高速列车电力闭环吊挂式齿轮箱可靠性试验台的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种轨道车辆传动系参数检测试验平台，更具体地说，本发明涉及一种高速列车电力闭环吊挂式齿轮箱可靠性试验台。
【背景技术】
[0002]目前，在我国实行铁路大提速方针政策的前提下，我国轨道车辆的运行速度有了很大的提高。这也使得动车组技术发展迅速，目前已经在运行的动车组最高车速已经达到350km/h，研制中的动车组最高车速已经接近500km/h。但是随着列车行驶速度的提高和车辆轴重载荷的加剧，车辆与轨道之间的振动加剧，车辆运行平稳性降低，列车的安全性和运行平稳性问题日益突出。同时，随着大量高速动车组的上线运营，动车组的各级检修工作也随之展开，其中，齿轮箱的检修是动车组检修的重要组成部分，是保障动车组安全可靠运行的关键。齿轮箱作为高速动车组走行部的重要组成部分，工作环境恶劣，负载力变化频繁，极易在高速行驶以及剧烈振动的情况下发生疲劳破坏。以CRH5型动车组为例，按照检修规章，三级检修的行驶里程达120万公里，当进行三级检修时才会对轴箱组件进行拆检，但是，在动车组的实际运营中发现，齿轮箱寿命内的实际可运行里程往往低于120万公里，齿轮箱的检测技术成为动车组技术的关键所在。
[0003]目前，测试高速列车齿轮箱的方法有很多，但是这些方法大都是根据已知的齿轮箱的破坏，如齿轮齿面点蚀、剥落、齿根裂纹、胶合等齿轮失效导致的设备故障，针对这些故障设计一些检测方法及数据处理方法来进行齿轮箱可靠性分析。从理论角度上，这样的是分析是可行的，正确的。可是在列车实际运行中，不仅是受到单一方式的破坏，根据齿轮箱的各个方向的受力和振动，齿轮箱故障可能是一种，也可能是几种失效方式的叠加。因此，只有在列车实际运行中测试齿轮箱设备故障，才能有效地分析高速列车齿轮箱的可靠性。但是由于可靠性试验属于破坏性试验，只有当齿轮箱在恶劣工况下产生了疲劳破坏，我们才能诊断齿轮箱的破坏情况以及原因，所以在列车实际运行中做齿轮箱可靠性试验是非常危险的，也是不可能实现的。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是在实际运行中列车齿轮箱不能做可靠性试验的问题，从而提供了一种高速列车电力闭环吊挂式齿轮箱可靠性试验台。
[0005]为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的:所述的高速列车电力闭环吊挂式齿轮箱可靠性试验台包括矩形承载平台、龙门架垂向激振装置、振动轴装置、横向激振装置、电机扭矩测力装、I号U型座装配体、2号U型座装配体、I号扭矩反力架、2号扭矩反力架与垂向吊挂装置。
[0006]所述垂向吊挂装置包括I号垂向吊挂装置与2号垂向吊挂装置，I号垂向吊挂装置与2号垂向吊挂装置结构相同。
[0007]I号垂向吊挂装置包括I号摆转横梁装配体、I号垂向拉杆装配体、2号垂向拉杆装配体、I号电机框架、2号电机框架与I号U形槽；1号垂向拉杆装配体与2号垂向拉杆装配体结构相同；1号电机框架与2号电机框架结构相同。
[0008]I号垂向拉杆装配体中的I号拉杆销轴的两端和I号电机框架与2号电机框架的一端转动连接，2号垂向拉杆装配体中的2号拉杆销轴的两端和I号电机框架与2号电机框架的另一端转动连接；1号电机框架与2号电机框架和I号U形槽螺栓连接；1号垂向拉杆装配体与2号垂向拉杆装配体的上端和I号摆转横梁装配体转动连接。
[0009]I号垂向吊挂装置通过I号摆转横梁装配体安装在龙门架垂向激振装置中的I号龙门架垂向激振装置与2号龙门架垂向激振装置顶端的左侧，2号垂向吊挂装置对称地安装在I号垂向吊挂装置的右侧的I号龙门架垂向激振装置与2号龙门架垂向激振装置的顶端。
[0010]技术方案中所述的I号摆转横梁装配体包括I号摆转上横梁、I号下铰链座、2号下铰链座、I号垂向杆支座、2号垂向杆支座；1号下铰链座与2号下铰链座结构相同，I号垂向杆支座与2号垂向杆支座结构相同；1号摆转上横梁由I号摆转主梁与I号辅助梁组成，I号辅助梁位于I号摆转主梁一侧的中间位置，I号辅助梁与I号摆转主梁底面共面，I号辅助梁与I号摆转主梁可采用焊接或铸造方式制成连成一体的箱体件；1号下铰链座与2号下铰链座采用螺栓对称地固定在I号摆转主梁的两端，I号下铰链座与2号下铰链座中的I号上横梁铰链销轴与2号上横梁铰链销轴的回转轴线平行；1号垂向杆支座与2号垂向杆支座采用螺栓对称地固定在I号辅助梁的两端，I号垂向杆支座与2号垂向杆支座中的I号球铰支座销轴与2号球铰支座销轴的回转轴线共线。
[0011]技术方案中所述的I号垂向拉杆装配体包括I号拉杆、拉杆耳环与I号拉杆销轴。I号拉杆)为T字形的管状结构件，由竖拉杆与横杆组成，I号拉杆销轴固定安装在横杆上，I号拉杆销轴与横杆的回转中心线共线，拉杆耳环下端焊接在I号拉杆中的竖拉杆的上端，拉杆耳环的回转中心线与竖拉杆的回转中心线垂直相交，拉杆耳环的回转中心线与横杆的回转中心线垂直交叉。
[0012]技术方案中所述的I号电机框架包括I个连杆、2个结构相同的铰链座；连杆的中间部分是一个横截面为矩形或正方形的连接杆，连杆的两端均为结构相同的扁的正方形的连接杆头，中间部分的连接杆与两端的连接杆头三者连成一体，两端的连接杆头共面，两端的连接杆头的同一侧设置有结构相同的上半圆形通槽，两个上半圆形通槽的回转轴线相互平行并与连接杆的纵向对称面垂直；在两端的扁的正方形的连接杆头的四角处分布四个安装螺栓的上螺栓通孔；铰链座由长方体形的铰链座杆与正方形的铰链座头组成，正方形的铰链座头的顶端设置有下半圆形通槽，下半圆形通槽的结构尺寸和连接杆头上的上半圆形通槽一样，正方形的铰链座头四角处设置有四个安装螺栓的下螺栓通孔，四个安装螺栓的下螺栓通孔与四个用于安装螺栓的上螺栓通孔结构相同并对中，上半圆形通槽与下半圆形通槽结构相同并对中；2个结构相同的铰链座的顶端与连杆的两端采用螺栓连接，2个结构相同的铰链座的内侧设置有用于连接I号U形槽的螺栓通孔。
[0013]技术方案中所述的I号U形槽由下底板、前侧板与后侧板焊接而成，下底板成长方形的平板件，下底板的上面分布有用于安装驱动电机46的弹性支撑块，前侧板与后侧板的上端加工有用于安装振动轴装置的U形槽口，前侧板与后侧板的两端由上至下设置有螺栓通孔，螺栓通孔和I号电机框架与2号电机框架中的铰链座上的螺栓通孔对中，前侧板与后侧板的左下角设置有用于和电机扭矩测力装置连接的通孔，I号U形槽下底板的四角处并于下底板和前侧板与后侧板之间设置有三角形的安装板。
[0014]技术方案中所述的振动轴装置包括I号轴头装配体、2号轴头装配体、振动轴、I号端盖与2号端盖；其中:1号端盖与2号端盖结构相同，I号轴头装配体与2号轴头装配体结构相同；被测的驱动电机的输出端采用联轴器与被测的陪试齿轮箱的输入端连接，被测的陪试齿轮箱套装在振动轴的前端为键连接，被测的齿轮箱套装在振动轴的后端为键连接，被测的齿轮箱的输出端采用联轴器与被测的负载电机的输入端连接，I号轴头装配体与2号轴头装配体依次安装在振动轴中的I号轴承轴与5号轴承轴上，I号端盖与2号端盖依次安装在振动轴中的前后端面上。
[0015]技术方案中所述的龙门架垂向激振装置的I号龙门架垂向激振装置与2号龙门架垂向激振装置前后并列地安装在矩形承载平台的后端，垂向吊挂装置的I号垂向吊挂装置与2号垂向吊挂装置通过2个结构相同的I号摆转横梁装配体安装固定在I号龙门架垂向激振装置与2号龙门架垂向激振装置的顶端；振动轴装置安装在垂向吊挂装置中的I号U形槽与2号U形槽中；横向激振装置通过T型螺栓安装在I号龙门架垂向激振装置前方的矩形承载平台上，横向激振装置中的二力杆叉与振动轴装置中的I号轴头装配体采用I号联接销轴转动连接；电机扭矩测力装置由四个结构相同的反力座装配体组成，四个结构相同的反力座装配体中的I号反力支座对称安装在I号垂向吊挂装置与2号垂向吊挂装置中的I号U形槽左侧与2号U形槽右侧的矩形承载平台上，四个结构相同的反力座装配体中的另一端即测力传感器通过螺栓分别和I号U形槽与2号U形槽中的前侧板与后侧板连接。
[0016]技术方案中所述的反力座装配体由I号反力支座、铰链座与测力传感器组成；1号反力支座由安装底板、竖直壁与支撑肋板组成，安装底板与竖直壁的一端成垂直连接，支撑肋板设置在安装底板与竖直壁之间；竖直壁的一侧面加工出用于安装铰链座的T型槽，安装底板的两侧即在支撑肋板两侧的安装底板上加工4个用于I号反力支座安装在矩形承载平台A上的长形通孔，铰链座与测力传感器的一端连接。
[0017]技术方案中所述的I号龙门架垂向激振装置与2号龙门架垂向激振装置结构相同；1号龙门架垂向激振装置的I号龙门架立柱与2号龙门架立柱之间的矩形承载平台上安装有I号U型座装配体，I号U型座装配体上的I号导向板与2号导向板和振动轴装置中的I号轴头装配体上的I号纵向支撑摩擦板与2号纵向支撑摩擦板接触连接；2号龙门架垂向激振装置的3号龙门架立柱与4号龙门架立柱之间矩形承载平台上安装有2号U型座装配体，2号U型座装配体上的3号导向板与4号导向板和振动轴装置中的2号轴头装配体上的3号纵向支撑摩擦板与4号纵向支撑摩擦板接触连接；1号扭矩反力架安装在I号U型座装配体与I号U形槽之间的矩形承载平台上，振动轴装置中的陪试齿轮箱中的I号CRH3型齿轮箱C形架橡胶块装配体上端面与I号扭矩反力架中的反力架上横梁上的导向板接触连接，陪试齿轮箱中的2号CRH3型齿轮箱C形架橡胶块装配体下端面与I号扭矩反力架中的反力架下横梁上的导向板接触连接；2号扭矩反力架安装在2号U型座装配体与2号U形槽之间的矩形承载平台上，被测齿轮箱中的I号CRH3型齿轮箱C形架橡胶块装配体上端面与2号扭矩反力架中的2号反力架上横梁上的导向板接触连接，被测齿轮箱中的2号CRH3型齿轮箱C形架橡胶块装配体下端面与2号扭矩反力架中的2号反力架下横梁上的导向板接触连接。
[0018]技术方案中所述的I号U型座装配体与2号U型座装配体结构相同；所述的I号U型座装配体为U形的箱体类结构件，由U形限位座、I号导向板与2号导向板组成；U形限位座由铸造或钢板焊接而成，底端焊接固定有长方形连接底板，连接底板上沿长边和短边分别设置有3?6个用于安装螺栓的圆形通孔，I号导向板与2号导向板采用焊接方式固定在U形限位座的U形槽的两个内侧壁上。
[0019]技术方案中所述的I号扭矩反力架与2号扭矩反力架结构相同；所述的I号扭矩反力架是一个箱体类结构件，由反力架立柱、反力架上横梁、反力架下横梁与反力架短立柱组成；反力架上横梁与反力架下横梁为长方体形的箱体类结构件，反力架上横梁与反力架下横梁焊接固定在反力架立柱上、下两端的同侧，反力架上横梁与反力架下横梁相互平行，反力架上横梁与反力架下横梁相对的内侧固定有长方形导向板，反力架短立柱采用焊接方式竖直地固定在反力架立柱后侧壁上。
[0020]与现有技术相比本发明的有益效果是:
[0021]1.本发明所述的高速列车电力闭环吊挂式齿轮箱可靠性试验台所包括的龙门架垂向激振装置、横向激振装置以及垂向吊挂装置，可以精确模拟高速动车组在实际轨道中的振动情况，龙门架垂向激振装置下端可以加有垫板，调整左右龙门架的高度差，模拟列车转向时齿轮箱左右产生的高度差，为高速列车吊挂式齿轮箱可靠性检测提供很好的测试基础，保证了试验的准确性。
[0022]2.本发明所述的高速列车电力闭环吊挂式齿轮箱可靠性试验台可使被试的齿轮箱在振动工况下会受到循环应力的作用，以往被试的齿轮箱测试均是在静态工况下运转测试，所以不能很好的得到被试的齿轮箱的疲劳破坏情况。而此高速列车电力闭环吊挂式齿轮箱可靠性试验台是在振动工况下测试，不仅可以测量在循环应力作用下的被试传动西齿轮箱的各种参数，还可以使齿