一種鐵路貨車靜載荷試驗設備的制作方法

本發明涉及鐵路貨車技術領域。

背景技術：

隨著國內軌道交通的蓬勃發展，對車輛零部件性能的要求也越來越高。貨物運輸是鐵路運輸的重要組成部分，其運載車體對強度的需求較高，對鐵路貨車車體的強度測試則是判斷鐵路貨車整體質量的重要環節，主要通過靜載荷測試設備完成。目前的靜載荷測試設備各個部件均體積較大，連接結構復雜，裝卸及運輸困難，導致整體測試周期長，不利于提高測試及生產效率。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種鐵路貨車靜載荷試驗設備，其結構簡單，使用安全可靠，易于裝卸及轉運。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：

一種鐵路貨車靜載荷試驗設備，包括加載梁、側梁、試驗臺車、主動頂桿、輔助頂桿及傳感裝置；加載梁與側梁均具有相互平行的兩條，加載梁與側梁呈“井”字形分布，加載梁與側梁通過擋銷連接；一條加載梁的中部設有主動頂桿，另一條加載梁的中部設有與主動頂桿配合的輔助頂桿，主動頂桿的末端通過液壓缸與加載梁連接，輔助頂桿的末端通過傳感裝置與加載梁連接，傳感裝置與數據分析設備連接；試驗臺車具有兩個，分別設于兩個加載梁的正下方；側梁在長度方向上為拼接式結構。

作為進一步的技術方案，所述側梁包括若干段梁體及若干個連接板，梁體均為橫截面為H形的梁體，兩端均設有第一安裝孔，連接板設于相鄰梁體的端部的上方及下方，連接板兩端設有與第一安裝孔相配合的第二安裝孔，連接銷貫穿第二安裝孔及第一安裝孔，使得相鄰梁體之間通過連接板及連接銷配合形成的固定結構連接。

作為進一步的技術方案，位于兩端的所述梁體上還設有與擋銷配合的擋銷安裝孔。

作為進一步的技術方案，所述加載梁包括腹梁，腹梁有兩個縱向分布H型鋼固定焊接構成，腹梁的上面、下面及四周均固設有面板，腹梁的兩端設有可容納梁體插入的插接開口，每個插接開口的上方及下方均對應的設有與擋銷配合的定位擋塊；定位擋塊外側設有與擋銷外形相配合的半圓弧槽。

作為進一步的技術方案，所述腹梁的內中部設有腹梁加強結構，包括兩組沿豎直方向分布且呈鏡像對應的加強梁。

作為進一步的技術方案，所述主動頂桿與輔助頂桿下部還分別設有用于承托主動頂桿與輔助頂桿的承托支架。

作為進一步的技術方案，所述試驗臺車包括車體基座、承載橫梁、承載托盤及雙向軌道式行走機構，承載橫梁對稱的設于車體基座上部的兩側，其長軸與車體基座的邊緣相互平行，承載托盤設于兩個承載橫梁之間，雙向軌道式行走機構設于車體基座下部，與地面上的導軌配合使用；承載橫梁的上部放置有加載梁，承載橫梁的中軸與加載梁的中軸相互垂直。

作為進一步的技術方案，所述雙向軌道式行走機構包括車軸、軸托及軌道車輪，軸托具有四個，對稱的設于車體基座的下表面，軸托的下端設有與車軸配合的凹槽，車軸具有相互平行的兩個，靠近兩端的位置均插接于凹槽內，車軸兩端通過軸承連接；軌道車輪外周設有導向凸起。

作為進一步的技術方案，所述傳感裝置包括壓力傳感器和位移傳感器。

采用上述技術方案所產生的有益效果在于：

側梁采用拼接式的結構，側梁與加載梁之間采用銷軸連接，使得設備整體結構簡單，使用安全可靠，易于裝卸及轉運。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是圖1的仰視圖；

圖3是圖2的F部放大圖；

圖4是圖3中加載梁的右視結構示意圖；

圖5是圖4的C-C剖視圖；

圖6是圖2中梁體、連接板及連接銷的裝配結構示意圖；

圖7是圖2中位于左側的試驗臺車的左視圖；

圖8是圖7的E部放大圖；

圖9是圖8中軸托的左視圖；

圖10是軸托與車軸的裝配結構示意圖。

圖中：1、加載梁；2、側梁；3、試驗臺車；4、主動頂桿；5、輔助頂桿；6、傳感裝置；7、擋銷；8、液壓缸；9、數據分析設備；10、梁體；11、連接板；14、連接銷；16、腹梁；17、面板；18、插接開口；19、定位擋塊；20、加強梁；21、承托支架；22、車體基座；23、承載橫梁；24、承載托盤；25、雙向軌道式行走機構；26、導軌；27、車軸；28、軸托；29、軌道車輪；30、凹槽；31、導向凸起；32、擋銷墊板；33、加強面板；34、第一豎向筋板；35、第二豎向筋板；36、橫向筋板；37、連接銷墊板。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

如圖1-10所示，為本發明一種鐵路貨車靜載荷試驗設備的一個實施例：

包括加載梁1、側梁2、試驗臺車3、主動頂桿4、輔助頂桿5及傳感裝置6。加載梁1與側梁2均具有相互平行的兩條，加載梁1與側梁2呈“井”字形分布，加載梁1與側梁2通過擋銷7連接；一條加載梁1的中部設有主動頂桿4，另一條加載梁1的中部設有與主動頂桿4配合的輔助頂桿5，主動頂桿4的末端通過液壓缸8與加載梁1連接，輔助頂桿5的末端通過傳感裝置6與加載梁1連接，傳感裝置6與數據分析設備9連接；試驗臺車3具有兩個，分別設于兩個加載梁1的正下方；側梁2在長度方向上為拼接式結構。加載梁與側梁之間為銷軸連接方式，側梁又為拼接式側梁，整個測試框架的組裝都很簡單，無需螺紋連接件也能夠保證測試所需的強度。測試區域為圖1中點劃線所包圍的區域，測試設備圍繞已經放置好的鐵路貨車的車體進行組裝，測試的時候，液壓缸8通過外接的液壓泵站控制活塞桿的運動，進而控制主動頂桿4的頂進，頂進到一定程度后，傳感裝置6通過輔助頂桿5能夠感知靜載荷測試所需的數據，如位移數據和壓力數據等，隨后將數據傳送至外接的數據分析設備9進行分析處理，方便操作人員的觀測，圖1中的虛線為數據傳輸的線路。

具體的，側梁2可以為鉤頭連接方式或銷接連接等方式。為了方便組裝，側梁2包括若干段梁體10及若干個連接板11，梁體10均為橫截面為H形的梁體，兩端均設有第一安裝孔，連接板11設于相鄰梁體10的端部的上方及下方，連接板11兩端設有與第一安裝孔相配合的第二安裝孔，連接銷14貫穿第二安裝孔及第一安裝孔，使得相鄰梁體10之間通過連接板11及連接銷14配合形成的固定結構連接。安裝時，只需將各段梁體10的端部與相應的連接板11對好，上、下兩個連接板11構成一組，再插入連接銷14，一組連接板11就能夠完成兩端梁體10的連接固定。并且，由于梁體10的端部仍為方形，兩個梁體10在連接后距離也比較近，因此，不會圍繞連接銷14發生幅度較大的轉動，不會影響正常使用。梁體10的長度可射為不一致，側梁2的長度可以根據實際測試環境進行組裝調節，能夠適應多種測試需求。

優選的，由于強度需要及簡化加工步驟，梁體10采用H型鋼制成，安裝連接板11后，其處于梁體10的凹陷之內，為了方便制備，連接板11厚度小于此凹陷的深度，因此，在連接板11與梁體10之間還設置連接銷墊板37，使得連接銷14的上、下端能夠突出于梁體10之外，方便連接銷14的裝卸。連接銷墊板37也設有相應的擋銷安裝孔。

具體的，為了方便加載梁1與側梁2之間的銷軸式連接結構，位于兩端的梁體10上還設有與擋銷7配合的擋銷安裝孔。

具體的，加載梁1包括腹梁16，為了強度及加工的需要，腹梁16有兩個縱向分布H型鋼固定焊接構成，腹梁16的上面、下面及四周均固設有面板17，腹梁16的兩端設有可容納梁體10插入的插接開口18，每個插接開口18的上方及下方均對應的設有與擋銷7配合的定位擋塊19；定位擋塊19外側設有與擋銷7外形相配合的半圓弧槽。如圖3所示，為加載梁1與側梁2的裝配結構示意圖，安裝時，先將側梁2兩端分別插入兩個加載梁1的插接開口18內，再將擋銷7順著半圓弧槽的導向插入梁體10上的擋銷安裝孔內。定位擋塊19不僅在插入時為擋銷7提供導向作用，還在安裝好后頂住擋銷7上部的蓋帽，對擋銷7起到豎直方向上的限位作用，不會滑落，使得此連接結構更加穩定，使用更加安全。為了能對H型鋼制備成的梁體10提供更好的導向作用，位于上部定位擋塊19的底端面稍低于插接開口18的上端面，位于下部的定位擋塊19的頂端面稍高于插接開口18的下端面。

進一步的，由于液壓缸8安裝于一條加載梁1內側面的正中部，加載梁1的中部為受力最大的位置，因此應當進行加強。腹梁16的內中部設有腹梁加強結構，包括兩組沿豎直方向分布且呈鏡像對應的加強梁20；加載梁1還在集中受力位置處（正中部安裝主動頂桿及輔助頂桿的位置）設有加強面板33。通過對加載梁1內部及外部共同進行結構加強，大大提高了加載梁1的受力強度。

優選的，每個加強梁20均包括位于腹梁16與上層的面板17之間或腹梁16與下層的面板17之間設置的第一豎向筋板34，腹梁內上部及內下部還分別對稱的設有三條第二豎向筋板35，兩組第二豎向筋板35相對的一側還連接有橫向筋板36，如圖3-5所示，第一豎向筋板34、二豎向筋板35及橫向筋板36的前后兩端均分別與腹梁16的前后內壁連接。第一豎向筋板34須與腹梁16連接，但與上、下兩面的面板17是否連接均可。

進一步的，為了使鐵路貨車在測試時始終保持水平受力，主動頂桿4與輔助頂桿5下部還分別設有用于承托主動頂桿4與輔助頂桿5的承托支架21，承托支架21可與待測試鐵路貨車的車體連接，能夠對主動頂桿4與輔助頂桿5提供豎直方向上的穩固支撐，還能減小由于頂桿等的自重對加載梁1在豎直方向上施加的應力，保證測試性能穩定，使用更加安全，延長設備的使用壽命。

具體的，試驗臺車3包括車體基座22、承載橫梁23、承載托盤24及雙向軌道式行走機構25，承載橫梁23對稱的設于車體基座22上部的兩側，其長軸與車體基座22的邊緣相互平行，承載托盤24設于兩個承載橫梁23之間，雙向軌道式行走機構25設于車體基座22下部，與地面上的導軌26配合使用；承載橫梁23的上部放置有加載梁1，承載橫梁23的中軸與加載梁1的中軸相互垂直。承載橫梁23用于支撐試驗設備的下支撐面，由于有的靜載荷試驗設備可能下底面不是平整的，需要留出一定空當，利用支撐橫梁23對設備進行支撐能夠很好地適應設備的外形。由于是適用于靜載荷側測試場合，試驗設備與承載橫梁23之間可以不固定連接，采用搭接的方式即可。承載托盤24用于承載試驗設備上的傳感裝置6，并且承載托盤24能夠與傳感裝置6進行固定連接。車體基座22、承載橫梁23及承載托盤24與雙向軌道式行走機構25配合使用，在靜載荷測試時，與試驗設備相對固定的連接，并起到配合試驗過程移動行走的目的。

進一步的，雙向軌道式行走機構25包括車軸27、軸托28及軌道車輪29，軸托28具有四個，對稱的設于車體基座22的下表面，軸托28的下端設有與車軸27配合的凹槽30，車軸27具有相互平行的兩個，靠近兩端的位置均插接于凹槽30內，車軸27兩端通過軸承31連接，軸承31的兩端均設有擋圈32；軌道車輪29外周設有導向凸起33。軸托28上部與車體基座22固接，下部與車軸27插接，在安裝或時能夠快速的組裝或分離上部的承重機構與下部的雙向軌道式行走機構，由于設備進行試驗的時候進行的是慢速的移動，這種插接結構完全能夠保證試驗設備運行的穩定性與安全性，還有小的提高了試驗臺車的裝卸效率，實用性更強。

具體的，為了適應靜載荷的測試需求，傳感裝置6包括壓力傳感器和位移傳感器。

安裝時，先將鐵路貨車的車體開到指定的測試導軌26上，隨后將兩個試驗臺車3推送至車體的前后兩側，將加載梁1放置于試驗臺車3的指定位置上，將組裝好的一定長度的側梁2與加載梁1連接，隨后安裝液壓缸8、主動頂桿4、傳感裝置6及輔助頂桿5等部件，再將兩個承托支架21分別放置于主動頂桿4及輔助頂桿5下部，整個試驗設備即安裝完成。

采用上述技術方案后，試驗設備組裝完成后可以滿足目前所有國鐵新造貨車的車體靜強度試驗需求，試驗之后可拆除，節省空間存放；側梁2由多段長短不一的梁體10組合而成，連接處采用上下兩組連接板11及兩根連接銷14進行連接，易于拆卸，在試驗時可以承受縱向沖擊力和垂向扭轉壓力，具有良好的適應性，對新造貨車車體無傷害，經分析和使用，該試驗裝置結構安全可靠。