专利名称：基于模拟车架的轨道车辆转向架二系悬挂参数测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及轨道车辆转向架综合参数测试设备，特别是涉及一种基于模拟车体测 量转向架二系悬挂综合参数的转向架特性参数检测台。
背景技术：
典型的铁路车辆转向架主要由构架、两系悬挂、轮对等组成，其上承载车体，为轨 道车辆的走行机构。轨道车辆转向架的主要参数包括一系、二系的垂向刚度、纵向刚度、横 向刚度、回转刚度、抗菱刚度和回转摩擦力矩等，各参数的大小及匹配合理与否决定了转向 架动态性能的好坏，在线路运行中，这些参数直接影响列车的速度、平稳性、舒适性及安全 可靠性。因此，开发转向架综合参数检测台对铁路车辆转向架各主要参数进行准确的测定 和研究是十分必需的。二系悬挂即车架(体)与转向架间的连接装置，用以传递车体与转向架间的垂向 力和水平力，使转向架在车辆通过曲线时能相对于车体回转，并进一步缓冲车体与转向架 间的冲击振动，同时必须保证转向架安定。它包括二系弹簧、各方向减振器、抗侧滚装置和 牵引装置。对转向架二系悬挂纵向、横向、回转、抗菱刚度及回转摩擦力矩等参数的测量要 求车架相对于转向架构架运动，这就要求在测量二系悬挂各刚度参数时转向架与车体是在 装配好的情况下进行，且车体可以通过加载机构相对转向架构架运动。但在实际转向架研 发及测试过程中，往往需要对独立的转向架进行测试，如果此时与车体进行装配，测试时间 和成本较高。故需要通过模拟车架来模拟实际的轨道车辆车体。通过加载机构对模拟车架 加载，使模拟车架相对于转向架构架发生移动，并且模拟车架可以完成垂向加载以便真实 模拟出实际车体对转向架的载荷。这就要求模拟车架可以快速、方便地与转向架二系悬挂 进行连接，并可以准确、可靠的测定二系悬挂于模拟车架之间的作用力，同时要求通过作动 器加载使模拟车架与转向架构架之间可以进行大范围的相对运动。测试过程中，分别通过 力传感器和位移传感器测出模拟车架及二系悬挂之间的载荷及相对位移后，经过计算即可 得到转向架二系悬挂各综合参数值。自20世纪80年代以来，世界铁路进入了高速化的新时期。世界各国在发展高速列 车时也在高速转向架及其特性参数测试台上投入了很大精力。加拿大的地面运输技术研究 中心(CSTT)开发了专门的转向架特性参数测试台，主要用于测试转向架轮对间的抗剪刚 度、抗弯刚度及其他参数。同时德国的Wind-Hoff公司、美国的SCT公司和加拿大庞巴迪公 司都对铁路车辆转向架参数检测技术进行了研究，并研制了一些转向架参数试验台，但这 些设备只能在静态条件下进行独立转向架的参数测试，不能满足多参数动态测试的要求。在国内，转向架测试技术的研究主要由高等院校及轨道车辆制造厂来进行。西南 交通大学作为国内唯一一所具有轨道车辆国家级重点实验室的高等院校，在转向架检测技 术方面具有一定的经验基础，其拥有两台转向架参数检测设备并在轨道车辆测试领域拥有 多项发明专利。而齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司开发出拥有自主知识产权的转向架 特性参数测试台，并获得了实用新型专利。吉林大学近两年也在轨道车辆转向架测试方面取得了一定的进展，目前已公开和申请多项专利。但上述参数试验台或多或少的都存在一定的问题1、西南交通大学的专利专利号ZL 200610022671. 3 ；发明名称轨道车辆转向架 参数测定台；授权公告号CN100445721C ；授权公告日2008年12月24日；申请日2006年 12月27日。该专利提供了一种轨道车辆转向架刚度参数测定台，包括底座及底座上方的测 定平台，其主要对底座与测定平台之间的浮动支承座的结构进行阐述。通过对测定台整体 结构的分析，该测定台不能对垂向刚度进行测定，只能对转向架整体横向和纵向刚度进行 简单的静态测试，不能区分一系与二系悬挂的刚度参数。2、西南交通大学的专利专利号ZL 200810044274. 5 ；发明名称一种能同时测量 铁路车辆转向架三向刚度的测定试验台；授权公告号CN100526843C;授权公告日2009年 8月12日；申请日2008年4月23日。该专利公开了一种能同时测量铁路车辆转向架三向 刚度的测定试验台。通过对其结构的分析，发现该试验台只能实现转向架整体刚度测试，不 能区分一系、二系悬挂刚度，且试验时只能进行静态测试，不能进行动态测试。同时由于受 到龙门架结构的限制，该测试台只能对独立转向架进行测试，不能对整车的转向架进行测 试ο3、齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司的专利ZL 200820133107. 3 ；发明名称 转向架特性参数测试台；授权公告号CN201247155Y;授权公告日2009年5月27日；申请 日2008年8月29日。该实用新型公开了一种转向架特性参数测试台，其可以对构架及车 体进行横向定位，并能对轮对进行横向和纵向定位。通过对整体结构的分析，该专利只适用 于传统的三大件式货车转向架，对具有二系悬挂的高速轨道车辆参数的测量具有局限性。4、吉林大学的专利申请号200810050261.9 ；发明名称四柱式轨道车辆转向架 刚度测试系统；公开号CN101216376A ；
公开日2008年7月9日；申请日2008年1月16 日。该专利中的测试系统的结构形式为四柱式，通过该系统中的五自由度施力系统对转向 架进行合理的施力，可以满足转向架组装完成后的一系、二系整体的纵向、横向、扭转、抗蛇 形以及侧倾等不同形式刚度的试验要求。但该专利所提的四柱式结构，结构复杂，零件加工 和装配精度要求高，设备制造维护成本高。同时该测试系统只能对转向架产品进行单独测 试，不能对装有车体的转向架进行测试。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺点，提供一种可以分别对各种型号 轨道车辆转向架二系综合参数进行动态和静态测量的基于模拟车架的轨道车辆转向架二 系悬挂参数测量装置，该装置采用一种垂直载荷加载模式，即模拟车体加载，以满足轨道车 辆转向架在多种运行状态下的主要动力学参数检测的需要。本发明的上述目的通过以下技术方案实现，结合
如下一种基于模拟车架的轨道车辆转向架二系悬挂参数测量装置，该装置包括若干砝 码h、一台试验用模拟车架i、一套试验模拟车架支撑活动架j、两块二系三维测力平台k、一 个模拟车架纵向作动器1、2-4个模拟车架横向作动器m、2-4个模拟车架垂向作动器η和四 套垂直下拉销轴传感器及连杆ο，所述的砝码h装在模拟车架i上，两块二系三维测力平台 k的上平面通过螺栓与模拟车架i的承载框架6底面固连，下平面与被测轨道车辆转向架II的枕梁上的定位销连接，模拟车架支撑主轴7通过模拟车架支撑活动架j支撑，模拟车架纵向作动器1尾部通过铰接支座与纵向构架定位支座a固连，作动头通过销轴与焊接在模 拟车架支撑主轴7后部的模拟车架纵向作动器安装吊耳I 1固连；模拟车架横向作动器m 的尾部通过铰接支座与横向左构架定位支座b固连，作动头通过销轴与焊接在模拟车架支 撑框架6侧壁上的模拟车架横向作动器安装吊耳112固连；模拟车架垂向作动器η的尾部 通过铰接支座与三自由度运动平台d上平面的凸台固连，作动头通过销轴与焊接在模拟车 架支撑框架6侧壁上的模拟车架垂向作动器安装吊耳III3固连；所述的垂直下拉销轴传感 器及连杆ο上端与模拟车架横向作动器安装吊耳112连接，下端与固连在地基中的垂直下 拉连杆基础支座19连接。所述模拟车架i包括模拟车架纵向作动器安装吊耳I 1、模拟车架横向作动器安 装吊耳112、模拟车架垂向作动器安装吊耳1113、砝码座4、砝码定位钢圈5、模拟车架承载 框架6、模拟车架支撑主轴7和模拟车架连接轴8，所述的模拟车架承载框架6由方钢和钢 板焊接而成，其后部在水平面上投影为正方形的“田”字格局，用来承受加载砝码的质量， 前部在水平面上投影为梯形，结构为腹板式，所述的模拟车架支撑主轴7从模拟车架承载 框架6中心轴线穿过并与其固连，所述的模拟车架纵向作动器安装吊耳I 1固连在模拟车 架支撑主轴7的后部，模拟车架横向作动器安装吊耳112和模拟车架垂向作动器安装吊耳 III3固连在模拟车架承载框架6后部的侧壁上，所述的四块砝码座4固连在模拟车架承载 框架6的“田”字上平面，在砝码座4上固连着砝码定位钢圈5，所述的模拟车架连接轴8固 连在模拟车架支撑主轴7的前端，其通过滑动副与试验模拟车架支撑活动架j的十字轴滑 套9连接，其作用是对整个模拟车架i起到辅助支撑。所述的试验模拟车架支撑活动架j包括十字轴滑套9、十字轴横向导轨块10、滚动 导轨滑座11、导轨条12、轴承座13、十字轴导轨横梁14、试验模拟车架横梁支撑架15和T 型槽地轨16，所述的T型槽地轨16浇注于混凝土地基III上，试验模拟车架横梁支撑架15 通过T型螺栓固连在T型槽地轨16上，在其两根立柱内侧壁上固连着两个轴承座13，所述 的十字轴轨道横梁14两端轴通过滚动球轴承与轴承座14配合，导轨条12通过内六角螺栓 固连在十字导轨横梁14的上平面；两块滚动导轨滑座11通过内六角螺栓与十字轴横向导 轨块10固连；十字轴横向导轨块10中心加工成孔，与十字轴滑套9下部的轴配合；十字轴 滑套9上部的孔与模拟车架i前部的连接轴8过渡配合。所述的所述的垂直下拉销轴传感器及连杆ο包括一根垂直下拉连杆18、装在垂直 下拉连杆18两端的垂直下拉连杆吊环总成17以及用于支撑垂直下拉连杆18和垂直下拉 连杆吊环总成17的垂直下拉连杆基础支座19，垂直下拉连杆吊环总成17内装有销轴传感 器21和若干胀套总成20，垂直下拉连杆18为空心钢管，其中部设有用于通过转动杠杆调整 施加载荷的通孔，垂直下拉连杆18两端分别与垂直下拉连杆吊环总成17螺纹连接。所述的垂直下拉连杆吊环总成17由垂直下拉连杆吊环22、吊环球套24和吊环球 头25组成，所述的垂直下拉连杆吊环22 —端为环形通孔，另一端为与垂直下拉连杆18连 接的管型螺纹孔，管型螺纹孔的侧壁上设有通过内六角螺栓23锁紧的螺栓锁紧开槽，所述 的吊环球套24外侧与垂直下拉连杆吊环22的环形通孔过盈配合，吊环球套24内侧为与吊 环球头25的外球面滑动配合凹球面，所述的销轴传感器21通过其上并排的两个胀套总成 20装在吊环球头25的圆孔内。
所述的胀套总成20由胀套外环26、胀套内环27和胀套锥环28组成，所述的胀套 锥环28内外表面为由对称布置的两个锥环构成的纺锤状，两个锥环通过内六角螺栓23连 接并沿轴向移动对胀套内外环挤压，所述的胀套外环26为开口环，其外侧与吊环球头25内 侧圆孔相配合，其内侧为与胀套锥环28外侧表面摩擦配合的对称布置锥形结构，所述的胀 套内环27也为开口环结构，环外侧为与胀套锥环28内侧表面摩擦配合的对称布置的锥形 结构，环内侧与销轴传感器21外壁相配合，该装置采用了紧凑、合理的结构设计方法，在转向架构架被固定的前提下，可以满 足转向架二系悬挂装置的垂向刚度、纵向刚度、横向刚度、回转刚度及回转摩擦力矩等不同 参数的动、静态检测要求。测试过程自动化、程序化较高，能够使得转向架一系悬挂刚度参 数在不同频率、不同振幅特性下的动态检测更加准确、高效。与现有技术相比，本专利利用试验模拟车架及转向架二系参数测量装置可以通过 模拟车体对转向架进行加载，模拟转向架在整车状态下的各项状态，模拟车体底部的测力 平台可以方便的与各类转向架的空气弹簧或摇枕对接，测量在模拟车架加载时模拟车架与 转向架之间的各向载荷，再通过位移传感器测定出各个方向的位移值，通过换算得出二系 悬挂各刚度参数；采用模拟车架实现对转向架的加载更能模拟出真实车体与转向架之间的 相互影响及作用，使得测试数据更接近实际使用情况；采用砝码进行垂向加载虽然增加了 测试时工作人员的劳动强度，但此方式可以减少液压缸垂向加载所必须的龙门框架，进而 使结构简单，成本降低，工作可靠稳定。
图1转向架综合参数检测台整体效果图；图2转向架综合参数检测台正视图(隐藏横向左构架定位支座)；图3转向架综合参数检测台主体图；图4转向架综合参数检测台俯视图；图5转向架综合参数检测台各装置间相对位置示意图；图6试验模拟车架及转向架二系参数测量装置结构示意图；图7测量装置进行转向架静态综合参数测试及动态垂向刚度参数测试时的状态 侧视图；图8是图7的右视图；图9测量装置进行转向架动态横向、纵向刚度测试时的状态轴测图；图10模拟车架i的结构示意图；图11试验模拟车架支撑活动架j结构示意图；图11 (a)是图11的三维立体示意图；图12垂直下拉销轴传感器及连杆结构轴测图；图13垂直下拉吊环总成轴测图；图13 (a)是图13的χ向视图；图13 (b)是图13 (a)的A-A向视图；图13 (c)是图13 (b)的B-B向视图；图14胀套总成结构示意图14 (a)是图14的A-A向视图；图14(b)是图14(a)的局部发大视图。图中I-转向架综合参数检测台；II-被测轨道车辆转向架；III-混凝土地基；A-转向架构架定位装置；B-三自由度运动平台及转向架一系参数测量装置；C-试验模拟车架及转向架二系参数测量装置；a-纵向构架定位支座；b-横向左构架定位支座；C-横向右构架定位支座；d-三自 由度运动平台；e_过渡轨道；f_三自由度运动平台支撑座；g_地面轨道；h-砝码；i-模拟 车架；j_试验模拟车架支撑活动架；k-二系三维测力平台；1-模拟车架纵向作动器；m-模 拟车架横向作动器；η-模拟车架垂向作动器；ο-垂直下拉销轴传感器及连杆1-模拟车架纵向作动器安装吊耳I ；2-模拟车架横向作动器安装吊耳II ；3-模拟 车架垂向作动器安装吊耳III ；4-砝码座；5-砝码定位钢圈；6-模拟车架承载框架；7-模 拟车架支撑主轴；8-模拟车架连接轴；9-十字轴滑套；10-十字轴横向导轨块；11-滚动导 轨滑座；12-导轨条；13-轴承座；14-十字轴导轨横梁；15-试验模拟车架横梁支撑架；16-Τ 型槽地轨；17-垂直下拉连杆吊环总成；18-垂直下拉连杆；19-垂直下拉连杆基础支座； 20-胀套总成；21-销轴传感器；22-垂直下拉连杆吊环；23-内六角螺栓；24-吊环球套； 25-吊环球头；26-胀套外环；27-胀套内环；28-胀套锥环
具体实施例方式下面结合附图所示实施例进一步说明本发明的具体内容及其实施方式。参阅图1、2、3、4、5，转向架综合参数检测台是由转向架构架定位装置Α、三自由度 运动平台及转向架一系参数测量装置B和试验模拟车架及转向架二系参数测量装置C组成 的。转向架构架定位装置A的各构架定位支座a、b、c通过T型螺栓固定在筑于混凝土地基 内的T型槽地轨上。纵向构架定位支座a位于试验台前侧，可以对转向架构架起到纵向定 位，并对模拟车架纵向作动器1动作起到支撑的作用；横向左构架定位支座b及横向右构架 定位支座c分别位于试验台左右两侧，可以对转向架构架起到横向定位，并对模拟车架横 向作动器m动作起到支撑的作用。三自由度运动平台及转向架一系参数测量装置B通过三 自由度运动平台支撑座f上的地脚螺栓固连在混凝土地基III坑内，三自由度运动平台d 上平面过渡轨道e轨面与地面轨道g轨面处于同一平面，便于被测轨道车辆转向架进出试 验台。试验模拟车架及转向架二系参数测量装置C的模拟车架承载框架6通过二系三维测 力平台k固连在被测转向架II 二系空气弹簧或摇枕上，其模拟车架支撑主轴7由试验模拟 车架支撑活动架j支撑以保持平衡，同时通过与安装在模拟车架上的作动器配合可以实现 模拟车架五自由度运动，满足各参数测量的要求。参阅图3、4、6、7、8、9，其中试验模拟车架及转向架二系参数测量装置C包括若干 砝码h、一台试验用模拟车架i、一套试验模拟车架支撑活动架j、两块二系三维测力平台k、 一个模拟车架纵向作动器1、两个模拟车架横向作动器m、两个模拟车架垂向作动器η和四 套垂直下拉销轴传感器及连杆。每个砝码h的质量为1吨，每10个砝码为一组，在模拟车 架i上可以分别垂直堆放4组砝码，为转向架进行静态综合参数及动态横向、纵向刚度的 测定提供40吨力的垂向载荷。两块二系三维测力平台k的上平面通过螺栓与试验模拟车 架i的承载框架6底面固连，下平面与被测轨道车辆转向架II的枕梁上的定位销连接，测试过程中测量模拟车架i和转向架II枕梁之间的横向、纵向和垂向力。模拟车架i的承载 框架6通过两块二系三维测力平台k固连在被测轨道车辆转向架II的枕梁上，模拟车架支 撑主轴7则通过模拟车架支撑活动架j支撑保持整个模拟车架i的平衡。模拟车架纵向作 动器1尾部通过铰接支座与纵向构架定位支座a固连，作动头通过销轴与焊接在模拟车架 支撑主轴7后部的模拟车架纵向作动器安装吊耳I 1固连；模拟车架横向作动器m的尾部 通过铰接支座与横向左构架定位支座b固连，作动头通过销轴与焊接在模拟车架支撑框架 6侧壁上的模拟车架横向作动器安装吊耳112固连；模拟车架垂向作动器η的尾部通过铰 接支座与三自由度运动平台d上平面的凸台固连，作动头通过销轴与焊接在模拟车架支撑 框架6侧壁上的模拟车架垂向作动器安装吊耳III3固连。通过模拟车架纵向作动器1可 以对模拟车架i提供纵向力，使其在水平面内产生沿χ轴的纵向移动，并通过模拟车架纵向 作动器1上的位移传感器测出移动的位移，根据该位移与二系三维测力平台k所测得的纵 向作用力即可计算出被测轨道车辆转向架II 二系悬架的纵向刚度。通过模拟车架横向作 动器m可以对模拟车架i提供横向力，使其在水平面内产生沿y轴的横向移动，并通过模拟 车架横向作动器m上的位移传感器测出移动的位移，根据该位移与二系三维测力平台k所 测得的横向作用力即可计算出被测轨道车辆转向架II 二系悬架的横向刚度。通过模拟车 架垂向作动器η可以对模拟车架i提供垂向力，使其在纵平面内产生沿ζ轴的垂向移动，并 通过模拟车架垂向作动器m上的位移传感器测出移动的位移，根据该位移与一系三维测力 平台j及二系三维测力平台k所测得的垂向作用力即可计算出被测轨道车辆转向架II悬 架的垂向刚度。将模拟车架纵向作动器1与模拟转向架横向作动器m同时动作可以使模拟 车架i在水平面上任意位置绕ζ轴转动，根据力和位移可以计算得到被测轨道车辆转向架 II 二系悬架的回转刚度。检测台进行转向架静态综合参数测定时，由于作动器加载过程缓 慢，故砝码惯性质量可以忽略；当检测台进行转向架动态横向及纵向刚度测定时，模拟车架 需要在作动器的作用下进行一定频率和幅值的振动，这是砝码的惯性质量不可忽略。为了 减小测试时模拟车架的惯性质量，进而缩小作动器的尺寸，在进行转向架动态横向和纵向 刚度测定时，通过四套垂直下拉销轴传感器及连杆ο对模拟车架提供垂向载荷。垂直下拉 销轴传感器及连杆ο上下两端分别通过垂直下拉连杆吊环总成17、销轴传感器21及胀套总 成20与模拟车架横向作动器安装吊耳112及垂直下拉连杆基础支座19连接，通过调节垂 直下拉杆18调整加载在转向架上的垂直载荷并通过销轴传感器25采集施加载荷的大小。对于模拟车架支撑框架6，其左侧壁和右侧壁各有两个模拟车架横向作动器安装 吊耳112，一般在试验时确实只需要在一侧安装2个模拟车架横向作动器m，但这两个模拟 车架横向作动器既可以安装在左侧壁的模拟车架横向作动器安装吊耳112上，又可以安装 在右侧的模拟车架横向作动器安装吊耳112上。而四套垂直下拉销轴传感器及连杆ο的上 端通过销轴传感器21与4个模拟车架横向作动器安装吊耳112连接，下端通过销轴传感器 21与固连在地基中的垂直下拉连杆基础支座19连接。对于模拟车架横向作动器安装吊耳112的安装，考虑在实际工程中的便利，横向 作动器既可以安装在左侧又可以安装在右侧，同时将模拟车架承载框架6设计成左右完全 对称的结构也便于加工和制造。另外在实验过程中可能会出现2个横向作动器施加载荷不 够的情况，这样就可以扩展成4个横向作动器，考虑将来升级的问题。而对于垂向作动器安 装吊耳1113，因为在进行垂向动态试验的时候，是需要左右对称的2个垂向作动器动作的，这样不会发生偏载。参阅图10，其中模拟车架i包括模拟车架纵向作动器安装吊耳I 1、模拟车架横向作动器安装吊耳112、模拟车架垂向作动器安装吊耳1113、砝码座4、砝码定位钢圈5、模拟 车架承载框架6、模拟车架支撑主轴7、模拟车架连接轴8。模拟车架承载框架6由方刚及钢 板焊接而成，其后部在水平面上投影为正方形，形成“田”字格局用来承受加载砝码的质量； 前部在水平面上投影为梯形，结构为腹板式，既提高整个模拟车架i的刚度又节省了钢材。 模拟车架支撑主轴7从模拟车架承载框架6中心轴线传过并通过焊接与其固连。模拟车架 纵向作动器安装吊耳I 1通过焊接固连在模拟车架支撑主轴7的后部。模拟车架横向作动 器安装吊耳Π2及模拟车架垂向作动器安装吊耳III3通过焊接固连在模拟车架承载框架 6后部的侧壁上。四块砝码座4通过焊接固连在模拟车架承载框架6的“田”字上平面，对 砝码h起到支撑作用。在砝码座4上通过焊接固连着砝码定位钢圈5，其与砝码h底部的凹 陷部分配合可是保证砝码h在试验过程中的稳定可靠，防止发生砝码组移位及倒塌等事故 的发生。模拟车架连接轴8通过焊接固连在模拟车架支撑主轴7的前端，其通过滑动副与 试验模拟车架支撑活动架j的十字轴滑套9连接，对整个模拟车架i起到辅助支撑的作用。参阅图11，其中试验模拟车架支撑活动架j包括十字轴滑套9、十字轴横向导轨块 10、滚动导轨滑座11、导轨条12、轴承座13、十字轴导轨横梁14、试验模拟车架横梁支撑架 15及T型槽地轨16。T型槽地轨16浇注于混凝土地基III，对整个试验模拟车架支撑活动 架j起到定位和支承的作用。试验模拟车架横梁支撑架15通过T型螺栓固连在T型槽地 轨16上，在其两根立柱内侧壁上通过螺栓固连着两个轴承座13。十字轴轨道横梁14两端 的轴通过滚动球轴承与轴承座14配合，可以使十字导轨横梁14绕y轴做旋转运动。导轨 条12通过内六角螺栓固连在十字导轨横梁14的上平面。两块滚动导轨滑座11通过内六 角螺栓与十字轴横向导轨块10固连，其可以在导轨条12上滑动，使十字轴横向导轨块10 在横平面内沿y轴滑动。十字轴横向导轨块10中心加工成孔，与十字轴滑套9下部的轴配 合，可以使十字轴滑套9绕该ζ轴转动。十字轴滑套9上部的孔与模拟车架i前部的连接 轴8过渡配合，通过滑动副使轴在孔内可以转动和滑动，使试验模拟车架支撑活动架j与被 测轨道车辆转向架II共同对模拟车架i起到支撑的作用，完成各项参数的测试。通过十字 轨道横梁14绕y轴的旋转运动，与转向架配合可以完成模拟车架i在纵平面的俯仰运动； 通过十字轴滑套9在十字轴横向导轨块10孔中的转动及十字轴横向导轨块10在导轨条12 上的横向滑动，与转向架配合可以完成模拟车架i在水平面的沿y轴的横向移动和绕ζ轴 的回转运动；通过模拟车架i前部的连接轴8与十字轴滑套9上部孔的滑动和转动，与转向 架配合可以完成模拟车架i在纵平面的沿χ轴的纵向移动及绕χ轴的转动，通过上述运动 可以满足被测轨道车辆转向架II各参数测试过程中所需的模拟运动。参阅图12，其中垂直下拉销轴传感器及连杆ο包括两套垂直下拉连杆吊环总成 17、一根垂直下拉连杆18、垂直下拉连杆基础支座19、两个销轴传感器21及若干胀套总成 20。垂直下拉连杆18为空心钢管，两端制有外螺纹，可与垂直下拉连杆吊环总成17的垂直 下拉连杆吊环22 —端的内螺纹连接。在垂直下拉连杆18中间部位钻有通孔，便于放置转 动杠杆以调整施加载荷。参阅图13、14，其中垂直下拉连杆吊环总成17由垂直下拉连杆吊环22、内六角螺 栓23、吊环球套24及吊环球头23组成。垂直下拉连杆吊环22 —端为环形通孔结构，一端为管型螺纹孔结构。管型螺纹孔一端与垂直下拉连杆18两端通过螺纹连接，且管型螺纹孔留有螺栓锁紧开槽，通过内六角螺栓23可以锁紧，防止试验时垂直下拉连杆吊环22与垂直 下拉连杆18发生转动造成载荷变化。垂直下拉连杆吊环22环形通孔一端内侧为圆柱形， 与吊环球套24外侧过盈配合。吊环球套24为环形结构，外轴为圆柱形轴结构，内孔为内凹 型球面结构；吊环球头25也为环形结构，外轴为外凸型球面结构，内孔为圆柱形孔结构。吊 环球套24的内凹形球面内孔与吊环球头25的外凸型球面外轴滑动配合形成球形关节，试 验时在垂直下拉连杆18发生任意方向上的移动和转动时垂直下拉连杆吊环总成17与销轴 传感器21之间可以运动自如，不会发生运动干涉和产生内应力。销轴传感器21上装有四 个胀套总成20，其中两个并排安装在销轴传感器21中间部位，将销轴传感器21与垂直下 拉连杆吊环总成17连接在一起；另外两个安装在销轴传感器21的两端，将销轴传感器21 与模拟车架横向作动器安装吊耳II2及垂直下拉连杆基础支座19连接。胀套总成20由胀 套外环26、胀套内环27、胀套锥环28及内六角螺栓23组成。胀套外环26为开口环结构， 环外侧为圆柱形轴结构，环内侧为锥形结构；胀套内环27也为开口环结构，环外侧为锥形 结构，环内侧为圆柱形孔结构；胀套锥环28为环形结构，其横截面为梯形，其外环加工成与 胀套外环26内侧锥形配合的锥面，其内环加工成与胀套内环27外侧锥形配合的锥面，在胀 套锥环28上钻有通孔或螺纹孔。胀套内环27内侧与销轴传感器21的外壁配合，胀套内环 27外侧锥形结构分别与两个胀套锥环28的内侧锥面靠摩擦副配合，而两个胀套锥环28的 外侧锥面靠摩擦副与胀套外环26内侧锥形结构配合，胀套外环26的外侧与垂直下拉连杆 吊环总成17的吊环球头25内侧配合。两个胀套锥环28通过若干内六角螺栓23固连在一 起，通过旋紧内六角螺栓23可以是两个装套锥环28的距离变�。佣米睹婕费拐吞啄� 环27内锥面及胀套外环26外锥面，使得胀套内环27内侧压紧在销轴传感器21上，胀套外 环26外侧压紧在垂直下拉连杆吊环总成17上。
权利要求
一种基于模拟车架的轨道车辆转向架二系悬挂参数测量装置，其特征在于该装置包括若干砝码(h)、一台试验用模拟车架(i)、一套试验模拟车架支撑活动架(j)、两块二系三维测力平台(k)、一个模拟车架纵向作动器(1)、2-4个模拟车架横向作动器(m)、两个模拟车架垂向作动器(n)和四套垂直下拉销轴传感器及连杆(o)，所述的砝码(h)装在模拟车架(i)上，两块二系三维测力平台(k)的上平面通过螺栓与模拟车架(i)的承载框架(6)底面固连，下平面与被测轨道车辆转向架(II)的枕梁上的定位销连接，模拟车架支撑主轴(7)通过模拟车架支撑活动架(j)支撑，模拟车架纵向作动器(1)尾部通过铰接支座与纵向构架定位支座(a)固连，作动头通过销轴与焊接在模拟车架支撑主轴(7)后部的模拟车架纵向作动器安装吊耳I(1)固连；模拟车架横向作动器(m)的尾部通过铰接支座与横向左构架定位支座(b)固连，作动头通过销轴与焊接在模拟车架支撑框架(6)侧壁上的模拟车架横向作动器安装吊耳II(2)固连；模拟车架垂向作动器(n)的尾部通过铰接支座与三自由度运动平台(d)上平面的凸台固连，作动头通过销轴与焊接在模拟车架支撑框架(6)侧壁上的模拟车架垂向作动器安装吊耳III(3)固连；所述的垂直下拉销轴传感器及连杆(o)上端与模拟车架横向作动器安装吊耳II(2)连接，下端与固连在地基中的垂直下拉连杆基础支座(19)连接。
2.根据权利要求1所述的基于模拟车架的轨道车辆转向架二系悬挂参数测量装置，其 特征在于所述模拟车架(i)包括模拟车架纵向作动器安装吊耳1(1)、模拟车架横向作动 器安装吊耳II (2)、模拟车架垂向作动器安装吊耳III (3)、砝码座(4)、砝码定位钢圈(5)、 模拟车架承载框架(6)、模拟车架支撑主轴(7)和模拟车架连接轴(8)，所述的模拟车架承 载框架(6)由方钢和钢板焊接而成，其后部在水平面上投影为正方形的“田”字格局，用来 承受加载砝码的质量，前部在水平面上投影为梯形，结构为腹板式，所述的模拟车架支撑主 轴(7)从模拟车架承载框架(6)中心轴线穿过并与其固连，所述的模拟车架纵向作动器安 装吊耳I(I)固连在模拟车架支撑主轴(7)的后部，模拟车架横向作动器安装吊耳11(2)和 模拟车架垂向作动器安装吊耳III (3)固连在模拟车架承载框架(6)后部的侧壁上，所述的 四块砝码座(4)固连在模拟车架承载框架(6)的“田”字上平面，在砝码座(4)上固连着砝 码定位钢圈(5)，所述的模拟车架连接轴(8)固连在模拟车架支撑主轴(7)的前端，其通过 滑动副与试验模拟车架支撑活动架(j)的十字轴滑套(9)连接，其作用是对整个模拟车架 (i)起到辅助支撑。
3.根据权利要求1所述的基于模拟车架的轨道车辆转向架二系悬挂参数测量装置，其 特征在于所述的试验模拟车架支撑活动架(j)包括十字轴滑套(9)、十字轴横向导轨块 (10)、滚动导轨滑座(11)、导轨条(12)、轴承座(13)、十字轴导轨横梁(14)、试验模拟车架 横梁支撑架(15)和T型槽地轨(16)，所述的T型槽地轨(16)浇注于混凝土地基(III)上， 试验模拟车架横梁支撑架(15)通过T型螺栓固连在T型槽地轨(16)上，在其两根立柱内 侧壁上固连着两个轴承座(13)，所述的十字轴轨道横梁(14)两端轴通过滚动球轴承与轴 承座(14)配合，导轨条(12)通过内六角螺栓固连在十字导轨横梁(14)的上平面；两块滚 动导轨滑座(11)通过内六角螺栓与十字轴横向导轨块(10)固连；十字轴横向导轨块(10) 中心加工成孔，与十字轴滑套(9)下部的轴配合；十字轴滑套(9)上部的孔与模拟车架(i) 前部的连接轴(8)过渡配合。
4.根据权利要求1所述的基于模拟车架的轨道车辆转向架二系悬挂参数测量装置，其特征在于所述的所述的垂直下拉销轴传感器及连杆(O)包括一根垂直下拉连杆(18)、 装在垂直下拉连杆(18)两端的垂直下拉连杆吊环总成(17)以及用于支撑垂直下拉连杆 (18)和垂直下拉连杆吊环总成(17)的垂直下拉连杆基础支座(19)，垂直下拉连杆吊环总 成(17)内装有销轴传感器(21)和若干胀套总成(20)，垂直下拉连杆(18)为空心钢管，其 中部设有用于通过转动杠杆调整施加载荷的通孔，垂直下拉连杆(18)两端分别与垂直下 拉连杆吊环总成(17)螺纹连接。
5.根据权利要求4所述的基于模拟车架的轨道车辆转向架二系悬挂参数测量装置，其 特征在于所述的垂直下拉连杆吊环总成(17)由垂直下拉连杆吊环(22)、吊环球套(24) 和吊环球头(25)组成，所述的垂直下拉连杆吊环(22) —端为环形通孔，另一端为与垂直下 拉连杆(18)连接的管型螺纹孔，管型螺纹孔的侧壁上设有通过内六角螺栓(23)锁紧的螺 栓锁紧开槽，所述的吊环球套(24)外侧与垂直下拉连杆吊环(22)的环形通孔过盈配合，吊 环球套(24)内侧为与吊环球头(25)的外球面滑动配合凹球面，所述的销轴传感器(21)通 过其上并排的两个胀套总成(20)装在吊环球头(25)的圆孔内。
6.根据权利要求4所述的基于模拟车架的轨道车辆转向架二系悬挂参数测量装置，其 特征在于所述的胀套总成(20)由胀套外环(26)、胀套内环(27)和胀套锥环(28)组成， 所述的胀套锥环(28)内外表面为由对称布置的两个锥环构成的纺锤状，两个锥环通过内 六角螺栓(23)连接并沿轴向移动对胀套内外环挤压，所述的胀套外环(26)为开口环，其外 侧与吊环球头(25)内侧圆孔相配合，其内侧为与胀套锥环(28)外侧表面摩擦配合的对称 布置锥形结构，所述的胀套内环(27)也为开口环结构，环外侧为与胀套锥环(28)内侧表面 摩擦配合的对称布置的锥形结构，环内侧与销轴传感器(21)外壁相配合。
全文摘要
本发明涉及一种基于模拟车架的轨道车辆转向架二系悬挂参数测量装置。其包括若干砝码(h)、一台试验用模拟车架(i)、一套试验模拟车架支撑活动架(j)、两块二系三维测力平台(k)、一个模拟车架纵向作动器(l)、两个模拟车架横向作动器(m)、两个模拟车架垂向作动器(n)和四套垂直下拉销轴传感器及连杆(o)，砝码(h)装在模拟车架(i)上，二系三维测力平台(k)分别与模拟车架(i)和被测轨道车辆转向架(II)连接，模拟车架支撑主轴(7)由模拟车架支撑活动架(j)支撑，模拟车架纵横向作动器一端分别与构架定位支座铰接，另一端与模拟车架连接。本发明可对各种轨道车辆转向架二系综合参数进行动态和静态测量。
文档编号G01M5/00GK101813567SQ20101910000
公开日2010年8月25日 申请日期2010年2月8日 优先权日2010年2月8日
发明者刘玉梅, 宫海彬, 张栋林, 张立斌, 徐观, 戴建国, 林慧英, 潘洪达, 罗士军, 苏建, 蓝志坤, 陈熔 申请人:吉林大学
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