摇枕载荷测试结构制造技术

本发明专利技术是一种摇枕载荷测试结构及其测试方法，其结构是在心盘处加工有一个心盘测力座，其为圆形盲孔，可供一个心盘测力传感器组件放置其中，车体的上心盘放置在心盘测力座中，并压在心盘测力传感器组件上方，一根销轴穿过下心盘和所述的心盘测力传感器组件，将摇枕与车体枢接在一起；在每个旁承处加工有一个旁承测力座，所述的旁承测力座内放置有一个旁承测力传感器，然后以信号采集装置来收集所述的心盘测力传感器组件和旁承测力传感器所测得的信号。由于本发明专利技术通过直接测量的方式得到心盘力以及心盘力的偏移量和旁承力，可以显著提高心盘力的测试精度；并能够减少实验室中进行载荷标定的步骤，缩短了测试工作的周期，节约了人力和物力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及列车的摇枕结构。
技术介绍
从我国货车装备技术近十余年来的发展情况看，货车结构的疲劳可靠性问 题是制约货车装备技术提升的关键因素。如果货车结构在显著低于设计寿命时 过早地发生疲劳裂损，将使货车的维修费用居高不下，并严重危及行车安全。 由于货车现行结构强度设计规范和试验标准尚不完善，特别是缺少符合我国实 际运用条件的疲劳强度设计规范和试验标准。因此，进行货车载荷谱测试，更 新我国货车结构的强度设计规范和试验标准，已成为 一项非常紧迫的工作。在货车载荷谱测试工作中， 一般以转向架摇枕为传感器，通过测力摇枕来测试车体上的垂向、侧滚和扭转载荷，其具体测试方法包括以下步骤1、 贴应变片；如图1所示，摇枕10包括心盘11和设置在心盘11两侧的 旁承12,现有的测试方法是在旁承盒处粘贴应变片13,在摇枕10的中央对称 面14处粘贴应变片15,并在中央对称面14附近且应力较大、应力梯度较小的 部位粘贴应变片16;2、 进行标定试验；其又包括以下步骤1) 在实-验室中，分别在心盘11和两个旁承12处依次加载荷Pp P2、 P3， 并同时测量各应变片处的应力大小；其中，载荷Pi与摇枕10的中央对称面15 之间存在偏心距L;2) 在车辆运行中实测，全程连续采集，得到各应变片13、 15、 16的粘贴 位置的应变-时间历程，计算得到各应变片13、 15、 16的粘贴位置的实测应力值；3 )以实室测试数据和实测数据为已知条件，根据叠加原理建立方程组， 然后解方程组，得到心盘11和两个旁承12处的实际载荷以及实际偏心距，完 成摇枕心盘和旁承载荷的标定，并分解计算出三种载荷P!、 P2、 Ps的标定系数；3、 通过标定试验所得出的标定系数，将各个应变片13、 15、 16的粘贴位4置的应变-时间历程转变为载荷-时间历程。虽然上述现有的摇枕载荷测试方法为我国货车结构的疲劳可靠性分析所大 量采用，然而，测试工作者也在工作过程中发现其存在测试结构不够准确的问 题，原因在于1、 由于摇枕的心盘处难以直接粘贴应变片，因此只能通过标定试验来间接 得到心盘处的载荷值，这中间的过程复杂，必然存在误差。2、 使用应变片测量应力值，通过解方程求得载荷值，其测量精度远低于测 力传感器的测量精度。3、 使用应变片测量得到的是应变值，需要繁杂的后期工作才能转化为我们需要的载荷值。因为上述因素的存在，使得通过现有的摇枕载荷测试方法得到的货车载荷 谱不够精准，甚至影响货车结构的疲劳可靠性研究工作的进行，成为本领域技 术人员所急需解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种摇枕载荷测试结构及 其测试方法，提高摇枕载荷测试工作的测试精度。 为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案包括一种摇枕载荷观'H式结构，所述的摇枕包括心盘和设置在心盘两侧的两个旁 承，其特征在于在心盘处加工有一个心盘测力座，所述的心盘测力座为圓形盲孔， 一个心 盘测力传感器组件放置其中，车体的上心盘放置在所述的心盘测力座中，并压 在所述的心盘测力传感器组件上方，一#^销轴穿过下心盘和所述的心盘测力传 感器组件，将摇枕与车体枢接在一起；还包括信号釆集装置，用来收集所述的心盘测力传感器组件所测得的信号。较佳的技术方案中所述的心盘测力座朝心盘的上表面延伸有 一 圈凸起的 边缘，用来卡住所述的上心盘的边缘。较佳的技术方案中在每个旁承处加工有一个旁承测力座，所述的旁承测 力座为一个盲孔，在所述的旁承测力座内设置有一个旁承测力传感器，所述的 旁承测力传感器上放置弹性旁承，所述的弹性旁承与车体的上旁承抵接；所述 的旁承测力传感器与所述的信号采集装置连接。较佳的技术方案中在所述的旁承测力座的底部放置传感器和弹性旁承后， 弹性旁承的上平面的高度与原设计值一致。较佳的技术方案中所述的心盘测力传感器组件包括的底座与盖板，所述的底座放置在所述的心盘测力座内，所述的盖板与所述的上心盘接触，所述的底座和盖板的中心均开设有一个通孔，以供所述的销轴通过；至少三个心盘力 传感器设置在所述的底座与盖板之间，且每个所述的心盘力传感器的一端与底 座抵接，另一端与盖板抵接，以测量底座与盖板之间的压力分布。较佳的技术方案中所述的底座上设有至少三个柱孔，每个柱孔下端封闭， 上端开放，每个柱孔内放置一个所述的心盘力传感器，所述的心盘力传感器的 高度大于所述的柱孔的深度， 一端突出于底座的上表面，所述的盖板的下表面 与每个所述的心盘力传感器的突出端接触，盖板的上表面与所述的下心盘接触。 较佳的技术方案中所述的底座上左右对称地开设有四对柱孔。 较佳的技术方案中在所述的底座上还设有至少两个定位孔，所述的定位 孔与心盘测力座中设置的两个定位销孔的位置对应，两个定位销穿设在所述的 定位孔与定位销孔中，将所述的心盘测力传感器组件呈左右对称地安装在心盘 测力座中。为实现上述目的，本专利技术釆用的技术方案还包括 一种摇枕载荷测试方法，其特征在于，包括以下步骤1) 在所述的摇枕的心盘处加工有一个心盘测力座，在所述的摇枕的旁承处 加工有一个旁承测力座，在所述的心盘测力座与旁承测力座中分别安装心盘测 力传感器组件与旁承测力传感器，然后将所述的摇枕安装到转向架上；2) 在车辆运行中进行实测，以信号采集装置收集所述的心盘测力传感器组 件与旁承测力传感器所测得的信号；3) 以信号采集装置收集到的信号为依据，计算得到心盘和旁承处的载荷-时间历程。较佳的技术方案中所述的心盘测力传感器组件中左右对称地设置有至少 一对心盘力传感器，而步骤3)中，心盘力包括心盘中心力和心盘力偏移量，所 述的心盘中心力等于心盘测力传感器组件中所有心盘力传感器的受力总和，所 述的心盘力偏移量通过心盘测力传感器组件中左右对称布置的心盘力传感器的 输出量和各心盘力传感器的相对位置计算得到。与现有技术相比较，采用上述技术方案的本专利技术具有的优点在于1、 通过直接测量的方式得到心盘力，可以显著提高心盘力的测试精度；2、 减少了实验室中进行载荷标定的步骤，缩短了测试工作的周期，节约了 人力和物力；3、 由于采用力传感器来替代由应变片测试结构进行载荷识别所得到的载荷 值，可以极大地提高测试结果的精度；4、 由力传感器可以直接得到载荷值，减少后期工作量，并加快货车载荷谙 的编制速度。附图说明图1是现有的测力摇枕进行载荷标定时载荷与测点位置示意图2是本专利技术采用的摇枕的半剖示意图3是图2的A-A剖视图4是图2的B-B剖视图5是图2的俯视图6是心盘测力传感器组件的平面结构示意图(不带盖板)；图7是图6的C-C剖视图(带盖板和心盘力传感器)。附图标记说明摇枕10;摇枕10，；心盘11;旁承12;应变片13;中央对 称面14;应变片15;应变片16;载荷P2、 P3;偏心距L;心盘测力座20; 凸起的边缘201;定位销孔21;中心销孔22;心盘测力传感器组件30;底座31; 通孔311;柱孔312;定位孔313;盖才反32;心盘力传感器33;通孔321;旁岸义 测力座40;弹性旁承42;旁承测力传感器43。具体实施例方式如图2所示，是本专利技术采用的摇枕载荷测试结构，所述的摇枕10，包括心盘 11和设置在心盘11两侧的旁承12，其改进之处包括在心盘11处加工有一个心盘测力座20，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摇枕载荷测试结构，所述的摇枕包括心盘和设置在心盘两侧的两个旁承，其特征在于：　在心盘处加工有一个心盘测力座，所述的心盘测力座为圆形盲孔，一个心盘测力传感器组件放置其中，车体的上心盘放置在所述的心盘测力座中，并压在所述的心盘测力传感器组件上方，一根销轴穿过下心盘和所述的心盘测力传感器组件，将摇枕与车体枢接在一起；　还包括信号采集装置，用来收集所述的心盘测力传感器组件所测得的信号。

【技术特征摘要】
1、一种摇枕载荷测试结构，所述的摇枕包括心盘和设置在心盘两侧的两个旁承，其特征在于在心盘处加工有一个心盘测力座，所述的心盘测力座为圆形盲孔，一个心盘测力传感器组件放置其中，车体的上心盘放置在所述的心盘测力座中，并压在所述的心盘测力传感器组件上方，一根销轴穿过下心盘和所述的心盘测力传感器组件，将摇枕与车体枢接在一起；还包括信号采集装置，用来收集所述的心盘测力传感器组件所测得的信号。2、 根据权利要求1所述的摇枕载荷测试结构，其特征在于所述的心盘测 力座朝心盘的上表面延伸有一圏凸起的边缘，用来卡住所述的上心盘的边缘。3、 根据权利要求1所述的摇枕载荷测试结构，其特征在于在每个旁承处 加工有一个旁承测力座，所述的旁承测力座为一个盲孔，在所述的旁承测力座 内设置有一个旁承测力传感器，所述的旁承测力传感器上放置弹性旁承，所述 的弹性旁承与车体的上旁承抵接；所述的旁承测力传感器与所述的信号采集装 置连接。4、 根据权利要求3所述的摇枕载荷测试结构，其特征在于在所述的旁承 测力座的底部放置传感器和弹性旁承后，弹性旁承上平面的高度与原设计值一 致。5、 根据权利要求1所述的摇枕载荷测试结构，其特征在于所述的心盘测 力传感器组件包括的底座与盖板，所述的底座放置在所述的心盘测力座内，所 述的盖板与所述的上心盘接触，所述的底座和盖板的中心均开设有 一 个通孔， 以供所述的销轴通过；至少三个心盘力传感器设置在所述的底座与盖板之间， 且每个所述的心盘力传感器的一端与底座抵接，另一端与盖板抵接，以测量底 座与盖4反之间的压力分布。6、 根据权利要求5所述的摇枕载荷测试结构，其特征在于所述的底座上 设...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙守光，李强，刘志明，谢基龙，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]