本實用新型涉及一種車輪的剛度測試工裝，尤其是一種彈性車輪的徑向和軸向剛度測試工裝。

背景技術：

車輪的徑向剛度決定著車輪的徑向變形，影響著列車的平順性和操穩(wěn)性等；軸向剛度決定著車輪的軸向變形，影響著車輪沿軸中心線方向上抵抗變形的能力，尤其是抵抗拉壓變形的能力。為了使列車既能安全運行，又不過于振動，彈性車輪的剛度必須保持在一個合理的范圍內(nèi)。因此，在投入使用之前，需要對彈性車輪進行剛度的測試，以對車輪的設計驗證及批量生產(chǎn)過程中進行質量控制。當前國內(nèi)此方面公開的專利技術較少，舉例如下：

1. 專利申請?zhí)朇N201410493672.0，名稱為“輪胎垂向剛度測試中的輪胎固定裝置” 的發(fā)明專利公開了一種輪胎垂向剛度測試中的輪胎固定裝置，其特征在于，包含頂板、移動板、液壓缸、兩個側板、底板和四根支撐柱；頂板、移動板、兩個側板、底板均呈長方形；頂板的四個角和所述底板的四個角通過所述所述四根支撐柱固定連接；移動板的四角設有四個供支撐柱穿過的通孔，能夠在四根支撐柱上滑動；液壓缸的底座固定在移動板上、頂部固定在頂板上；兩個側板的頂部分別固定在移動板的兩側，與移動板呈90度；兩個側板的底部對應設有用于固定輪胎輪軸的凹槽。本實用新型結構簡單，便于運輸，與測試設備分離成本較低，且通過不同方向的加載能測試出輪胎垂向上的兩種剛度，是輪胎力學特性測試的重要數(shù)據(jù)來源。

2. 專利申請?zhí)朇N201510120774.2，名稱為“一種輪胎剛度測試裝置”的發(fā)明專利公開了一種對輪胎的垂直剛度、縱向剛度、側向剛度進行測量，完成對耦合剛度測量的輪胎剛度測試裝置，包括垂直加載裝置、側向加載裝置、縱向加載裝置、底座、機架、側傾軸、連接件、脹緊連接套、通過縱向導軌與底座連接的第一平面、通過橫向導軌與第一平面連接的第二平面；所述連接件、第一平面、第二平面均設有直線位移傳感器；所述傾側軸與連接件通過兩個脹緊連接套連接；所述連接件上設有六分力傳感器；所述連接件上設有配合機架兩根導軌的通孔。本實用新型結構簡單、設計合理，可以測得輪胎的各個方向的作用力；各加載裝置的直線位移傳感器可以測得輪胎在各個方向上的位移大小，可以計算得出輪胎的各向剛度和耦合剛度。

專利1中的的固定裝置由于上面有頂板，輪胎只能從側面進入裝置，因此較困難；而且此裝置只能用于輪胎徑向剛度時的測試，作用單一。專利2中對輪胎的固定和作用力加載都是通過一點進行，會使輪胎受力不均，影響測試精度，不適合彈性車輪這種受力很大的輪胎的測試。因此需要改進。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型為解決當前彈性車輪剛度測試中存在的問題提出了一種彈性車輪的徑向和軸向剛度測試工裝，可在一套工裝上面分別對彈性車輪進行徑向和軸向剛度的測試。

本實用新型為解決上述問題所采用的技術手段為：一種彈性車輪的徑向和軸向剛度測試工裝，包括重力加載裝置和固定裝置；重力加載裝置包括水平方向重力加載裝置和垂直方向重力加載裝置，其中水平方向重力加載裝置用于軸向剛度測試時給車輪提供一個軸重載荷，垂直方向重力加載裝置用于從垂直方向給車輪提供壓力以檢測車輪剛度；固定裝置包括試驗臺和測試底座，測試底座固定在試驗臺上，試驗臺為進行測試時的基座，測試底座對車輪進行固定。

進一步地，測試底座為由一塊底板和兩塊側板組成的凹字形結構，車輪設于測試底座的凹槽中，利用測試底座將車輪固定在試驗臺上，且徑向剛度測試時測試底座在試驗臺上的放置方式與軸向剛度測試時測試底座在試驗臺上放置的方式呈垂直狀態(tài)。

進一步地，測試底座底板的底部和一塊側板的外側設有用于固定在試驗臺上的螺孔，徑向剛度測試時，測試底座通過底板上的螺孔固定在試驗臺上；軸向剛度測試時，測試底座通過側板上的螺孔固定在試驗臺上。

進一步地，測試底座兩塊側板的中間的上部有用于固定假軸的軸孔，假軸穿過車輪的中心孔將車輪固定在測試底座上。

進一步地，垂直方向重力加載裝置包括龍門架和油缸，龍門架固定在試驗臺上，油缸垂直設置，上端安裝在龍門架上，測試時利用油缸對車輪提供垂直方向的加載力。

進一步地，垂直方向重力加載裝置還包括徑向測試垂直限位裝置和軸向測試垂直限位裝置，對油缸提供的加載力方向進行限位。

進一步地，徑向測試垂直限位裝置上設有活塞軸一，且活塞軸一上端與油缸連接，保證測試時油缸通過活塞軸一對車輪提供的加載力始終垂直。

進一步地，軸向測試垂直限位裝置上設有活塞軸二，且活塞軸二上端與油缸連接，保證測試時油缸通過活塞軸二對車輪提供的加載力始終垂直。

進一步地，水平方向重力加載裝置包括止擋座和水平千斤頂，止擋座固定在試驗臺上，水平千斤頂?shù)囊欢斯潭ㄔ谥箵踝膫让?，另一端對車輪提供加載力。

進一步地，重力加載裝置還包括加載塊，加載塊的一面設有開口，用于套住車輪輪箍；內(nèi)部設有與車輪輪箍配合的臺階，以保證測試時車輪受力均勻；兩端設有與車輪固定的螺孔，通過螺孔將加載塊固定在車輪上。

進一步地，徑向剛度測試時，加載塊開口面的反面與活塞軸一連接；軸向剛度測試時，加載塊開口面的側面與活塞軸二連接，開口面的反面與水平千斤頂連接，重力加載裝置通過加載塊將加載力傳遞給車輪。

本實用新型的有益效果是：

1. 本實用新型利用一套工裝分別對彈性車輪進行徑向和軸向的剛度測試，減少了安裝時間，降低了整個試驗的成本，提高了試驗效率。

2. 本實用新型通過限位裝置保證其加載力始終保持垂直，提高了測試精度。

3. 本實用新型的測試底座為上方全開口，可方便地將彈性車輪吊入固定。

附圖說明

圖1為本實用新型徑向剛度測試主視示意圖；

圖2為本實用新型徑向剛度測試側視示意圖；

圖3為本實用新型徑向測試垂直限位裝置；

圖4為本實用新型軸向剛度測試主視示意圖；

圖5為本實用新型軸向剛度測試側視示意圖；

圖6為本實用新型軸向剛度測試俯視示意圖；

圖7為本實用新型軸向測試垂直限位裝置；

圖8為本實用新型測試底座主視示意圖；

圖9為本實用新型測試底座測試示意圖；

圖10為本實用新型加載塊、假軸與車輪固定示意圖；

其中：1.垂直方向重力加載裝置，11.龍門架，111.支柱，112.橫梁，12油缸，13. 徑向測試垂直限位裝置，131.橫桿一，132.立桿一，133.活塞軸一，14. 軸向測試垂直限位裝置，141.橫桿二，142.立桿二，143活塞軸二，2.水平方向重力加載裝置，21止擋座，22.水平千斤頂，3.加載塊，4.試驗臺，5.測試底座，51.底板，52.側板，53.軸孔，6.車輪，7.假軸。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型進一步說明。

實施例一

如圖1-圖10所示，一種彈性車輪6的徑向和軸向剛度測試工裝，包括重力加載裝置和固定裝置；重力加載裝置包括水平方向重力加載裝置2和垂直方向重力加載裝置1，其中水平方向重力加載裝置2用于軸向剛度測試時給車輪6提供一個軸重載荷，垂直方向重力加載裝置1用于從垂直方向給車輪6提供壓力以檢測車輪6剛度；固定裝置包括試驗臺4和測試底座5，試驗臺4為一塊長方形大板，上面設有用于固定重力加載裝置和測試底座5的螺孔，為進行測試時的基座，測試底座5固定在試驗臺4上，用于對車輪6進行固定。

進一步地，測試底座5為由一塊底板51和兩塊側板52組成的凹字形結構，車輪6設于測試底座5的凹槽中，利用測試底座5將車輪6固定在試驗臺4上，且徑向剛度測試時測試底座5在試驗臺4上的放置方式與軸向剛度測試時測試底座5在試驗臺4上放置的方式呈垂直狀態(tài)。

進一步地，測試底座5底板51底部的兩端和一塊側板52外側的兩端均勻分布有數(shù)個用于固定在試驗臺4上的螺孔，徑向剛度測試時，測試底座5通過底板51上的螺孔固定在試驗臺4上；軸向剛度測試時，測試底座5通過側板52上的螺孔固定在試驗臺4上。

進一步地，測試底座5兩塊側板52的中間的上部有用于固定假軸7的軸孔53，假軸7穿過車輪6的中心孔將車輪6固定在測試底座5上。

進一步地，假軸7為兩端設有螺孔的圓形軸。

進一步地，垂直方向重力加載裝置1包括龍門架11和油缸12，龍門架11固定在試驗臺4上，油缸12垂直設置，上端安裝在龍門架11上，測試時利用油缸12對車輪6提供垂直方向的加載力。

進一步地，龍門架11包括兩根支柱111和一根橫梁112，支柱111底端有用于固定在試驗臺4上的螺孔，橫梁112位于兩根支柱111的頂端，油缸12設置在橫梁112上。

進一步地，垂直方向重力加載裝置1還包括徑向測試垂直限位裝置13和軸向測試垂直限位裝置14，對油缸12提供的加載力方向進行限位。

進一步地，徑向測試垂直限位裝置13包括兩根立桿一132和一根橫桿一131，兩根立桿一132底部有用于固定在試驗臺4上的螺孔，橫桿一131設于兩根立桿一132的頂端，中間設有活塞軸一133，且活塞軸一133上端與油缸12連接，保證測試時油缸12通過活塞軸一133對車輪6提供的加載力始終垂直。

進一步地，軸向測試垂直限位裝置14包括兩根立桿二142和一根橫桿二141，兩根立桿二142底部有用于固定在試驗臺4上的螺孔，橫桿二141設于兩根立桿二142的頂端，中間設有活塞軸二143，且活塞軸二143上端與油缸12連接，保證測試時油缸12通過活塞軸二143對車輪6提供的加載力始終垂直。

進一步地，水平方向重力加載裝置2包括止擋座21和水平千斤頂22，止擋座21固定在試驗臺4上，水平千斤頂22的一端固定在止擋座21的側面，另一端對車輪6提供加載力。

進一步地，止擋座21為對稱的兩側有斜邊的凸臺，且凸臺較小的一側固定水平千斤頂22；止擋座21的底面設有用于固定在試驗臺4的螺孔。

進一步地，重力加載裝置還包括加載塊3，加載塊3為一面有開口的長方體，用于套住車輪6輪箍；內(nèi)部設有與車輪6輪箍配合的臺階，以保證測試時車輪6受力均勻；兩端設有與車輪6固定的螺孔，通過螺孔將加載塊3固定在車輪6上。

進一步地，徑向剛度測試時，加載塊3開口面的反面與活塞軸一133連接；軸向剛度測試時，加載塊3開口面的側面與活塞軸二143連接，開口面的反面與水平千斤頂22連接，重力加載裝置通過加載塊3將加載力傳遞給車輪6。

很顯然，上述實施例只是結合附圖對本實用新型的技術方案進行清楚、完整的描述；所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

由此可見，本實用新型還具有以下有益效果：

1. 本實用新型利用一套工裝分別對彈性車輪進行徑向和軸向的剛度測試，減少了安裝時間，降低了整個試驗的成本，提高了試驗效率。

2. 本實用新型通過限位裝置保證其加載力始終保持垂直，提高了測試精度。

3. 本實用新型的測試底座為上方全開口，可方便地將彈性車輪吊入固定。