[发明专利]基于模拟车轴机构的构架弹簧座载荷加载装置

说明书

基于模拟车轴机构的构架弹簧座载荷加载装置属于铁路车辆转向架构架强度试验用的施力加载装置领域，其包括模拟车轴、两个模拟轴座、四个模拟弹簧机构、两套限位卡环组、作动器组和三个矩形连接座，模拟车轴包括一体成型且直径顺次递减的主轴、两个轴径和两个轴端，模拟轴座包括中心轴座、高位模拟弹簧座、低位模拟弹簧座和轴向减震橡胶环。本发明可以更为真实地模拟列车在轨运行时轮对向构架传递的XYZ三个轴向上的综合震动，空间布局精巧合理、结构简单实用，操作方便，成本低廉。

技术领域

本发明属于铁路车辆转向架构架强度试验用的施力加载装置领域，具体涉及一种基于模拟车轴机构的构架弹簧座载荷加载装置。

背景技术

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正常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，进一步识别静强度试验中未被发现的疲劳风险点，并为改进设计提供参考依据。

如图1至图4所示，铁路车辆转向架构架1的承力主体结构通常是由横梁1-1和两个侧梁1-2所构成的H型结构。但城铁、高速动车组等不同的铁路列车车型，均因设计需求不同而对应众多不同的构架细节结构，因此，其载荷强度试验所需的试验工装各不相同，不仅需要综合考虑各个承力加载点的实际受力方向，还需充分考虑各个施力作动器的布局位置关系，避免作动器彼此相互阻挡干涉。尤其是构架与轮对对接的轴座位置，其承力加载结构尤为关键。

如图1至图4所示的一种列车H型构架1，其齿轮箱吊座1-3等结构并非按常见方式安装在横梁1-1的两侧，而是通过平行于横梁1-1的两根管状边梁1-4对称安装于侧梁1-2的两端。其侧梁1-2包括两条对称向双侧伸展的翼形的悬臂结构，每一条悬臂下方均设有一对儿高度差为H、轴距为L的一系弹簧安装座1-5。由于该一系弹簧安装座1-5的结构不同于圆拱型的轴座结构，且其位置和高度差等结构均与常规构架区别较大，导致其没有成熟的相关弹簧座载荷加载装置设计方案可以借鉴，沿用旧有方案的布局结构会使Y轴方向的施力作动器与横梁1-1的两根管状边梁1-4彼此干涉，或者与X轴方向的横梁1-1端部的抗测滚扭杆作动器加载点彼此干涉，以至于加载试验无法进行。因此，如何能够通过大量的理论总结和实验验证设计出与该特殊构架相匹配的轮轴承力加载结构，已成为一项研发课题。

发明内容

为了解决现有某型具有特殊结构的构架，其存在高度差的一系弹簧安装座结构不同于圆拱型的轴座结构，且该一系弹簧安装座的布局位置受到平行于横梁的两根管状边梁的限制，导致该构架没有成熟的相关弹簧座载荷加载装置设计方案可以借鉴，沿用旧有方案的布局结构会使Y轴方向的施力作动器与横梁的两根管状边梁彼此干涉，或者与X轴方向的横梁端部的抗测滚扭杆作动器加载点彼此干涉，以至于加载试验无法进行的技术问题，本发明提供一种基于模拟车轴机构的构架弹簧座载荷加载装置。

本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：

基于模拟车轴机构的构架弹簧座载荷加载装置，其包括模拟车轴、两个模拟轴座、四个模拟弹簧机构、两套限位卡环组、作动器组和三个矩形连接座，模拟车轴包括一体成型且直径顺次递减的主轴、两个轴颈和两个轴端，两个轴颈和两个轴端顺次对称布置于主轴的两侧；模拟轴座包括中心轴座、高位模拟弹簧座、低位模拟弹簧座和轴向减震橡胶环，中心轴座的端面上设有减震环通孔；高位模拟弹簧座和低位模拟弹簧座分别位于中心轴座的左、右两侧，其三者一体成型；高位模拟弹簧座和低位模拟弹簧座的高度差为H；高位模拟弹簧座的端面上设有高位减震柱通孔，低位模拟弹簧座的端面上设有低位减震柱通孔；高位减震柱通孔和低位减震柱通孔的轴线彼此平行，其二者的间距为L，且其二者的轴向均垂直于减震环通孔轴线；轴向减震橡胶环的内径与轴颈的外径匹配，其同轴固连于减震环通孔内，轴向减震橡胶环的轴向长度是减震环通孔轴向长度的二倍；