一种机车转向架疲劳强度试验台[发明专利]

[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公布说明书
[11]公开号CN 101363773A [43]公开日2009年2月11日
[21]申请号200810046088.5[22]申请日2008.09.17
[21]申请号200810046088.5
[71]申请人西南交通大学
地址610031四川省成都市二环路北一段111号
[72]发明人史炎 张红军 陈康 王自力 [74]专利代理机构成都博通专利事务所代理人陈树明
[51]Int.CI.G01M 17/007 (2006.01)
权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 4 页
[54]发明名称
一种机车转向架疲劳强度试验台
[57]摘要
一种机车转向架疲劳强度试验台，其组成为：
前、后两个主动偏心轮上的主动偏心轴通过轴承及
其轴承座固定在台架的一侧；前、后两个被动偏心
轮的被动偏心轴通过轴承及其轴承座固定在台架的
另一侧；前、后两个主动偏心轴分别与驱动装置相
连。

该试验台能全频段地模拟转向架的垂向振动、
横向振动、点头及复合振动，更真实地测定出转向
架的疲劳寿命，从而确定其生命周期，为机车安全
运行提供可靠保障。

且其结构简单，操作方便。

200810046088.5权 利 要 求 书第1/1页
1.一种机车转向架疲劳强度试验台，其组成为：前、后两个主动偏心轮(1)上的主动偏心轴(11)通过轴承(12)及其轴承座(13)固定在台架(5)的一侧；前、后两个被动偏心轮(3)的被动偏心轴(31)通过轴承(32)及其轴承
座(33)固定在台架(5)的另一侧；前、后两个主动偏心轴(11)分别与驱动
装置相连。

2.根据权利要求1所述的一种机车转向架疲劳强度试验台，其特征在于：所述的被动偏心轮(3)的被动偏心轴(31)紧套在差速轴承(34)的内圈上，
差速轴承(34)的外圈紧套在被动偏心轮(3)的轴孔上，且被动偏心轴(31)
与其驱动装置相连。

3.根据权利要求1所述的一种机车转向架疲劳强度试验台，其特征在于：所述的主动偏心轴(11)、被动偏心轴(31)上均固定有传动齿轮(2)，二者均
通过传动齿轮(2)与各自的驱动装置相连。

200810046088.5说 明 书第1/4页
一种机车转向架疲劳强度试验台
所属技术领域
本发明涉及一种机车车辆走行部--转向架的疲劳强度试验台。

背景技术
车辆的走行部失效将直接威胁行车安全，要兼顾安全和效益，就需确定走行部的使用寿命，安排合理的检修周期。

目前对转向架整体的疲劳强度试验方法还没有很好的解决方案，通常是对转向架的构架按照UIC615-4标准用多头液压缸对其进行模拟加载，即通过多头液压缸向转向架施加动态变化的栽荷，以模拟轨道不平顺通过轮对引起的转向架振动。

这一液压激振过程中，如何分配各缸头的载荷及其变化，以真实地模拟转向架的振动是很困难的；受液压设备的限制，其激振频率低，最高频率仅为30Hz左右，无法激振出更高频率的振动。

而列车运行过程中，由于轨道不平顺带来的转向架振动，其频率可高达数百赫兹；虽然高频振动振幅小，对转向架的一次性的损伤小，但按疲劳损伤理论，损伤是可以累积的，当损伤累积到一定数量时，便会发生疲劳破坏，尤其随着铁路向高速、重载发展，应力幅值上升；因此，有必要对转向架进行整体、全频段的疲劳强度试验，掌握全频段各零部件协调变形的应力应变发展状态，以保证铁路运输的高效、安全运行。

发明内容
本发明的目的在于提供一种机车转向架疲劳强度试验台，该试验台能全频段地模拟转向架的垂向振动、横向振动、点头及复合振动，更真实地测定出转向架的疲劳寿命，从而确定其生命周期，为机车安全运行提供可靠保障。

且其结构简单，操作方便。

本发明实现其发明目的，所采用的技术方案为：一种机车转向架疲劳强度试验台，其组成为：前、后两个主动偏心轮上的主动偏心轴通过轴承及其轴承座固定在台架的一侧；前、后两个被动偏心轮的被动偏心轴通过轴承及其轴承座固定在台架的另一侧；前、后两个主动偏心轴分别与驱动装置相连。

本发明的工作原理和过程是：
将转向架纵向铰接固定在台架两侧的基础上，使转向架的左、右轮对分别
置于主动偏心轮、被动偏心轮上，并加上模拟配重。

假定主动偏心轮在左边，被动偏心轮在右边。

在驱动装置的带动下主动偏心轮转动，驱动左车轮旋转，并使左车轮在竖直平面上产生垂向振动；左车轮同时驱动右车轮转动，并带动被动偏心轮旋转，使右车轮在竖直平面上产生垂向振动。

左右车轮的高程差取决于主动偏心轮与被动偏心轮的相位差，这个相位差受主动偏心轮与被动偏心轮的转速差控制。

由于在测试过程中主动偏心轮—左车轮—右车轮—被动偏心轮的传动链中，任何一个传动副产生相对滚动(滑动)均会导致主、被动偏心轮的转速差发生变化，二者的相位差发生变化，使左右车轮的高程差发生变化。

由于传动中的相对滚动是随机产生的，因此左右车轮的高程差变化也是随机的。

使转向架在测试过程，既产生上下振动，同时也发生随机的左右摇摆即横向振动即侧滚。

同时本试验台在测试时，由于在前后主动偏心轮之间也会控制产生出转速差，从而模拟出转向架的点头振动；各个偏心轮之间产生出任意组合的众多转速差变化，将模拟产生出极其丰富的复合振动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过主动偏心轮、被动偏心轮的偏心旋转，模拟出左、右车轮的垂向振动，同时通过将同轴的两个偏心轮解耦成差速的主动、被动偏心轮，使主动、被动偏心轮随机产生丰富的转速差，模拟出转向架的横向振动；本试验台在测试时，还能在前后的主动偏心轮之间控制产生出转速差，模拟出转向架的点头振动；进一步各个偏心轮之间可产生出任意组合的众多转速差变化，将模拟产生出极其丰富的变幅复合振动。

本发明以纯滚动激振方式模拟出转向架的各种受迫振动，模拟的振动频率范围宽，对高频振动也能模拟，实现了列车运行时转向架的全频段，全模式振动模拟。

从而更真实地测定出转向架的疲劳寿命，以更好地确定其生命周期，为机车安全运行提供更可靠的保障。

将多个本发明的试验台组合使用，则可同时对多个转向架进行试验，当试验台数量与整车转向架的数量相同时，即可对整车的全部转向架进行模拟试验，实现整车的随机振动。

由于台架可做成钢结构式，能任意加长，对断裂处可方便地补焊加强，操作方便，维护容易。

整个装置仅由偏心轮及少量其它机械构件组成，无需液压设备及其控制装置，结构简单，操作方便。

上述被动偏心轮的被动偏心轴紧套在差速轴承的内圈上，差速轴承的外圈紧套在被动偏心轮的轴孔，且被动偏心轴与其驱动装置相连。

这样，被动偏心轮的被动偏心轴也受驱动装置的驱动旋转，与列车转向架运行时的实际情况更加符合；同时，由于被动偏心轮与被动偏心轴之间通过轴承连接，而非固定连接，二者之间可以产生相对转动，使得被动偏心轴在被驱动的情况下，也能随机产生出主动、被动偏心轮间的转速差，模拟出转向架的垂向振动、侧滚、点头及各种复合振动。

使得本发明的试验台能在车辆转向架双轮均受驱动的真实运行环境中模拟出列车转向架的各种振动。

上述的主动偏心轴、被动偏心轴上均固定有传动齿轮，二者均通过传动齿轮与各自的驱动装置相连。

这种方式使得驱动装置对主动偏心轮的转速控制更方便、精确。

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的说明。

附图说明
图1本发明实施例的结构示意图。

图2本发明实施例的在进行转向架疲劳试验时的示意图。

图3为本发明实施例的被动偏心轮的半剖分放大示意图。

图4为本发明实施例的主动偏心轮半剖分放大示意图。

具体实施方式：
实施例
图1—4示出，本发明的一种具体实施方式为：一种机车转向架疲劳强度试验台，其组成为：前、后两个主动偏心轮1上的主动偏心轴11通过轴承12及其轴承座13固定在台架5的一侧；前、后两个被动偏心轮3的偏心轴31通过轴承32及其轴承座33固定在台架5的另一侧上；前、后两个主动偏心轴11分别与驱动装置相连。

图4还示出，本例的主动偏心轮1与主动偏心轴11为一体化结构。

图3示出，本例的被动偏心轮3与被动偏心轴31不是一体化结构，也不是固定连接。

而是被动偏心轴31紧套在差速轴承34的内圈上，差速轴承34的外圈紧套在被动偏心轮3的轴孔上，从而将被动偏心轴31与被动偏心轮3活动连接在一起。

同时被动偏心轴31与其驱动装置相连。

图1-4还示出，本例的主动偏心轴11、被动偏心轴31上均固定有传动齿轮2，二者均通过传动齿轮2与各自的驱动装置相连。

本发明在测试时，主动偏心轮1、被动偏心轮3的轴承座13、33在台架5上的固定位置可以调节，从而可以适应不同列车转向架6轮对的间距。

200810046088.5说 明 书 附 图第1/4页
图2
图3
图4。