专利名称：闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及轨道车辆参数检测设备，特别是涉及一种闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度 参数动态检测系统。
背景技术：
1、 国外公司转向架检测设备的技术情况
德国和法国的一些公司在新型转向架研制过程中，根据路线谱对转向架的悬挂参数进 行计算和优化，但这仅仅是理论计算，转向架组装完成后， 一系、二系、扭转以及整体悬 挂参数是否达到设计要求，必须通过参数测试台获取，并进行适当的修正。
加拿大国家研究院(NRC)所属的地面运输技术研究中心(CSTT)于上个世纪八十年代开 发了专门的转向架特性参数测试台，主要用于测试转向架轮对间的抗剪刚度、抗弯刚度及 其他参数。近年来，德国Wind-Hoff公司、美国标准车辆转向架公司(SCT)禾Q ABC—NACO 公司以及加拿大庞巴迪公司都对列车转向架检测技术进行了研究，提出了相应的技术方案 并研制了转向架参数试验台，但这些设备除价格高昂以外，对于整车测试及一系、二系悬 挂装置的垂向、纵向、横向及旋转刚度等的测试未能很好的满足。
2、 国内转向架参数试验台的技术现状
目前，国内的西南交通大学在转向架检测技术方面具有一定的经验基础，该大学具有 国家级重点实验室及检测设备。国内在新型转向架研发时无论是机车、货车还是客车转的 向架，对于动力学的选取、计算以及整车的滚振试验都是在西南交通大学完成的，但其设 备对于转向架各种参数的动态检测方面的性能不足，且自动化程度低。
国内各铁路制造公司以前都没有转向架的参数检测设备，但随着铁路车辆的发展，铁 路客车引进300km/h和400km/h技术，铁路货车向重载发展，转向架的参数检测设备越来 越重要，日前株洲电力机车厂、青岛四方公司都计划组建转向架整体参数检测设备。
因此，研制开发结构合理、测试结果准确、操作方法简单的轨道车辆转向架参数动态 检测系统，并以此来检验转向架参数是否合格，确保车辆运行的安全性、平稳性以及各项 动力学性能已是一项亟待解决的任务。
发明内容
本发明的目的在于提供一种闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测系统，以满 足轨道车辆转向架多种运行状态下的主要动力学参数检测的需要，该检测系统采用了合理
的载荷模拟系统的结构设计，能够进行整车状态下转向架刚度参数的动态测试，并可以满 足转向架的一系和二系悬挂装置的垂向刚度、纵向刚度、横向刚度、抗弯刚度、抗剪刚度及整体回转刚度等不同参数的动态检测要求。其液压控制方式采用了电-液伺服的力闭环控 制方式。通过六维力传感器可将轮对所受载荷力反馈到计算机控制系统中，进行数据的处 理及控制。试验步骤的程序化、自动化使转向架刚度参数在不同频率、不同振幅特性下的 动态检测更加准确、高效。
本发明的上述目的是这样实现的，结合
如下
一种闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测系统，主要由机械系统、测试系统 和控制系统所组成，所述的机械系统包括 一个车身纵向止推座总成II、 一台闭环斜撑式
轨道车辆转向架刚度参数动态检测台ni、两个吊装式上横梁支柱v，其中两个吊装式上横
梁支柱v固定布置于闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测台m的一侧，车身纵向 止推座总成n固定布置于闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测台ni的前端；测试 系统包括十二个位移检测系统g和四台六维力传感器c，其中十二个位移检测系统g分别 布置于转向架E的模拟振梁F的两端处、待测整车vi的车身的下端处及四个车轮处，四台
六维力传感器c分别布置于转向架E的四个车轮下，并分别与四个轮对定位夹紧系统e固 定连接；控制系统主要由液压控制系统、电气控制系统和计算机系统组成，并集中布置于 计算机控制室IV内，其中计算机控制室IV固定布置在闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数
动态检测台m的一侧。
所述的闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测台in主要由闭环斜撑式垂向加载
龙门A、平面加载平台B、可调轨距引桥装置C、转向架纵向止推总成D及模拟枕梁F组 成，所述的闭环斜撑式垂向加载龙门A与平面加载平台B的基准平台a固定连接，两个可 调轨距引桥装置C通过螺栓固定在平面加载平台B的基准平台a上，每个转向架纵向止推 总成D通过多个纵向止推座螺栓9与基准平台a固定连接，模拟枕梁F与转向架E浮动连 接，平面加载平台B的基准平台a通过地锚器4画定在土建基础I上。
所述的平面加载平台B包括基准平台a、横向油缸总成b、纵向油缸总成f和轮对定 位夹紧装置e，其中的基准平台a是由多块铸铁平台通过螺栓固定连接在一起，并通过多个 地锚器4固定在土建基础I上，两台横向油缸总成b及四台纵向油缸总成f通过内六角螺钉 与基准平台a固定连接，两个小平台d采用双向滚动滑轨方式与基准平台a滑动配合连接， 每个小平台d上固定两台六维力传感器c，轮对定位夹紧装置e的板槽导轨21通过螺钉方 式与六维力传感器c固定连接。
所述的横向油缸总成b包括油缸导轨丝杠24、轮辐式力传感器26、横向油缸支承座 32和横向油缸34，其中横向油缸34的尾端固定连接有横向油缸接长管35，横向油缸接长 管35的前端轴孔与小平台d的小平台中心孔42同轴连接，横向油缸34的前端同轴固定连 接有轮辐式力传感器26，轮辐式力传感器26与横向油缸支承座32铰接，横向油缸支承座 32与横向油缸导轨座36滑动配合连接，油缸导轨丝杠24的一端与固定在横向油缸支承座 32上的丝杠丝母30螺纹配合连接，另一端与固定在横向油缸导轨座36上的横向油缸导轨 丝杠支承座33的通孔同轴连接，横向油缸导轨座36固定在基准平台a上，横向油缸34通 过伺服阀独立控制。所述的纵向油缸总成f包括油缸导轨丝杠24、纵向油缸25、轮辐式力传感器26和纵 向油缸支承座31，其中油缸导轨丝杠24的一端与固定在纵向油缸支承座31上的丝杠丝母 30螺纹配合连接，另一端与固定在纵向油缸导轨座29上的纵向油缸导轨丝杠支承座28的 通孔同轴连接；纵向油缸25的尾端固定连接有纵向油缸接长管23，纵向油缸接长管23与 纵向油缸支承座31铰接，纵向油缸支承座31与纵向油缸导轨座29滑动配合连接，纵向油 缸25的前端与轮辐式力传感器26同轴固定连接，轮辐式力传感器26与固定在小平台d上 的小平台纵向止推箱27铰接，纵向油缸25通过伺服阀独立控制。
所述的轮对定位夹紧系统e包括固定每个车轮的两个内卡式轮挡18、板槽导轨21和 车轮弯头卡具20，所述的两个内卡式轮挡18通过调整螺杆19连接成整体，并与板槽导轨 21滑动配合连接，车轮弯头卡具20通过螺栓与板槽导轨21固定相连。
所述的可调轨距引桥装置C可根据不同轨距的转向架进行调节，可移动轨道槽6安装 于车轮过桥5上，组合成滑动连接的整体，通过调整过桥丝杠7可调节移动轨道槽6的位 置。
所述的每个转向架纵向止推座总成D包括T70止推丝杠8、转向架纵向止推横梁IO 和纵向止推座ll，其中T70止推丝杠8与转向架纵向止推横梁IO滑动配合连接，转向架纵 向止推横梁10固定在纵向止推座11上，纵向止推座11固定在基准平台a上。
所述的每个吊装式上横梁支柱V包括吊装式上横梁支柱12及若干支柱地脚螺栓13。 吊装式上横梁支柱12通过支柱地脚螺栓13与土建基础I固定连接。
所述的车身纵向止推座总成II包括车身连接杆14、止推座基础底板15、车身固定支 座16及若干个止推座地脚螺栓17，其中车身连接杆14固定连接在车身固定支座16上，车 身固定支座16与止推座基础底板15滑动配合连接，止推座基础底板15通过固定连接在土 建基础I上。
所述的转向架位移测量系统G包括车架光栅式位移传感器40、测量板39、磁力表座 38和光栅尺安装架37，其中安装有测量板39—侧的磁力表座38吸附在构架或轮对上，光 栅式位移传感器40固定在光栅尺安装架37上，传感器的电阻应变片阻值的变化通过电桥 转换成变化的电压输出，由放大电路进行信号调理，经计算机接口电路进行A/D转换并送 至计算机处理。
所述的液压控制系统包括定量泵、伺服阀和伺服放大器控制元件，该系统采用电-液 伺服的闭环力反馈控制，系统的油源为电机组合泵，其工作压力和卸荷由电磁溢流阀设定 和控制；
压力由压力表显示，系统的执行器为液压缸，通过电液伺服阀的控制，液压缸的活塞 按要求方向运动并带动转向架运动，并施加所设定的力；
伺服阀采用动铁力矩马达喷嘴挡板式两级电液伺服阀，每个伺服阀前设有带污染指示 的精过滤器；
系统还设有包括液位计、温度调节器、吸油和回 过滤器、储能器的辅助元件，该液 压系统与微机控制系统对实验台进行闭环反馈控制。定量泵、伺服阀和伺服放大器控制元件的控制，并包括 力、位移和开关量传感器、控制器和变送器，主控机为工业控制机，通过数据采集卡对液 压系统进行测控，检测台的动作指令由工业控制机发出，通过D/A接口进入伺服阀放大器 进行信号放大并输出电流信号，根据软件设定的运动频率和振幅，使液压缸活塞按要求的 方向和设定的力进行往复运动加载，液压缸在伸縮运动的同时带动转向架的轮对进行运动。
所述的电气控制系统主要由硬件、软件及安全保护装置组成，硬件包括A/D、 D/A采 集卡、1/0接口卡、工业控制机、控制柜、稳压电源、伺服控制单元和信号调理器，以及具 有外部命令信号输入和反馈的信号外部输出端口；软件包括系统管理、控制管理、伺服 控制、振动控制、故障诊断和故障处理，具有不同转向架测试程序的选择、自动采集和存 储测量结果及实时显示结果的功能；用户根据试验所需的载荷、幅值和频率要求，进行相 应的设定并控制伺服阔的动作，以达到加载要求；控制系统具备8个作动器联动的协调加 载能力，同时也能单独控制各作动器，并设置各类单调加载、周期加载，实现给定频率、 波形、幅值的信号再现；电气控制系统中的安全保护装置对试验过程出现的位移和力过载、 被试转向架意外开裂的故障有报警并自动停机功能。
本发明的技术效果是 一种闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测系统，它由 机械系统、测试系统和控制系统所组成。该转向架参数动态检测系统解决了由于制造工艺 等因素使转向架在制造后不能达到设计性能要求的问题。通过参数检测并调整后的转向架 在动力学试验过程中的动力学性能一次即能达到要求，极大地縮短了产品研发周期，节省 了大量的试验经费，该检测系统的研制成功，将在加速我国铁路货车产品的升级换代过程 中起到重要作用，应用前景十分广阔，具有十分可观的社会效益和经济效益。
图1闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测系统；
图2闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测台；
图3闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测台(正视图)；
图4闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测台(俯视图)；
图5平面加载平台示意图6基准平台示意图7基准平台下视图8可调轨距引桥装置示意图9转向架纵向止推总成示意图10吊装式上横梁支柱总成示意图ll车身纵向止推座总成示意图12转向架模拟枕梁示意图13轮对定位夹紧装置示意图14局部油缸总成放大示意图；图15纵向油缸总成示意图16横向油缸总成示意图17局部位移检测系统方大示意图18位移检测系统示意图19位移检测系统左视图20小平台示意图21小平台下视图22转向架垂向刚度参数测试过车示意图； 图23转向架纵向刚度参数测试过程示意图； 图24转向架横向刚度参数测试过程示意图； 图25转向架抗弯刚度参数测试过程示意图； 图26转向架抗剪刚度参数测试过程示意图； 图27转向架整体回转刚度参数测试过程示意图； 图28液压控制系统示意图； 图29伺服力闭环反馈控制系统示意图； 图30电气控制系统和计算机系统示意图中I-土建基础；II-车身纵向止推座总成；III-闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参 数动态检测台；IV-计算机控制室；V-吊装式上横梁支柱；VI-待测整车；
A-闭环斜撑式垂向加载龙门；B-平面加载平台；C-可调轨距引桥装置；D-转向架纵向 止推总成；E-转向架；F-模拟枕梁；G-位移检测系统；
a-基准平台；b-横向油缸总成；C-六维力传感器；d-小平台；e-轮对定位夹紧装置；f-纵向油缸总成；
1-2x4.4x0.5米铸铁平台；2-3x6x0.5米铸铁平台；3-2x6x0.5米铸铁平台；4-地锚器； 5-车轮过桥；6-移动轨道槽；7-过桥丝杠；8-T70止推丝杠；9-纵向止推座螺栓；10-转向架 纵向止推横梁；ll-纵向止推座；12-吊装式上横梁支柱；13支柱地脚螺栓；14-车身连接杆； 15-止推座基础底板；16-车身固定支座；17-止推座地脚螺栓；18-内卡式轮挡；19-调整螺杆；
20-车轮弯头卡具；21-板槽导轨；22-油缸铰链；23-纵向油缸接长管;24-油缸导轨丝杠；25-纵向油缸；26-轮辐式力传感器；27-小平台纵向止推箱；28—纵向油缸导轨丝杠支承座；29-纵向油缸导轨座；30-丝杠丝母；31-纵向油缸支承座；32-横向油缸支承座；33-横向油缸导 轨丝杠支承座；34-横向油缸；35-横向油缸接长管；36-横向油缸导轨座；37-光栅尺安装架； 38-磁力表座；39-测量板；40-构架光栅式位移传感器；41-小平台纵向止推箱罗纹孔；42-小平台中心孔。
具体实施例方式
下面结合附图给出的实施例对本发明专利结构作进一步详细说明。
参阅图l、 2、 3、 4、 5，闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测系统是由机械系统、测试系统和控制系统所组成，其中机械系统包括 一个车身纵向止推座总成II、 一台
闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测台m、两个吊装式上横梁支柱V。其中两个
吊装式上横梁支柱v固定布置于闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测台m的一 侧，车身纵向止推座总成n固定布置于闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测台ni 的前端；测试系统包括位十二个移检测系统g和四台六维力传感器c，其中十二个位移检
测系统G分别布置于转向架E的模拟振梁F的两端处、待测整车VI的车身的下端处及四个 车轮处。四台六维力传感器c分别布置于转向架E的四个车轮下，并分别与四个轮对定位 夹紧系统e固定连接；控制系统主要由液压控制系统、电气控制系统和计算机系统组成， 由安置于计算机控制室IV的工业控制机完成测量信号的采集、控制信号的发送和数据的处 理。该系统可实现整车转向架及独立转向架刚度参数的两种动态检测功能。
参阅图l、 2、 3、 22，闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测台III的闭环斜撑式 垂向加载龙门A与平面加载平台B的基准平台a固定连接，在独立转向架刚度参数检测过 程中，闭环斜撑式垂向加载龙门A可对模拟枕梁F进行垂向载荷的动态同步加载和偏斜加 载，并可对转向架进行横向X向定位，进而对转向架施加不同的垂向载荷，实现垂向刚度 参数的检测。在整车转向架刚度参数检测过程中，闭环斜撑式垂向加载龙门A的上端横梁 部分可转移到一侧并吊放于吊装式上横梁支柱V上，以保证车身驶入平面加载平台B上， 并可对转向架及车身进行横向X向的定位，从而实现整车转向架刚度参数的动态检测。
参阅图5、 6、 7，基准平台a是由两块2x4.4x0.5米铸铁平台1、两块3x6x0.5米铸铁 平台2、两块2x6x0.5米铸铁平台3及多个地锚器4所组成，每块铸铁平台均通过螺栓方式 与其它铸铁平台固定连接在一起，并通过多个地锚器4与土建基础I固定连接，每块铸铁 平台均采用铸铁绕铸工艺，内部采用蜂窝状结构以减少整体质量并保证强度，通过调整多 个地锚器4以调节六块平台的整体水平度。
参阅图5、 14、 15、 16、 20、 23、 24、 25、 26、 27，横向油缸总成b包括油缸铰链 22、油缸导轨丝杠24、轮辐式力传感器26、丝杠丝母30、横向油缸支承座32、横向油缸 导轨丝杠支承座33、横向油缸34、横向油缸接长管35及横向油缸导轨座36，其中横向油 缸34的尾端通过螺钉与横向油缸接长管35固定连接，横向油缸接长管35的前端轴孔与小 平台d的小平台中心孔42同轴连接。横向油缸34的前端通过螺钉与轮辐式力传感器26同 轴固定连接，轮辐式力传感器26通过油缸铰链22与横向油缸支承座32铰接，横向油缸支 承座32与横向油缸导轨座36滑动配合连接，丝杠丝母30通过螺钉与横向油缸支承座32 固定连接，油缸导轨丝杠24的一端与丝杠丝母30罗纹配合连接，另一端与横向油缸导轨 丝杠支承座33的通孔同轴连接，横向油缸导轨丝杠支承座33采用螺钉与横向油缸导轨座 36固定连接，横向油缸导轨座36通过螺钉与基准平台a固定连接；纵向油缸总成f包括 油缸铰链22、纵向油缸接长管23、油缸导轨丝杠24、纵向油缸25、轮辐式力传感器26、 小平台纵向止推箱27、纵向油缸导轨丝杠支承座28、纵向油缸导轨座29、丝杠丝母30及 纵向油缸支承座31，其中纵向油缸25的尾端通过螺钉与纵向油缸接长管23固定连接，纵 向油缸接长管23通过油缸铰链22与纵向油缸支承座31铰接，纵向油缸支承座31与纵向
10油缸导轨座29滑动配合连接，丝杠丝母30通过螺钉与纵向油缸支承座31固定连接，油缸 导轨丝杠24的一端与丝杠丝母30罗纹配合连接，另一端与纵向油缸导轨丝杠支承座28的 通孔同轴连接，纵向油缸导轨丝杠支承座28采用螺钉与纵向油缸导轨座29固定连接，纵 向油缸导轨座29通过螺钉与基准平台a固定连接；纵向油缸25的前端通过螺钉与轮辐式 力传感器26同轴固定连接，轮辐式力传感器26用过油缸铰链22与小平台纵向止推箱27 铰接，小平台纵向止推箱27通过螺钉连接方式与小平台d的小平台纵向止推箱罗纹孔41 罗纹配合连接。通过旋转油缸导轨丝杠24可实现两台横向油缸34在纵向Y位置的调整及 四台纵向油缸25在横向X向位置的调整，以保证不同型号转向架测试的需要。通过对六台 油缸的独立控制，可对两个小平台d在横向、纵向及回转方向进行动态加载，进而对转向 架E的轮对进行加载，以完成转向架的横向刚度、纵向刚度、抗弯刚度、抗剪刚度及整体 回转刚度参数的动态检测，其中各个油缸伺服阀的控制信号由工业控制机发出，执行加载、 卸载、保压等动作指令。
参阅图5、 13，考虑到轮对定位准确及装卡方便等方面，轮对定位夹紧系统e采用方便 灵活的手动调节方式，其中固定每个车轮的两个内卡式轮挡18通过调整螺杆19连接成整 体，并与板槽导轨21滑动配合连接，车轮弯头卡具20通过螺栓与板槽导轨21固定相连。 通过对调整螺杆19及车轮弯头卡具20的调整，可对轮对进行定位夹紧，对测试起到辅助 作用。
参阅图8，可调轨距引桥装置C可根据不同轨距的转向架进行调节，可移动轨道槽6 安装于车轮过桥7上，组合成滑动连接的整体，通过调整过桥丝杠5可调节移动轨道槽6 的位置，从而实现不同轨距转向架上台过程及定位过程的准确可靠。
参阅图2、 3、 4、 9，每个转向架纵向止推座总成D包括两台T70止推丝杠8、若干 纵向止推座螺栓9、 一个转向架纵向止推横梁10、两个纵向止推座ll。其中T70止推丝杠 8与转向架纵向止推横梁10滑动配合连接，转向架纵向止推横梁10通过螺栓与纵向止推座 ll固定连接，纵向止推座ll通过螺栓与基准平台a固定连接。在检测过程中，由转向架纵 向止推座总成D的T70止推丝杠8顶靠在转向架E的构架上，保证转向架构架在纵向X向 的定位，考虑到不同型号转向架的高度不同，因此在纵向止推座11上设置有众多的垂向Z 向罗纹孔，转向架纵向止推横梁10可根据转向架型号进行垂向Z向安装高度的调整，进而 调整T70止推丝杠8的高度。
参阅图l、 10，每个吊装式上横梁支柱V包括吊装式上横梁支柱12及若干支柱地脚 螺栓13。吊装式上横梁支柱12通过支柱地脚螺栓13与土建基础I固定连接。两个吊装式
上横梁支柱v安装于闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测台m的侧面，以保证车
身可自由进入检测位置。
参阅图1、 11，车身纵向止推座总成II包括车身连接杆14、止推座基础底板15、车 身固定支座16及若干个止推座地脚螺栓17。其中车身连接杆14通过螺钉与车身固定支座 16固定连接，车身固定支座16与止推座基础底板15滑动配合连接，止推座基础底板15通 过止推座地脚螺栓17与土建基础I固定连接。根据不同型号车辆车身长度的不同，车身固定支座16可在止推座基础底板15的纵向Y向的位置自由调整，并通过车身固定支座16上 的螺栓紧定车身固定支座16与止推座基础底板15的相对位置，此外，车身固定支座16上 设置有众多的垂向Z向罗纹孔，车身连接杆14根据不同信号车身高度在车身固定支座16 进行垂向Z向调整。
参阅图17、 18、 19，转向架位移测量系统G包括车架光栅式位移传感器40、测量板 39、磁力表座38和光栅尺安装架37，其中安装有测量板39 —侧的磁力表座38吸附在构架 或轮对上，光栅式位移传感器40固定在光栅尺安装架37上，当转向架的构架和轮对有相 对位移时，吸附于构架或轮对上的磁力表座38连同测量板39就会相对于光栅尺安装架37 移动，从而光栅式位移传感器40产生测量所需的位移信号。光栅式位移传感器40的电阻 应变片阻值的变化通过电桥转换成变化的电压输出，由放大电路进行信号调理，经计算机 接口电路进行A/D转换送至计算机。
参阅图28、 29、 30，控制系统包括液压控制系统、电气控制系统和计算机系统。 其中液压控制系统包括定量泵、伺服阀、伺服放大器等控制元件，采用电-液伺服的闭 环力反馈控制，系统的油源为电机组合泵，其工作压力和卸荷由电磁溢流阀设定和控制。 压力由压力表显示，系统的执行器为液压缸，通过电液伺服阀的控制，液压缸的活塞按要 求方向运动并带动转向架运动，并施加所设定的力。伺服阀采用的是两级电液伺服阀，每 个伺服阀前设有带污染指示的精过滤器。系统还设有包括液位计、温度调节器、吸油和回 油过滤器、储能器的辅助元件，该液压系统与微机控制系统对实验台进行闭环反馈控制。 液压控制系统的主控机为工业控制机，通过数据采集卡对试验系统进行测控，检测台的动 作指令由工业控制机发出，通过D/A接口进入伺服阀放大器进行信号放大，输出电流信号， 根据软件设定的运动频率和振幅，使液压缸活塞按要求的方向和设定的力进行往复运动加 载，液压缸同时带动转向架的轮对运动，并分别通过六维力传感器组和光栅式位移传感器 测量力和位移，检测到的位移信号和力信号通过调理后分别进入数据采集卡的A/D中。转 向架需按一定形式的受力谱来模拟轨道车辆运动时的受力状态，对转向架力的输入是由阀 控液压缸给出，因此实际上是由阀控液压缸输出一定形式的受力谱来对转向架进行加载， 计算机通过数据处理得到要求的转向架特性曲线；电气控制系统主要由硬件、软件及安全 保护装置组成。硬件包括A/D、 D/A采集卡、1/0接口卡、工业控制机、控制柜、稳压电 源、伺服控制单元、任务管理单元、信号调理器，具有外部命令信号输入和反馈信号外部 输出端口。软件包括系统管理、控制管理、伺服控制、振动控制、故障诊断、故障处理， 具有不同转向架测试程序的选择、自动采集和存储测量结果及实时显示结果的功能。用户
可以根据试验所需的载荷、幅值、频率等要求，进行相应的设定并控制伺服阀的动作，以 达到加载要求。控制系统具备8个作动器联动的协调加载能力，同时也能单独控制各作动 器，可设置各类单调加载、周期加载，实现给定频率、波形、幅值的信号再现。控制系统
中的安全保护装置对试验过程出现的(位移和力)过载、被试件意外开裂的故障有报警并
自动停机功能。
权利要求
1、一种闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测系统，主要由机械系统、测试系统和控制系统所组成，其特征在于，所述的机械系统包括一个车身纵向止推座总成(II)、一台闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测台(III)、两个吊装式上横梁支柱(V)，其中两个吊装式上横梁支柱(V)固定布置于闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测台(III)的一侧，车身纵向止推座总成(II)固定布置于闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测台(III)的前端；测试系统包括十二个位移检测系统(G)和四台六维力传感器(c)，其中十二个位移检测系统(G)分别布置于转向架(E)的模拟振梁(F)的两端处、待测整车(VI)的车身的下端处及四个车轮处，四台六维力传感器(c)分别布置于转向架(E)的四个车轮下，并分别与四个轮对定位夹紧系统(e)固定连接；控制系统主要由液压控制系统、电气控制系统和计算机系统组成，并集中布置于计算机控制室(IV)内，其中计算机控制室(IV)固定布置在闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测台(III)的一侧。
2、 根据权利要求l所述的闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测系统，其特征 在于，所述的闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测台(III)主要由闭环斜撑式垂 向加载龙门(A)、平面加载平台(B)、可调轨距引桥装置(C)、转向架纵向止推总成(D) 及模拟枕梁(F)组成，所述的闭环斜撑式垂向加载龙门(A)与平面加载平台(B)的基 准平台(a)周定连接，两个可调轨距引桥装置(C)通过螺栓固定在平面加载平台(B)的 基准平台(a)上，每个转向架纵向止推总成(D)通过多个纵向止推座螺栓(9)与基准平 台(a)固定连接，模拟枕梁(F)与转向架(E)浮动连接，平面加载平台(B)的基准平 台(a)通过地锚器(4)固定在土建基础(I )上。
3、 根据权利要求2所述的闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测系统，其特征 在于，所述的平面加载平台(B)包括基准平台(a)、横向油缸总成(b)、纵向油缸总成(f)和轮对定位夹紧装置(e)，其中的基准平台(a)是由多块铸铁平台通过螺栓固定连接 在一起，并通过多个地锚器(4)固定在土建基础(I )上，两台横向油缸总成(b)及四 台纵向油缸总成(f)通过内六角螺钉与基准平台(a)固定连接，两个小平台(d)采用双 向滚动滑轨方式与基准平台(a)滑动配合连接，每个小平台(d)上固定两台六维力传感 器(c)，轮对定位夹紧装置(e)的板槽导轨(21)通过螺钉方式与六维力传感器(c)固定 连接。
4、 根据权利要求3所述的闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测系统，其特征 在于，所述的横向油缸总成(b)包括油缸导轨丝杠(24)、轮辐式力传感器(26)、横向 油缸支承座(32)和横向油缸(34)，其中横向油缸(34)的尾端固定连接有横向油缸接长 管(35)，横向油缸接长管(35)的前端轴孔与小平台(d)的小平台中心孔(42)同轴连 接，横向油缸(34)的前端同轴固定连接有轮辐式力传感器(26)，轮辐式力传感器(26) 与横向油缸支承座(32)铰接，横向油缸支承座(32)与横向油缸导轨座(36)滑动配合连接，油缸导轨丝杠(24)的一端与固定在横向油缸支承座(32)上的丝杠丝母(30)螺 纹配合连接，另一端与固定在横向油缸导轨座(36)上的横向油缸导轨丝杠支承座(33) 的通孔同轴连接，横向油缸导轨座(36)固定在基准平台(a)上，横向油缸(34)通过伺 服阀独立控制。
5、 根据权利要求3所述的闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测系统，其特征 在于，所述的纵向油缸总成(f)包括油缸导轨丝杠(24)、纵向油缸(25)、轮辐式力传 感器(26)和纵向油缸支承座(31)，其中油缸导轨丝杠(24)的一端与固定在纵向油缸支 承座(31)上的丝杠丝母(30)螺纹配合连接，另一端与固定在纵向油缸导轨座(29)上 的纵向油缸导轨丝杠支承座(28)的通孔同轴连接；纵向油缸(25)的尾端固定连接有纵 向油缸接长管(23)，纵向油缸接长管(23)与纵向油缸支承座(31)铰接，纵向油缸支承 座(31)与纵向油缸导轨座(29)滑动配合连接，纵向油缸(25)的前端与轮辐式力传感 器(26)同轴固定连接，轮辐式力传感器(26)与固定在小平台(d)上的小平台纵向止推 箱(27)铰接，纵向油缸(25)通过伺服阀独立控制。
6、 根据权利要求3所述的闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测系统，其特征 在于，所述的轮对定位夹紧系统(e)包括固定每个车轮的两个内卡式轮挡(18)、板槽 导轨(21)和车轮弯头卡具(20)，所述的两个内卡式轮挡(18)通过调整螺杆(19)连接 成整体，并与板槽导轨(21)滑动配合连接，车轮弯头卡具(20)通过螺栓与板槽导轨(21) 固定相连。
7、 根据权利要求2所述的闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测系统，其特征 在于，所述的可调轨距引桥装置(C)可根据不同轨距的转向架进行调节，可移动轨道槽(6) 安装于车轮过桥(5)上，组合成滑动连接的整体，通过调整过桥丝杠(7)可调节移动轨 道槽(6)的位置。
8、 根据权利要求l所述的闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测系统，其特征 在于，所述的每个转向架纵向止推座总成(D)包括T70止推丝杠(8)、转向架纵向止推 横梁(10)和纵向止推座(11)，其中T70止推丝杠(8)与转向架纵向止推横梁(10)滑 动配合连接，转向架纵向止推横梁(10)固定在纵向止推座(11)上，纵向止推座(11) 固定在基准平台(a)上。
9、 根据权利要求l所述的闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测系统，其特征 在于，所述的每个吊装式上横梁支柱(V)包括吊装式上横梁支柱(12)及若干支柱地 脚螺栓(13)。吊装式上横梁支柱(12)通过支柱地脚螺栓(13)与土建基础(I )固定连 接。
10、 根据权利要求1所述的闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测系统，其特 征在于，所述的车身纵向止推座总成(II)包括车身连接杆(14)、止推座基础底板(15)、 车身固定支座(16)及若干个止推座地脚螺栓(17)，其中车身连接杆(14)固定连接在车 身固定支座(16)上，车身固定支座(16)与止推座基础底板(15)滑动配合连接，止推 座基础底板(15)通过固定连接在土建基础(I )上。
11、 根据权利要求1所述的闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测系统，其特 征在于,所述的转向架位移测量系统(G)包括车架光栅式位移传感器(40)、测量板(39)、磁力表座(38)和光栅尺安装架(37)，其中安装有测量板(39) —侧的磁力表座(38)吸 附在构架或轮对上，光栅式位移传感器(40)固定在光栅尺安装架(37)上，传感器的电 阻应变片阻值的变化通过电桥转换成变化的电压输出，由放大电路进行信号调理，经计算 机接口电路进行A/D转换并送至计算机处理。
12、 根据权利要求1所述的闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测系统，其特 征在于，所述的液压控制系统包括定量泵、伺服阀和伺服放大器控制元件的控制，并包括力、位移和开关量传感器、控制器和变送器，主控机为工业控制机，通过数据采集卡对液压系统进行测控，检测台的动作指令由工业控制机发出，通过D/A接口进入伺服阀放 大器进行信号放大并输出电流信号，根据软件设定的运动频率和振幅，使液压缸活塞按要 求的方向和设定的力进行往复运动加载，液压缸在伸縮运动的同时带动转向架的轮对进行 运动。
13、 根据权利要求1所述的闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测系统，其特 征在于，所述的电气控制系统主要由硬件、软件及安全保护装置组成，硬件包括A/D、 D/A采集卡、1/0接口卡、工业控制机、控制柜、稳压电源、伺服控制单元和信号调理器， 以及具有外部命令信号输入和反馈的信号外部输出端口；软件包括系统管理、控制管理、 伺服控制、振动控制、故障诊断和故障处理，具有不同转向架测试程序的选择、自动采集 和存储测量结果及实时显示结果的功能；用户根据试验所需的载荷、幅值和频率要求，进 行相应的设定并控制伺服阀的动作，以达到加载要求；控制系统具备8个作动器联动的协 调加载能力，同时也能单独控制各作动器，并设置各类单调加载、周期加载，实现给定频 率、波形、幅值的信号再现；电气控制系统中的安全保护装置对试验过程出现的位移和力 过载、被试转向架意外开裂的故障有报警并自动停机功能。
全文摘要
本发明涉及轨道车辆参数动态检测设备，特别是涉及一种闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测系统。它由机械系统、测试系统和控制系统所组成，其中机械系统包括车身纵向止推座总成(II)、闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测台(III)、吊装式上横梁支柱(V)，其中闭环斜撑式轨道车辆转向架刚度参数动态检测台(III)主要由闭环斜撑式垂向加载龙门(A)、平面加载平台(B)、可调轨距引桥装置(C)、转向架纵向止推总成(D)、模拟枕梁(F)；测试系统包括位移检测系统(G)和六维力传感器(c)；控制系统主要由液压控制系统、电气控制系统和计算机系统组成。该系统可对整车及独立两种状态下的转向架刚度参数的动态测试。
文档编号G01M5/00GK101561339SQ20091006702
公开日2009年10月21日 申请日期2009年5月31日 优先权日2009年5月31日
发明者刘玉梅, 周殿买, 张立斌, 观 徐, 林慧英, 梁树林, 潘洪达, 伟 熊, 王兴宇, 建 苏, 蓝志坤, 熔 陈 申请人:吉林大学