一种捣固稳定车轴重变化测试装置及方法与流程

本发明涉及一种铁路大修设备及工艺，尤其是涉及一种捣固稳定车轴重变化测试装置及方法。

背景技术：

捣固稳定车是大型养路机械的一种重要车型，工作小车运行阻力与轴重有直接的关系，而在作业过程中，工作小车轴重在不断变化，从而使得作用于轴上的驱动力矩与作用于轮上的制动和阻力矩关系在作业过程中发生变化。对工作小车轴重进行实时监测对于指导轮轴压装力具有重要意义，但是目前尚无有效的方法对其进行实时监测。

技术实现要素：

本发明就是针对现有技术中无法对工作小车轴重进行实时监测的缺陷，提供一种捣固稳定车轴重变化测试装置及方法，以实现对工作小车轴重的实时监测。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种捣固稳定车轴重变化测试装置，在工作小车轴箱支撑油缸总进油口处有一个减压阀，每个支撑油缸进油口处各有一个截止阀，截止阀与每个支撑油缸之间各有一个压力传感器。

优选的，在工作小车轴箱上安装有监测橡胶弹簧压缩量的位移传感器。

优选的，所述位移传感器一端固定于转向架构架上，另一端固定于下挡板上。

一种捣固稳定车轴重变化测试方法，包括以下步骤：

（1）接通支撑油缸的压力油路，打开截止阀，使活塞杆伸出，顶住轴箱体顶部；

（2）测量轴箱体底部与相应下挡板之间间隙，前轴左、右侧已完全顶住，均无间隙，而后轴左、右侧有约5mm间隙；

（3）通过减压阀调整液压压力，同时观察轴箱体底部与相应下挡板间隙，直到前轴左、右侧轴箱底部与下挡板之间有一张报纸可顺利通过的间隙为止；

（4）锁紧减压阀，关闭截止阀，开始进行试验；

（5）通过截止阀与每个支撑油缸之间的压力传感器监测得到轴箱支撑油缸压力变化值；

（6）通过工作小车轴箱橡胶弹簧上的位移传感器监测得到橡胶弹簧变形量；

（7）通过计算得出捣固稳定车轴重变化值。

本发明可在捣固作业过程中，实时连续监测捣固稳定车轴重变化，获取的数据有利于指导轮轴压装力。

附图说明

图1是本发明所述的轴箱支撑油缸和位移传感器安装示意图。

图2是本发明所述的支撑油缸液压油路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。

如图1所示，轴箱支撑油缸1用螺栓固定在转向架的构架2上，轴箱支撑油缸1活塞杆向下朝向轴箱体5顶部。轴箱支撑油缸1为并联油路，作业位时，各轴箱支撑油缸1均接通压力油液，活塞杆伸出。轴箱支撑油缸1的活塞杆顶住轴箱体5的顶部，使转向架构架2上升，消除橡胶弹簧3的弹性作用。

工作小车的重量将全部由轴箱支撑油缸1和橡胶弹簧3承担，即车体支撑油缸顶车和捣固作业时引起的工作小车轴重变化，将实时引起轴箱支撑油缸1承载f1和橡胶弹簧3承载f3的变化。实时轴重将等于各轴初始轴重与轴箱支撑油缸1和橡胶弹簧3承重变化之和。

本测试方法将通过监测轴箱支撑油缸1压力变化和橡胶弹簧3压缩变化量，计算得到前轴和后轴轴重的变化量。在捣固作业时，为了能准确地测出轨道水平偏差，车体和转向架与轨道间的距离必须保持不变，为此，在轴箱体与转向架构架之间、转向架与车体之间用液压油缸支撑住，消除它们的弹性自由距离，液压支撑油缸即轴箱支撑油缸和车体支撑油缸。

因此如图1所示，在轴箱上安装有位移传感器8，一端固定于转向架构架2上，一端固定于下挡板4上。

如图2所示，测试前将轴箱支撑油缸1的油路进行改造，在轴箱支撑油缸1总进油口加装一个减压阀7，每个支撑油缸1进油口各加装1个截止阀2-1、2-2、2-3、2-4，截止阀与油缸之间各加装压力传感器3-1、3-2、3-3、3-4。

轴箱支撑油缸的调整：（1）首先接通支撑油缸1的压力油路，打开截止阀7，使支撑油缸活塞杆伸出，顶住轴箱体5顶部；（2）测量轴箱体5底部与相应下挡板4之间间隙，前轴左、右侧已完全顶住，均无间隙，而后轴左、右侧有约5mm间隙；（3）通过压力传感器监测此时油缸压力值；（4）通过减压阀7调整液压压力，同时观察轴箱体5底部与相应下挡板4间隙，直到前轴左、右侧轴箱体5底部与下挡板4之间有一张报纸可顺利通过的间隙为止；（5）通过压力传感器监测此时油缸压力值；（6）锁紧减压阀7，关闭截止阀2-1、2-2、2-3、2-4，开始进行试验。

轴箱支撑油缸1的活塞杆伸出并顶住轴箱体5顶部后，关闭各截止阀2-1、2-2、2-3、2-4，在各试验工况中，橡胶弹簧3压缩量变化将会很小。但为了更加准确的监测橡胶弹簧3承载的变化量，本测试通过位移传感器8实时监测橡胶弹簧3压缩变化量。橡胶弹簧3压缩变化量等于转向架构架2下边缘与轴箱5顶部间隙的变化量，因此可通过位移传感器监测构转向架架2下边缘与轴箱体5顶部间隙得到。

根据实时监测得到的轴箱支撑油缸压力变化值和橡胶弹簧变形量，通过液压基本原理及力学公式，即可实时获取工作小车实时轴重变化。相应计算公式如下：

（1）轴箱支撑油缸

轴箱支撑油缸为单作用缸，缸径d，轴箱支撑油缸压力δp，轴箱支撑油缸作用力f1

f1=π×δp×d/4000（1）

（2）橡胶弹簧减震器

橡胶弹簧减震器静刚度k，橡胶弹簧变形量为δl，橡胶弹簧减震器弹簧力f3

f3=δl×k（2）

（3）轴重计算

设定初始轴重为m0，实时轴重为m，则有

m=m0+δf1/g+δf3/g（3）

技术特征：

1.一种捣固稳定车轴重变化测试装置，其特征是在工作小车轴箱支撑油缸总进油口处有一个减压阀，每个支撑油缸进油口处各有一个截止阀，截止阀与每个支撑油缸之间各有一个压力传感器。

2.如权利要求1所述的捣固稳定车轴重变化测试装置，其特征是在工作小车轴箱上安装有监测橡胶弹簧压缩量的位移传感器。

3.如权利要求2所述的捣固稳定车轴重变化测试装置，其特征是所述位移传感器一端固定于转向架构架上，另一端固定于下挡板上。

4.一种利用权利要求1所述的装置进行捣固稳定车轴重变化测试的方法，其特征是包括以下步骤：

（1）接通支撑油缸的压力油路，打开截止阀，使活塞杆伸出，顶住轴箱体顶部；

（2）测量轴箱体底部与相应下挡板之间间隙，前轴左、右侧已完全顶住，均无间隙，而后轴左、右侧有约5mm间隙；

（3）通过减压阀调整液压压力，同时观察轴箱体底部与相应下挡板间隙，直到前轴左、右侧轴箱底部与下挡板之间有一张报纸可顺利通过的间隙为止；

（4）锁紧减压阀，关闭截止阀，进行实验；

（5）通过截止阀与每个支撑油缸之间的压力传感器监测得到轴箱支撑油缸压力变化值；

（6）通过计算得出捣固稳定车轴重变化值。

5.一种利用权利要求2或3所述的装置进行捣固稳定车轴重变化测试的方法，其特征是包括以下步骤：

（1）接通支撑油缸的压力油路，打开截止阀，使活塞杆伸出，顶住轴箱体顶部；

（2）测量轴箱体底部与相应下挡板之间间隙，前轴左、右侧已完全顶住，均无间隙，而后轴左、右侧有约5mm间隙；

（3）通过减压阀调整液压压力，同时观察轴箱体底部与相应下挡板间隙，直到前轴左、右侧轴箱底部与下挡板之间有一张报纸可顺利通过的间隙为止；

（4）锁紧减压阀，关闭截止阀，进行实验；

（5）通过截止阀与每个支撑油缸之间的压力传感器监测得到轴箱支撑油缸压力变化值；

（6）通过工作小车轴箱橡胶弹簧上安装的位移传感器监测得到橡胶弹簧变形量；

（7）通过计算得出捣固稳定车轴重变化值。

技术总结
本发明涉及一种捣固稳定车轴重变化测试装置及方法。在工作小车轴箱支撑油缸总进油口处有一减压阀，每个油缸进油口处各有一截止阀，截止阀与每个油缸之间各有一压力传感器。测试方法包括以下步骤：（1）接通支撑油缸的压力油路，打开截止阀，使活塞杆伸出，顶住轴箱体顶部；（2）测量轴箱体底部与相应下挡板间隙，前轴左、右侧已完全顶住无间隙，而后轴左、右侧有约5mm间隙；（3）通过减压阀调整液压压力，同时观察轴箱体底部与下挡板间隙，直到前轴轴箱底部与下挡板之间有一张报纸可顺利通过的间隙为止；（4）锁紧减压阀，关闭截止阀，开始试验。本发明可在捣固作业过程中，实时连续监测捣固稳定车轴重变化，有利于指导轮轴压装力。

技术研发人员：王鹏;高春雷;何国华;张锐;徐济松;张世红;宋晓阳;周佳亮;吴和山;牛怀军;刘传;刘尚坤;米芮昕;王金栋;张玉秀;刘靖伟;伍山峰
受保护的技术使用者：中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所;北京铁科普拉塞养路机械设备有限公司;中国国家铁路集团有限公司;中国铁道科学研究院集团有限公司
技术研发日：2019.12.10
技术公布日：2020.06.19