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专利名称：轮轴定位装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于轮轴疲劳试验的定位装置及其方法，属于轨道交通技术领域。
背景技术：
随着国内城市轨道交通的迅速普及与车辆行驶速度的大幅提升，对于承载车体与传递牵引力的转向架构架提出了更高的设计和使用要求。其中，轮轴是转向架重要组成部件，针对轮轴进行疲劳试验是保证长期、高速和安全运行的保障。目前国内针对轮轴进行疲劳试验的试验台，较常见的是偏心激振式结构，即轮轴垂向顶端连接偏心激振器，轮轴侧部连接一横向加载缸，在疲劳试验过程中通过轮轴偏心扭转的反复加载以验证其疲劳系数。上述偏心激振式试验装置的安装过程如下:1)将偏心激振器安装在被试轮轴上；
2)偏心激振器与被试轮轴被吊装到试验平台上，尽可能地摆放在试验平台的中心；3)调整驱动电机与偏心激振器的垂向同心度，使两者尽可能地的同心；调整在轮轴上所粘贴的应力检测片与静态加载面的垂直度，使应力检测片与加载面尽可能地垂直；4)将车轮紧固在试验平台上，在驱动电机与偏心激振器之间安装联轴节；5)粘贴应力检测片与接线，并进行静态标定；6)开始进行疲劳试验。按上述试验平台固定车轮与轮轴，由于车轮与试验平台之间没有有效的定位装置，因而明显地存在有以下缺陷:1、车轮可在试验平台上任意移动，偏心激振器与驱动电机的垂向中心很难校准；2、难以准确地将应力检测片与加载面保持垂直，误差较大；3、轮轴固定过程需重复多次，每次疲劳试验的安装准备工作需占用较长的时间，且准确度较差，不利于提闻试验效率。有鉴于此，特提出本专利申请。

发明内容
本发明所述的轮轴定位装置及其方法，其目的在于解决上述现有技术存在的问题而在试验台与轮轴、车轮对应位置处统一标定刻度线的前提下，通过针对轮轴的垂向定位装置，以期实现轮轴与试验台之间的垂向同心度、以及保证所粘贴应力检测片的垂直度。为实现上述发明目的，所述的轮轴定位方法如下:在进行轮轴疲劳试验的试验台上标定出平台中心、平台径向刻度线和平台圆周刻度线；在被试轮轴上标定出粘贴应力检测片的位置线，在车轮上标定出车轮中心和车轮径向线；在平台中心处设置有可垂向升降的、并与被试轮轴的中心孔相匹配的定位顶头；参照平台中心确定驱动电机的安装位置；由定位顶头垂向顶起被试轮轴和车轮，参照平台径向刻度线与车轮径向线、平台圆周刻度线与车轮边缘，从而确定试验台与被试轮轴、车轮的同心度；在位置线处粘贴应力检测片。如上述基本方案，针对轮轴的中心定位，结合刻度线的标定与参照调整，虽然与现有技术公开的安装方式相差不多，但是安装过程较易准确校准，因此有利于提高疲劳试验前的部件安装精度，也有利于缩短安装定位时间。为进一步地提高针对轮轴垂向中心定位操作的稳定性，可采取的改进措施是，定位顶头可由液压缸驱动进行垂向升降，液压缸设置在试验台内部并通过沟槽内的油管连通外部液压泵。为完善粘贴应力检测片的垂直度，可将位置线标定在被试轮轴的弯角处、以及被试轮轴的外周。为提高横向加载作动缸的基准水平，可在承载横向作动缸的加载架侧部标定出横向位置线，从而确定所承载的横向作动缸与被试轮轴在同一水平面内相互垂直。为实现上述设计构思，针对轮轴定位方法操作过程的细化方案如下:参照平台中心确定所加载的驱动电机的垂向中心，并固定驱动电机；将偏心激振器安装到被试轮轴，连同车轮吊装至试验台；由定位顶头垂向顶起被试轮轴和车轮，参照平台径向刻度线与车轮径向线、平台圆周刻度线与车轮边缘，从而确定试验台与被试轮轴、车轮的同心度；定位顶头垂向落下，车轮底面密贴于试验台，被试轮轴的中心孔与平台中心重合；通过联轴节垂向同心地连接驱动电机和偏心激振器；在被试轮轴上的位置线处粘贴应力检测片。具体地，还可参照加载架的横向位置线安装横向作动缸，并将横向作动缸连接于被试轮轴。基于上述设计构思与原理，实现所述轮轴定位方法的定位装置主要包括有:在进行轮轴疲劳试验的试验台上标定出平台中心、平台径向刻度线和平台圆周刻度线；在被试轮轴上标定出粘贴应力检测片的位置线，在车轮上标定出车轮中心和车轮径向线；在平台中心处设置有可垂向升降的、并与被试轮轴的中心孔相匹配的定位顶头。较为优选的轮轴定位驱动机构方案是，定位顶头连接一驱动其垂向升降的液压缸，液压缸设置在试验台内部并通过沟槽内的油管连通外部液压泵。另外，位置线标定在被试轮轴的弯角处、以及外周。在承载横向作动缸的加载架侧部标定有横向位置线。综上内容，本发明轮轴定位装置及其方法具有以下优点与有益效果:1、针对轮轴的垂向定位较为精准，同心度能够保证在0.5mm以内，较明显地提高轮轴疲劳试验的精度，试验结果真实可靠，有助于验证轮轴结构设计与选用材料的合理性与否。2、能够有效地提闻粘贴应力检测片的垂直度在I °以内，从而相应地提闻现场安装定位的效率。


现结合以下附图对本发明做进一步地说明。图1是定位前被试轮轴与试验台之间的示意图；图2是图1的M向俯视图；图3是定位后的被试轮轴与试验台之间的示意图；图4是图3的I部放大示意图；如图1至图4所示，试验台1，被试轮轴2，车轮3，定位顶头4，液压缸5，沟槽6，油管7，横向作动缸8，加载架9，平台中心10，平台径向刻度线11，平台圆周刻度线12，横向位置线13，驱动电机14，偏心激振器15，联轴节16，位置线21，中心孔22，车轮中心30，车轮径向线31 ；
具体实施例方式实施例1，如图1至图4所示，应用于轮轴疲劳试验的轮轴定位装置包括有:在进行轮轴疲劳试验的试验台I上标定出平台中心10、平台径向刻度线11和平台圆周刻度线12 ；在被试轮轴2上标定出粘贴应力检测片的位置线21，位置线21具体地标定在被试轮轴2的弯角处、以及被试轮轴2的外周；在车轮3上标定出车轮中心30和车轮径向线31 ；在平台中心10处设置有可垂向升降的、并与被试轮轴2的中心孔22相匹配的定位顶头4。定位顶头4连接一驱动其垂向升降的液压缸5，液压缸5设置在试验台I内部并通过沟槽6内的油管7连通外部液压泵。在承载横向作动缸8的加载架9侧部标定有横向位置线13。应用上述轮轴定位装置而可实现下述轮轴定位方法:在进行轮轴疲劳试验的试验台I上标定出平台中心10、平台径向刻度线11和平台圆周刻度线12 ；在被试轮轴2上标定出粘贴应力检测片的位置线21，位置线21标定在被试轮轴2的弯角处、以及外周；在车轮3上标定出车轮中心30和车轮径向线31 ；在平台中心10处设置有可垂向升降的、并与被试轮轴2的中心孔22相匹配的定位顶头4 ；参照平台中心10确定驱动电机的安装位置；由定位顶头4垂向顶起被试轮轴2和车轮3，参照平台径向刻度线11与车轮径向线31、平台圆周刻度线12与车轮3边缘，从而确定试验台I与被试轮轴2、车轮3的同心度；在位置线21处粘贴应力检测片。在承载横向作动缸8的加载架9侧部标定出横向位置线13，从而确定所承载的横向作动缸8与被试轮轴2在同一水平面内相互垂直。
所述轮轴定位方法包括有以下操作步骤:参照平台中心10确定所加载的驱动电机14的垂向中心，并固定驱动电机14 ；将偏心激振器15安装到被试轮轴2，连同车轮3吊装至试验台I ;由定位顶头4垂向顶起被试轮轴2和车轮3，参照平台径向刻度线11与车轮径向线31、平台圆周刻度线12与车轮3边缘，从而确定试验台I与被试轮轴2、车轮3的同心度；定位顶头4垂向落下，车轮3底面密贴于试验台1，被试轮轴2的中心孔22与平台中心10重合；通过联轴节16垂向同心地连接驱动电机14和偏心激振器15 ；在被试轮轴2上的位置线21处粘贴应力检测片；参照加载架9的横向位置线13安装横向作动缸8,将横向作动缸8连接于被试轮轴2 ;开始实施被试轮轴2的疲劳试验。如上所述，结合附图和实施例所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据上述技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范围。
权利要求
1.一种轮轴定位方法，其特征在于:在进行轮轴疲劳试验的试验台(I)上标定出平台中心(10)、平台径向刻度线(11)和平台圆周刻度线(12)； 在被试轮轴(2)上标定出粘贴应力检测片的位置线(21)，在车轮(3)上标定出车轮中心(30)和车轮径向线(31)； 在平台中心(10)处设置有可垂向升降的、并与被试轮轴(2)的中心孔(22)相匹配的定位顶头⑷； 参照平台中心(10)确定驱动电机的安装位置； 由定位顶头⑷垂向顶起被试轮轴⑵和车轮(3)，参照平台径向刻度线(11)与车轮径向线(31)、平台圆周刻度线(12)与车轮(3)边缘，从而确定试验台⑴与被试轮轴(2)、车轮⑶的同心度； 在位置线(21)处粘贴应力检测片。
2.根据权利要求1所述的轮轴定位方法，其特征在于:定位顶头(4)由液压缸(5)驱动进行垂向升降，液压缸(5)设置在试验台(I)内部并通过沟槽￠)内的油管(7)连通外部液压泵。
3.根据权利要求1或2所述的轮轴定位方法，其特征在于:位置线(21)标定在被试轮轴(2)的弯角处、以及外周。
4.根据权利要求3所述的轮轴定位方法,其特征在于:在承载横向作动缸(8)的加载架(9)侧部标定出横向位置线(13)，从而确定所承载的横向作动缸(8)与被试轮轴(2)在同一水平面内相互垂直。
5.根据权利要求4所述的轮轴定位方法，其特征在于:包括有以下操作步骤， 参照平台中心(10)确定所加载的驱动电机(14)的垂向中心，并固定驱动电机(14)； 将偏心激振器(15)安装到被试轮轴(2)，连同车轮(3)吊装至试验台⑴； 由定位顶头⑷垂向顶起被试轮轴⑵和车轮(3)，参照平台径向刻度线(11)与车轮径向线(31)、平台圆周刻度线(12)与车轮(3)边缘，从而确定试验台⑴与被试轮轴(2)、车轮⑶的同心度； 定位顶头(4)垂向落下，车轮(3)底面密贴于试验台(I)，被试轮轴(2)的中心孔(22)与平台中心(10)重合； 通过联轴节(16)垂向同心地连接驱动电机(14)和偏心激振器(15)； 在被试轮轴(2)上的位置线(21)处粘贴应力检测片。
6.根据权利要求5所述的轮轴定位方法，其特征在于:还包括有以下操作步骤，参照加载架(9)的横向位置线(13)安装横向作动缸(8)，并将横向作动缸⑶连接于被试轮轴⑵。
7.实现如权利要求1至6所述轮轴定位方法的定位装置，其特征在于:在进行轮轴疲劳试验的试验台(I)上标定出平台中心(10)、平台径向刻度线(11)和平台圆周刻度线(12)； 在被试轮轴(2)上标定出粘贴应力检测片的位置线(21)，在车轮(3)上标定出车轮中心(30)和车轮径向线(31 )； 在平台中心(10)处设置有可垂向升降的、并与被试轮轴(2)的中心孔(22)相匹配的定位顶头⑷。
8.根据权利要求7所述的轮轴定位装置，其特征在于:定位顶头(4)连接一驱动其垂向升降的液压缸(5)，液压缸(5)设置在试验台(1)内部并通过沟槽(6)内的油管(7)连通外部液压泵。
9.根据权利要求7或8所述的轮轴定位装置，其特征在于:位置线(21)标定在被试轮轴(2)的弯角处、以及外周。
10.根据权利要求9所述的轮轴定位装置，其特征在于:在承载横向作动缸(8)的加载架(9)侧部标定有横向位 置线(13)。
全文摘要
本发明所述轮轴定位装置及其方法，在试验台与轮轴、车轮对应位置处统一标定刻度线，通过针对轮轴的垂向定位装置，以实现轮轴与试验台之间的垂向同心度和保证所粘贴应力检测片的垂直度。定位方法是在进行轮轴疲劳试验的试验台上标定出平台中心、平台径向刻度线和平台圆周刻度线；在被试轮轴上标定出粘贴应力检测片的位置线，在车轮上标定出车轮中心和车轮径向线；在平台中心处设置有可垂向升降的、并与被试轮轴的中心孔相匹配的定位顶头；参照平台中心确定驱动电机的安装位置；由定位顶头垂向顶起被试轮轴和车轮，参照平台径向刻度线与车轮径向线、平台圆周刻度线与车轮边缘，以确定试验台与被试轮轴、车轮的同心度；在位置线处粘贴应力检测片。
文档编号G01M17/10GK103175703SQ20111043096
公开日2013年6月26日 申请日期2011年12月20日 优先权日2011年12月20日
发明者李亚波, 崔洪举, 李庆升, 陈一萍, 杨中林, 王斌 申请人:南车青岛四方机车车辆股份有限公司