專利名稱：一種高速列車輪軌接觸應力試驗臺的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種列車輪軌接觸狀態應力測試設備，尤其涉及一種高速列車輪軌接 觸應力試驗臺。
背景技術：
高速列車在運行過程中，輪軌的接觸狀態影響列車運行的舒適性和安全性。因此 需要對列車進行輪軌接觸試驗。由于輪對與軌道接觸時主要受到徑向和軸向作用力，因此 輪軌試驗時主要是通過在輪對上安裝應力傳感器檢測輪對在運行時所受的徑向和軸向的 應力大小，與其所能承受的應力極限值進行比較，從而確定出輪對安全運行的列車速度和 所能承受的負載的大小，以解決列車運行的安全問題。同時，通過這樣的實驗也可以得到輪 對的模態振型等性能特征，以解決列車運行的舒適性問題。
現有的輪軌接觸仿真試驗臺，由臺架，液壓加載系統、應變檢測裝置、無線傳輸裝 置和數據處理裝置等構成。實驗時，將輪對安裝在臺架上，輪對與軌道接觸時受到徑向和軸 向作用力通過液壓加載系統的軸與輪對間產生的軸向和徑向的作用力來模擬，由應變檢測 裝置檢測出輪對的應力的大小，再以過無線傳輸模塊將數據傳輸給數據處理裝置進行分析處理。
其存在的缺點是檢測時，在檢測過程中輪對處于靜止的狀態，這與輪對的實際工 作狀態不相符，尤其與高速列車在運行時輪軌接觸狀態不符，不能滿足高速列車運行工況 下，列車運行安全狀況的監測。發明內容
本發明的目的是提供一種高速列車輪軌接觸應力試驗臺，該試驗臺能夠更
加真實地模擬出列車輪對在高速運轉的工況下，所產生的應力，其監測結果更精 確、完整、準確，為列車運行的安全、舒適性提高更加可靠的實驗數據。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種高速列車輪軌接觸應力試驗 臺，包括臺架，軸向、徑向液壓加載系統、應變檢測裝置、無線傳輸裝置及數據處理裝置，其 結構特點是
所述的臺架上設置有安裝輪對的左、右輪架，輪對的輪軸通過軸承安裝在左、右輪 架上；
輪軸的左端還通過動載離合器與減速機的輸出軸相連，減速機的輸入軸通過連軸 器與驅動電機軸相連，輪軸的右端通過靜載離合器與靜載伺服電機輸出軸相連，靜載伺服 電機通過伺服電機架安裝在臺架上；應變檢測裝置安裝在輪對上，應變檢測裝置與無線傳 輸裝置相連，無線傳輸裝置發出的信號由數據處理裝置接收處理。
本發明的試驗臺的使用方法及工作過程為
通過軸向、徑向液壓加載系統向輪對施加軸向和徑向的作用力，模擬輪軌的接觸 狀態。驅動電機啟動，動載離合器閉合，控制輪對轉動。輪對的轉動速度通過電機控制。在輪對運動的過程中，由安裝在輪對上的應變檢測裝置檢測輪對所受應力的大小，并通過安 裝在輪對上的無線傳輸裝置發射出去，數據處理裝置接受后，進行數據處理，得到輪對運動 狀態下，列車運行速度與輪對應力的相互關系及輪對的模態振型等性能特征。
與現有技術相比，本發明的有益效果是
本發明能模擬出高速列車的實際輪軌運行工況，克服了現有的試驗臺只能模擬輪 軌接觸的靜態加載的技術問題，從而能更真實地檢測出實際運行工況的輪軌接觸狀態的輪 對的應力數據及輪對的模態振型等性能特征，更可靠保證列車運行的安全性和舒適性。
本發明試驗臺輪軸的右端通過靜載離合器與靜載伺服電機輸出軸相連，動態加載 時，靜載離合器使得輪軸和靜載伺服電機分離，保護伺服電機不受破壞；靜態加載時，靜載 離合器使得輪軸和靜載伺服電機結合，靜載伺服電機提供克服輪軸轉動的扭矩，伺服電機 還同時具有分度功能，可驅動輪對360°旋轉并停留在任意角度靜態加載，這樣可以實現輪 對位置的精確加載。
上述的軸向、徑向液壓加載系統的具體組成是液壓缸的耳環通過銷與施力架后 部連接，施力架前部安裝有施力輪，施力架下部設置有燕尾滑塊，燕尾滑塊套合在臺架上的 燕尾滑座內。
本發明試驗臺的軸向、徑向液壓加載系統通過施力機構前部的施力輪與輪對徑向 和軸向接觸，對輪對施加作用力模擬輪軌的接觸狀態。與現有技術中軸向、徑向液壓加載系 統中的液壓缸軸直接與輪對接觸相比，大大減少了加載系統作用在輪對上的摩擦力。這樣 可減小對驅動電機和靜載伺服電機功率的要求，并能保護輪對。施力架下部安裝的由燕尾 滑座、燕尾滑塊組成的導向機構可以保證液壓缸的軸只產生軸向運行，避免損壞液壓缸。
上述的徑向液壓加載系統的燕尾滑座和液壓缸的底部均通過移動臺安裝在臺架 上，其具體的安裝結構為移動臺的底部安裝有軸向的滑塊，滑塊套合在臺架上的導軌上； 移動臺的底部還安裝有絲母座，軸向的絲桿套合在絲母座的絲母內，絲桿的兩端通過軸承 固定在臺架上，絲桿的一端還通過聯軸器與臺架上的絲桿伺服電機相連。
這樣，絲桿伺服電機帶動絲桿轉動，通過絲桿副，電機的旋轉運動轉化為移動臺的 軸向(輪對軸向)方向的直線運動，移動臺上的液壓缸和施力架沿輪對的軸向水平運動，從 而輪對的徑向施力點可在輪對軸向上移動，模擬了列車擺動時的實際運行工況下，輪軌接 觸點位置變化狀況。從而使本發明與真實式況更接近，試驗臺的測試結果更加準確、可靠。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明做進一步的詳細說明。
圖1是本發明實施例的俯視結構示意圖。
圖2是圖1的A-A剖視圖。
圖3是圖1的B-B剖視放大圖。
具體實施方式
實施例
圖1-3示出，本發明的一種具體實施方式
為，一種高速列車輪軌接觸應力試驗臺， 包括臺架1，軸向、徑向液壓加載系統、應變檢測裝置、無線傳輸裝置及數據處理裝置。
臺架1上設置有安裝輪對8的左、右輪架71、72，輪對8的輪軸9通過軸承安裝在 左、右輪架71、72上。
輪軸9的左端還通過動載離合器6與減速機5的輸出軸相連，減速機5的輸入軸通 過連軸器4與驅動電機3軸相連，輪軸9的右端通過靜載離合器17與靜載伺服電機19輸 出軸相連，靜載伺服電機19通過伺服電機架18安裝在臺架1上；應變檢測裝置安裝在輪對 8上，應變檢測裝置與無線傳輸裝置相連，無線傳輸裝置發出的信號由數據處理裝置接收處理。
圖1-3還示出，本例的軸向、徑向液壓加載系統的具體組成是液壓缸11的耳環通 過銷12與施力架13后部連接，施力架13前部安裝有施力輪14，施力架13下部設置有燕尾 滑塊15，燕尾滑塊15套合在臺架1上的燕尾滑座16內。
圖1、3示出，本例的徑向液壓加載系統的燕尾滑座16和液壓缸11的底部均通過 移動臺23安裝在臺架1上，其具體的安裝結構為移動臺23的底部安裝有軸向的滑塊22， 滑塊22套合在臺架1上的導軌21上；移動臺23的底部還安裝有絲母座25，軸向的絲桿沈 套合在絲母座25的絲母內，絲桿沈的兩端通過軸承固定在臺架1上，絲桿沈的一端還通 過聯軸器與臺架1上的絲桿伺服電機28相連。
權利要求
1.一種高速列車輪軌接觸應力試驗臺，包括臺架(1)，軸向、徑向液壓加載系統、應變 檢測裝置、無線傳輸裝置及數據處理裝置，其特征在于所述的臺架(1)上設置有安裝輪對(8)的左、右輪架(71、72)，輪對(8)的輪軸(9)通 過軸承安裝在左、右輪架(71、7幻上；輪軸(9)的左端還通過動載離合器(6)與減速機(5)的輸出軸相連，減速機(5)的輸 入軸通過連軸器⑷與驅動電機⑶軸相連，輪軸(9)的右端通過靜載離合器(17)與靜載 伺服電機(19)輸出軸相連，靜載伺服電機(19)通過伺服電機架(18)安裝在臺架⑴上； 應變檢測裝置安裝在輪對(8)上，應變檢測裝置與無線傳輸裝置相連，無線傳輸裝置發出 的信號由數據處理裝置接收處理。
2.如權利要求1所述的一種高速列車輪軌接觸應力試驗臺，其特征在于，所述的軸向、 徑向液壓加載系統的具體組成是液壓缸(11)的耳環通過銷(1 與施力架(1 后部連 接，施力架(13前部安裝有施力輪(14)，施力架(1 下部設置有燕尾滑塊(15)，燕尾滑塊 (15)套合在臺架⑴上的燕尾滑座(16)內。
3.如權利要求2所述的一種高速列車輪軌接觸應力試驗臺，其特征在于，所述的徑向 液壓加載系統的燕尾滑座(16)和液壓缸(11)的底部均通過移動臺安裝在臺架(1) 上，其具體的安裝結構為移動臺03)的底部安裝有軸向的滑塊(22)，滑塊02)套合在臺 架(1)上的導軌上；移動臺的底部還安裝有絲母座(25)，軸向的絲桿36)套合 在絲母座25的絲母內，絲桿06)的兩端通過軸承固定在臺架(1)上，絲桿36)的一端 還通過聯軸器與臺架(1)上的絲桿伺服電機08)相連。
全文摘要
本發明公開了一種高速列車輪軌接觸應力試驗臺，其臺架上設置有安裝輪對的左、右輪架，輪對的輪軸通過軸承安裝在左、右輪架上；輪軸的左端還通過動載離合器與減速機的輸出軸相連，減速機的輸入軸通過連軸器與驅動電機軸相連，輪軸的右端通過靜載離合器與靜載伺服電機輸出軸相連，靜載伺服電機通過伺服電機架安裝在臺架上；應變檢測裝置安裝在輪對上，應變檢測裝置與無線傳輸裝置相連，無線傳輸裝置發出的信號由數據處理裝置接收處理。該試驗臺能夠更加真實地模擬出列車輪對在高速運轉的工況下，所產生的應力，其監測結果更精確、完整、準確，為列車運行的安全、舒適性提高更加可靠的實驗數據。
文檔編號G08C17/02GK102032993SQ20101053967
公開日2011年4月27日 申請日期2010年11月11日 優先權日2010年11月11日
發明者何邵燦, 馮凌聰, 張磊, 張筱辰, 徐禮平, 扈志遠, 許明恒, 鄧鵬 , 高宏力 申請人:西南交通大學