四柱式轨道车辆转向架刚度检测系统技术方案

四柱式轨道车辆转向架刚度检测系统涉及轨道车辆性能检测设备。该系统是为了满足对轨道车辆转向架各种运动状态下的主要动力学参数的检测需要设计的。它由机械系统、液压系统、测试系统、控制系统组成，其中的机械系统包括：由横梁（１）和立柱（２）组装成框架结构的龙门架系统（Ａ），由模拟车身载荷压力板（５）、模拟车身载荷压力柱（４）和模拟车身重心高度调整机构（３）组成的五自由度施力系统（Ｆ）以及对转向架的夹紧定位的轮对定位夹紧系统（Ｂ）；液压系统（Ｅ）包括对转向架垂直、纵向、横向作用的油缸；测试系统包括三维力检测系统（Ｇ）和转向架位移检测系统（Ｃ）；控制系统主要由液压控制系统、电气控制系统和计算机系统组成。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及轨道车辆性能检测设备，特别是涉及一种四柱式轨道车辆转向架刚度检 测系统。
技术介绍
1、 国外公司转向架检测设施情况欧洲主要有两个大型的转向架生产基地， 一个是西门子的GRAZ公司，另一个是ALSTOM 的科露索公司。欧洲的转向架生产基地与车体生产在不同的地点，所以在进行转向架各项参 数检测时多不考虑车体，而是在转向架上部安装平台模拟车体。欧洲公司在新型转向架研制过程中，根据线路谱对转向架的悬挂参数进行计算和优化， 但这仅仅是理论计算，转向架组装完成后， 一系、二系、扭转以及整体悬挂参数是否达到设 计要求，必须通过参数测试台获取，并进行适当的修正。2、 国内转向架参数试验台情况国内在新型转向架设计时，无论是机车、货车还是客车转向架，动力学的选取、计算以 及整车的滚振试验都在西南交通大学完成，西南交通大学也具有参数检测设施。国内各铁路制造公司以前都没有转向架的参数检测设备，但随着铁路车辆的发展，铁路 客车引进200km/h和300km/h技术，铁路货车向重载发展，转向架的参数检测设备越来越重 要、株洲电力机车厂、青岛四方公司都计划组建转向架整体参数检测设备。因此，研制开发结构合理，测试方法操作简单有效的有轨车辆转向架刚度测试系统，以 此来检测转向架弹簧刚度是否合格，确保车辆运行的安全性、平稳性以及动力学性能，已是 一项迫在眉睫的任务。
技术实现思路
本技术的目的在于为了满足对轨道车辆转向架各种运动状态下的主要动力学参数 的检测需要，提供一种四柱式轨道车辆转向架刚度检测系统。该试验台通过采用了更加合理 的施力系统设计结构，可以满足转向架组装完成后的一系、二系整体的纵向、横向、扭转、 抗蛇行以及侧倾等不同形式刚度的试验要求；其液压控制方式采用伺服力控制；将三维力传 感器应用到该测试系统中以实现三维力的测量；试验步骤的程序化、自动化使转向架刚度在 不同速度、不同振幅、不同频率下的阻尼特性的检测更加便捷。本技术地上述目的是这样实现的，结合附图说明如下一种四柱式轨道车辆转向架刚度检测系统，其由机械系统、液压系统、测试系统、控制 系统组成，其中的机械系统包括由横梁1和立柱2通过夹紧装置组装成框架结构的龙门架 系统A，由模拟车身载荷压力板5、模拟车身载荷压力柱4和模拟车身重心高度调整机构3 组成的五自由度施力系统F以及对转向架的夹紧定位的轮对定位夹紧系统B;液压系统E包括对转向架垂直、纵向、横向作用的油缸以及液压站；测试系统包括主要由三维测力传感器 13组成的三维力检测系统G和主要以由光栅式位移传感器19组成的转向架位移检测系统C; 控制系统主要由液压控制系统、电气控制系统和计算机系统组成。该转向架刚度测试系统解决了由于制造工艺等因素使转向架在制造后达不到设计性能 要求的问题。通过参数测试调整后的转向架在动力学试验过程中的动力学性能一次就达到要 求，大大縮短了产品研制开发周期，节省了大量的试验时间及经费，该测试系统的研制成功， 将在加速我国铁路货车产品的升级换代过程中起到重要作用，应用前景十分广阔。具有一定 的社会效益和经济效益，有利于社会的发展。附图说明图1轨道车辆转向架结构示意图2四柱式轨道车辆转向架刚度检测系统外观图3四柱式轨道车辆转向架刚度检测系统正视图4龙门架系统示意图5横梁加强筋支撑装配图6立柱加强筋支撑装配图7横梁夹紧板装配图8油缸横梁支座装配图9五自由度施力系统装配图IO五自由度施力滑枕系统正视图11车身垂直载荷压力柱与车身载荷下压板装配图12五自由度施力系统横向刚度测试示意图13五自由度施力系统纵向刚度测试示意图14五自由度施力系统回转刚度测试示意图15五自由度施力系统车身侧倾测试力示意图16三维测力传感器示意图17三维测力传感器与接口盘连接示意图18三维力传感器接口盘剖视图19三维力检测系统示意图20转向架空气弹簧与三维力传感器接口盘连接示意图21转向架与三维力检测系统连接示意图22位移检测系统示意图23位移检测系统局部示意图24轮对定位夹紧系统示意图25液压控制系统；图26电气控制系统和计算机系统。图中A-龙门架系统B-轮对定位夹紧系统C-车架位移检测系统D-转向架E—液压系统F—五自由度施力系统G—三维力检测系统 i-轴箱 n-二系空气弹簧 m-构 架iv-轮对 v-—系弹簧l-横梁2-立柱3-模拟车身重心高度调整机构4-模拟载荷ji力柱5-模拟车身载 荷压力板6-纵向作用油缸7-垂直作用油缸8-上压板9-下压板10、 11-横向作用油 缸12-接口盘13-三维力传感器14-传力联结座15-传感器安装板16-测量板17-磁力表座18-光栅尺安装架19-车架光栅式位移传感器20-轮缘夹紧嵌口 21-油缸具体实施方式以下结合附图给出的实施例对本技术专利结构作进一步详细说明。 参阅图2、 3、 25、 26，本技术专利涉及一种四柱式轨道车辆转向架刚度检测系统， 它主要由机械系统、液压系统、测试系统、控制系统等组成。其中机械系统主要包括龙门 架系统A是由九个横梁1、四个立柱2以及夹紧装置(参阅图5、 6、 7)组成。所述的五自 由度施力系统F是由模拟车身载荷压力板5、模拟车身载荷压力柱4、模拟模拟车身重心高 度调整机构3组成。所述的轮对定位夹紧系统B实现对转向架的夹紧定位功能；所述的液压 系统E是由六个垂直作用油缸7、两个纵向作用油缸6和两个横向作用油缸IO组成。通过 六个垂直作用油缸7可对转向架垂直方向进行加载，实现对车身质量的模拟。通过两个纵向 油缸6的作用，可实现对车辆纵向以及扭转运动的模拟。通过横向作用油缸10的作用，可 以对转向架施加横向作用力以及侧向力；测试系统主要包括三维力检测系统G、转向架位移 检测系统C。所述的三维力检测系统G包括三维测力传感器13、接口盘12、传力联结座14 和传感器安装板15，其中接口盘12用于三维力传感器13与转向架空气弹簧的联结。所述 的转向架位移检测系统C包括光栅式位移传感器19、测量板16、磁力表座17和安装架18， 其中光栅式位移传感器19固定在安装架(18上；控制系统主要由液压控制系统(参阅图25)、 电气控制系统和计算机系统(参阅图26)组成。所述的液压控制系统采用力伺服控制，由 定量泵、伺服阀、伺服放大器等控制元件组成。所述的电气控制系统和计算机系统是由力、 位移和开关量传感器，控制器、变送器、A/D、 D/A采集卡、I/O卡、工业控制计算机及分 析处理系统组成。参阅图4、 5、 6、 7，所述的龙门架系统A由横梁1和立柱2组成。所说的龙门架系统A 中的立柱2采用四根，固定在基础上，横梁1采用9根，通过夹紧装置与立柱2联结，其布 置形式为框架结构，立柱2和横梁1采用钢板焊接成封闭的箱型结构，并焊有加强筋。参阅图8、 9、 10、 11，所述的五自由度施力系统F由模拟车身载荷压力板5、模拟车 身载荷压力柱4、模拟车身重心高度调整机构3组成。所说的五自由度施力系统F所示中 模拟车身载荷压力柱4固定在模拟车身载荷下压板9上，上压板8套在模拟载荷压力柱4上 并通过四个垂直作用油缸7悬挂在龙门架上，当四个垂直作用油缸7同步伸縮时，上压板8 带动下压板9延垂直方向移动，对转向架施加垂直载荷。控制转向架横向、纵向运动的油本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四柱式轨道车辆转向架刚度检测系统，其特征在于由机械系统、液压系统、测试系统、控制系统组成，其中的机械系统包括：由横梁（１）和立柱（２）通过夹紧装置组装成框架结构的龙门架系统（Ａ），由模拟车身载荷压力板（５）、模拟车身载荷压力柱（４）和模拟车身重心高度调整机构（３）组成的五自由度施力系统（Ｆ）以及对转向架的夹紧定位的轮对定位夹紧系统（Ｂ）；液压系统（Ｅ）包括对转向架垂直、纵向、横向作用的油缸以及液压站；测试系统包括主要由三维测力传感器（１３）组成的三维力检测系统（Ｇ）和主要以由光栅式位移传感器（１９）组成的转向架位移检测系统（Ｃ）；控制系统主要由液压控制系统、电气控制系统和计算机系统组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苏建，刘玉梅，孙磊，苏丽俐，徐观，单红梅，陈熔，张力斌，潘洪达，戴建国，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：实用新型
国别省市：82[中国|长春]