一種懸掛系統綜合性能試驗臺的制作方法

本實用新型是屬于車輛工程技術領域，特別涉及一種車輛動力學性能測試技術。

背景技術：

隨著軌道車輛拉桿組成加雙圈鋼圓簧的輪對定位裝置在高速動車組組中的應用，傳統的上下拉桿及鋼圓簧的剛度及阻尼模型具有一定的限制，與車輛實際情況下的綜合剛度及阻尼有一定的差異。因此，雙拉桿定位的一系懸掛綜合性能參數的測定是十分必要的。雙拉桿定位裝置對車輛運行穩定性、平穩性等動力學性能方面有關鍵性的作用。雙拉桿定位裝置中具有一定數量的橡膠連接件，外部環境溫度、載荷、疲勞周期等橡膠性能的影響因素對雙拉桿定位裝置的定位剛度、阻尼等動力學性能參數具有決定性的影響。因此，一種能夠測量具有雙拉桿定位的車輛中含有定位裝置的一系懸掛系統的綜合剛度、阻尼及考慮環境溫度，疲勞周期，外部載荷、激擾類型等因素對雙拉桿定位裝置的影響試驗臺架，對完善具有雙拉桿定位的懸掛系統的軌道車輛動力學影響因素的分析有重要作用。

目前國內基本上沒有雙拉桿定位的一系懸掛性能參數的綜合性能試驗臺。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種懸掛系統綜合性能試驗臺，它能有效地解決激擾幅值、載荷、疲勞周期、環境溫度等影響具有雙拉桿定位的懸掛的綜合性能的試驗問題。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的：一種懸掛系統綜合性能試驗臺，包括液壓系統，門形基座的橫梁設有與液壓系統相連的垂向作動器、橫向作動器和縱向作動器共同組成激擾加載系統，定位安裝座呈橫向設置的“L”形結構，垂向作動器通過連接工裝與定位安裝座的水平梁背部相連；橫向作動器一端與門形基座的立柱固定，另一端通過連接工裝與定位安裝座側面連接，縱向作動器的一端與縱向反力基座固定連接，另一端通過連接工裝與定位安裝座的垂直面連接；定位安裝座的垂直端水平向設有下拉桿，定位安裝座的水平梁端頭與設有用于固定動態力傳感器的力傳感器支撐座固定，水平梁端頭下方設有倒三角凸臺，通過定位銷與上拉桿組成的一端連接，上拉桿組成的另一端與旋轉支撐體連接，定位安裝座的水平梁下方設有兩個圓柱形定位凹槽；支承基座的水平面也設有與定位安裝座的水平梁下方的兩個圓柱形定位凹槽對應的圓柱形定位凹槽，雙圈鋼圓簧的兩端分別位于其中；支承基座分為前、后兩組布置在支撐軸的兩端，通過軸端蓋固定；設有上拉桿組成、下拉桿的安裝位置的旋轉支撐體通過雙列圓珠滾子軸承套裝在支撐軸上。

所述定位安裝座的外圍設有帶空調外接組成的能模擬不同環境溫度的保溫箱。

所述上拉桿組成及下拉桿分別與定位安裝座和旋轉支撐體連接，形成封閉環。

所述雙圈鋼圓簧有兩組，分別位于支撐軸的徑向兩側。

所述垂向作動器連接工裝的下表面鑲嵌自由滾動鋼球。

所述下拉桿的軸狀零件與結構件之間設有橡膠層疊。

本實用新型的結構特點為：試驗臺由門形基座、縱向反力基座、定位安裝座、承載基座及力傳感支撐座組成。門形基座設有垂向和橫向液壓作動器的安裝孔，縱向反力基座設有縱向作動器安裝點，以安裝與液壓系統相連的激擾加載系統；承載基座分為兩組相同的結構，用于固定支撐軸；定位安裝座則用于安裝雙拉桿定位的懸掛元件，力傳感器支撐座用來支撐、固定動態力傳感器。

所述的激勵加載系統由作動器連接工裝、試驗臺主體部分組成。連接工裝將作動器與試驗臺主體部分相連，可實現在垂向預加載荷條件下的橫向、縱向、垂向激擾的施加。

所述雙拉桿定位裝置由上拉桿組成、下拉桿、鋼圓簧、支撐基座、支撐軸、雙列圓珠滾子軸承、旋轉支撐體組成。定位安裝座的水平梁端頭與設有用于固定動態力傳感器的力傳感器支撐座固定，水平梁端頭下方設有倒三角凸臺，通過定位銷與上拉桿組成的一端連接，上拉桿組成的另一端與旋轉支撐體連接，定位安裝座的水平梁下方設有兩個圓柱形定位凹槽；支承基座的水平面也設有與定位安裝座的水平梁下方的兩個圓柱形定位凹槽對應的圓柱形定位凹槽，雙圈鋼圓簧的兩端分別位于其中；定位安裝座的垂直端水平向設有下拉桿，支承基座分為前后兩組布置在支撐軸的兩端，支承基座上的半圓槽與軸端蓋上的半圓槽組合成與支撐軸過盈配合的圓孔；設有上拉桿組成、下拉桿安裝點的旋轉支撐體通過雙列圓珠滾子軸承套裝在支撐軸上，并且能繞支撐軸轉動，上拉桿組成、下拉桿的安裝點按照車輛的上下拉桿在軸箱的實際安裝位置確定，兩組雙圈鋼圓簧分別安裝在支撐軸的兩側，上拉桿組成及下拉桿均將定位安裝座與旋轉支撐體連接起來，形成封閉環；

所述液壓系統具體組成為：作動器的連接管、油泵、分油器、油源及其冷卻系統。

所述溫度調節系統的具體構成是：外接空調壓縮機、保溫箱、冷卻系統等。外接空調壓縮機通過管路與保溫箱相連，將帶有雙拉桿定位裝置的整個懸掛系統置于保溫箱中，可實現對不同環境溫度的持續調節，調節范圍為-60至60攝氏度。

所述動態力測量系統由動態力傳感器、力傳感器支撐座、數據采集儀器等組成。固定于橫向(縱向)力傳感器支撐座的橫向(縱向)動態力傳感器所采集到的力為試驗臺橫向(縱向)所受的實際力值，消除了垂向加載裝置與定位安裝座之間鋼球的滾動摩擦。

本實用新型的工作原理是：綜合考慮了施加激勵的幅值和頻率、外部環境溫度、垂向預加載荷、在線運營時間及疲勞周期對具有雙拉桿定位的懸掛元件綜合性能參數及車輛運動穩定性及平穩性的影響。本試驗臺考慮了橫向、垂向、縱向的激擾下的懸掛元件綜合性能參數的測定，降低了試驗成本低，效率高；通過垂向作動器調整垂向預加載荷的大小模擬不同工況下車輛的重量，能夠使試驗數據更加接近實際運營車輛的載荷變化引起的懸掛元件動力學性能參數的改變的實際值；精確控制不同的環境溫度，可模擬不同環境溫度條件下的具有雙拉桿定位的懸掛元件性能參數隨溫度變化的特性；也可通過控制不同疲勞周期及運動時間，模擬車輛不同的服役周期和行駛里程中，懸掛元件綜合性能參數的隨疲勞周期的變化特性。依靠自編計算程序獲得綜合動力學性能參數隨載荷、溫度、頻率、幅值及疲勞周期等因素的變化規律，從而完成具有雙拉桿定位的懸掛系統綜合性能試驗。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

一、本試驗臺綜合了在垂向預加載荷的條件下、施加垂向、橫向、縱向的激勵對具有雙拉桿定位的懸掛系統進行動靜態加載，目前國內尚無此類試驗裝置，且試驗成本低，效率高；

二、綜合考慮了不同激勵幅值及頻率、外部環境溫度、垂向載荷、疲勞周期對具有雙拉桿定位的懸掛系統的動力學性能參數的影響。

三、采用外接空調加保溫箱的模式模擬不同環境溫度，特別是對于高寒或高溫環境下的具有雙拉桿定位的懸掛系統的軌道車輛的動力學研究有重大意義。

四、本試驗臺可展開高頻條件下具有雙拉桿定位的懸掛系統的試驗研究，最大頻率可達50Hz，在高頻條件下具有雙拉桿定位的懸掛系統的性能參數對軌道車輛的動力學性能研究較為重要。

附圖說明

圖1為本實用新型立體結構示意圖

圖2為本實用新型左視圖

圖3為本實用新型P-P截面剖視圖

圖4為本實用新型A-A局部結構1:5放大示意圖

圖5為本實用新型局部結構B向仰視圖

圖6為本實用新型俯視圖

圖7為本實用新型C-C截面剖視圖

圖8為本實用新型局部立體結構示意圖

圖9為本實用新型局部結構剖視圖

圖10為本實用新型下拉桿立體結構示意圖

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步的詳細說明。

一種懸掛系統綜合性能試驗臺，包括液壓系統、門形基座1的橫梁設有與液壓系統相連的垂向作動器5，垂向作動器5通過連接工裝20與定位安裝座7相連；橫向作動器6與門形基座1的側梁固定，并通過連接工裝20與定位安裝座7連接，縱向作動器3與縱向反力基座4固定連接，并通過連接工裝20與定位安裝座7連接，三者共同組成激擾加載系統。試驗臺主體部分呈橫向設置的“L”形結構，由定位安裝座7，雙拉桿定位裝置等部件組成，定位安裝座7用于安裝雙拉桿定位的懸掛元件。定位安裝座7的外圍設有帶空調外接組成的能模擬不同環境溫度的保溫箱2，力傳感器支撐座18用來支撐、固定動態力傳感器17。

所述的激勵加載系統由作動器連接工裝、試驗臺主體部分組成。連接工裝將作動器與試驗臺主體部分相連，可實現在垂向預加載荷條件下的橫向、縱向、垂向激擾的施加。

所述雙拉桿定位裝置由上拉桿組成8、下拉桿15、雙圈鋼圓簧10、支承基座12、支撐軸13、雙列圓珠滾子軸承17、旋轉支撐體11組成。定位安裝座7的水平梁端頭與設有用于固定動態力傳感器17的力傳感器支撐座18固定，水平梁端頭下方設有倒三角凸臺，通過定位銷9與上拉桿組成8的一端連接，定位安裝座7的水平梁下方設有兩個圓柱形定位凹槽；支承基座12的水平面也設有與定位安裝座7的水平梁下方的兩個圓柱形定位凹槽對應的圓柱形定位凹槽，雙圈鋼圓簧10的兩端分別位于其中，定位安裝座7的垂直端水平向設有下拉桿15；支承基座12分為前后兩組布置在支撐軸13的兩端，支承基座12上的半圓槽與軸端蓋14上的半圓槽組合成與支撐軸13過盈配合的圓孔；設有上拉桿組成8、下拉桿15安裝點的旋轉支撐體11通過雙列圓珠滾子軸承16套裝在支撐軸13上，并且能繞支撐軸13轉動，上拉桿組成8、下拉桿15的安裝點按照車輛的上、下拉桿在軸箱的實際安裝位置確定，兩組雙圈鋼圓簧10分別安裝在支撐軸13的兩側，上拉桿組成8及下拉桿15均將定位安裝座7與旋轉支撐體11連接起來，形成封閉環；下拉桿15的軸狀零件與結構件之間設有橡膠層疊21。

所述液壓系統具體組成為：作動器的連接管、油泵、分油器、油源及其冷卻系統。

所述溫度調節系統的具體構成是：外接空調壓縮機、保溫箱2、冷卻系統等。外接空調壓縮機通過管路與保溫箱2相連，將帶有雙拉桿定位裝置的懸掛系統置于保溫箱2中，可實現對不同環境溫度的持續調節，調節范圍為-60至60攝氏度。

所述動態力測量系統由動態力傳感器17、力傳感器支撐座18、數據采集儀器等組成。固定于橫向(縱向)力傳感器支撐座18的橫向(縱向)動態力傳感器17所采集到的力為試驗臺橫向(縱向)所受的實際力值，消除了垂向連接工裝20與定位安裝座7之間鋼球19的滾動摩擦。

本試驗臺可研究激勵的幅值和頻率、外部環境溫度、垂向施加載荷、在線運營時間及不同疲勞周期對具有雙拉桿定位的懸掛系統及車輛運動穩定性及平穩性的影響。它綜合了橫向、垂向、縱向的不同激勵，試驗成本低，效率高。通過垂向作動器調整垂向預加載荷的大小模擬不同工況下車輛的重量，能夠使試驗數據更加接近實際運營車輛的載荷變化引起的具有雙拉桿定位的懸掛元件動力學性能參數的改變的實際值；精確控制不同的環境溫度，可模擬不同環境溫度條件下的具有雙拉桿定位的懸掛元件性能參數隨溫度變化的特性；也可通過控制不同疲勞周期及運動時間，模擬車輛不同的服役周期和行駛里程中，懸掛元件綜合性能參數的隨疲勞周期的變化特性。