驗支撐裝置，其特征在于:包括有用于承載被試驗構(gòu)架⑴的2根車軸⑵，車軸⑵分別連接2組縱向拉桿(3)、I組橫向拉桿⑷和I組垂向支撐桿(5)； 縱向拉桿(3)、橫向拉桿⑷和垂向支撐桿(5)均為二力桿； 縱向拉桿(3)、橫向拉桿(4)均是一端連接安裝座、另一端連接于車軸(2); 垂向支撐桿(5)連接于試驗臺與車軸(2)的垂向之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架靜強度和疲勞試驗支撐裝置，其特征在于:連接于同一車軸(2)的縱向拉桿(3)，均更換為向車軸(2)連續(xù)地施加往復縱向載荷的激振器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架靜強度和疲勞試驗支撐裝置，其特征在于:至少I根垂向支撐桿(5)，被用于向車軸(2)連續(xù)地施加往復垂向載荷的激振器代替。
4.如權(quán)利要求1至3所述轉(zhuǎn)向架構(gòu)架靜強度和疲勞試驗支撐裝置實現(xiàn)的支撐方法，其特征在于:被試驗構(gòu)架(I)通過工裝夾具安裝于2根并列放置的車軸(2)上； 通過縱向拉桿(3)、橫向拉桿(4)和垂向支撐桿(5)對車軸(2)形成柔性支撐，從而車軸(2)在任意一方向上的固定連接不受其他方向上的運動、載荷的約束與干涉。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架靜強度和疲勞試驗支撐方法，其特征在于:在被試驗構(gòu)架(I)同一側(cè)，通過2根橫向拉桿⑷施加于2根車軸⑵方向相同的橫向約束。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架靜強度和疲勞試驗支撐方法，其特征在于:連接在同一車軸(2)上的縱向拉桿(3)同時更換為激振器，從而向車軸(2)連續(xù)地施加方向交變的縱向蠕滑力矩。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架靜強度和疲勞試驗支撐方法，其特征在于: 至少I根垂向支撐桿(5)被一激振器代替，從而向車軸(2)連續(xù)地施加往復垂向載荷。
全文摘要
本發(fā)明所述的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架靜強度和疲勞試驗支撐裝置及其方法，在縱向、橫向與垂向上同時形成柔性支撐，即任意一方向的支撐不受其他方向載荷的影響。支撐裝置包括用于承載被試驗構(gòu)架的2根車軸，每根車軸分別由2組縱向拉桿、1組橫向拉桿和1組垂向支撐桿來實施約束。其中，縱向拉桿、橫向拉桿和垂向支撐桿均為二力桿；縱向拉桿、橫向拉桿和垂向支撐桿，均是一端連接安裝座、另一端連接于車軸。這些二力桿對車軸在縱向、橫向與垂向上通過二力桿形成了柔性支撐，即車軸在垂向、橫向和縱向中的任何一個方向的運動是不受另兩個方向約束的，從而分別實現(xiàn)對被試驗構(gòu)架施加斜對稱位移與縱向蠕滑力矩。
文檔編號G01N3/02GK103163015SQ20111040533
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者劉德剛, 劉為亞, 李亞波, 李慶升, 韓龍 申請人:南車青島四方機車車輛股份有限公司