轴箱轴承综合性能试验台的制作方法

本发明涉及一种轨道车辆轴箱轴承试验装置，更具体地说，本发明涉及一种轴箱轴承综合性能试验台。

背景技术：

高速动车组是高速铁路的核心技术之一，轴箱轴承是动车组行驶过程中重要组成部分，在动车组实际运行时，轴箱轴承性能的好坏直接影响到动车组运行的安全性，如果轴箱轴承出现损伤，将会使轴承的旋转精度丧失，振动增加，产生噪声和旋转阻力，严重时将造成重大车辆安全事故。因此，对动车组轴箱轴承进行可靠性考核对动车组的安全运行具有重要意义。

技术实现要素：

本发明提供了一种结构简单，能够模拟轨道车辆轴箱轴承在实际线路上运行时的速度与振动情况，能够为轨道车辆轴箱轴承在进行台架试验时提供真实可靠的试验环境，克服了轨道车辆不能在实际运行中做动车组轴箱轴承可靠性试验的问题，提供了一种轴箱轴承综合性能试验装置。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的，结合附图说明如下：

一种轴箱轴承综合性能试验台，由电磁激振器、激振测力传感器装配体和试验设备装配体组成，所述电磁激振器为两个并列放置在设备安装地基上，所述两个电磁激振器并列放置在设备安装地基上，所述两个激振测力传感器装配体结构相同，均包括传感器销轴座(6)和激振传感器(7)，所述传感器销轴座(6)和激振传感器(7)通过销轴球关节连接；所述试验设备装配体(5)通过螺栓固定在1、2号电磁激振器(1、3)上，所述1号激振测力传感器装配体(2)下端通过螺栓固定在1号电磁激振器(1)上，所述2号激振测力传感器装配体(4)下端通过螺栓固定在2号电磁激振器(3)上；

所述1号激振测力传感器装配体(2)上端与试验设备装配体(5)中的1号轴箱激振卡具(13)通过销轴球关节连接，所述2号激振测力传感器装配体(4)上端与试验设备装配体(5)中的2号轴箱激振卡具(14)通过销轴球关节连接。

所述试验设备装配体5由试验设备安装框架8、1、2号反力龙门装配体9、10、1、2号横向激振连杆装置11、12、1、2号轴箱激振卡具13、14、试验轴与轴箱总成15、双向横向激振作动器16、驱动电机17和1、2号减震器20、21组成，所述试验设备安装框架8是由矩形钢管和圆形钢板焊接而成结构件，下端设置有两个供安装1、2号电磁激振器1、3的横梁，试验设备安装框架8的中间还设置有两个供试验轴安装轴箱总成15的轴承座安装板。

所述1、2号反力龙门装配体9、10均通过螺栓固定在试验设备安装框架8上，所述试验轴与轴箱总成15中的1、2号支撑轴承座装置35、37通过螺栓固定在试验设备安装框架8上设置的两个轴承座安装板上，所述试验轴与轴箱总成15中的1、2号轴箱总成34、38的摆臂安装端分别通过半圆形压板固定在1、2号反力龙门装配体9、10上，所述试验轴与轴箱总成15中的1、2号轴箱总成34、38的顶端分别与与1、2号反力龙门装配体9、10中的轴箱弹簧33面接触连接；所述1、2号轴箱激振卡具13、14结构相同，1、2号轴箱激振卡具13、14分别通过螺栓紧固在1、2号轴箱总成34、38上；所述双向横向激振作动器16通过螺栓固定在试验设备安装框架8上横向激振作动器安装横梁上，所述电机支座18通过螺栓固定在试验设备安装框架8上，所述驱动电机17固定在电机支座18上，驱动电机17与试验轴与轴箱总成15通过传动皮带19转动连接，所述1号减震器(20)下端通过螺栓固定在1号轴箱总成(34)上，所述2号减震器(21)下端通过螺栓固定在2号轴箱总成(38)上；所述1号减震器(20)上端通过螺栓与1号反力龙门装配体(9)紧固连接，所述2号减震器(21)上端通过螺栓与2号反力龙门装配体(10)紧固连接。

所述1、2号横向激振连杆装置11、12结构相同，均包括轴箱连接板22、横向激振过渡板23和作动器连接耳环24，所述轴箱连接板22与横向激振过渡板23通过螺栓紧固连接，所述横向激振过渡板23与作动器连接耳环24通过销轴球关节连接；

所述1号横向激振连杆装置11中的轴箱连接板22通过螺栓与试验轴与轴箱总成15中的1号轴箱总成34连接，所述2号横向激振连杆装置12中的轴箱连接板22通过螺栓与试验轴与轴箱总成15中的2号轴箱总成38连接，所述1、2号横向激振连杆装置11、12中的作动器连接耳环24分别通过销轴与双向横向激振作动器16球关节连接。

所述的1号反力龙门装配体9和2号反力龙门装配体10结构相同，均由轴箱静力加载装置25、1号龙门立柱26、龙门横梁27和2号龙门立柱28组成，所述1号龙门立柱26、龙门横梁27和2号龙门立柱28均为钢管和钢板焊接而成的焊接件，所述龙门横梁27分别与1号龙门立柱26和2号龙门立柱28通过连接板螺栓连接；

所述1号龙门立柱26还设置有供1号轴箱总成34和2号轴箱总成38上的摆臂安装端固定的梯形钢板，所述轴箱静力加载装置25安装在龙门横梁27中间；

所述轴箱静力加载装置25由静力加载作动器29、作动器安装过渡板30、静力测力传感器31、弹簧上端压盖32和轴箱弹簧33组成，所述静力加载作动器29和作动器安装过渡板30通过螺栓固定连接，所述静力测力传感器31与静力加载作动器29的作动器施力杆螺纹连接，所述静力测力传感器31与弹簧上端压盖32通过螺栓螺纹紧固连接，轴箱弹簧33与弹簧上端压盖32面接触连接。

所述的试验轴与轴箱总成15由1号轴箱总成34、1号支撑轴承座装置35、试验轴总成36、2号支撑轴承座装置37和2号轴箱总成38组成，其中1号轴箱总成34和2号轴箱总成38均采用动车组原有轴箱总成，以确保试验数据的真实性；

所述的试验轴总成36由试验用轴39、1号轴箱轴承40、1号轴箱油封41、2号轴箱轴承42、2号轴箱油封43、1号支撑轴承油封44、1号支撑轴承45、2号支撑轴承油封46、从动带轮47、3号支撑轴承油封48、2号支撑轴承49和4号支撑轴承油封50组成，其中1号轴箱轴承40和2号轴箱轴承42结构相同，为试验件，均采用动车组实际在用轴箱轴承，1号轴箱油封41和2号轴箱油封43结构相同，采用动车组在用轴箱油封。

所述试验用轴39是一个阶梯轴，其上依次安装有1号轴箱轴承40、1号轴箱油封41、1号支撑轴承油封44、1号支撑轴承45、2号支撑轴承油封46、从动带轮47、3号支撑轴承油封48、2号支撑轴承49、4号支撑轴承油封50、2号轴箱油封43和2号轴箱轴承42，

所述1号轴箱轴承40和2号轴箱轴承42分别安装在试验用轴39的两端，其内为1号支撑轴承45和2号支撑轴承49，所述从动带轮47与试验用轴39键传动连接。

所述1号支撑轴承座装置35和2号支撑轴承座装置37结构相同，均由轴承座支撑空气弹簧58、轴承座底座59、轴承座顶盖60和温度传感器61组成，所述轴承座支撑空气弹簧58上端和下端均设置有连接法兰，所述轴承座顶盖60与轴承座底座59通过螺栓连接，所述轴承座底座59通过圆盘与轴承座支撑空气弹簧58上端连接法兰连接，所述温度传感器61通过螺栓固定在轴承座顶盖60的顶部，用于测量试验过程中1号支撑轴承45和2号支撑轴承49的温度，防止试验过程中1号支撑轴承45和2号支撑轴承49温度过高损坏轴承。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本试验台能够模拟轨道车辆轴箱轴承在实际路试时转速以及振动工况条件，从而能够保证提供的数据更具有正确性和真实性。

1、本发明所述的轴箱轴承综合性能试验台解决了现存的在动车组在实际运行线路工况下进行轨道车辆轴箱轴承试验不可行问题。

2、本发明所述的轴箱轴承综合性能试验台可以实现对轴箱轴承提供车速500km/h以内的试验环境，完全可以满足我国已经运行或正在开发的动车组轴箱轴承的试验，对提高动车组的安全运行以及加快动车组技术的发展有很好的促进作用，同时还有很好的社会效益和经济效益。

3、本发明所述的轴箱轴承综合性能试验台可以精确的模拟动车组在实际轨道中的轨道车辆轴箱轴承的振动情况，为轨道车辆轴箱轴承试验提供了很好地测试基础，保证了试验数据的准确性。

4、本发明所述的轴箱轴承综合性能试验台结构设计合理，采用螺栓紧固的方式将各零部件安装到基础框架上，若某一零部件发生故障，可以方便的检修或更换，大大提高了轴箱轴承综合性能试验台的试验效率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是本发明所述的轴箱轴承综合性能试验台的轴测投影视图；

图2是本发明所述的轴箱轴承综合性能试验台中激振测力传感器装配体的轴测投影视图；

图3是本发明所述的轴箱轴承综合性能试验台中试验设备装配体的轴测投影视图；

图4是本发明所述的轴箱轴承综合性能试验台中试验设备装配体的反向轴测投影视图；

图5是本发明所述的轴箱轴承综合性能试验台中试验设备安装框架的轴测投影视图；

图6是本发明所述的轴箱轴承综合性能试验台中横向激振连杆装置的轴测投影图；

图7是本发明所述的轴箱轴承综合性能试验台中反力龙门装配体的轴测投影视图；

图8是本发明所述的轴箱轴承综合性能试验台中静力加载装置的轴测投影视图；

图9是本发明所述的轴箱轴承综合性能试验台中试验轴与轴箱总成的轴测投影图；

图10是本发明所述的轴箱轴承综合性能试验台中试验轴总成的轴测投影图；

图11是本发明所述的轴箱轴承综合性能试验台中试验用轴的轴测投影图；

图12是本发明所述的轴箱轴承综合性能试验台中支撑轴承座装置的轴测投影图；

图中：1.1号电磁激振器；2.1号激振测力传感器装配体；3.2号电磁激振器；4.2号激振测力传感器装配体；5.试验设备装配体；6.传感器销轴座；7.激振传感器；8.试验设备安装框架；9.1号反力龙门装配体；10.2号反力龙门装配体；11.1号横向激振连杆装置；12.2号横向激振连杆装置；13.1号轴箱激振卡具；14.2号轴箱激振卡具；15.试验轴与轴箱总成；16.双向横向激振作动器；17.驱动电机；18.电机支座；19.传动皮带；20.1号减震器；21.2号减震器；22.轴箱连接板；23.横向激振过渡板；24.作动器连接耳环；25.轴箱静力加载装置；26.1号龙门立柱；27.龙门横梁；28.2号龙门立柱；29.静力加载作动器；30.作动器安装过渡板；31.静力测力传感器；32.弹簧上端压盖；33.轴箱弹簧；34.1号轴箱总成；35.1号支撑轴承座装置；36.试验轴总成；37.2号支撑轴承座装置；38.2号轴箱总成；39.试验用轴；40.1号轴箱轴承；41.1号轴箱油封；42.2号轴箱轴承；43.2号轴箱油封；44.1号支撑轴承油封；45.1号支撑轴承；46.2号支撑轴承油封；47.从动带轮；48.3号支撑轴承油封；49.2号支撑轴承；50.4号支撑轴承油封；51.1号轴箱轴承安装轴；52.1号过渡轴；53.1号支撑轴承安装轴；54.中间轴；55.2号支撑轴承安装轴；56.2号过渡轴；57.2号轴箱轴承安装轴；58.轴承座支撑空气弹簧；59.轴承座底座；60.轴承座顶盖；61.温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

参阅图1和图2，所述的轴箱轴承综合性能试验台由1号电磁激振器1、1号激振测力传感器装配体2、2号电磁激振器3、2号激振测力传感器装配体4和试验设备装配体5组成，其中1号激振测力传感器装配体2和2号激振测力传感器装配体4结构完全相同，均包括传感器销轴座6和激振传感器7，传感器销轴座6和激振传感器7通过销轴球关节连接。

1号电磁激振器1和2号电磁激振器3并列放置在设备安装地基上，试验设备装配体5通过螺栓固定在1号电磁激振器1和2号电磁激振器3上，1号激振测力传感器装配体2的下端通过螺栓固定在1号电磁激振器1上，2号激振测力传感器装配体4的下端通过螺栓固定在2号电磁激振器3上，1号激振测力传感器装配体2的上端与试验设备装配体5中的1号轴箱激振卡具13通过销轴球关节连接，2号激振测力传感器装配体4的上端与试验设备装配体5中的2号轴箱激振卡具14通过销轴球关节连接。

参阅图3至图6，所述的试验设备装配体5包括试验设备安装框架8、1号反力龙门装配体9、2号反力龙门装配体10、1号横向激振连杆装置11、2号横向激振连杆装置12、1号轴箱激振卡具13、2号轴箱激振卡具14、试验轴与轴箱总成15、双向横向激振作动器16、驱动电机17、电机支座18、传动皮带19、1号减震器20和2号减震器21。

试验设备安装框架8是焊接类结构件，由矩形钢管和圆形钢板焊接而成，下端设置有两个供与1号电磁激振器1和2号电磁激振器3连接使用的横梁，上端设置有供横向激振作动器安装的横向激振作动器安装横梁，试验设备安装框架8的中间还设置有两个供试验轴与轴箱总成15连接的轴承座安装板，并在安装板上设置有6-8个圆形通孔。

1号反力龙门装配体9和2号反力龙门装配体10均通过螺栓固定在试验设备安装框架8上，试验轴与轴箱总成15中的1号支撑轴承座装置35和2号支撑轴承座装置37通过螺栓固定在试验设备安装框架8上设置的两个轴承座安装板上，试验轴与轴箱总成15中的1号轴箱总成34和2号轴箱总成38上的摆臂安装端分别通过半圆形压板固定在1号反力龙门装配体9和2号反力龙门装配体10上，试验轴与轴箱总成15中的1号轴箱总成34的顶端与1号反力龙门装配体9中的轴箱弹簧33面接触连接，试验轴与轴箱总成15中的2号轴箱总成38的顶端与2号反力龙门装配体10中的轴箱弹簧33面接触连接，1号轴箱激振卡具13和2号轴箱激振卡具14结构完全相同，1号轴箱激振卡具13通过4个螺栓紧固在试验轴与轴箱总成15中的1号轴箱总成34上，2号轴箱激振卡具14通过4个螺栓紧固在试验轴与轴箱总成15中的2号轴箱总成38上，双向横向激振作动器16通过螺栓固定在试验设备安装框架8上横向激振作动器安装横梁上，电机支座18通过螺栓固定在试验设备安装框架8上，驱动电机17和电机支座18通过螺栓紧固连接，驱动电机17和试验轴与轴箱总成15通过传动皮带19转动连接，1号减震器20的下端通过螺栓固定在试验轴与轴箱总成15中的1号轴箱总成34上，上端通过螺栓与1号反力龙门装配体9紧固连接，2号减震器21的下端通过螺栓固定在试验轴与轴箱总成15中的2号轴箱总成38上，上端通过螺栓与2号反力龙门装配体10紧固连接。

1号横向激振连杆装置11和2号横向激振连杆装置12结构完全相同，均包括轴箱连接板22、横向激振过渡板23和作动器连接耳环24，轴箱连接板22和横向激振过渡板23通过螺栓紧固连接，横向激振过渡板23和作动器连接耳环24通过销轴球关节连接。

1号横向激振连杆装置11中的轴箱连接板22通过螺栓与试验轴与轴箱总成15中的1号轴箱总成34连接，1号横向激振连杆装置11中的作动器连接耳环24通过销轴与双向横向激振作动器16球关节连接，2号横向激振连杆装置12中的轴箱连接板22通过螺栓与试验轴与轴箱总成15中的2号轴箱总成38连接，2号横向激振连杆装置12中的作动器连接耳环24通过销轴与双向横向激振作动器16球关节连接。

参阅图7和图8，所述的1号反力龙门装配体9和2号反力龙门装配体10结构完全相同，均由轴箱静力加载装置25、1号龙门立柱26、龙门横梁27和2号龙门立柱28组成，1号龙门立柱26、龙门横梁27和2号龙门立柱28均为钢管和钢板焊接而成的焊接件，1号龙门立柱26和2号龙门立柱28的下端连接板上均设置有4个供螺栓通过的圆形通孔，1号龙门立柱26和2号龙门立柱28的上端连接板上均设置有6个供螺栓通过的圆形通孔，1号龙门立柱26还设置有供1号轴箱总成34和2号轴箱总成38上的摆臂安装端固定的梯形钢板，龙门横梁27中间设置有供轴箱静力加载装置25安装的圆柱形通孔，并在圆柱形通孔的上端面沿圆周方向均匀设置有4个螺纹孔，龙门横梁27的左右两侧还分别设置一块矩形钢板，供龙门横梁27和1号龙门立柱26、2号龙门立柱28连接使用，龙门横梁27与1号龙门立柱26通过螺栓紧固连接，龙门横梁27和2号龙门立柱28通过螺栓紧固连接，轴箱静力加载装置25通过螺栓固定在龙门横梁27中间设置有供轴箱静力加载装置25安装的圆柱形通孔上。

轴箱静力加载装置25由静力加载作动器29、作动器安装过渡板30、静力测力传感器31、弹簧上端压盖32和轴箱弹簧33组成，静力加载作动器29和作动器安装过渡板30通过螺栓固定连接，静力测力传感器31与静力加载作动器29的作动器施力杆螺纹连接，静力测力传感器31与弹簧上端压盖32通过螺栓螺纹紧固连接，轴箱弹簧33与弹簧上端压盖32面接触连接。

参阅图9至图12，所述的试验轴与轴箱总成15由1号轴箱总成34、1号支撑轴承座装置35、试验轴总成36、2号支撑轴承座装置37和2号轴箱总成38组成，其中1号轴箱总成34和2号轴箱总成38均采用动车组原有轴箱总成，以确保试验数据的真实性。

所述的试验轴总成36由试验用轴39、1号轴箱轴承40、1号轴箱油封41、2号轴箱轴承42、2号轴箱油封43、1号支撑轴承油封44、1号支撑轴承45、2号支撑轴承油封46、从动带轮47、3号支撑轴承油封48、2号支撑轴承49和4号支撑轴承油封50组成，其中1号轴箱轴承40和2号轴箱轴承42结构完全相同，为试验件，均采用动车组实际在用轴箱轴承，1号轴箱油封41和2号轴箱油封43结构完全相同，采用动车组在用轴箱油封。

所述的试验用轴39是一个阶梯轴，由1号轴箱轴承安装轴51、1号过渡轴52、1号支撑轴承安装轴53、中间轴54、2号支撑轴承安装轴55、2号过渡轴56和2号轴箱轴承安装轴57组成，并在中间轴54的左侧设置有供从动带轮47安装的键槽，从动带轮47与试验用轴39键传动连接，1号轴箱油封41的右侧面与1号轴箱轴承安装轴51和1号过渡轴52之间的轴肩面接触连接，1号轴箱油封41的左侧面与1号轴箱轴承40的轴承内环的右端面面接触连接，1号轴箱轴承40与1号轴箱轴承安装轴51过盈配合，1号支撑轴承45安装在1号支撑轴承安装轴53上，且过盈配合，1号支撑轴承油封44的右侧面与1号支撑轴承45的轴承内环的左端面面接触连接，2号支撑轴承油封46左侧面与1号支撑轴承45的轴承内环的右端面面接触连接，2号轴箱油封43的左侧面与2号过渡轴56和2号轴箱轴承安装轴57之间的轴肩面接触连接，2号轴箱油封43的右侧面与2号轴箱轴承42的轴承内环的左端面面接触连接，2号轴箱轴承42与2号轴箱轴承安装轴57过盈配合，2号支撑轴承49安装在2号支撑轴承安装轴55上，且过盈配合，3号支撑轴承油封48的右侧面与2号支撑轴承49的轴承内环的左端面面接触连接，4号支撑轴承油封50左侧面与2号支撑轴承49的轴承内环的右端面面接触连接，1号轴箱总成34与1号轴箱轴承40轴承外环面接触连接，2号轴箱总成38与2号轴箱轴承42轴承外环面接触连接，1号支撑轴承座装置35与1号支撑轴承45轴承外环面接触连接，2号支撑轴承座装置37与2号支撑轴承49轴承外环面接触连接。

所述的1号支撑轴承座装置35和2号支撑轴承座装置37结构完全相同，均包括轴承座支撑空气弹簧58、轴承座底座59、轴承座顶盖60和温度传感器61，轴承座支撑空气弹簧58上端和下端均设置有连接法兰，轴承座支撑空气弹簧58的下端连接法兰沿圆周设置有6-8个圆形通孔，供支撑轴承座装置与试验设备安装框架8连接使用，轴承座支撑空气弹簧58的上端连接法兰沿圆周设置有12-18个圆形通孔，供轴承座支撑空气弹簧58与轴承座底座59连接使用，轴承座底座59为铸造类结构件，下端设置有供轴承座底座59安装使用的圆盘，并沿圆盘的圆周设置有12-18个圆形通孔，轴承座顶盖60通过螺栓与轴承座底座59连接，且轴承座顶盖60内侧轴承接触面与轴承座底座59内侧轴承接触面同圆心，温度传感器61通过螺栓固定在轴承座顶盖60的顶部，用于测量试验过程中1号支撑轴承45和2号支撑轴承49的温度，防止试验过程中1号支撑轴承45和2号支撑轴承49温度过高损坏轴承，影响试验结果。

本发明的工作原理为：

驱动电机17带动试验轴总成36转动，通过调整驱动电机17的转速实现对试验轴总成36的转速调节，从而实现对不同转速下的试验，通过轴箱静力加载装置25实现对1号轴箱总成34和2号轴箱总成38静力加载，通过改变静力加载作动器29的加载力的大小改变对1号轴箱总成34和2号轴箱总成38静力加载，通过1号电磁激振器1和2号电磁激振器3对试验轴与轴箱总成提供不同的激振频率和激振加速度，通过在不同转速下、不同的静力加载、不同激振频率和不同激振加速度下对1号轴箱总成34、2号轴箱总成38、1号轴箱轴承40和2号轴箱轴承42进行性能测试。