一种轨道车辆车体纵向载荷拉压加载装置的制作方法

本实用新型涉及轨道车辆测试技术领域，尤其是在进行轨道车体静强度试验过程中，用于向轨道车辆车体施加纵向载荷的拉压加载装置。

背景技术：

轨道车辆的制造过程中要考虑到车体的使用寿命、静强度、刚度等技术要求。车辆设计使用寿命至少在30年以上，车体材料必须保证在30年的工作载荷中不得产生疲劳失效，并具有一定的拉伸载荷力以及极小的变形性。例如，地铁列车车体在承受各种较大垂直载荷的同时，沿车钩安装纵向水平方向施加1200kn的静压载荷，拉伸载荷800kn，车体应力不超过设计许用应力；地铁列车车体需满足在awo载荷工况(整备重量)时上挠度小于两转向架距离的1/1000mm，并保证在所有载荷下车门能正常工作不需再进行试验工装的拆卸和更换。

目前，在进行轨道车体静强度试验过程中，用于向轨道车辆车体施加纵向压力和拉力载荷的加载装置为不同的工装，在试验过程中需要进行拆卸和更换。

例如cn201575926u公开的车体强度试验台加载顶杆，所述的加载顶杆包括压座、球头连杆、连接杆以及顶杆座，其中，压座的尾部设置有安装杆，安装杆插入加载装置与加载装置相接，压座和球头连杆之间通过法兰盘相接，球头连杆与连接杆之间通过扁销相接，连接杆与顶杆座之间通过扁销相接。

这种加载顶杆在试验过程中只能向轨道车辆施加纵向压力，不能向轨道车辆施加纵向拉力载荷，在完成压力试验之后，需更换另外的拉力工装，才能进行拉力载荷试验，这就导致在进行轨道车体静强度试验过程中，虽然试验载荷加载的时间比较短，但试验的准备时间却较长，使用的人工也比较多。

因此，如何减少工装的拆卸和安装时间，降低操作的劳动强度、缩短试验时间及提高试验效率，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种轨道车辆车体纵向载荷拉压加载装置。该加载装置既能够向轨道车辆车体施加纵向压力载荷，又能够向轨道车辆车体施加纵向拉力载荷，可减少工装的拆卸和安装时间，同时也可以降低操作的劳动强度、缩短试验时间及提高试验效率。

为实现上述目的，本实用新型提供一种轨道车辆车体纵向载荷拉压加载装置，包括：

加载垫板，用于通过连接件与车体车钩座相连接，其与所述车体车钩座相连接的一端具有第一端面，相对的另一端具有第二端面，所述第一端面设有内凹部，所述内凹部的内端面设有第一局部球面并在中间位置设有前后贯通的第一通孔；

顶棒总成，其顶棒前端设有第二局部球面，并在第二局部球面的中间位置设有螺钉孔；

压盖，设于所述顶棒的前端处，其上设有与所述第二局部球面互补的第三局部球面，以及与所述加载垫板的第二端面相对的第三端面，并在中间位置设有前后贯通的第二通孔；

连接螺钉，用于穿过所述第一通孔和第二通孔与所述顶棒的螺钉孔相连接；所述连接螺钉的头部位于所述内凹部中，其上形成有与所述第一局部球面互补的第四局部球面。

优选地，所述连接螺钉的头部与所述加载垫板的第一端面之间具有第一间距，所述压盖的第三端面与所述加载垫板的第二端面之间具有第二间距，所述第一间距大于所述第二间距。

优选地，所述顶棒的前端设有与所述第二局部球面相邻的环形槽，所述压盖的第四端面连接有限位部件，所述限位部件通过与所述环形槽相配合将所述压盖保持在所述顶棒的前端。

优选地，所述限位部件为分体式结构，包括至少两个沿圆周方向分布的扣边板，各所述扣边板分别连接于所述压盖的第四端面，其径向内边缘在周向方向上呈弧形并卡入所述环形槽。

优选地，所述扣边板的径向内边缘具有与所述第三局部球面相对的斜面或弧面。

优选地，所述扣边板的数量为四个，沿圆周方向均匀分布，并分别通过螺钉连接于所述压盖的第四端面。

优选地，所述加载垫板呈矩形，其四角处分别设有螺栓孔，并通过连接螺栓和螺母与所述车体车钩座相连接。

优选地，所述螺母与车体车钩座之间设有垫片。

优选地，所述加载垫板上的螺栓孔为沉孔，所述螺栓的头部与所述加载垫板的第二端面齐平或低于所述加载垫板的第二端面。

优选地，所述顶棒的前端设有外螺纹。

本实用新型所提供的加载装置主要由加载垫板、压盖、连接螺钉和顶棒等部件组成，加载垫板安装到车体上承受压向和拉向纵向力，连接螺钉用于传递和承载纵向拉力，压盖用于传递和承受纵向压力，顶棒总成用于承载压向和拉向纵向力，纵向力的由车体强度试验台施加。该装置可以实现纵向压力和拉力加载，不需再进行试验工装的拆卸和更换，同时，可减少试验工装的设计和采购，而且，安装简单，只需与车体车钩座的螺栓孔进行连接及调正即可，操作劳动强度降低明显，减少了试验准备的时间，缩短了试验周期，提高了试验效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例公开的一种轨道车辆车体纵向载荷拉压加载装置的结构示意图；

图2为加载垫板第二端面的结构示意图；

图3为加载垫板通过螺栓、螺母和垫片与车体车钩座相连接的结构示意图；

图4为一种扣边板的轴向示意图；

图5为另一种扣边板的轴向示意图。

图中：

1.加载垫板2.压盖3.连接螺钉4.连接螺栓5.螺母6.垫片7.车体车钩座8.内凹部9.第一局部球面10.第一通孔11.顶棒12.第二局部球面13.第三局部球面14.第二通孔15.第四局部球面16.环形槽17.扣边板

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

在本文中，“上、下、前、后”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

请参考图1、图2、图3，图1为本实用新型实施例公开的一种轨道车辆车体纵向载荷拉压加载装置的结构示意图；图2为加载垫板第二端面的结构示意图；图3为加载垫板通过螺栓、螺母和垫片与车体车钩座相连接的结构示意图。

如图所示，在一种实施例中，所提供的轨道车辆车体纵向载荷拉压加载装置，主要由加载垫板1、顶棒总成、压盖2、连接螺钉3、限位部件、连接螺栓4、螺母5、垫片6等部件构成。

加载垫板1用于与车体车钩座7相连接，加载垫板1呈矩形，其四角处分别设有螺栓孔，并通过连接螺栓4和螺母5与车体车钩座7相连接，螺母5与车体车钩座7之间设有垫片6。

加载垫板1与车体车钩座7相连接的一端具有第一端面，相对的另一端具有第二端面，第一端面设有内凹部8，此内凹部8的内端面设有第一局部球面9并在中间位置设有前后贯通的第一通孔10。

顶棒总成的顶棒11在前端设有第二局部球面12，并在第二局部球面12的中间位置设有螺钉孔，顶棒11前端的外表面上还设有外螺纹。

压盖2位于顶棒11的前端处，其上设有与第二局部球面12互补的第三局部球面13，以及与加载垫板1的第二端面相对的第三端面，并在中间位置设有前后贯通的第二通孔14。

连接螺钉3沿轴向方向穿过加载垫板1的第一通孔10和压盖2的第二通孔14与顶棒11的螺钉孔相连接，其t形头部位于加载垫板1的内凹部8中，其上形成有与第一局部球面9互补的第四局部球面15。

连接螺钉3的头部与加载垫板1的第一端面之间具有第一间距，压盖的2第三端面与加载垫板1的第二端面之间具有第二间距，第一间距大于第二间距。这样，可以保证在施加纵向压力载荷时，压盖2的第三端面能够与加载垫板1的第二端面相贴合，从而通过压盖2和加载垫板1传递压力载荷，同时，连接螺钉3的头部不会与车体车钩座7相贴合，避免通过连接螺钉3传递压力载荷。

在另外一些实施例中，若压盖2也呈矩形，则其长度和宽度可以均小于加载垫板1的长度和宽度，以便在施加纵向压力载荷时，压盖2的第三端面能够避开连接螺栓4的头部不与连接螺栓4相接触。当然，为了避免压盖2的第三端面与连接螺栓4相接触，也可以将加载垫板1上的螺栓孔设计为沉孔，以使连接螺栓4的头部与加载垫板1的第二端面齐平或低于加载垫板1的第二端面。

为了能够将压盖2保持在在顶棒11前端，顶棒11的前端设有与第二局部球12面相邻的环形槽16，压盖2的第四端面连接有限位部件，限位部件通过与环形槽16相配合将压盖2保持在顶棒11的前端。

如图4所示，限位部件为分体式结构，可以由两个沿圆周方向分布的扣边板17组成，相当于将一整块板一分为二，各扣边板17分别通过螺钉连接于压盖2的第四端面，其径向内边缘在周向方向上呈弧形并卡入环形槽11，而且，径向内边缘具有与第三局部球面相对的锥面(也可以是弧面或弧形锥面)。

当然，扣边板17的数量不局限于两个，也可以是三个、四个或更多个。如图5所示，扣边板17的数量为四个，沿圆周方向均匀分布，相当于将一整块板分成四部分，并分别通过螺钉连接于压盖2的第四端面。

在进行试验时，在车体强度试验台上进行，具体作业方法如下：

第一步，首先在压盖2的第三球面13上均匀涂打润滑脂，将压盖2相对于顶棒11上下左右转动或移动，确认压盖2运动灵活。

进一步，在连接螺钉3表面均匀涂打润滑脂，与顶棒11总成进行试安装，达到安装自如，取下连接螺钉3。

进一步，在加载垫板1的第一局部球面9内均匀涂打润滑脂，再用天车吊起加载垫板1与顶棒总成连接，用连接螺钉3穿过加载垫板1的第一通孔10和压盖2的第二通孔14与顶棒总成的顶棒11连接，并按要求尺寸连接到位。

进一步，用天车将组成后的加载装置水平吊起，吊至需安装的车体车钩座7所在位置，加载垫板1的四个螺栓孔与车体车钩座7进行对齐，安装连接螺栓4，在车体车钩座7另一侧安装垫片6和螺母5，顶棒总成另一端与车体强度试验台进行连接，调平和调整顶棒总成。

进一步，根据连接螺栓4的尺寸选择合适的扭矩进行紧固。

进一步，进行试验车体另一端加载装置的安装，待安装及其它件紧固后，可以进行试验车体纵向力加载试验。

在进行纵向拉力试验时，顶棒11向图中所示的右侧方向移动，带动连接螺钉3一起向右移动，连接螺钉3通过其第四局部球面15将拉力传递至加载垫板1的第一局部球面9，进而由加载垫板1通过连接螺栓4将拉力传递至车体车钩座7。

在进行纵向压力试验时，顶棒11向图中所示的左侧方向移动，带动压盖2一起向左移动，顶棒11通过第二局部球面12将压力传递至压盖2的第三局部球面13，压盖2与加载垫板1接触后，将压力传递至加载垫板1，再由加载垫板1通过第一端面将压力传递至车体车钩座7。

上述实施例仅是本实用新型的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，将加载垫板1和压盖2设计呈圆形、方形或多边形，或者，压盖2通过其他方式保持在顶棒11前端，等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

本实用新型所提供的加载装置可以实现一次性安装，就完成四个试验工况(空车拉、空车压、超员拉、超员压)，相比以往四个工况的试验时间本发明可以缩短一半时间，提高了试验效率，同时只需更换车钩垫板一个部件，就可以与不同的车体进行连接，可减少工装设计的工作量和错误率，减少工装的采购量，降低设计成本和试验成本，而且，安装简单，劳动强度低，安装时间短。

以上对本实用新型所提供的轨道车辆车体纵向载荷拉压加载装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。