专利名称：转向架构架静强度和疲劳试验支撑装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于轨道车辆转向架构架静强度和疲劳试验的支撑装置及其方法，属于轨道交通技术领域。
背景技术：
随着国内城市轨道交通的迅速普及与车辆行驶速度的大幅提升，对于承载车体与传递牵引力的转向架构架提出了更高的设计和使用要求。为更好地了解转向架构架的强度性能指标，通常需要进行静强度和疲劳试验。进行此类静强度和疲劳试验时，需对构架施加垂向、横向和纵向等主要载荷以及诸如电机安装座、制动吊座等安装座上的局部载荷，施加这些载荷时必须对构架进行有效的支撑固定。即支撑装置应能够一方面提供加载时的约束反力，另一方面还要对构架实施斜对称位移和纵向的蠕滑力矩。所谓斜对称位移是模拟转向架通过缓和曲线时，由于四个车轮不在一个水平面内，导致的支撑力不平衡而导致的构架的扭转变形。所谓纵向蠕滑力矩是由于同一根车轴上的左右车轮受到的纵向蠕滑力的方向是相反的，而大小是近似相等的力，这两个力形成的力矩就是纵向蠕滑力矩。现有实施转向架构架静强度和疲劳试验时，所采用的支撑装置是一种完全固定在试验台上的装置，对构架有四个支撑点。若对构架施加斜对称位移需在一个支撑点上增加高度，例如加一垫片，这种方式对静态试验是可用的，而在实施转向架构架疲劳试验时同样要求斜对称位移，加载次数约为100万次，上述增加高度的支撑方式显然是无法实施的。因此现有支撑装置仅是固定地应用于试验台，而无法对构架施加纵向蠕滑力矩进行准确地测试。有鉴于此，特提出本专利申请。
发明内容
本发明所述的转向架构架静强度和疲劳试验支撑装置及其方法，其目的在于解决上述问题和缺陷而在纵向、横向与垂向上同时形成柔性支撑，即任意一方向的支撑不受其他方向载荷的约束，从而可基于同一支撑装置分别实施静强度试验与疲劳试验。另一发明目的是，实现对转向架构架施加纵向蠕滑力矩和斜对称变形，以期便于疲劳试验时对构架施加必要的载荷和位移量。为实现上述发明目的，所述转向架构架静强度和疲劳试验支撑装置主要包括有:用于承载被试验构架的2根车轴，车轴分别连接2组纵向拉杆、I组横向拉杆和I组垂向支撑杆。其中，纵向拉杆、横向拉杆和垂向支撑杆均为二力杆；纵向拉杆、横向拉杆均是一端连接安装座、另一端连接于车轴；垂向支撑杆连接于试验台与车轴的垂向之间。如上述基本方案，针对承载被试验构架的车轴，在纵向、横向与垂向上通过二力杆形成了柔性支撑，即车轴在垂向、横向和纵向中的任何一个方向的运动是不受另两个方向约束的，从而分别实现对被试验构架施加斜对称位移与纵向蠕滑力矩。在施加纵向蠕滑力矩时，可将连接于同一车轴的纵向拉杆，均更换为向车轴连续地施加往复纵向载荷的激振器，并且2个激振器对车轴施加方向相反的载荷。激振器以载荷控制的方式对车轴施加相反方向的纵向力，即激振器带动车轴做摇头运动，而不受横向拉杆和垂向支撑杆的约束作用。在进行静强度和疲劳试验时，至少I根垂向支撑杆被用于向车轴连续地施加往复垂向载荷的激振器代替。激振器以位移控制的方式对车轴施加垂向向上或向下的位移，即通过激振器带动车轴做侧滚运动，并且同时可不受横向拉杆和纵向拉杆的约束作用，从而对被试构架施加斜对称位移量。基于上述发明构思与支撑装置的使用，还可实现下述转向架构架静强度和疲劳试验支撑方法:被试验构架通过工装夹具安装于2根并列放置的车轴上；通过纵向拉杆、横向拉杆和垂向支撑杆对车轴形成柔性支撑，从而车轴在任意一方向上的固定连接不受其他方向上的运动、载荷的约束与干涉。其中,在被试验构架同一侧,通过2根横向拉杆施加于2根车轴方向相同的横向约束。连接在同一车轴上的纵向拉杆同时更换为激振器，从而向车轴连续地施加方向交变的纵向蠕滑力矩。至少I根垂向支撑杆被一加载油缸代替,从而向车轴连续地施加往复垂向载荷。综上内容，本发明转向架构架静强度和疲劳试验支撑装置及其方法具有以下优点和有益效果:1、针对车轴形成柔性支撑，能够基于同一支撑装置分别实施静强度试验与疲劳试验。2、实现对转向架构架施加纵向蠕滑力矩和斜对称变形，省时省力并无需人工干预。3、能够显著地提高静强度和疲劳试验测试数据的准确性，有利于系统地测评转向架构架的强度性能指标。
现结合以下附图对本发明做进一步地说明。图1是所述转向架构架静强度和疲劳试验支撑装置示意图；如图1所示，被试验构架1、车轴2、纵向拉杆3、横向拉杆4、垂向支撑杆5、纵向拉杆安装座6、横向拉杆安装座7。
具体实施例方式实施例1，如图1所示，所述的转向架构架静强度和疲劳试验支撑装置主要包括有:用于承载被试验构架I的2根并列放置的车轴2 ；
车轴2连接有2组相反方向设置的纵向拉杆3，每组中有2根纵向拉杆3，每一纵向拉杆3分别连接纵向拉杆安装座6、车轴2与被试验构架I之间承载部位的纵向上；车轴2连接有I组横向拉杆4，其中2根横向拉杆4沿被试验构架I的两侧、分别连接于横向拉杆安装座7、车轴2与被试验构架I之间承载部位的横向上；在车轴2底部支撑有I组4根垂向支撑杆5，垂向支撑杆5分别连接于试验台、车轴2与被试验构架I之间承载部位的底部；纵向拉杆3、横向拉杆4和垂向支撑杆5均为二力杆；连接在同一车轴2上的2根纵向拉杆3同时被用于向车轴2连续地施加往复纵向载荷的激振器代替；至少I根垂向支撑杆5被一用于向车轴2连续地施加往复垂向位移的激振器代替。基于上述支撑装置而实现的转向架构架静强度和疲劳试验支撑方法如下:被试验构架I通过工装夹具安装于2根并列放置的车轴2上；通过纵向拉杆3、横向拉杆4和垂向支撑杆5对车轴2形成柔性支撑，从而车轴2在任意一方向上的固定连接不受其他方向上的运动、载荷的约束与干涉。 其中,在被试验构架I同一侧，通过2根横向拉杆4施加于2根车轴2方向相同的牵引连接。连接在同一车轴2上的2根纵向拉杆3同时被激振器代替，从而向车轴2连续地施加往复的纵向载荷。至少I根垂向支撑杆5被一加载油缸代替，从而向车轴2连续地施加往复垂向载荷。如上所述，结合附图和实施例所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据上述技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范围。
权利要求
1.一种转向架构架静强度和疲劳试验支撑装置，其特征在于:包括有用于承载被试验构架⑴的2根车轴⑵，车轴⑵分别连接2组纵向拉杆(3)、I组横向拉杆⑷和I组垂向支撑杆(5)； 纵向拉杆(3)、横向拉杆⑷和垂向支撑杆(5)均为二力杆； 纵向拉杆(3)、横向拉杆(4)均是一端连接安装座、另一端连接于车轴(2); 垂向支撑杆(5)连接于试验台与车轴(2)的垂向之间。
2.根据权利要求1所述的转向架构架静强度和疲劳试验支撑装置，其特征在于:连接于同一车轴(2)的纵向拉杆(3)，均更换为向车轴(2)连续地施加往复纵向载荷的激振器。
3.根据权利要求1或2所述的转向架构架静强度和疲劳试验支撑装置，其特征在于:至少I根垂向支撑杆(5)，被用于向车轴(2)连续地施加往复垂向载荷的激振器代替。
4.如权利要求1至3所述转向架构架静强度和疲劳试验支撑装置实现的支撑方法，其特征在于:被试验构架(I)通过工装夹具安装于2根并列放置的车轴(2)上； 通过纵向拉杆(3)、横向拉杆(4)和垂向支撑杆(5)对车轴(2)形成柔性支撑，从而车轴(2)在任意一方向上的固定连接不受其他方向上的运动、载荷的约束与干涉。
5.根据权利要求4所述的转向架构架静强度和疲劳试验支撑方法，其特征在于:在被试验构架(I)同一侧，通过2根横向拉杆⑷施加于2根车轴⑵方向相同的横向约束。
6.根据权利要求4或5所述的转向架构架静强度和疲劳试验支撑方法，其特征在于:连接在同一车轴(2)上的纵向拉杆(3)同时更换为激振器，从而向车轴(2)连续地施加方向交变的纵向蠕滑力矩。
7.根据权利要求6所述的转向架构架静强度和疲劳试验支撑方法，其特征在于: 至少I根垂向支撑杆(5)被一激振器代替，从而向车轴(2)连续地施加往复垂向载荷。
全文摘要
本发明所述的转向架构架静强度和疲劳试验支撑装置及其方法，在纵向、横向与垂向上同时形成柔性支撑，即任意一方向的支撑不受其他方向载荷的影响。支撑装置包括用于承载被试验构架的2根车轴，每根车轴分别由2组纵向拉杆、1组横向拉杆和1组垂向支撑杆来实施约束。其中，纵向拉杆、横向拉杆和垂向支撑杆均为二力杆；纵向拉杆、横向拉杆和垂向支撑杆，均是一端连接安装座、另一端连接于车轴。这些二力杆对车轴在纵向、横向与垂向上通过二力杆形成了柔性支撑，即车轴在垂向、横向和纵向中的任何一个方向的运动是不受另两个方向约束的，从而分别实现对被试验构架施加斜对称位移与纵向蠕滑力矩。
文档编号G01N3/02GK103163015SQ20111040533
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者刘德刚, 刘为亚, 李亚波, 李庆升, 韩龙 申请人:南车青岛四方机车车辆股份有限公司