基于中心销加载机构的构架强度试验装置制造方法及图纸

基于中心销加载机构的构架强度试验装置属于铁路车辆转向架构架强度试验的施力加载装置领域，其包括模拟中心销加载机构、万向球形支座、横向止挡球面支座、两个止挡座橡胶垫、两个测力型牵引拉杆、两个横向力加载作动机构和纵向反力杆，所述模拟中心销加载机构包括管状芯桶、测力牵引拉杆座、横向力对称坡面加载座、反力杆加载铰轴座和横向止挡球面支座。本发明专利技术结构精巧，布局紧凑，易于装配操作和养护维修，不仅可以避免部件阻挡干涉和测力传感器时间迟滞误差较大的问题，还能大幅节约制造成本，增加试验精度和提高生产效益。

Frame Strength Testing Device Based on Center Pin Loading Mechanism

The frame strength test device based on the center pin loading mechanism belongs to the field of force loading device for the strength test of railway vehicle bogie frame, which includes simulation center pin loading mechanism, universal spherical support, transverse stop spherical support, two stop rubber pads, two force-measuring traction rods, two transverse load acting mechanism and longitudinal counterforce rods. The simulation center pin is composed of a simulation center pin loading mechanism, a universal spherical support, a transverse stop spherical support, two stop rubber pads, two force- The loading mechanism includes tubular core barrel, force measuring traction rod seat, transverse force symmetrical slope loading seat, reaction rod loading hinge seat and transverse stop spherical support. The invention has the advantages of compact structure, easy assembly, operation and maintenance, can not only avoid interference of components and large time lag error of force sensor, but also greatly save manufacturing cost, increase test accuracy and improve production efficiency.

【技术实现步骤摘要】
基于中心销加载机构的构架强度试验装置
本专利技术属于铁路车辆转向架构架强度试验的施力加载装置领域，具体涉及一种基于中心销加载机构的构架强度试验装置。
技术介绍
由于铁路车辆的转向架构架是承载车体重量、传递牵引力和制动动力的核心部件，因此在其理论设计完成后，通常还需对初产的转向架构架进行载荷强度试验。对构架的关键结构进行承力载荷的加载试验时，通常需要沿构架的Z轴垂向、X轴横向和Y轴纵向三个方向同时施力，以便连续模拟列车在轨运行环境下所承受的综合受力环境，从而检验转向架构架力学结构的合理性，通过获取关键部件的动态受力数据和检查构架是否会产生疲劳裂纹，进一步识别结构设计中未被发现的疲劳风险点，并为改进设计提供参考依据。图1和图2所示的是一种铁路车辆转向架的H型构架A，其主体结构由横梁部分以及垂直焊接于横梁部分两端的两个平行的侧梁B构成。横梁部分是由两根平行的管状的主横梁1和两个垂直于主横梁的小纵梁2所构成的井字形的结构。每个主横梁1的下方均设有一组牵引拉杆座1-1，以用于同插入该井字形结构中部的车体中心销相连接。如图3所示，为了保证传递扭矩的平衡，两个牵引拉杆座1-1以构架A的Z轴为旋转轴，彼此按180度的圆周角旋转对称布置。在两个小纵梁2的相对端面上分别设有一处横向止挡座2-1，用以同车体中心销上的横向止挡对接。此外，在每个小纵梁2反向端部均设有彼此旋转对称布置的齿轮箱吊座2-2，在每个小纵梁2另外的反向端部邻近位置的主横梁1上则设有此旋转对称布置的电机吊座1-2。对于上述H型的构架A进行载荷强度试验时，需要同时对两个牵引拉杆座1-1施加沿Y轴向的同步反向载荷作用力，以及在构架A的颠簸、扭转等晃动状态下，模拟对横向止挡座2-1对车体中心销上的横向止挡的限位作用。但由于同样彼此旋转对称布置的电机吊座1-2和齿轮箱吊座2-2布局位置均距其邻近的牵引拉杆座1-1较近，从而限制了相应施力作动器的布局空间，并给强度试验用施力加载装置的设计增加了难度。为避免多个作动器之间彼此阻挡干涉，现有的强度试验用施力加载装置采用横向加载机构与纵向加载机构分体设计，分别连接的方式，其X轴横向作用力加载装置需采用长条框架式结构绕过侧梁B中心的空簧垂向加载作动缸才能与横向止挡座2-1连接，但其较大的纵向跨度会造成两个横向止挡座2-1受力状态不同步并带来力学载荷数据不准确的问题。现有的Y轴纵向作用力加载装置也采用跨度较大的加载连接装置从构架A的X轴两侧分别跨过对应的电机吊座1-2和齿轮箱吊座2-2，这不仅使得现有的强度试验用施力加载装置整体占用空间大，制造成本高，并且其仅在纵向反力杆上设置压力传感器，但其两个牵引拉杆上均没有压力传感，因此，两个牵引拉杆座1-1受力是否平衡无法监测。
技术实现思路
为了解决现有的强度试验用施力加载装置的X轴横向作用力加载装置和Y轴纵向作用力加载装置均采用分体设计，分别连接的方式，导致加载装置整体占用空间大，制造成本高；纵向跨度较大的X轴横向作用力加载装置会造成两个横向止挡座受力状态不同步，并带来力学载荷数据不准确的问题；以及现有两个牵引拉杆上均没有压力传感，因此，两个牵引拉杆座受力是否平衡无法监测的技术问题，本专利技术提供一种基于中心销加载机构的构架强度试验装置。本专利技术解决技术问题所采取的技术方案如下：基于中心销加载机构的构架强度试验装置，其包括模拟中心销加载机构、万向球形支座、横向止挡球面支座、两个止挡座橡胶垫、两个测力型牵引拉杆、两个横向力加载作动机构和纵向反力杆，所述模拟中心销加载机构包括管状芯桶、测力牵引拉杆座、横向力对称坡面加载座、反力杆加载铰轴座和横向止挡球面支座；万向球形支座下端与地面固连，芯桶的下端与万向球形支座固连，其轴线通过万向球形支座内的球面副质心；所述反力杆加载铰轴座包括双铰轴座和反力杆加载端面，反力杆加载端面沿径向垂直固连于双铰轴座的外径侧壁上；纵向反力杆的后端与反力杆加载端面垂直固连；双铰轴座同轴嵌套并固连于芯桶的顶端；横向止挡球面支座包括四棱柱形的横向止挡座轴套箱体和两个球面副顶头，两个球面副顶头分别与横向止挡座轴套箱体的左、右两端面中心转动连接：横向止挡座轴套箱体的上、下端面中心均设有同轴的横向止挡座轴套箱体芯轴孔；横向止挡座轴套箱体芯轴孔同轴嵌套并固连于芯桶的外径上；测力牵引拉杆座包括四棱柱形的牵引拉杆座轴套箱体和两个牵引拉杆连接座，牵引拉杆座轴套箱体的上、下端面中心均设有牵引拉杆座轴套箱体芯轴孔；两个牵引拉杆连接座分别设置在牵引拉杆座轴套箱体的前、后侧壁上，且其二者以牵引拉杆座轴套箱体芯轴孔的轴线为旋转轴，按度的圆周角旋转对称；牵引拉杆座轴套箱体芯轴孔同轴嵌套并固连于芯桶的外径上；横向力对称坡面加载座是前、后端面均为等腰梯形的轴套箱体，其梯形箱体的上、下端面的中心均设有坡面加载座箱体芯轴孔，作为梯形腰线的左、右两个腰线坡面之间夹角为40度；坡面加载座箱体芯轴孔同轴嵌套并固连于芯桶的外径上；所述反力杆加载铰轴座、横向止挡球面支座、测力牵引拉杆座和横向力对称坡面加载座均按照由上至下的顺序顺次同轴嵌套并固连于芯桶的外径侧壁上；横向力加载作动机构包括横向力加载作动缸和斜面底座，斜面底座的下端与地面固连，斜面底座的倾斜端面与地面呈66度角；每个横向力加载作动缸的下端作动缸铰轴座均与一个一一对应的斜面底座上的倾斜端面固连；每个横向力加载作动缸的上端作动缸铰轴座均与一个一一对应的腰线坡面固连；所述横向力加载作动机构对称地布置于模拟中心销加载机构的左、右两侧；纵向反力杆沿水平方向垂直布置于模拟中心销加载机构的前端。所述横向力加载作动缸在静止不动时与水平地面呈66度角；两个球面副顶头分别朝向模拟中心销加载机构的左、右两侧，且球面副顶头的轴线均垂直于纵向反力杆；两个牵引拉杆连接座的轴线均平行于纵向反力杆。所述测力型牵引拉杆包括两个牵引拉杆连接座、两个牵引拉杆连轴、拉力传感器、两个长螺钉和两个短螺钉，牵引拉杆连接座的一端是带有内螺纹的连杆，其另一端设有垂直于连杆径向的牵引拉杆连轴座；牵引拉杆连轴的两端分别设有螺孔，牵引拉杆连轴的中段与牵引拉杆连轴座轴连；拉力传感器两端的螺杆分别与两个牵引拉杆连接座上带有内螺纹的连杆螺纹连接；所述两个长螺钉均沿着同一方向分别与一个牵引拉杆连轴上的螺孔螺纹连接，两个短螺钉均沿与长螺钉相同的方向分别与另一个牵引拉杆连轴上的螺孔螺纹连接。本专利技术的有益效果是：利用本专利技术的基于中心销加载机构的构架强度试验装置对构架的进行承力载荷的加载试验时，由两个横向力加载作动机构所施加的X轴横向作用力均分别经横向力对称坡面加载座、芯桶、测力牵引拉杆座和对应的两个测试用牵引拉杆传递至构架A上的两个牵引拉杆座上，从而避免了多个作动器之间彼此阻挡干涉的固有问题。测力牵引拉杆座上的两个牵引拉杆连接座按180度的圆周角旋转对称设置，可以使与其对应安装的两个测试用牵引拉杆围绕芯桶的旋转轴形成一个Z字形的力偶结构，每个牵引拉杆均按真实列车牵引拉杆对构架A的牵引力作用距离和角度模拟其牵引拉力的作用效果，并且两个拉力传感器均同步采集对应测试用牵引拉杆上的力学数据，从而避免带来原有大跨度的力学传导途径和装配精度偏差所造成的测力传感器时间迟滞和误差较大的问题。每个小纵梁的横向止挡座均通过一个对应的止挡座本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于中心销加载机构的构架强度试验装置，其特征在于：该装置包括模拟中心销加载机构、万向球形支座(3)、横向止挡球面支座(8)、两个止挡座橡胶垫(9)、两个测力型牵引拉杆(10)、两个横向力加载作动机构(11)和纵向反力杆(12)，所述模拟中心销加载机构包括管状芯桶(4)、测力牵引拉杆座(5)、横向力对称坡面加载座(6)、反力杆加载铰轴座(7)和横向止挡球面支座(8)；万向球形支座(3)下端与地面固连，芯桶(4)的下端与万向球形支座(3)固连，其轴线通过万向球形支座(3)内的球面副质心；所述反力杆加载铰轴座(7)包括双铰轴座(7‑1)和反力杆加载端面(7‑1)，反力杆加载端面(7‑1)沿径向垂直固连于双铰轴座(7‑1)的外径侧壁上；纵向反力杆(12)的后端与反力杆加载端面(7‑1)垂直固连；双铰轴座(7‑1)同轴嵌套并固连于芯桶(4)的顶端；横向止挡球面支座(8)包括四棱柱形的横向止挡座轴套箱体(8‑2)和两个球面副顶头(8‑1)，两个球面副顶头(8‑1)分别与横向止挡座轴套箱体(8‑2)的左、右两端面中心转动连接：横向止挡座轴套箱体(8‑2)的上、下端面中心均设有同轴的横向止挡座轴套箱体芯轴孔(8‑2‑1)；横向止挡座轴套箱体芯轴孔(8‑2‑1)同轴嵌套并固连于芯桶(4)的外径上；测力牵引拉杆座(5)包括四棱柱形的牵引拉杆座轴套箱体(5‑2)和两个牵引拉杆连接座(5‑1)，牵引拉杆座轴套箱体(5‑2)的上、下端面中心均设有牵引拉杆座轴套箱体芯轴孔(5‑2‑1)；两个牵引拉杆连接座(5‑1)分别设置在牵引拉杆座轴套箱体(5‑2)的前、后侧壁上，且其二者以牵引拉杆座轴套箱体芯轴孔(5‑2‑1)的轴线为旋转轴，按180度的圆周角旋转对称；牵引拉杆座轴套箱体芯轴孔(5‑2‑1)同轴嵌套并固连于芯桶(4)的外径上；横向力对称坡面加载座(6)是前、后端面均为等腰梯形的轴套箱体，其梯形箱体的上、下端面的中心均设有坡面加载座箱体芯轴孔(6‑2)，作为梯形腰线的左、右两个腰线坡面(6‑1)之间夹角为40度；坡面加载座箱体芯轴孔(6‑2)同轴嵌套并固连于芯桶(4)的外径上；所述反力杆加载铰轴座(7)、横向止挡球面支座(8)、测力牵引拉杆座(5)和横向力对称坡面加载座(6)均按照由上至下的顺序顺次同轴嵌套并固连于芯桶(4)的外径侧壁上；横向力加载作动机构(11)包括横向力加载作动缸(11‑1)和斜面底座(11‑2)，斜面底座(11‑2)的下端与地面固连，斜面底座(11‑2)的倾斜端面与地面呈66度角；每个横向力加载作动缸(11‑1)的下端作动缸铰轴座均与一个一一对应的斜面底座(11‑2)上的倾斜端面固连；每个横向力加载作动缸(11‑1)的上端作动缸铰轴座均与一个一一对应的腰线坡面(6‑1)固连；所述横向力加载作动机构(11)对称地布置于模拟中心销加载机构的左、右两侧；纵向反力杆(12)沿水平方向垂直布置于模拟中心销加载机构的前端。...

【技术特征摘要】
1.基于中心销加载机构的构架强度试验装置，其特征在于：该装置包括模拟中心销加载机构、万向球形支座(3)、横向止挡球面支座(8)、两个止挡座橡胶垫(9)、两个测力型牵引拉杆(10)、两个横向力加载作动机构(11)和纵向反力杆(12)，所述模拟中心销加载机构包括管状芯桶(4)、测力牵引拉杆座(5)、横向力对称坡面加载座(6)、反力杆加载铰轴座(7)和横向止挡球面支座(8)；万向球形支座(3)下端与地面固连，芯桶(4)的下端与万向球形支座(3)固连，其轴线通过万向球形支座(3)内的球面副质心；所述反力杆加载铰轴座(7)包括双铰轴座(7-1)和反力杆加载端面(7-1)，反力杆加载端面(7-1)沿径向垂直固连于双铰轴座(7-1)的外径侧壁上；纵向反力杆(12)的后端与反力杆加载端面(7-1)垂直固连；双铰轴座(7-1)同轴嵌套并固连于芯桶(4)的顶端；横向止挡球面支座(8)包括四棱柱形的横向止挡座轴套箱体(8-2)和两个球面副顶头(8-1)，两个球面副顶头(8-1)分别与横向止挡座轴套箱体(8-2)的左、右两端面中心转动连接：横向止挡座轴套箱体(8-2)的上、下端面中心均设有同轴的横向止挡座轴套箱体芯轴孔(8-2-1)；横向止挡座轴套箱体芯轴孔(8-2-1)同轴嵌套并固连于芯桶(4)的外径上；测力牵引拉杆座(5)包括四棱柱形的牵引拉杆座轴套箱体(5-2)和两个牵引拉杆连接座(5-1)，牵引拉杆座轴套箱体(5-2)的上、下端面中心均设有牵引拉杆座轴套箱体芯轴孔(5-2-1)；两个牵引拉杆连接座(5-1)分别设置在牵引拉杆座轴套箱体(5-2)的前、后侧壁上，且其二者以牵引拉杆座轴套箱体芯轴孔(5-2-1)的轴线为旋转轴，按180度的圆周角旋转对称；牵引拉杆座轴套箱体芯轴孔(5-2-1)同轴嵌套并固连于芯桶(4)的外径上；横向力对称坡面加载座(6)是前、后端面均为等腰梯形的轴套箱体，其梯形箱体的上、下端面的中心均设有坡面加载座箱体芯轴孔(6-2)，作为梯形腰线的左、右两个腰线坡面(6-1)之间夹角为40度；坡面加载座箱体芯轴孔(6-2)同轴嵌套并固连于芯桶(4)的外径...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭志瑞，王宇，史吏，
申请(专利权)人：中车长春轨道客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22