专利名称：测力轮对静态标定试验台的制作方法
技术领域：
本实用新型是有关于一种用于机车车辆测力轮对静态标定的试验设备，特别是有 关于一种测力轮对静态标定试验台，其主要用于测力轮对承受垂向力与其输出关系的测量 确定。
背景技术：
测力轮对静态标定试验台是用于机车车辆测力轮对静态标定的试验设备，其用于 测量轮轨之间相互作用的垂向力和横向力。而横向力和垂向力的比值就是我们俗称的脱轨 系数，它是机车车辆安全性能评定的重要依据指标之一。目前，相关的测力轮对静态标定试验设备包括承载底座和液压系统，测力轮对设 置于承载底座上，液压系统通过杠杆原理对测力轮对进行加载，容易造成力的传递误差，从 而影响测力轮对标定结果的准确性。另外，由于测力轮对型号不同，其轴承尺寸不一，相关的测力轮对静态标定试验设 备中，每一种轮对需要配套一种工装，如此需要多种工装来分别适应不同类型的测力轮对， 使得成本较高，且使用不便。因此，有必要提供一种新型的测力轮对静态标定试验台，以克服上述缺陷。
实用新型内容本实用新型的目的是，提供一种测力轮对静态标定试验台，其通过一对测力轮对 定位装置即可适用各种不同类型的测力轮对，具有广泛的适应性。本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现一种测力轮对静态标定试验台，其包括承载底座；一对测力轮对定位装置，其设 置在承载底座上方的左右两侧，且每个测力轮对定位装置分别可调节地连接在所述测力轮 对的轴端上；一对垂向力标定承载装置，其设置在承载底座的上方，并分别位于测力轮对定 位装置的内侧，每个垂向力标定承载装置分别可移动地连接在所述测力轮对的底部，且均 具有测力传感器；能对测力轮对进行加减载的加载装置。在优选的实施方式中，每个所述测力轮对定位装置包括龙门加载架，所述龙门加 载架包括两个连动的立柱，每个立柱具有上下连接的上立柱和下立柱，所述上、下立柱之间 具有固定销和位于固定销下方的可拔出的活动销，在活动销的拔出状态下，所述上立柱能 绕着固定销向外转动；在每个龙门加载架的至少其中一个下立柱的内侧设置有限制上立柱 转动角度的旋转限位止挡件。在优选的实施方式中，每个所述测力轮对定位装置还包括一对轴向定位顶推装 置，每个轴向定位顶推装置连接在所述承载底座上，并可移动地分别顶抵于所述测力轮对 的轴头端面；至少一对纵向螺纹顶推装置，每对纵向螺纹顶推装置分别螺纹连接在所述龙 门加载架的两个立柱上，并可水平移动地分别顶抵在所述测力轮对的轴端上。在优选的实施方式中，每个所述轴向定位顶推装置包括轴向定位柱和轴向顶杆，轴向定位柱的下端连接在所述承载底座上，轴向顶杆可移动地螺纹连接在轴向定位柱的中 段，轴向顶杆的内侧端对应着所述测力轮对的轴头端面；每个所述纵向螺纹顶推装置包括 一对纵向顶杆，其分别可水平移动地螺纹连接在同一个所述龙门加载架的两个所述立柱 上，每个纵向顶杆的内侧端对应着所述测力轮对的轴端的轴颈部位上。在优选的实施方式中，所述轴向定位柱内部具有可上下移动的移动块，所述轴向 顶杆可水平移动地螺纹连接在移动块上；每个所述轴向顶杆的内侧端设有横向顶头，横向 顶头的端面一侧对应测力轮对的轴头端面，每个所述纵向顶杆的内侧端设有纵向顶头。在优选的实施方式中，每个所述龙门加载架还包括加载梁，其连接在两个所述立 柱之间的上端；上述加载装置包括升降千斤顶、加载千斤顶和液压系统，所述升降千斤顶和 加载千斤顶通过液压系统均可分别升降设置；所述升降千斤顶设置于所述承载底座上并位 于两立柱的中间位置，所述加载千斤顶设置于加载梁上并对应于升降千斤顶的位置；所述 测力轮对的两轴端的轴颈部位分别位于升降千斤顶和加载千斤顶之间。在优选的实施方式中，所述测力轮对的每个轴端的轴颈部位的外侧均连接着轴承 或轴箱体，所述加载千斤顶、升降千斤顶和两个所述纵向顶头分别对应着每个所述轴承或 轴箱体。在优选的实施方式中，每个所述垂向力标定承载装置包括垂向力承载滑台，所述 垂向力承载滑台可水平移动地设置在所述承载底座上，所述垂向力承载滑台上设置有所述 测力传感器，所述测力传感器的上端连接有可更换的传感器承载头。在优选的实施方式中，每个所述垂向力标定承载装置还包括垂向力承载滑台座， 垂向力承载滑台座连接在所述承载底座上，所述垂向力承载滑台通过横移调整件可移动地 连接在垂向力承载滑台座上，所述垂向力承载滑台座对应所述测力轮对的位置设有横移量 标尺；所述垂向力承载滑台的下方对应所述测力传感器的位置设有指针，所述指针对应地 指向横移量标尺。在优选的实施方式中，每个所述垂向力承载滑台的内侧和外侧的至少其中一侧设 有可转动的角度定位指针，其与所述测力轮对的内侧端面相接触；所述测力轮对的轮辋内 侧设置有多条沿径向的标定角度划线。本实用新型的特点和优点是1、其测力轮对直接位于测力传感器上，即车轮垂向力直接作用于测力传感器上， 消除旧有标定设备采用杠杆原理加载造成的力的传递误差，最大限度的提高测力轮对标定 结果的准确性。2、采用可转动龙门架结构，无论是车辆测力轮对还是机车测力轮对，无论是带电 机测力轮对，还是不带电机测力轮对，都可以在此标定台上方便的进行标定作业，具有广泛 的适应性。3、其以一套测力轮对定位装置即可适用于所有不同类型的测力轮对，从而彻底改 变由于轮对型号不同，轴承尺寸不一；或轴箱体千差万别、各式各样，而需要设计加工针对 每一种测力轮对轴颈部位状态的专用定位工装。4、其通过横移调整件能实现轮轨接触点位置任意可调并得到保持，以获得由于轮 轨间接触点变化引起测量结果改变的完整而精确的标定数据。5、其采用便携式电动液压加载系统作为动力源，液压系统能够同时对测力轮对垂向加减载和对测力轮对垂直起升与降落等进行独立控制，互不影响。
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实 施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图 获得其他的附图。图1是本实用新型的测力轮对静态标定试验台的主视示意图(显示测力轮对)；图IA是本实用新型的测力轮对静态标定试验台的侧视示意图(显示测力轮对)；图2是本实用新型的测力轮对静态标定试验台的主视示意图(未显示测力轮 对)；图2A是本实用新型的测力轮对静态标定试验台的侧视示意图(未显示测力轮 对)；图2B是本实用新型的测力轮对静态标定试验台的俯视示意图(未显示测力轮 对)；图3是本实用新型的轴向定位顶推装置的主视剖面示意图；图3A是本实用新型的轴向定位顶推装置的俯视示意图；图4是本实用新型的龙门加载架在旋转状态的主视示意图；图5是本实用新型的垂向力标定承载装置的主视示意图(承载头与测力轮对的接 触点在滚动圆位置)；图5A是本实用新型的垂向力标定承载装置的侧视示意图(承载头与测力轮对的 接触点在滚动圆位置，)；图5B是本实用新型的垂向力标定承载装置的俯视示意图(承载头与测力轮对的 接触点在滚动圆位置)；图6是本实用新型的垂向力标定承载装置的主视示意图(承载头与测力轮对的接 触点向外移的位置)；图7是本实用新型的垂向力标定承载装置的主视示意图(承载头与测力轮对的接 触点内移至轮缘的位置)；图8是本实用新型的垂向力标定承载装置组合状态的侧视示意图(显示轮缘承载 头)；图8A是本实用新型的垂向力标定承载装置半分离状态的侧视示意图(显示轮缘 承载头)；图9是本实用新型的踏面承载头的主视示意图；图9A是本实用新型的踏面承载头的侧视示意图；图10是本实用新型的轮缘承载头的主视示意图；图IOA是本实用新型的轮缘承载头的侧视示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。参照图1至图IOA所示，本实用新型提出的测力轮对静态标定试验台，包括承载底 座1，一对测力轮对定位装置2 ( “一对”是指相互对应的两个)，一对垂向力标定承载装置3 和加载装置4。一对测力轮对定位装置2设置在承载底座1上方的左右两侧，且每个测力轮 对定位装置2分别可调节地连接在所述测力轮对5的轴端上，以适应各种不同型号测力轮 对5的装入和取出。一对垂向力标定承 载装置3设置在承载底座1的上方，并分别位于测 力轮对定位装置2的内侧，每个垂向力标定承载装置3分别可移动地连接在测力轮对5的 底部，每个垂向力标定承载装置3均具有测力传感器31。加载装置4对应着测力轮对5，并 对测力轮对5进行加减载设置，此处主要为垂向加减载设置。在需要对轮对进行标定时，首先调节测力轮对定位装置2，使其分别连接在测力轮 对5的两个轴端上；接着通过加载装置4对测力轮对5进行加载测试，同时测力轮对5底部 的垂向力标定承载装置3通过其测力传感器31，测得测力轮对5的垂向力。另外，关于测力 轮对5的横向力可通过本领域技术人员熟知的方法进行测量，在此不再赘述。本实用新型实施例中，由于测力轮对定位装置2可调节设置，使得其可适应各种 不同类型的测力轮对，从而提高了其适用性，且节省成本，使用方便。根据本实用新型的一个实施方式，配合图2B和图4所示，每个测力轮对定位装置 2包括龙门加载架21，龙门加载架21包括两个连动的立柱211，每个立柱211具有上下连 接的上立柱2111和下立柱2112，所述上、下立柱2111、2112之间具有固定销2113和位于 固定销2113下方的可拔出的活动销2114，当然，活动销2114也可位于固定销2113的上 方、左侧或右侧；在活动销2114的拔出状态下，所述上立柱2111能绕着固定销2113向外转 动。当然，本领域技术人员应当理解，对于同一个龙门加载架21的两个立柱211，其上、下立 柱2111、2112之间的固定销2113的轴线在同一条线上，如此在拔出活动销2114后，上立柱 2111才能绕着固定销2113转动，而活动销2114的轴线可以共线也可以不共线；另外，活动 销2114可以仅设置在两个立柱211的其中之一上，另一个立柱则可不设置活动销2114，如 此仍旧能使，在拔出活动销时，使上立柱相对于下立柱转动，插上活动销，则能使上立柱固 定在下立柱上，不能转动。当需要装入或取出测力轮对5时，拔出活动销2114，此时上、下立柱2111、2112之 间仅通过固定销2113相连接，向外推动上立柱2111，使得上立柱2111可绕着固定销2113 转动，由于同一个龙门加载架21的两个立柱211处于连动状态，拔出两个立柱211上的活 动销2114时，推动其中一个上立柱2111即可使两个上立柱2111 —起绕着固定销2113向 外转动。进一步而言，在每个龙门加载架21的至少其中一个下立柱2112的内侧设置有旋 转限位止挡件2115，以限制上立柱2111的转动角度，从而方便使用；此处，每个下立柱2112 均设有旋转限位止挡件2115。根据本实用新型的一个实施方式，每个所述测力轮对定位装置2还包括一对轴向 (横向)定位顶推装置22和至少一对纵向螺纹顶推装置23。每个轴向定位顶推装置22连 接在承载底座1上，并可移动地分别顶抵于测力轮对5的轴头端面51，以对测力轮对5的轴向(横向)进行定位；每对纵向螺纹顶推装置23分别螺纹连接在龙门加载架21的两个立柱211上，并可水平移动地分别顶抵在测力轮对5的轴端上，以对测力轮对5的纵向进行定 位。具体是，每个轴向定位顶推装置22包括轴向定位柱221和轴向顶杆222，轴向定位 柱221的下端连接在承载底座1上，轴向顶杆222可移动(包括水平移动和竖直移动)地 螺纹连接在轴向定位柱221的中段，轴向顶杆222的内侧端对应着测力轮对5的轴头端面； 更具体是，配合图3和图3A所示，轴向定位柱221内部具有可上下移动的移动块2221，此处 移动块2221是通过螺旋杆2222进行上下移动的，螺旋杆2222的上部设有限位块2223，使 得移动块2221只能在一定范围内上下移动；轴向顶杆222可水平移动地螺纹连接在移动块 2221上，也就是说，借助移动块2221，使得轴向顶杆222可上下竖直或水平地移动，以适应 各种规格型号的测力轮对5不同的高度和轴向距离。其中，轴向顶杆222的内侧端可设有 横向顶头2224，横向顶头2224的端面一侧对应着测力轮对5的轴头端面51。纵向螺纹顶推装置23可为多对，例如三对，其分别位于立柱211的不同高度，以适 应不同规格的测力轮对5轴端的轴颈部位的不同高度。每个纵向螺纹顶推装置23包括一 对纵向顶杆231，其分别可移动地螺纹连接在同一个龙门加载架21的两个立柱211 (即图 1所示的前后两个立柱)上，每个纵向顶杆231的内侧端对应着测力轮对5的轴颈部位；其 中，每个纵向顶杆231的内侧端部设有纵向顶头。在往龙门加载架21装入测力轮对5之前，先使轴向顶杆222和纵向顶杆231分别 向外侧水平旋出，当测力轮对5的两轴端放入龙门加载架21后，使测力轮对5对应其中一 对纵向螺纹顶推装置23，将测力轮对5的每个轴端对应的两个纵向顶杆231分别向内侧移 动，并最终使纵向顶杆231上的纵向头顶抵在测力轮对5的轴颈部位上，使测力轮对5无法 在纵向上移动；接着，可借助移动块2221使轴向顶杆222上下移动至对应测力轮对5的轴 头端面51处，且将两个轴向顶杆222分别向内侧水平移动，并最终使轴向(横向)顶头顶 抵在测力轮对5的轴头端面51，使测力轮对5无法在轴向上移动。根据本实用新型的一个实施方式，每个龙门加载架21还包括加载梁212，其连接 在两个立柱212之间的上端；上述加载装置4包括升降千斤顶41和加载千斤顶42，所述升 降千斤顶41和加载千斤顶42均可升降设置，例如可通过液压系统进行升降设置，其中可使 液压系统同时分别地控制升降千斤顶41和加载千斤顶42，从而对测力轮对垂直起升与降 落和对测力轮对垂向加减载等进行独立控制，互不影响，也可相互配合协调动作；所述升降 千斤顶41置于所述承载底座1上并位于两立柱211的中间位置，所述加载千斤顶42设置 于加载梁212上并对应于升降千斤顶41的位置。所述测力轮对5左右两端的轴颈部位分 别位于升降千斤顶41和加载千斤顶42之间。具体是，所述测力轮对5两端的轴颈部位的外侧均连接着轴承或轴箱体52，所述 加载千斤顶42、升降千斤顶41和两个纵向顶头分别对应着每个轴承或轴箱体52。其中，各 种不同规格的测力轮对5的两个轴箱体52的中心距离都是相近的，两个龙门加载架21的 中心距离取各种测力轮对轴承或轴箱体52中心距离的平均值，因此，加载千斤顶42能可靠 地接触轴箱体52。根据本实用新型的一个实施方式，配合图5至图IOA所示，每个垂向力标定承载装 置3包括垂向力承载滑台32，垂向力承载滑台32可水平移动地设置在所述承载底座1上，垂向力承载滑台32上设置有测力传感器31 ；测力传感器31的上端连接有可更换的传感器 承载头，此处传感器承载头具有踏面承载头33和轮缘承载头33’两种，分别用于承载测力 轮对5的踏面53和轮缘54，图9所示为踏面承载头33，图10所示为轮缘承载头33’，两种 承载头的更换主要是为了适应测力轮对5的踏面53和轮缘54的不同形状特征；其中，传感 器承载头是通过定位销331连接在测力传感器31上的，如图8A所示。每个垂向力标定承载装置3还包括垂向力承载滑台座34，垂向力承载滑台座34连 接在承载底座1上，所述垂向力承载滑台32通过横移调整件35可移动地连接在垂向力承 载滑台座34上，所述垂向力承载滑台座34对应测力轮对5的位置设有横移量标 尺36，垂向 力承载滑台32的下方对应测力传感器31的位置设有指针37，指针37对应地指向横移量标 尺36。其中，横移调整件35在轴向上固定，但可以转动，横移调整件35包括相互连接的手 柄351和螺杆352，螺杆352可转动地连接在垂向力承载滑台32内部，当转动手柄351时， 可使垂向力承载滑台32水平移动。另外，在垂向力承载滑台座34上可以设置沿轴向滑动的滑座411，升降千斤顶41 放在滑座411上，使得升降千斤顶41能轴向滑动，以使其更好地接触轴箱体52。当然，也可 不设置滑座411，由于两个轴箱体52的距离是近似的，同时各种轴箱体的轴向宽度足够宽。 因此，只要使两个升降千斤顶41之间的距离与两个轴箱体52之间的距离相近，即能确保升 降千斤顶41顶在轴箱体52上。此外，每个垂向力承载滑台32的内侧和外侧的至少其中一侧设有可转动的角度 定位指针38，其与所述测力轮对5的内侧端面相接触，测力轮对5的轮辋内侧设置有多条沿 径向的角度划线，划线可均勻分布，通过旋转测力轮对5可使角度定位指针38指向其中一 条划线，本实施例中，是在角度定位指针38指向划线的位置时，加载装置4对测力轮对5进 行加载，通过测力传感器31测得测力轮对5的垂向力。当需要转动测力轮对5时，可通过 升降千斤顶41将测力轮对5升起，手动或通过工具转动测力轮对5，使其划线对准角度定位 指针38即可对该角度测力轮对输出特性进行标定。以上所述仅为本实用新型的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的 可以对本实用新型实施例进行各种改动或变型而不脱离本实用新型的精神和范围。
权利要求一种测力轮对静态标定试验台，其特征在于，所述试验台包括承载底座；一对测力轮对定位装置，其设置在承载底座上方的左右两侧，且每个测力轮对定位装置分别可调节地连接在所述测力轮对的轴端上；一对垂向力标定承载装置，其设置在承载底座的上方，并分别位于测力轮对定位装置的内侧，每个垂向力标定承载装置分别可移动地连接在所述测力轮对的底部，且均具有测力传感器；能对测力轮对进行加减载的加载装置。
2.根据权利要求1所述的测力轮对静态标定试验台，其特征在于，每个所述测力轮对 定位装置包括龙门加载架，所述龙门加载架包括两个连动的立柱，每个立柱具有上下连接 的上立柱和下立柱，所述上、下立柱之间具有固定销和位于固定销下方的可拔出的活动销， 在活动销的拔出状态下，所述上立柱能绕着固定销向外转动；在每个龙门加载架的至少其 中一个下立柱的内侧设置有限制上立柱转动角度的旋转限位止挡件。
3.根据权利要求2所述的测力轮对静态标定试验台，其特征在于，每个所述测力轮对 定位装置还包括一对轴向定位顶推装置，每个轴向定位顶推装置连接在所述承载底座上，并可移动地 分别顶抵于所述测力轮对的轴头端面；至少一对纵向螺纹顶推装置，每对纵向螺纹顶推装置分别螺纹连接在所述龙门加载架 的两个立柱上，并可水平移动地分别顶抵在所述测力轮对的轴端上。
4.根据权利要求3所述的测力轮对静态标定试验台，其特征在于，每个所述轴向定位 顶推装置包括轴向定位柱和轴向顶杆，轴向定位柱的下端连接在所述承载底座上，轴向顶 杆可移动地螺纹连接在轴向定位柱的中段，轴向顶杆的内侧端对应着所述测力轮对的轴头 端面；每个所述纵向螺纹顶推装置包括一对纵向顶杆，其分别可水平移动地螺纹连接在同一 个所述龙门加载架的两个所述立柱上，每个纵向顶杆的内侧端对应着所述测力轮对的轴端 的轴颈部位上。
5.根据权利要求4所述的测力轮对静态标定试验台，其特征在于，所述轴向定位柱内 部具有可上下移动的移动块，所述轴向顶杆可水平移动地螺纹连接在移动块上；每个所述 轴向顶杆的内侧端设有横向顶头，横向顶头的端面一侧对应测力轮对的轴头端面，每个所 述纵向顶杆的内侧端设有纵向顶头。
6.根据权利要求2-5任意一项所述的测力轮对静态标定试验台，其特征在于，每个所 述龙门加载架还包括加载梁，其连接在两个所述立柱之间的上端；上述加载装置包括升降 千斤顶、加载千斤顶和液压系统，所述升降千斤顶和加载千斤顶通过液压系统均可分别升 降设置；所述升降千斤顶设置于所述承载底座上并位于两立柱的中间位置，所述加载千斤 顶设置于加载梁上并对应于升降千斤顶的位置；所述测力轮对的两轴端的轴颈部位分别位 于升降千斤顶和加载千斤顶之间。
7.根据权利要求6所述的测力轮对静态标定试验台，其特征在于，所述测力轮对的每 个轴端的轴颈部位的外侧均连接着轴承或轴箱体，所述加载千斤顶、升降千斤顶和两个所 述纵向顶头分别对应着每个所述轴承或轴箱体。
8.根据权利要求1-5任意一项所述的测力轮对静态标定试验台，其特征在于，每个所 述垂向力标定承载装置包括垂向力承载滑台，所述垂向力承载滑台可水平移动地设置在所 述承载底座上，所述垂向力承载滑台上设置有所述测力传感器，所述测力传感器的上端连 接有可更换的传感器承载头。
9.根据权利要求8所述的测力轮对静态标定试验台，其特征在于，每个所述垂向力标 定承载装置还包括垂向力承载滑台座，垂向力承载滑台座连接在所述承载底座上，所述垂 向力承载滑台通过横移调整件可移动地连接在垂向力承载滑台座上，所述垂向力承载滑台 座对应所述测力轮对的位置设有横移量标尺；所述垂向力承载滑台的下方对应所述测力传 感器的位置设有指针，所述指针对应地指向横移量标尺。
10.根据权利要求9所述的测力轮对静态标定试验台，其特征在于，每个所述垂向力承 载滑台的内侧和外侧的至少其中一侧设有可转动的角度定位指针，其与所述测力轮对的内 侧端面相接触；所述测力轮对的轮辋内侧设置有多条沿径向的标定角度划线。
专利摘要本实用新型公开了一种测力轮对静态标定试验台，其包括承载底座；一对测力轮对定位装置，其设置在承载底座上方的左右两侧，且每个测力轮对定位装置分别可调节地连接在所述测力轮对的轴端上；一对垂向力标定承载装置，其设置在承载底座的上方，并分别位于测力轮对定位装置的内侧，每个垂向力标定承载装置分别可移动地连接在所述测力轮对的底部，且均具有测力传感器；能对测力轮对进行加减载的加载装置。本实用新型通过一对测力轮对定位装置即可适用各种不同类型的测力轮对的标定定位，具有广泛的适应性。
文档编号G01L5/16GK201600215SQ20102011337
公开日2010年10月6日 申请日期2010年2月8日 优先权日2010年2月8日
发明者储高峰, 李谷, 焦文, 祖宏林, 胡爱全, 齐国玮 申请人:中国铁道科学研究院机车车辆研究所