申请/专利权人：吉林大学

申请日：2019-07-11

公开（公告）日：2024-06-14

公开（公告）号：CN110208016B

主分类号：G01M17/08

分类号：G01M17/08;G01M7/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.14#授权;2019.12.31#实质审查的生效;2019.09.06#公开

摘要：本发明涉及一种轨道车辆转向架闭环模拟试验台，包括：单个模拟试验装配体、短同步带、长同步带和转向架转配体，所述两个单个模拟试验装配体相邻对称布置，所述两个单个模拟试验装配体通过其左右两侧的短同步带和长同步带连为一整体，所述转向架转配体为被试件，置于两个单个模拟试验装配体的上面，所述两个短同步带和长同步带转动方向相同；本发明提供了一种结构简单，能够模拟轨道车辆的转向架运行时的运动情况，为试验时提供可靠的试验环境，克服了轨道车辆不能在实际运行中做轨道车辆齿轮箱和轴承性能及其可靠性试验以及轮轴加速度试验的问题，并用多个电机发电和放电，提供了一种更加可靠的轨道车辆闭环模拟试验台。

主权项：1.一种轨道车辆转向架闭环模拟试验台，包括：单个模拟试验装配体、同步带和转向架装配体，其特征在于，所述单个模拟试验装配体，包括：作动器装配体、轨道轮支承框架装配体和两个结构相同长度不等的驱动轮轴装配体；两个驱动轮轴装配体平行且反向安装在轨道轮支承框架装配体内，两个驱动轮轴装配体滚动接触；所述作动器装配体固定在轨道轮支承框架装配体的四角上，并通过螺栓固定在地基上；所述单个模拟试验装配体为两个，结构相同，相邻平行布置，其中相邻的两个长驱动轮轴装配体的两侧分别通过短同步带连接，布置在外侧的两个短驱动轮轴装配体的两侧分别通过长同步带连接，所述短同步带和长同步带由驱动电机驱动，分别为连接的长驱动轮轴装配体和短驱动轮轴装配体提供动力，试验时转动方向相同；转向架转配体连接为被试件，置于两个单个模拟试验装配体的上面，并采用滚动接触。

全文数据：一种轨道车辆转向架闭环模拟试验台技术领域本发明涉及一种轨道车辆转向架检测设备，更具体地说，本发明涉及一种轨道车辆模拟试验台。背景技术目前，我国高速铁路事业正处于飞速发展阶段，随着列车的运行速度和运载量的提高，作为直接承载乘客的轨道车辆，其安全性对乘客有着很大的影响。高速动车组是高速铁路的核心技术之一，在车辆实际运行时，齿轮箱和轴承的好坏直接影响到车辆运行的安全性和可靠性，严重时将造成重大车辆安全事故。因此，对轨道车辆制动系统进行可靠性试验，对轨道车辆的安全运行具有重要意义。发明内容本发明提供了一种结构简单，能够模拟轨道车辆的转向架运行时的运动情况，能够为轨道车辆转向架在进行试验时提供可靠的试验环境，克服了轨道车辆不能在实际运行中做轨道车辆齿轮箱和轴承性能及其可靠性试验以及轮轴加速度试验的问题，并用多个电机发电和放电，提供了一种更加可靠的轨道车辆转向架闭环模拟试验台。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案实现：与现有技术相比本发明的有益效果是：一种轨道车辆转向架闭环模拟试验台，包括：单个模拟试验装配体、同步带和转向架装配体，所述单个模拟试验装配体，包括：作动器装配体、轨道轮支承框架装配体和两个结构相同长度不等的驱动轮轴装配体；所述两个驱动轮轴装配体平行且反向安装在轨道轮支承框架装配体内，两个驱动轮轴装配体滚动接触；所述作动器装配体固定在轨道轮支承框架装配体的四角上，并通过螺栓固定在地基上；所述单个模拟试验装配体为两个，结构相同，相邻平行布置，其中相邻的两个长驱动轮轴装配体的两侧分别通过短同步带连接，布置在外侧的两个短驱动轮轴装配体的两侧分别通过长同步带连接，所述短同步带和长同步带由驱动电机驱动，分别为连接的长驱动轮轴装配体和短驱动轮轴装配体提供动力，试验时转动方向相同；所述转向架转配体连接为被试件，置于两个单个模拟试验装配体的上面，并采用滚动接触。一种轨道车辆转向架闭环模拟试验台，包括：单个模拟试验装配体、同步带和转向架装配体，所述单个模拟试验装配体，包括：作动器装配体、轨道轮支承框架装配体和两个结构相同等长度的驱动轮轴装配体，所述两个驱动轮轴装配体平行且反向安装在轨道轮支承框架装配体内，两个驱动轮轴装配体滚动接触；所述两个驱动轮轴装配体两侧分别通过同步带连接；所述单个模拟试验装配体为两个，结构相同，相邻平行布置，其中的两个同步带转动方向相同；所述作动器装配体固定在轨道轮支承框架装配体的四角上，并通过螺栓固定在地基上；所述转向架转配体连接为被试件，置于两个单个模拟试验装配体的上面，并采用滚动接触。进一步地，所述驱动轮轴装配体，包括：轨道车辆试验轮对装配体和电机与齿轮箱装配体，它们之间通过轴连接，使轨道车辆试验轮对装配体和电机与齿轮箱装配体中一个转动能带动另一个转动。进一步地，所述轨道车辆试验轮对装配体，包括：对称安装在减速器轴两端的振动轨道轮、振动轨道轮轴承座和同步带轮；所述电机与齿轮箱装配体，包括：驱动电机、电机弹性铰链支座、电机弹性铰链、电机通风管接头、电机弹性支撑板和减速机装配体，所述减速机装配体套装在减速器轴中间，所述减速器轴通过振动轨道轮轴承座固定在支承框架装配体主体上。进一步地，所述驱动电机与减速机装配体边缘的轴对齐并通过螺栓固定连接，所述电机弹性支撑板固定在驱动电机的底面，三个电机弹性铰链呈三角形用螺栓固定连接在电机弹性支撑板上，并与电机弹性铰链支座固定连接，所述电机通风管接头固定安装在驱动电机的外侧。进一步地，所述轨道轮支承框架装配体，包括：轨道轮支承框架上体和轨道轮支承框架，所述轨道轮支承框架上体与轨道轮支承框架之间通过立柱固定连接，所述轨道轮支承框架的底面与作动器装配体中的连接吊耳螺钉固定连接，所述驱动轮轴装配体固定安装在轨道轮支承框架内的立柱之间，确保试验时不会因滚动和上下振动移动错位。进一步地，所述作动器装配体，包括：T型槽底座、作动器连接座、高频作动器、作动器传感器和连接吊耳，所述T型槽底座固定在地基上，其安装位置通过T型槽调节；所述高频作动器连接在作动器连接座上，所述作动器传感器转动连接在高频作动器的上端，连接吊耳与作动器传感器的上端连接，所述T型槽底座、作动器连接座、高频作动器、作动器传感器和连接吊耳的中心线共线。进一步地，所述转向架转配体，包括：两组被试件轮对装配体和两组转向架电机，所述转向架电机的作用是：在有能量的损失时，缺失的能量由转向架电机通过被试件轮对装配体补充，所述被试件轮对装配体分别与两个单个模拟试验装配体中的两个驱动轮轴装配体滚动接触，当其中一个转动时带动其余的一起转动，所述转向架电机为异步电机。1、本发明所述的轨道车辆模拟试验台，采用两种传动方案，一种是有两种长短不同的同步带，使整个试验台成为一个整体，四个轮对转动方向相同，减小试验误差。另一种是由两个独立的个体组成，便于故障排查和更换零部件。2、本发明所述的轨道车辆模拟试验台，一种方案是每边各用一台电机充电和一台电机放电，另一种方案是用两台电机充电和两台电机放电，保证了实验过程中不会出现实验无法进行的情况。3、本发明所述的轨道车辆模拟试验台，解决了现存的轨道车辆在实际运行线路工况下同时进行轨道车辆轮对、轴承和轮轴加速度试验不可行问题，对提高动车组的安全运行以及加快动车组技术的发展有很好的促进作用。4、本发明所述的轨道车辆闭环模拟试验台可以通过作动器模拟动车组在实际轨道中的轨道车辆转向架的振动情况，为轨道车辆试验提供了很好的测试基础。方案一：本试验台所形成的是一个机械闭环，开始时只需要一个电机给电，根据传送带的传送原理，传送带将带动整个试验台其余三个轴一起运动，此时形成机械闭环永动机。但永动机是理想状态，实验过程中必定存在损耗，因此需要用一个小功率的电机对损失的功率进行补充。对电的要求比较小。方案二：该试验台所形成的是一个电闭环，左右两个独立的部分分别需要一个大功率电机持续带动，传送带带动的是每个独立部分，无法构成闭环，只有两个部分结合在一起，一个电机主动供电，一个电机被动供电，此时才能构成闭环，对用电量要求高于机械闭环式。附图说明下面结合附图对本发明作进一步的说明：图1是一种传动方式轨道车辆模拟试验台的轴测图图2是另一种传动方式的轨道车辆模拟试验台的轴测图图3是单个模拟试验装配体的轴测图图4是另一种传动方式的单个模拟试验装配体的轴测图图5是作动器装配体的轴测图图6是作动器装配体的爆炸视图图7是轨道轮支承框架装配体的轴测图图8是轨道轮支承框架装配体的爆炸视图图9是短驱动轮轴装配体的轴测图图10是长驱动轮轴装配体的轴测图图11是短驱动轮轴装配体的爆炸视图图12是减速器轴的爆炸视图图13是电机与齿轮箱装配体的轴测图图14是短同步带的轴测图图15是转向架转配体的轴测图图中：1、单个模拟试验装配体，2、同步带，4、转向架转配体，5、作动器装配体，6、轨道轮支承框架装配体，7、驱动轮轴装配体，9、T型槽底座，10、作动器连接座，11、高频作动器，12、作动器传感器，13、连接吊耳，14、轨道轮支承框架上体，15、轨道轮支承框架，16、轨道车辆试验轮对装配体，17、电机与齿轮箱装配体，19、减速器轴，20、振动轨道轮，21、振动轨道轮轴承座，22、同步带轮，23、驱动电机，24、电机弹性铰链支座，25、电机弹性铰链，26、电机通风管接头，27、电机弹性支撑板，28、减速机装配体，29、被试件轮对装配体，30、转向架电机具体实施方式下面结合附图对本发明作详细的描述：参阅图1，本发明所述的轨道车辆闭环模拟试验台是由单个模拟试验装配体1、长度不等的两个同步带2和转向架转配体4组成。两个单个模拟试验装配体1紧挨着对称安装在地基上，并用螺栓固定；左右两侧各有一个短同步带2和长同步带2滚动连接在两个单个模拟试验装配体1上；转向架转配体4作为被试件放在两个单个模拟试验装配体1的上面，接触方式为滚动连接。参阅图2，本发明所述的轨道车辆模拟试验台是由单个模拟试验装配体1、同步带2、和转向架转配体4组成。两个单个模拟试验装配体1紧挨着对称安装在地基上，并用螺栓固定；左右两侧各有两个相同的同步带2滚动连接在两个单个模拟试验装配体1上；转向架转配体4作为被试件放在两个单个模拟试验装配体1的上面，接触方式为滚动连接。参阅图3，所述的单个模拟试验装配体1主要由作动器装配体5、轨道轮支承框架装配体6、长短驱动轮轴装配体7组成。四个作动器装配体5的摆放方式呈长方形，并用螺栓固定在地基上，长方形的长度和宽度与轨道轮支承框架装配体6的长度和宽度相同。将轨道轮支承框架装配体6的四个角放在四个作动器装配体5的上方并用螺钉紧固连接，使作动器装配体5上下振动时，轨道轮支承框架装配体6、长短驱动轮轴装配体7可以随之上下振动。长短两个驱动轮轴装配体7结构相似，两者的区别在于长短不同。将两个驱动轮轴装配体7并列放置在同一水平面上，两者滚动接触，均用螺栓紧固连接固定在轨道轮支承框架装配体6上。参阅图4，所述的单个模拟试验装配体1结构和布置与图3所示结构相同，不同的是每个单个模拟试验装配体1中的两个驱动轮轴装配体7长度相同，两个驱动轮轴装配体7用同步带2连接。参阅图5、图6，所述的作动器装配体5主要由T型槽底座9、作动器连接座10、高频作动器11、作动器传感器12和连接吊耳13组成。其中T型槽底座9为底座，固定在地基上，因其有T型槽，作动器连接座10、高频作动器11、作动器传感器12和连接吊耳13可以一起移动到与转向架总成装配体1尺寸相适应的位置，然后用螺栓将作动器连接座10紧固连接在T型槽底座9上。高频作动器11连接在作动器连接座10上，减少挠度的变形，作动器传感器12转动连接在高频作动器11的上端，连接吊耳13与作动器传感器12的上端连接。T型槽底座9、作动器连接座10、高频作动器11、作动器传感器12和连接吊耳13的中心线共线。连接吊耳13与轨道轮支承框架装配体5的底面用螺钉紧固连接。参阅图7、图8，所述的轨道轮支承框架装配体6主要由轨道轮支承框架上体14和轨道轮支承框架15组成。轨道轮支承框架15的两边平均分为两份，一边立三根立柱，共六根立柱。连接支承框架上体14的底部，与轨道轮支承框架15的六根立柱对应的位置有六个小立柱，通过立柱与小立柱之间的连接，从而连接支承框架上体14和轨道轮支承框架15，使轨道轮支承框架上体14和轨道轮支承框架15成为一个可固定的整体。轨道轮支承框架15的底面先与作动器装配体5中的连接吊耳13用螺钉固定连接，在轨道轮支承框架15上三根立柱之间固定安装驱动轮轴装配体7之后，盖上轨道轮支承框架上体14并固定，使驱动轮轴装配体7不会因为试验时的滚动和上下振动的运动方式而移动位置，使试验更加安全和可靠。两个轨道轮支承框架装配体6均安装结束后，再安装同步带2，将两者滚动连接在一起。参阅图9、图10，所述的长短驱动轮轴装配体结构相同，反向安装，均由轨道车辆试验轮对装配体16和电机与齿轮箱装配体17组成，长短驱动轮轴装配体的区别在于轨道车辆试验轮对装配体16长短不同。短轨道车辆试验轮对装配体和电机与齿轮箱装配体17之间、电机与齿轮箱装配体17和长轨道车辆试验轮对装配体之间，均通过轴连接，使两者中一个转动能带动另一个转动。参阅图10、图12、图13、图14，所述的短驱动轮轴装配体主要由电机与齿轮箱装配体17、减速器轴19、振动轨道轮20、振动轨道轮轴承座21和同步带轮22组成；电机与齿轮箱装配体17主要由驱动电机23、电机弹性铰链支座24、电机弹性铰链25、电机通风管接头26、电机弹性支撑板27和减速机装配体28组成。减速器轴19和减速机装配体28同轴连接，再在减速器轴19的两端，减速机装配体28的外侧依次同轴连接振动轨道轮20、振动轨道轮轴承座21和同步带轮22。用螺栓将振动轨道轮轴承座21固定连接在轨道轮支承框架15上。驱动电机23和减速机装配体28边缘的轴对齐并通过螺栓固定连接，电机弹性支撑板27固定在驱动电机23的底面，三个电机弹性铰链25呈三角形用螺栓固定连接在电机弹性支撑板27上，电机弹性铰链支座24和电机弹性铰链25固定连接。电机通风管接头26固定安装在驱动电机23的外侧，即短轨道车辆试验轮对装配体和长轨道车辆试验轮对装配体的另一侧。短轨道车辆试验轮对装配体和长轨道车辆试验轮对装配体的区别在于内部的减速器轴长短不同。短轨道车辆试验轮对装配体中的减速器轴19比长轨道车辆试验轮对装配体的短，便于同步带2的安装与试验。两个单个模拟试验装配体1对称安装，短同步带安装在两个长轨道车辆试验轮对装配体中的同侧同步带轮22上；长同步带安装两个短轨道车辆试验轮对装配体的同侧同步带轮22上。使短同步带和长同步带能够在驱动电机23的带动下分别为连接的短驱动轮轴装配体和长驱动轮轴装配体提供动力，并且试验时转动方向相同。参阅图15，所述的转向架转配体4有两组被试件轮对装配体29和转向架电机30。转向架电机30的作用是在有能量的损失时，缺失的能量由转向架电机30通过被试件轮对装配体29补充。其中被试件轮对装配体29分别与两个单个模拟试验装配体1中的驱动轮轴装配体7滚动接触，当其中一个转动时可以带动其余的一起转动。轨道车辆闭环模拟试验台的工作原理：本设计的电机均为异步电机。当异步电机接入交流电源时，此时异步电机为电动机，原理为：定子流过电流产生磁动势并产生旋转磁场。根据电磁力定律，载流的转子导体在磁场中受到电磁力作用，形成电磁转矩，驱动转子旋转，当电动机轴上带机械负载时，便向外输出机械能。当电流减小，定子转速降低，此时转子转速不变，转子在定子中旋转切割磁感线，从而产生感应电势，通过接线引出，便产生了电流，此时异步电机为发电机。参阅图1、2，根据轨道车辆闭环模拟试验台的设计特点，实验开始时，四个作动器装配体5振动，带动轨道轮支承框架装配体6振动，从而带动单个模拟试验装配体1和转向架转配体4振动，实现轨道车辆闭环模拟试验台的滚动加振动的运动方式。接通转向架转配体4中的转向架电机30，使被试件轮对装配体29转动。因为被试件轮对装配体29与单个模拟试验装配体1中的驱动轮轴装配体中的振动轨道轮20滚动接触，则被试件轮对装配体29转动带动振动轨道轮20的转动，从而带动减速器轴19、梯形齿同步带轮22、同步带2和驱动电机23的转动，使驱动电机23放电，对称放置的单个模拟试验装配体1和转向架转配体4开始减速。此时，一个单个模拟试验装配体1中的驱动电机23由发电机转换为电动机为减速器轴19提供转动的动力，使振动轨道轮20和梯形齿同步带轮22转动速度增加，并通过同步带2带动另一个单个模拟试验装配体1中的减速器轴19、梯形齿同步带轮22和振动轨道轮20转动速度增加，从而带动转向架转配体4中的被试件轮对装配体29和转向架电机30转动速度增加，转向架电机30由电动机转换为发电机放电，形成闭环。该过程一定会有能量的损失，缺失的能量由转向架电机30补充。最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

权利要求：1.一种轨道车辆转向架闭环模拟试验台，包括：单个模拟试验装配体、同步带和转向架装配体，其特征在于，所述单个模拟试验装配体，包括：作动器装配体、轨道轮支承框架装配体和两个结构相同长度不等的驱动轮轴装配体；所述两个驱动轮轴装配体平行且反向安装在轨道轮支承框架装配体内，两个驱动轮轴装配体滚动接触；所述作动器装配体固定在轨道轮支承框架装配体的四角上，并通过螺栓固定在地基上；所述单个模拟试验装配体为两个，结构相同，相邻平行布置，其中相邻的两个长驱动轮轴装配体的两侧分别通过短同步带连接，布置在外侧的两个短驱动轮轴装配体的两侧分别通过长同步带连接，所述短同步带和长同步带由驱动电机驱动，分别为连接的长驱动轮轴装配体和短驱动轮轴装配体提供动力，试验时转动方向相同；所述转向架转配体连接为被试件，置于两个单个模拟试验装配体的上面，并采用滚动接触。2.一种轨道车辆转向架闭环模拟试验台，包括：单个模拟试验装配体、同步带和转向架装配体，其特征在于，所述单个模拟试验装配体，包括：作动器装配体、轨道轮支承框架装配体和两个结构相同等长度的驱动轮轴装配体，所述两个驱动轮轴装配体平行且反向安装在轨道轮支承框架装配体内，两个驱动轮轴装配体滚动接触；所述两个驱动轮轴装配体两侧分别通过同步带连接；所述单个模拟试验装配体为两个，结构相同，相邻平行布置，其中的两个同步带转动方向相同；所述作动器装配体固定在轨道轮支承框架装配体的四角上，并通过螺栓固定在地基上；所述转向架转配体连接为被试件，置于两个单个模拟试验装配体的上面，并采用滚动接触。3.按照权利要求1或2所述的一种轨道车辆转向架闭环模拟试验台，其特征在于，所述驱动轮轴装配体，包括：轨道车辆试验轮对装配体和电机与齿轮箱装配体，它们之间通过轴连接，使轨道车辆试验轮对装配体和电机与齿轮箱装配体中一个转动能带动另一个转动。4.按照权利要求3所述的一种轨道车辆转向架闭环模拟试验台，其特征在于，所述轨道车辆试验轮对装配体，包括：对称安装在减速器轴两端的振动轨道轮、振动轨道轮轴承座和同步带轮；所述电机与齿轮箱装配体，包括：驱动电机、电机弹性铰链支座、电机弹性铰链、电机通风管接头、电机弹性支撑板和减速机装配体，所述减速机装配体套装在减速器轴中间，所述减速器轴通过振动轨道轮轴承座固定在支承框架装配体主体上。5.按照权利要求3所述的一种轨道车辆闭环模拟试验台，其特征在于，所述驱动电机与减速机装配体边缘的轴对齐并通过螺栓固定连接，所述电机弹性支撑板固定在驱动电机的底面，三个电机弹性铰链呈三角形用螺栓固定连接在电机弹性支撑板上，并与电机弹性铰链支座固定连接，所述电机通风管接头固定安装在驱动电机的外侧。6.按照权利要求1或2所述的一种轨道车辆转向架闭环模拟试验台，其特征在于，所述轨道轮支承框架装配体，包括：轨道轮支承框架上体和轨道轮支承框架，所述轨道轮支承框架上体与轨道轮支承框架之间通过立柱固定连接，所述轨道轮支承框架的底面与作动器装配体中的连接吊耳螺钉固定连接，所述驱动轮轴装配体固定安装在轨道轮支承框架内的立柱之间，确保试验时不会因滚动和上下振动移动错位。7.按照权利要求1或2所述的一种轨道车辆转向架闭环模拟试验台，其特征在于，所述作动器装配体，包括：T型槽底座、作动器连接座、高频作动器、作动器传感器和连接吊耳，所述T型槽底座固定在地基上，其安装位置通过T型槽调节；所述高频作动器连接在作动器连接座上，所述作动器传感器转动连接在高频作动器的上端，连接吊耳与作动器传感器的上端连接，所述T型槽底座、作动器连接座、高频作动器、作动器传感器和连接吊耳的中心线共线。8.按照权利要求1或2所述的一种轨道车辆转向架闭环模拟试验台，其特征在于，所述转向架转配体，包括：两组被试件轮对装配体和两组转向架电机，所述转向架电机的作用是：在有能量的损失时，缺失的能量由转向架电机通过被试件轮对装配体补充，所述被试件轮对装配体分别与两个单个模拟试验装配体中的两个驱动轮轴装配体滚动接触，当其中一个转动时带动其余的一起转动，所述转向架电机为异步电机。

百度查询： 吉林大学 一种轨道车辆转向架闭环模拟试验台

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