一种弹性车轮的径向和轴向刚度测试方法及工装技术

一种弹性车轮的径向和轴向刚度测试方法及工装，包括对车轮进行径向刚度的测试和对车轮进行轴向刚度的测试两个方面：首先将垂直方向重力加载装置固定在试验台，车轮固定在测试底座；然后根据测试要求将测试底座、径向测试垂直限位装置或轴向测试垂直限位装置和水平方向重力加载装置固定在试验台上，对车轮进行重力加载以测量车轮的径向刚度或轴向刚度，且径向刚度测试时测试底座在试验台上的放置方式与轴向刚度测试时测试底座在试验台上放置的方式呈垂直状态。本发明专利技术利用一套工装分别对弹性车轮进行径向和轴向的刚度测试，减少了安装时间，降低了整个试验的成本，提高了试验效率。

Radial and axial rigidity testing method of elastic wheel and frock

A resilient wheel radial and axial stiffness testing methods and tools, including radial stiffness test and the two aspects of the axial stiffness test of wheel wheel: first vertical gravity loading device is fixed on the test bench, the wheel is fixed on the test base; then according to the test requirements test base the vertical and radial test limit device or axial test vertical limit device and horizontal gravity loading device fixed on the test bench, the wheels were loaded by gravity measuring wheel radial stiffness and axial stiffness, radial stiffness test and test base on the test bench placement method and axial stiffness test the test base placed on the test bench method in vertical state. The invention utilizes a set of tooling to carry out radial and axial rigidity test of the elastic wheel, thereby reducing the installation time, reducing the cost of the whole test and improving the test efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种弹性车轮的径向和轴向刚度测试方法及工装
本专利技术涉及一种车轮的刚度测试方法及工装，尤其是一种弹性车轮的径向和轴向刚度测试方法及工装。
技术介绍
车轮的径向刚度决定着车轮的径向变形，影响着列车的平顺性和操稳性等；轴向刚度决定着车轮的轴向变形，影响着车轮沿轴中心线方向上抵抗变形的能力，尤其是抵抗拉压变形的能力。为了使列车既能安全运行，又不过于振动，弹性车轮的刚度必须保持在一个合理的范围内。因此，在投入使用之前，需要对弹性车轮进行刚度的测试，以对车轮的设计验证及批量生产过程中进行质量控制。当前国内此方面公开的专利技术较少，举例如下：1.专利申请号CN201410493672.0，名称为“轮胎垂向刚度测试中的轮胎固定装置”的专利技术专利公开了一种轮胎垂向刚度测试中的轮胎固定装置，其特征在于，包含顶板、移动板、液压缸、两个侧板、底板和四根支撑柱；顶板、移动板、两个侧板、底板均呈长方形；顶板的四个角和所述底板的四个角通过所述所述四根支撑柱固定连接；移动板的四角设有四个供支撑柱穿过的通孔，能够在四根支撑柱上滑动；液压缸的底座固定在移动板上、顶部固定在顶板上；两个侧板的顶部分别固定在移动板的两侧，与移动板呈90度；两个侧板的底部对应设有用于固定轮胎轮轴的凹槽。本专利技术结构简单，便于运输，与测试设备分离成本较低，且通过不同方向的加载能测试出轮胎垂向上的两种刚度，是轮胎力学特性测试的重要数据来源。2.专利申请号CN201510120774.2，名称为“一种轮胎刚度测试装置”的专利技术专利公开了一种对轮胎的垂直刚度、纵向刚度、侧向刚度进行测量，完成对耦合刚度测量的轮胎刚度测试装置，包括垂直加载装置、侧向加载装置、纵向加载装置、底座、机架、侧倾轴、连接件、胀紧连接套、通过纵向导轨与底座连接的第一平面、通过横向导轨与第一平面连接的第二平面；所述连接件、第一平面、第二平面均设有直线位移传感器；所述倾侧轴与连接件通过两个胀紧连接套连接；所述连接件上设有六分力传感器；所述连接件上设有配合机架两根导轨的通孔。本专利技术结构简单、设计合理，可以测得轮胎的各个方向的作用力；各加载装置的直线位移传感器可以测得轮胎在各个方向上的位移大小，可以计算得出轮胎的各向刚度和耦合刚度。专利1中的的固定装置由于上面有顶板，轮胎只能从侧面进入装置，因此较困难；而且此装置只能用于轮胎径向刚度时的测试，作用单一。专利2中对轮胎的固定和作用力加载都是通过一点进行，会使轮胎受力不均，影响测试精度，不适合弹性车轮这种受力很大的轮胎的测试。因此需要改进。
技术实现思路
本专利技术为解决当前弹性车轮刚度测试中存在的问题提出了一种弹性车轮的径向和轴向刚度测试方法及工装，可在一套工装上面分别对弹性车轮进行径向和轴向刚度的测试。本专利技术为解决上述问题所采用的技术手段为：一种弹性车轮的径向和轴向刚度测试方法，包括对车轮进行径向刚度的测试和对车轮进行轴向刚度的测试两个方面：首先将垂直方向重力加载装置固定在试验台，车轮固定在测试底座；然后根据测试要求将测试底座、径向测试垂直限位装置或轴向测试垂直限位装置和水平方向重力加载装置固定在试验台上，对车轮进行重力加载以测量车轮的径向刚度或轴向刚度。进一步地，将垂直方向重力加载装置固定在试验台即将龙门架固定在试验台，油缸固定在龙门架上，利用油缸提供垂直方向的加载力。进一步地，将车轮固定在测试底座即用假轴穿过测试底座两个侧板中间上部的轴孔和车轮的中心孔，通过假轴将车轮固定在测试底座的凹槽内。进一步地，在车轮与测试底座底板接触处同一直径的另一端还固定有加载块，以使加载力通过车轮的直径部分，保证测试的精度。进一步地，根据测试要求将测试底座、径向测试垂直限位装置或轴向测试垂直限位装置和水平方向重力加载装置固定在试验台上即进行径向刚度测试时，将径向测试垂直限位装置固定在试验台上，并通过测试底座底板上的螺孔将测试底座固定在试验台上，且使固定在龙门架上的油缸、径向测试垂直限位装置上的活塞轴一、车轮上的加载块与车轮直径位于同一直线上；进行轴向刚度测试时，将轴向测试垂直限位装置固定在试验台上，并通过测试底座一块侧板上的螺孔将测试底座固定在试验台上，且使固定在龙门架上的油缸、轴向测试垂直限位装置上的活塞轴二与车轮上的加载块位于同一直线上；进行轴向刚度测试时，还需将止挡座固定在试验台，水平千斤顶固定在止挡座的侧面，且水平千斤顶、加载块与车轮直径位于同一条直线上。进一步地，进行径向刚度测试时，由油缸提供垂直加载力，通过活塞轴一将油缸提供的加载力传递给加载块后再传递给车轮，径向测试垂直限位装置保证油缸提供的加载力始终保持垂直，记录加载力下车轮轮箍、轮心的垂直相对位移，其比值即为径向刚度。进一步地，进行轴向刚度测试时，由水平千斤顶通过加载块给车轮提供一个轴重载荷，由油缸提供垂直加载力，活塞轴二将油缸提供的加载力传递给加载块后再传递给车轮，轴向测试垂直限位装置保证油缸提供的加载力始终保持垂直，记录加载力下车轮轮箍、轮心的垂直相对位移，其比值即为轴向刚度。一种弹性车轮的径向和轴向刚度测试工装，包括重力加载装置和固定装置；重力加载装置包括水平方向重力加载装置和垂直方向重力加载装置，其中水平方向重力加载装置用于轴向刚度测试时给车轮提供一个轴重载荷，垂直方向重力加载装置用于从垂直方向给车轮提供压力以检测车轮刚度；固定装置包括试验台和测试底座，测试底座固定在试验台上，试验台为进行测试时的基座，测试底座对车轮进行固定。进一步地，测试底座为由一块底板和两块侧板组成的凹字形结构，车轮设于测试底座的凹槽中，利用测试底座将车轮固定在试验台上，且径向刚度测试时测试底座在试验台上的放置方式与轴向刚度测试时测试底座在试验台上放置的方式呈垂直状态。进一步地，测试底座底板的底部和一块侧板的外侧设有用于固定在试验台上的螺孔，径向刚度测试时，测试底座通过底板上的螺孔固定在试验台上；轴向刚度测试时，测试底座通过侧板上的螺孔固定在试验台上。进一步地，测试底座两块侧板的中间的上部有用于固定假轴的轴孔，假轴穿过车轮的中心孔将车轮固定在测试底座上。进一步地，垂直方向重力加载装置包括龙门架和油缸，龙门架固定在试验台上，油缸垂直设置，上端安装在龙门架上，测试时利用油缸对车轮提供垂直方向的加载力。进一步地，垂直方向重力加载装置还包括径向测试垂直限位装置和轴向测试垂直限位装置，对油缸提供的加载力方向进行限位。进一步地，径向测试垂直限位装置上设有活塞轴一，且活塞轴一上端与油缸连接，保证测试时油缸通过活塞轴一对车轮提供的加载力始终垂直。进一步地，轴向测试垂直限位装置上设有活塞轴二，且活塞轴二上端与油缸连接，保证测试时油缸通过活塞轴二对车轮提供的加载力始终垂直。进一步地，水平方向重力加载装置包括止挡座和水平千斤顶，止挡座固定在试验台上，水平千斤顶的一端固定在止挡座的侧面，另一端对车轮提供加载力。进一步地，重力加载装置还包括加载块，加载块的一面设有开口，用于套住车轮轮箍；内部设有与车轮轮箍配合的台阶，以保证测试时车轮受力均匀；两端设有与车轮固定的螺孔，通过螺孔将加载块固定在车轮上。进一步地，径向刚度测试时，加载块开口面的反面与活塞轴一连接；轴向刚度测试时，加载块开口面的侧面与活塞轴二连接，开口面的反面与水平千斤顶连接，重力加载装置通过加载本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弹性车轮的径向和轴向刚度测试方法，其特征在于：包括对车轮进行径向刚度的测试和对车轮进行轴向刚度的测试两个方面：首先将垂直方向重力加载装置固定在试验台，车轮固定在测试底座；然后根据测试要求将测试底座、径向测试垂直限位装置或轴向测试垂直限位装置和水平方向重力加载装置固定在试验台上，对车轮进行重力加载以测量车轮的径向刚度或轴向刚度。

【技术特征摘要】
1.一种弹性车轮的径向和轴向刚度测试方法，其特征在于：包括对车轮进行径向刚度的测试和对车轮进行轴向刚度的测试两个方面：首先将垂直方向重力加载装置固定在试验台，车轮固定在测试底座；然后根据测试要求将测试底座、径向测试垂直限位装置或轴向测试垂直限位装置和水平方向重力加载装置固定在试验台上，对车轮进行重力加载以测量车轮的径向刚度或轴向刚度。2.如权利要求1所述的弹性车轮的径向和轴向刚度测试方法，其特征在于：所述将垂直方向重力加载装置固定在试验台即将龙门架固定在试验台，油缸固定在龙门架上，利用油缸提供垂直方向的加载力；所述将车轮固定在测试底座即用假轴穿过测试底座两个侧板中间上部的轴孔和车轮的中心孔，通过假轴将车轮固定在测试底座的凹槽内；所述车轮与测试底座底板接触处同一直径的另一端还固定有加载块。3.如权利要求1所述的弹性车轮的径向和轴向刚度测试方法，其特征在于：所述根据测试要求将测试底座、径向测试垂直限位装置或轴向测试垂直限位装置和水平方向重力加载装置固定在试验台上即进行径向刚度测试时，将径向测试垂直限位装置固定在试验台上，并通过测试底座底板上的螺孔将测试底座固定在试验台上，且使固定在龙门架上的油缸、径向测试垂直限位装置上的活塞轴一、车轮上的加载块与车轮直径位于同一直线上；进行轴向刚度测试时，将轴向测试垂直限位装置固定在试验台上，并通过测试底座一块侧板上的螺孔将测试底座固定在试验台上，且使固定在龙门架上的油缸、轴向测试垂直限位装置上的活塞轴二与车轮上的加载块位于同一直线上；进行轴向刚度测试时，还将止挡座固定在试验台，水平千斤顶固定在止挡座的侧面，且水平千斤顶、加载块与车轮直径位于同一条直线上。4.如权利要求3所述的弹性车轮的径向和轴向刚度测试方法，其特征在于：进行径向刚度测试时，由油缸提供垂直加载力，通过活塞轴一将油缸提供的加载力传递给加载块后再传递给车轮，径向测试垂直限位装置保证油缸提供的加载力始终保持垂直，记录加载力下车轮轮箍、轮心的垂直相对位移，其比值即为径向刚度；进行轴向刚度测试时，由水平千斤顶通过加载块给车轮提供一个轴重载荷，由油缸提供垂直加载力，活塞轴二将油缸提供的加载力传递给加载块后再传递...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨冠男，刘佼龙，言果，姜宇飞，
申请(专利权)人：株洲九方装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43