一種輪對加載跑合試驗臺的制作方法

本發明涉及一種輪對加載跑合試驗臺，具體涉及一種通過模擬軌道車輛跑合狀態能夠寬域范圍內對動車和拖車輪對進行的加載跑合的試驗臺。

背景技術：

2007年4月18日，全國鐵路成功實施第二次大提速，和諧號CRH動車組首次出現在中國鐵路上，在既有線路上實現了最高時速250公里的高速運營，當前運行高速列車達到350km/h，試驗列車最高速度接近600km/h。這標志著我國在既有線路提速達到了世界先進水平，鐵路技術裝備進入了世界先進行列。而轉向架是動車組車輛系統中最重要的組成部件之一，它直接影響車輛的動力性能，運行質量和行車安全。動車組在運行了90萬公里或120萬公里后，要進行大修，齒輪箱要進行拆卸檢查，更換損壞件，重新組裝調試檢查。而“跑合”是大修及進行綜合試驗的主要工序之一。

輪對加載跑合試驗臺是專門為高鐵的動輪和拖輪跑合研制的關鍵設備，能適應運行時速30～500公里的寬域速度范圍的動車組動軸和拖軸的跑合試驗。

現有技術主要是通過對輪軸的跑合，如通過軸端驅動的方式或者通過齒輪箱輸入軸跑合試驗，此種方式只適用于低速帶輪對跑合，或者高速狀態下的輪軸跑合，而輪對在實際運營中是帶有一定的載荷運行的，本設計就是模擬軌道車輛實際工況設計的。

本試驗臺具有綜合的檢測功能：能檢測運行轉速；能記錄時間；能檢測軸承溫度；能檢測齒輪箱的振動；可檢測噪音；可視頻監視。能夠滿足動車和拖車的跑合，是檢驗齒輪箱大修組裝后質量的必備專用試驗臺。

通過對上述內容的檢驗(檢測)，能準確有效的檢驗齒輪箱裝配是否合格。并能適時的將每個檢測齒輪箱的數據記錄打印，并加以保存。也可通過相關網絡接口將數據發送到接入網絡的相關計算機中。

技術實現要素：

為克服現有技術的缺陷，本發明提供了一種輪對加載跑合試驗臺，解決了現有齒輪箱跑合試驗臺無法進行高速狀態下加載試驗以及高轉速狀態下模擬軌道車輛跑合的狀態，

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案予以實現：一種輪對加載跑合試驗臺，采用地坑式安裝方式，包括設備主體部分，走臺總成、安全滑升門總成、扶梯總成、護欄、地基總成、電控系統總成、液壓系統總成、通風冷卻裝置、溫度檢測系統、噪聲檢測系統、振動檢測系統、攝像監控系統、試驗報告輸出打印系統和照明裝置；設備主體部分是試驗臺的主要組成部分，位于地基總成內；地基總成位于整個裝置的最外面建筑，是混凝土結構，形成一個長方形的地坑，所有的設備都位于地基總成上，地坑周圍設有護欄，地坑口設有安全滑升門總成，具有防護和隔音的作用，門打開時保證控制設備不能啟動以保證人員安全，同時能夠承受跑合過程中車軸上有零件脫落而造成的沖擊；扶梯總成連接地面和坑底，使人們方便出入地坑；電控系統總成位于地基總成的地面平臺上；液壓系統總成位于坑底；通風冷卻裝置位于地坑的兩邊，形成循環風，模擬火車的運行狀況；溫度監測系統、噪聲檢測系統、振動檢測系統和攝像監控系統位于地基總成內，實時監測齒輪箱跑合情況。

所述設備主體部分是包括壓裝總成、四組定位總成、驅動總成、底部平臺總成、升降測量裝置總成、車削機構總成和預支承總成；底部平臺總成位于設備主體部分的最下面，是各機械零部件的安裝平面，上面放置壓裝總成、四組定位總成、驅動總成、升降測量裝置總成、車削機構總成和車刀輪驅動裝置總成；壓裝總成位于底部平臺總成的兩端對稱放置，用于在輪對上施加徑向載荷；四組定位總成位于底部平臺的后部，用于鎖緊軸箱轉臂、動輪齒輪箱、并連接銷齒輪端的半齒形聯軸器，根據測量裝置所測輪徑大小進行定位；驅動總成安裝在平臺總成上，為試驗提供驅動力，驅動采用皮帶傳動方式，能緩沖沖擊和振動，運動平穩無噪音；升降測量裝置安裝在底部平臺上，位于摩擦輪的內側，采用液壓作為驅動力，主要用于輪對的定位、舉升及測量輪徑大小；車削機構總成用于摩擦輪跑合一段時間后的修磨；預支承總成安裝在壓裝總成側面，用于轉臂的支撐。

底部平臺總成包括主體平臺、電機平臺、調整墊鐵、吊耳和蓋板；主體平臺由左右兩側至少六個調整墊鐵支撐安放在地基上，通過預埋螺栓壓緊；平臺上設有定位槽和T型槽，用于定位和壓緊各組成；蓋板安裝在主體平臺安裝調整墊鐵的孔上，起裝飾和防護作用；吊耳位于主體平臺的上下兩側；主體平臺為鑄鐵制成，具有吸震和減震的作用。

所述壓裝總成包括底座、滑臺底座、滑臺支架、加載部分、伸縮油缸、插銷缸和加載缸；底座采用HT250，可以起到減震降噪的作用，上面帶有定位鍵，通過定位鍵與底部平臺總成和滑臺底座進行聯接；滑臺底座相當于滑臺支架的導軌座，通過伸縮油缸帶動滑臺支架來回移動；伸縮油缸固連在滑臺底座上，推動滑臺支架在導軌上移動；插銷缸位于滑臺支架上，用于試驗時固定滑臺支架和滑臺底座，使其不發生相對移動；加載缸位于加載部分的兩側，底部固定在滑臺支架；加載部分位于滑臺支架上方，提供輪對試驗所需加載力，加載部分從上往下分別作用在輪對軸箱轉臂的彈簧座上，加載部分包括絲杠、手輪、端蓋、彈簧、套筒支撐、套筒、壓力傳感器、壓塊等，通過設有彈簧，使得CRH3輪對每個軸箱裝置在加載的同時，其垂向具有緩沖振動和沖擊特性；通過設有壓力傳感器，可以將壓力實時反饋，通過控制系統將壓力維持在一個所設定的范圍內。

所述四組定位總成包括底座、一組定位總成、二組定位總成和三組定位總成。一組定位總成用于轉臂的鎖緊及高低位置的調整，包括底座、升降支座架、手輪鎖緊裝置、步進電機絲杠傳動部分、滑軌滑座部分和轉臂鎖緊裝置，手輪鎖緊裝置采取的是兩齒相嚙合的方式，通過搖動手輪將壓緊塊與聯軸節上的外齒嚙合達到鎖緊的作用，步進電機絲杠部分起到了提升動力的作用，滑軌滑座起導向作用，轉臂鎖緊裝置起定位鎖緊轉臂的作用；二組定位總成原理除聯軸節部分、絲杠調節裝置其它與一組定位總成相同，聯軸節部分用于動輪齒輪箱末端半聯軸器的固定，絲杠調節裝置用于拖輪試驗時進行調整；三組定位總成原理除齒輪箱支撐外，其余與一組定位總成相同，齒輪箱支撐用于動輪齒輪箱的聯接。

所述驅動總成包括變頻電機、主電機漲緊裝置、皮帶和驅動主軸總成，主電機漲緊裝置位于變頻電機的下方，用于皮帶漲緊與更換皮帶；驅動主軸總成主要包括主軸、摩擦輪、雙列圓錐滾子軸承、軸承座、軸承端蓋和從動輪；驅動主軸總成的其他部件都安裝在主軸上，從動輪通過皮帶與變頻電機相連，摩擦輪位于主軸的兩端，摩擦輪仿照現車軌道進行了設計，模擬了輪對在火車直道上行走狀態，軸承座位于摩擦輪的外側，安裝有軸承端蓋。

所述升降測量裝置總成包括升降測量裝置左和升降測量裝置右，除升降測量裝置左中設有測量輪徑裝置，其它部件互為鏡像；升降測量裝置左主要包括底座、舉升油缸、舉升橫梁、導向裝置、V型鐵、輪徑測量裝置和彈簧，底座位于底部平臺上，其他部分都位于底座上，舉升油缸位于底座的兩邊與舉升橫梁連接，導向裝置安裝在底座上，穿過舉升橫梁，與V型鐵進行彈簧連接，V型鐵位于此裝置總成的最頂端，中間設有輪徑測量裝置，輪徑測量裝置采用激光傳感器測距的方式間接測量輪徑。

所述車削機構總成主要包括小溜板固定座架、小溜板固定座、下滑座、過渡盤、上滑座、車刀座，車削機構總成通過小溜板固定座架安裝在底部平臺總成上，小溜板固定座架連接著小溜板固定座，小溜板固定座設有下滑座、過渡盤、上滑座和車刀座；車削機構總成通過車輪樣板進行仿形車。

預支承總成設為左右兩件，分別用于舉升左右轉臂，主要包括底座、舉升油缸、支架、導向桿、直線導軌和滑塊；其中底座安裝在壓裝總成上，舉升油缸是轉臂裝入一組定位組成的連接架的動力，導向桿起到上下導向的作用。

試驗時，將輪對吊裝到試驗臺上方，將輪對左右轉臂放到預支承總成，然后將輪對的車輪放到升降測量裝置總成上，V型鐵與輪緣接觸，同時輪徑測量裝置測量出輪徑，調節升降測量裝置總成，使車輪踏面與摩擦輪相接觸，調節四組定位總成的位置，將輪對的左右轉臂、動輪齒輪箱和連接銷齒輪端的半齒形聯軸器分別連接到四組定位總成上，使其呈水平放置，然后調節左右壓裝總成，使其從上往下加載在輪對軸箱轉臂的彈簧座上，通過壓力傳感器，查看壓力實時反饋，通過控制系統將壓力維持在一個所設定的范圍內，進行加載跑合試驗。

與現有技術相比，本發明的優點和積極效果是：

本發明所述的加載跑合試驗臺可適應不同規格的齒輪箱的試驗臺，能夠模擬軌道車輛高速狀態下的跑合狀態。

1)本發明所述的加載跑合是采用模擬現車軌道的大直徑車輪驅動踏面的方式，通過圓形車輪模擬輪對直線行駛的狀態，更能保證試驗參數的準確性。

2)本發明所述的加載跑合是模擬現車軸箱加載跑合的方式，其加載力可進行任意設定，同時通過壓力傳感器實時調整，同時設有彈簧，具有緩沖振動和沖擊的特性，更符合現車加載工況。

3)本發明所述的加載跑合能夠自適應不同輪徑狀態下動車和拖車的跑合試驗，能夠進行輪徑測量并自適應調整。

4)本發明所述的加載跑合能夠對輪對進行高速加載跑合試驗，不需要分解輪對。

主要解決了如何模擬高速狀態下輪對運行工況，更好的符合實際運行狀態，提前對高速加載狀態下的齒輪箱和軸承的質量進行預判。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明設備主體部分結構示意圖；

圖3為本發明底部平臺總成結構示意圖；

圖4為本發明壓裝總成安裝效果示意圖；

圖5為本發明壓裝總成結構示意圖；

圖6為本發明四組定位總成結構示意圖；

圖7為本發明一組定位總成結構示意圖；

圖8為本發明驅動總成結構示意圖；

圖9為本發明升降測量裝置總成安裝效果圖；

圖10為本發明升降測量裝置總成結構示意圖；

圖11為本發明車削機構總成結構示意圖；

圖12為本發明預支承總成結構示意圖；

其中，輪對0，設備主體部分1、走臺總成2、安全滑升門總成3、扶梯總成4、護欄5、地基總成6、電控系統總成7、液壓系統總成8、通風冷卻裝置9、壓裝總成11、四組定位總成12、驅動總成13、底部平臺總成14、升降測量裝置總成15、車削機構總成16、預支承總成17、底座111、滑臺底座112、滑臺支架113、加載部分114、伸縮油缸115、插銷缸116、加載缸117、主體平臺141、電機平臺142、調整墊鐵143、吊耳144、蓋板145、底座121、一組定位總成122、二組定位總成123、三組定位總成124、底座1221、升降支座架1222、手輪鎖緊裝置1223、步進電機絲杠傳動部分1224、滑軌滑座部分1225、轉臂鎖緊裝置1226、聯軸節部分1227、絲杠調節裝置1228、變頻電機131、主電機漲緊裝置132、皮帶133、驅動主軸總成134、主軸1341、摩擦輪1342、雙列圓錐滾子軸承1343、軸承座1344、軸承端蓋1345、從動輪1346、變頻電機131、主電機漲緊裝置132、皮帶133、驅動主軸總成134、主軸1341、摩擦輪1342、雙列圓錐滾子軸承1343、軸承座1344、軸承端蓋1345、從動輪1346、測量輪徑裝置150、升降測量裝置左151、升降測量裝置右152、底座1511、舉升油缸1512、舉升橫梁1513、導向裝置1514、V型鐵1515、輪徑測量裝置150、彈簧1516、小溜板固定座架161、小溜板固定座162、下滑座163、過渡盤164、上滑座165、車刀座166、底座171、舉升油缸172、支架173、導向桿174、直線導軌175、滑塊176。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例進一步說明發明。

如圖1所示，本發明一種輪對加載跑合試驗臺，采用地坑式安裝方式，包括設備主體部分1，走臺總成2、安全滑升門總成3、扶梯總成4、護欄5、地基總成6、電控系統總成7、液壓系統總成8、通風冷卻裝置9、溫度檢測系統、噪聲檢測系統、振動檢測系統、攝像監控系統、試驗報告輸出打印系統和照明裝置；設備主體部分1是試驗臺的主要組成部分，位于地基總成6內；地基總成6位于整個裝置的最外面建筑，是混凝土結構，形成一個長方形的地坑，所有的設備都位于地基總成6上，地坑周圍設有護欄5，地坑口設有安全滑升門總成3，具有防護和隔音的作用，門打開時保證控制設備不能啟動以保證人員安全，同時能夠承受跑合過程中車軸上有零件脫落而造成的沖擊；扶梯總成4連接地面和坑底，使人們方便出入地坑；電控系統總成7位于地基總成的地面平臺上；液壓系統總成8位于坑底；通風冷卻裝置9位于地坑的兩邊，形成循環風，模擬火車的運行狀況；溫度監測系統、噪聲檢測系統、振動檢測系統和攝像監控系統位于地基總成內，實時監測齒輪箱跑合情況。

如圖2所示，所述設備主體部分1是包括壓裝總成11、四組定位總成12、驅動總成13、底部平臺總成14、升降測量裝置總成15、車削機構總成16和預支承總成17；底部平臺總成14位于設備主體部分1的最下面，是各機械零部件的安裝平面，上面放置壓裝總成11、四組定位總成12、驅動總成13、升降測量裝置總成15、車削機構總成16和預支承總成17；壓裝總成11位于底部平臺總成14的兩端對稱放置，用于在輪對上施加徑向載荷；四組定位總成12位于底部平臺的后部，用于鎖緊軸箱轉臂、動輪齒輪箱、并連接銷齒輪端的半齒形聯軸器，根據測量裝置所測輪徑大小進行定位；驅動總成13安裝在平臺總成14上，為試驗提供驅動力，驅動采用皮帶傳動方式，能緩沖沖擊和振動，運動平穩無噪音；升降測量裝置總成15安裝在底部平臺上，位于摩擦輪1342的內側，采用液壓作為驅動力，主要用于輪對的定位、舉升及測量輪徑大小；車削機構總成16用于摩擦輪1342跑合一段時間后的修磨；預支承總成17安裝在壓裝總成11側面，用于轉臂的支撐。

如圖3所示，底部平臺總成14包括主體平臺141、電機平臺142、調整墊鐵143、吊耳144和蓋板145；主體平臺141由左右兩側至少六個調整墊鐵143支撐安放在地基上，通過預埋螺栓壓緊；平臺141上設有定位槽和T型槽，用于定位和壓緊各組成；蓋板145安裝在主體平臺141安裝調整墊鐵的孔上，起裝飾和防護作用；吊耳144位于主體平臺141的兩側；主體平臺141為鑄鐵制成，具有吸震和減震的作用。

如圖4、5所示，所述壓裝總成11包括底座111、滑臺底座112、滑臺支架113、加載部分114、伸縮油缸115、插銷缸116和加載缸117；底座采用HT250，可以起到減震降噪的作用，上面帶有定位鍵，通過定位鍵與底部平臺總成14和滑臺底座112進行聯接；滑臺底座112相當于滑臺支架113的導軌座，通過伸縮油缸115帶動滑臺支架113來回移動；伸縮油缸115固連在滑臺底座112上，推動滑臺支架113在導軌上移動；插銷缸116位于滑臺支架113上，用于試驗時固定滑臺支架113和滑臺底座112，使其不發生相對移動；加載缸117位于加載部分114的兩側，底部固定在滑臺支架113；加載部分114位于滑臺支架113上方，提供輪對試驗所需加載力，加載部分從上往下分別作用在輪對軸箱轉臂的彈簧座上，加載部分114包括絲杠、手輪、端蓋、彈簧、套筒支撐、套筒、壓力傳感器、壓塊等，通過設有彈簧，使得CRH3輪對每個軸箱裝置在加載的同時，其垂向具有緩沖振動和沖擊特性；通過設有壓力傳感器，可以將壓力實時反饋，通過控制系統將壓力維持在一個所設定的范圍內。

如圖6、7所示，所述四組定位總成12包括底座121、一組定位總成122、二組定位總成123和三組定位總成124。一組定位總成122用于轉臂的鎖緊及高低位置的調整，包括底座1221、升降支座架1222、手輪鎖緊裝置1223、步進電機絲杠傳動部分1224、滑軌滑座部分1225和轉臂鎖緊裝置1226，手輪鎖緊裝置1223采取的是兩齒相嚙合的方式，通過搖動手輪將壓緊塊與聯軸節上的外齒嚙合達到鎖緊的作用，步進電機絲杠部分1224起到了提升動力的作用，滑軌滑座部分1225起導向作用，轉臂鎖緊裝置1226起定位鎖緊轉臂的作用；二組定位總成122原理除聯軸節部分1227、絲杠調節裝置1228其它與一組定位總成122相同，聯軸節部分1227用于動輪齒輪箱末端半聯軸器的固定，絲杠調節裝置1228用于拖輪試驗時進行調整；三組定位總成124原理除齒輪箱支撐外，其余與一組定位總成122相同，齒輪箱支撐用于動輪齒輪箱的聯接。

如圖8所示，所述驅動總成13包括變頻電機131、主電機漲緊裝置132、皮帶133和驅動主軸總成134，主電機漲緊裝置132位于變頻電機131的下方，用于皮帶133漲緊與更換皮帶133；驅動主軸總成134主要包括主軸1341、摩擦輪1342、雙列圓錐滾子軸承1343、軸承座1344、軸承端蓋1345和從動輪1346；驅動主軸總成134的其他部件都安裝在主軸1341上，從動輪1346通過皮帶133與變頻電機131相連，摩擦輪1342位于主軸的兩端，摩擦輪1342仿照現車軌道進行了設計，模擬了輪對0在火車直道上行走狀態，軸承座1344位于摩擦輪1342的外側，安裝有軸承端蓋1345。

如圖9、10所示，所述升降測量裝置總成15包括升降測量裝置左151和升降測量裝置右152，除升降測量裝置左151中設有測量輪徑裝置150，其它部件互為鏡像；升降測量裝置左151主要包括底座1511、舉升油缸1512、舉升橫梁1513、導向裝置1514、V型鐵1515、輪徑測量裝置150和彈簧1516，底座1511位于底部平臺14上，其他部分都位于底座1511上，舉升油缸1512位于底座1511的兩邊與舉升橫梁1513連接，導向裝置1514安裝在底座1511上，穿過舉升橫梁1513，與V型鐵1515進行彈簧1516連接，V型鐵1515位于此裝置總成的最頂端，中間設有輪徑測量裝置150，輪徑測量裝置150采用激光傳感器測距的方式間接測量輪徑。

如圖11所示，所述車削機構總成16主要包括小溜板固定座架161、小溜板固定座162、下滑座163、過渡盤164、上滑座165、車刀座166，車削機構總成16通過小溜板固定座架161安裝在底部平臺總成14上，小溜板固定座架161連接著小溜板固定座162，小溜板固定座設有下滑座163、過渡盤164、上滑座165和車刀座166；車削機構總成16通過車輪樣板進行仿形車。

如圖12所示，預支承總成17設為左右兩件，分別用于舉升左右轉臂，主要包括底座171、舉升油缸172、支架173、導向桿174、直線導軌175和滑塊176；其中底座171安裝在壓裝總成11上，舉升油缸172是轉臂裝入一組定位總成122的連接架的動力，導向桿174起到上下導向的作用。

試驗時，將輪對0吊裝到試驗臺上方，將輪對0左右轉臂放到預支承總成17，然后將輪對0的車輪放到升降測量裝置總成15上，V型鐵1515與輪緣接觸，同時輪徑測量裝置150測量出輪徑，調節升降測量裝置總成15，使車輪0踏面與摩擦輪1342相接觸，調節四組定位總成12的位置，將輪對0的左右轉臂、動輪齒輪箱和連接銷齒輪端的半齒形聯軸器分別連接到四組定位總成0上，使其呈水平放置，然后調節左右壓裝總成11，使其從上往下加載在輪對軸箱轉臂的彈簧座上，通過壓力傳感器，查看壓力實時反饋，通過控制系統將壓力維持在一個所設定的范圍內，進行加載跑合試驗。