專利名稱：四柱式軌道車輛轉(zhuǎn)向架剛度檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及軌道車輛性能檢測(cè)設(shè)備，特別是涉及一種四柱式軌道車輛轉(zhuǎn)向架剛度檢 測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、 國外公司轉(zhuǎn)向架檢測(cè)設(shè)施情況
歐洲主要有兩個(gè)大型的轉(zhuǎn)向架生產(chǎn)基地， 一個(gè)是西門子的GRAZ公司，另一個(gè)是ALSTOM 的科露索公司。歐洲的轉(zhuǎn)向架生產(chǎn)基地與車體生產(chǎn)在不同的地點(diǎn)，所以在進(jìn)行轉(zhuǎn)向架各項(xiàng)參 數(shù)檢測(cè)時(shí)多不考慮車體，而是在轉(zhuǎn)向架上部安裝平臺(tái)模擬車體。
歐洲公司在新型轉(zhuǎn)向架研制過程中，根據(jù)線路譜對(duì)轉(zhuǎn)向架的懸掛參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和優(yōu)化， 但這僅僅是理論計(jì)算，轉(zhuǎn)向架組裝完成后， 一系、二系、扭轉(zhuǎn)以及整體懸掛參數(shù)是否達(dá)到設(shè) 計(jì)要求，必須通過參數(shù)測(cè)試臺(tái)獲取，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?br> 2、 國內(nèi)轉(zhuǎn)向架參數(shù)試驗(yàn)臺(tái)情況
國內(nèi)在新型轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)時(shí)，無論是機(jī)車、貨車還是客車轉(zhuǎn)向架，動(dòng)力學(xué)的選取、計(jì)算以 及整車的滾振試驗(yàn)都在西南交通大學(xué)完成，西南交通大學(xué)也具有參數(shù)檢測(cè)設(shè)施。
國內(nèi)各鐵路制造公司以前都沒有轉(zhuǎn)向架的參數(shù)檢測(cè)設(shè)備，但隨著鐵路車輛的發(fā)展，鐵路 客車引進(jìn)200km/h和300km/h技術(shù)，鐵路貨車向重載發(fā)展，轉(zhuǎn)向架的參數(shù)檢測(cè)設(shè)備越來越重 要、株洲電力機(jī)車廠、青島四方公司都計(jì)劃組建轉(zhuǎn)向架整體參數(shù)檢測(cè)設(shè)備。
因此，研制開發(fā)結(jié)構(gòu)合理，測(cè)試方法操作簡單有效的有軌車輛轉(zhuǎn)向架剛度測(cè)試系統(tǒng)，以 此來檢測(cè)轉(zhuǎn)向架彈簧剛度是否合格，確保車輛運(yùn)行的安全性、平穩(wěn)性以及動(dòng)力學(xué)性能，已是 一項(xiàng)迫在眉睫的任務(wù)。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于為了滿足對(duì)軌道車輛轉(zhuǎn)向架各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的主要?jiǎng)恿W(xué)參數(shù) 的檢測(cè)需要，提供一種四柱式軌道車輛轉(zhuǎn)向架剛度檢測(cè)系統(tǒng)。該試驗(yàn)臺(tái)通過采用了更加合理 的施力系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，可以滿足轉(zhuǎn)向架組裝完成后的一系、二系整體的縱向、橫向、扭轉(zhuǎn)、 抗蛇行以及側(cè)傾等不同形式剛度的試驗(yàn)要求；其液壓控制方式采用伺服力控制；將三維力傳 感器應(yīng)用到該測(cè)試系統(tǒng)中以實(shí)現(xiàn)三維力的測(cè)量；試驗(yàn)步驟的程序化、自動(dòng)化使轉(zhuǎn)向架剛度在 不同速度、不同振幅、不同頻率下的阻尼特性的檢測(cè)更加便捷。
本實(shí)用新型地上述目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，結(jié)合附圖說明如下
一種四柱式軌道車輛轉(zhuǎn)向架剛度檢測(cè)系統(tǒng)，其由機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、測(cè)試系統(tǒng)、控制 系統(tǒng)組成，其中的機(jī)械系統(tǒng)包括由橫梁1和立柱2通過夾緊裝置組裝成框架結(jié)構(gòu)的龍門架 系統(tǒng)A，由模擬車身載荷壓力板5、模擬車身載荷壓力柱4和模擬車身重心高度調(diào)整機(jī)構(gòu)3 組成的五自由度施力系統(tǒng)F以及對(duì)轉(zhuǎn)向架的夾緊定位的輪對(duì)定位夾緊系統(tǒng)B;液壓系統(tǒng)E包括對(duì)轉(zhuǎn)向架垂直、縱向、橫向作用的油缸以及液壓站；測(cè)試系統(tǒng)包括主要由三維測(cè)力傳感器 13組成的三維力檢測(cè)系統(tǒng)G和主要以由光柵式位移傳感器19組成的轉(zhuǎn)向架位移檢測(cè)系統(tǒng)C; 控制系統(tǒng)主要由液壓控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成。
該轉(zhuǎn)向架剛度測(cè)試系統(tǒng)解決了由于制造工藝等因素使轉(zhuǎn)向架在制造后達(dá)不到設(shè)計(jì)性能 要求的問題。通過參數(shù)測(cè)試調(diào)整后的轉(zhuǎn)向架在動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)過程中的動(dòng)力學(xué)性能一次就達(dá)到要 求，大大縮短了產(chǎn)品研制開發(fā)周期，節(jié)省了大量的試驗(yàn)時(shí)間及經(jīng)費(fèi)，該測(cè)試系統(tǒng)的研制成功， 將在加速我國鐵路貨車產(chǎn)品的升級(jí)換代過程中起到重要作用，應(yīng)用前景十分廣闊。具有一定 的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，有利于社會(huì)的發(fā)展。


圖1軌道車輛轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)示意圖2四柱式軌道車輛轉(zhuǎn)向架剛度檢測(cè)系統(tǒng)外觀圖3四柱式軌道車輛轉(zhuǎn)向架剛度檢測(cè)系統(tǒng)正視圖4龍門架系統(tǒng)示意圖5橫梁加強(qiáng)筋支撐裝配圖6立柱加強(qiáng)筋支撐裝配圖7橫梁夾緊板裝配圖8油缸橫梁支座裝配圖9五自由度施力系統(tǒng)裝配圖IO五自由度施力滑枕系統(tǒng)正視圖11車身垂直載荷壓力柱與車身載荷下壓板裝配圖12五自由度施力系統(tǒng)橫向剛度測(cè)試示意圖13五自由度施力系統(tǒng)縱向剛度測(cè)試示意圖14五自由度施力系統(tǒng)回轉(zhuǎn)剛度測(cè)試示意圖15五自由度施力系統(tǒng)車身側(cè)傾測(cè)試力示意圖16三維測(cè)力傳感器示意圖17三維測(cè)力傳感器與接口盤連接示意圖18三維力傳感器接口盤剖視圖19三維力檢測(cè)系統(tǒng)示意圖20轉(zhuǎn)向架空氣彈簧與三維力傳感器接口盤連接示意圖21轉(zhuǎn)向架與三維力檢測(cè)系統(tǒng)連接示意圖22位移檢測(cè)系統(tǒng)示意圖23位移檢測(cè)系統(tǒng)局部示意圖24輪對(duì)定位夾緊系統(tǒng)示意圖25液壓控制系統(tǒng)；
圖26電氣控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
圖中A-龍門架系統(tǒng)B-輪對(duì)定位夾緊系統(tǒng)C-車架位移檢測(cè)系統(tǒng)D-轉(zhuǎn)向架E—液壓系統(tǒng)F—五自由度施力系統(tǒng)G—三維力檢測(cè)系統(tǒng) i-軸箱 n-二系空氣彈簧 m-構(gòu) 架iv-輪對(duì) v-—系彈簧
l-橫梁2-立柱3-模擬車身重心高度調(diào)整機(jī)構(gòu)4-模擬載荷ji力柱5-模擬車身載 荷壓力板6-縱向作用油缸7-垂直作用油缸8-上壓板9-下壓板10、 11-橫向作用油 缸12-接口盤13-三維力傳感器14-傳力聯(lián)結(jié)座15-傳感器安裝板16-測(cè)量板17-磁力表座18-光柵尺安裝架19-車架光柵式位移傳感器20-輪緣夾緊嵌口 21-油缸
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖給出的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型專利結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。 參閱圖2、 3、 25、 26，本實(shí)用新型專利涉及一種四柱式軌道車輛轉(zhuǎn)向架剛度檢測(cè)系統(tǒng)， 它主要由機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、測(cè)試系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。其中機(jī)械系統(tǒng)主要包括龍門 架系統(tǒng)A是由九個(gè)橫梁1、四個(gè)立柱2以及夾緊裝置(參閱圖5、 6、 7)組成。所述的五自 由度施力系統(tǒng)F是由模擬車身載荷壓力板5、模擬車身載荷壓力柱4、模擬模擬車身重心高 度調(diào)整機(jī)構(gòu)3組成。所述的輪對(duì)定位夾緊系統(tǒng)B實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)向架的夾緊定位功能；所述的液壓 系統(tǒng)E是由六個(gè)垂直作用油缸7、兩個(gè)縱向作用油缸6和兩個(gè)橫向作用油缸IO組成。通過 六個(gè)垂直作用油缸7可對(duì)轉(zhuǎn)向架垂直方向進(jìn)行加載，實(shí)現(xiàn)對(duì)車身質(zhì)量的模擬。通過兩個(gè)縱向 油缸6的作用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛縱向以及扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的模擬。通過橫向作用油缸10的作用，可 以對(duì)轉(zhuǎn)向架施加橫向作用力以及側(cè)向力；測(cè)試系統(tǒng)主要包括三維力檢測(cè)系統(tǒng)G、轉(zhuǎn)向架位移 檢測(cè)系統(tǒng)C。所述的三維力檢測(cè)系統(tǒng)G包括三維測(cè)力傳感器13、接口盤12、傳力聯(lián)結(jié)座14 和傳感器安裝板15，其中接口盤12用于三維力傳感器13與轉(zhuǎn)向架空氣彈簧的聯(lián)結(jié)。所述 的轉(zhuǎn)向架位移檢測(cè)系統(tǒng)C包括光柵式位移傳感器19、測(cè)量板16、磁力表座17和安裝架18， 其中光柵式位移傳感器19固定在安裝架(18上；控制系統(tǒng)主要由液壓控制系統(tǒng)(參閱圖25)、 電氣控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(參閱圖26)組成。所述的液壓控制系統(tǒng)采用力伺服控制，由 定量泵、伺服閥、伺服放大器等控制元件組成。所述的電氣控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由力、 位移和開關(guān)量傳感器，控制器、變送器、A/D、 D/A采集卡、I/O卡、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及分 析處理系統(tǒng)組成。
參閱圖4、 5、 6、 7，所述的龍門架系統(tǒng)A由橫梁1和立柱2組成。所說的龍門架系統(tǒng)A 中的立柱2采用四根，固定在基礎(chǔ)上，橫梁1采用9根，通過夾緊裝置與立柱2聯(lián)結(jié)，其布 置形式為框架結(jié)構(gòu)，立柱2和橫梁1采用鋼板焊接成封閉的箱型結(jié)構(gòu)，并焊有加強(qiáng)筋。
參閱圖8、 9、 10、 11，所述的五自由度施力系統(tǒng)F由模擬車身載荷壓力板5、模擬車 身載荷壓力柱4、模擬車身重心高度調(diào)整機(jī)構(gòu)3組成。所說的五自由度施力系統(tǒng)F所示中 模擬車身載荷壓力柱4固定在模擬車身載荷下壓板9上，上壓板8套在模擬載荷壓力柱4上 并通過四個(gè)垂直作用油缸7懸掛在龍門架上，當(dāng)四個(gè)垂直作用油缸7同步伸縮時(shí)，上壓板8 帶動(dòng)下壓板9延垂直方向移動(dòng)，對(duì)轉(zhuǎn)向架施加垂直載荷?？刂妻D(zhuǎn)向架橫向、縱向運(yùn)動(dòng)的油缸 一端與上壓板8鉸接，另一端通過油缸支座(參閱圖8)夾緊在龍門架橫梁l上?？刂颇M 車身載荷壓力板5上下移動(dòng)的四個(gè)油缸， 一端與壓力板5鉸接，另一端通過油缸支座(參閱 圖8)夾緊在龍門架上，通過壓力板5的上下移動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)向架的垂直方向的加載。聯(lián)結(jié)模擬車身載荷壓力柱4和壓力板5的兩個(gè)垂直作用油缸7作用時(shí)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)向架垂直加載來 模擬車身質(zhì)量。兩個(gè)橫向作用油缸10，其中一個(gè)作用在模擬車身載荷壓力柱4上，用來模 擬轉(zhuǎn)向架在行駛時(shí)所受到的側(cè)向力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車身側(cè)傾狀態(tài)下的測(cè)試。另一個(gè)與上壓板8 聯(lián)結(jié)，當(dāng)油缸伸縮時(shí)，上壓板8帶動(dòng)下壓板9延橫向方向移動(dòng)，對(duì)轉(zhuǎn)向架施加橫向力。兩個(gè) 縱向作用油缸6—端與上壓板8鉸接，另一端通過縱向油缸支座(參閱圖8)夾緊在龍門架 橫梁1上，當(dāng)兩縱向作用油缸6同步伸縮時(shí)，上壓板8帶動(dòng)下壓板9延縱向方向移動(dòng)，對(duì)轉(zhuǎn) 向架施加縱向力。當(dāng)兩縱向作用油缸6相對(duì)反向伸縮時(shí)，上壓板8帶動(dòng)下壓板9實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)， 對(duì)轉(zhuǎn)向架施加扭轉(zhuǎn)力矩，從而實(shí)現(xiàn)車身回轉(zhuǎn)剛度測(cè)試。
參閱圖16、 17、 18、 19、 20、 21，所述的三維力檢測(cè)系統(tǒng)G包括三維測(cè)力傳感器13、 接口盤12、傳力聯(lián)結(jié)座14和傳感器安裝板15。三維力檢測(cè)系統(tǒng)G中傳感器采用電阻應(yīng)變式 三維力傳感器13，其彈性體部分釆用參閱圖16所示結(jié)構(gòu)。在彈性體上貼有電阻應(yīng)變片，可 同時(shí)檢測(cè)X、 Y、 Z三個(gè)方向的力Fx 、 Fy 、 Fz 。當(dāng)五自由度施力系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)向架施加作用 力時(shí)，傳感器的彈性體產(chǎn)生變形，粘貼在彈性體上的應(yīng)變計(jì)阻值隨之發(fā)生變化，彈性體部分 采用特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，例如當(dāng)對(duì)轉(zhuǎn)向架施加X方向作用力時(shí)，應(yīng)變片所在的彈性體部分發(fā) 生主要形變，所以對(duì)應(yīng)的延X方向延伸的彈性體上的電阻應(yīng)變片阻值發(fā)生變化；同樣當(dāng)對(duì) 轉(zhuǎn)向架施加Y、 Z方向作用力時(shí)，應(yīng)變片所在的彈性體部分發(fā)生主要形變，即延Y、 Z方向 延伸的彈性體上的電阻應(yīng)變片阻值發(fā)生變化。由電橋?qū)?yīng)變計(jì)阻值的變化轉(zhuǎn)換成變化的電壓 輸出，由放大電路進(jìn)行信號(hào)調(diào)理，經(jīng)計(jì)算機(jī)接口電路進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換送至計(jì)算機(jī)。
其中三維力傳感器13 —端用螺栓固定在接口盤12上，另一端通過傳感器安裝板15與 模擬車身載荷下壓板9相連參閱圖IO所示。這樣，模擬車身載荷下壓板9向下運(yùn)動(dòng)到一定 位置時(shí)，轉(zhuǎn)向架的空氣彈簧可以通過接口盤12和模擬車身載荷下壓板9連接在一起參閱圖 20、 21所示。所以轉(zhuǎn)向架的空氣彈簧可以與下壓板9 一起實(shí)現(xiàn)平面內(nèi)縱向、橫向、扭轉(zhuǎn)以 及翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過三維力傳感器13檢定出力的大小。
參閱圖2、 22、 23，所述的轉(zhuǎn)向架位移檢測(cè)系統(tǒng)C包括車架光柵式位移傳感器19、測(cè)量 板16、磁力表座17和光柵尺安裝架18。其中磁力表座17吸附在轉(zhuǎn)向架上，起到測(cè)量基準(zhǔn) 的作用，光柵式位移傳感器19固定在光柵尺安裝架18上。進(jìn)行轉(zhuǎn)向架剛度檢測(cè)時(shí)，可通過 該車架位移檢測(cè)系統(tǒng)檢定出轉(zhuǎn)向架的縱向、橫向和垂直方向上的位移量。配合三維力檢測(cè)系 統(tǒng)就可以檢測(cè)出轉(zhuǎn)向架彈簧剛度，包括一系簧、二系簧垂向、縱向、橫向剛度，以及轉(zhuǎn)向架 系統(tǒng)回轉(zhuǎn)和側(cè)傾狀態(tài)下的剛度。
參閱圖24，所述的輪對(duì)定位夾緊系統(tǒng)B是由輪緣夾緊嵌口 20、油缸21組成。輪對(duì)定位 夾緊系統(tǒng)B中輪緣夾緊嵌口 20鉸接在槽鋼上，其中一端與油缸21鉸接，通過油缸21控制 嵌口 20張開與夾緊，從而實(shí)現(xiàn)輪對(duì)的定位。
所述的液壓系統(tǒng)采用電液伺服施力控制，其系統(tǒng)液壓原理參閱圖25所示，系統(tǒng)的油源 為電機(jī)組合泵，其工作壓力和卸荷由電磁溢流閥設(shè)定和控制，壓力由壓力表顯示。系統(tǒng)的執(zhí) 行器為液壓缸，通過電液伺服閥的控制，液壓缸的活塞按要求方向運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)轉(zhuǎn)向架運(yùn)動(dòng)， 并施加所設(shè)定的力。伺服閥前設(shè)有帶污染指示的精過濾器，系統(tǒng)還設(shè)有液位計(jì)、溫度調(diào)節(jié)器、吸油和回油過濾器、儲(chǔ)能器等輔助元件。該液壓系統(tǒng)與微機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行閉環(huán)反饋 控制。
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，采用單桿液壓缸即非對(duì)稱液壓缸對(duì)轉(zhuǎn)向架進(jìn)行加載，采用三維力傳感器 13進(jìn)行檢測(cè)反饋，從而構(gòu)成一個(gè)伺服閥控制液壓缸的閉環(huán)電液力控制系統(tǒng)。轉(zhuǎn)向架需按一 定形式的受力譜來模擬軌道車輛運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力狀態(tài)，對(duì)轉(zhuǎn)向架力的輸入是由閥控液壓缸給 出。因此，實(shí)際上是由閥控液壓缸輸出一定形式的受力譜來對(duì)轉(zhuǎn)向架進(jìn)行加載。計(jì)算機(jī)發(fā)出 的力指令信號(hào)經(jīng)放大器放大后送入伺服閥的線圈中，伺服閥輸出與電信號(hào)成比例的壓差作用 在液壓缸的活塞上，形成與電信號(hào)成比例的作用力。力傳感器檢測(cè)實(shí)際作用力并轉(zhuǎn)換成電信 號(hào)經(jīng)反饋放大器放大后與指令信號(hào)相比較，如果實(shí)際作用力小于給定值，兩個(gè)電流差值不為 零，則伺服閥輸出的壓差增加，升高活塞的作用力直至實(shí)際作用力等于給定值時(shí)為止。
參閱圖25，所述的液壓控制系統(tǒng)采用壓力伺服控制，系統(tǒng)的油源為電機(jī)組合泵，其工 作壓力和卸荷由電磁溢流閥設(shè)定和控制，壓力由壓力表顯示。系統(tǒng)的執(zhí)行器為液壓缸，通過 電液伺服閥的控制，液壓缸的活塞按要求方向運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)轉(zhuǎn)向架運(yùn)動(dòng)，并施加所設(shè)定的力。 伺服闊前設(shè)有帶污染指示的精過濾器，系統(tǒng)還設(shè)有液位計(jì)、溫度調(diào)節(jié)器、吸油和回油過濾器、 儲(chǔ)能器等輔助元件。該液壓系統(tǒng)與微機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行閉環(huán)反饋控制
參閱圖26，所述的電氣控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由力、位移和開關(guān)量傳感器，控制器、 變送器、A/D、 D/A采集卡、1/0卡以及工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及分析處理系統(tǒng)組成。有軌車輛轉(zhuǎn)向 架剛度測(cè)試系統(tǒng)的全部工作過程由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)統(tǒng)一管理控制。包括對(duì)油缸動(dòng)作的方向、 速度控制，自動(dòng)采集數(shù)據(jù)以及自動(dòng)完成數(shù)據(jù)處理。
電氣控制系統(tǒng)中的主控機(jī)為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，通過數(shù)據(jù)采集卡對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)控，試 驗(yàn)臺(tái)動(dòng)作指令由微機(jī)發(fā)出，通過D/A接口進(jìn)入伺服闊放大器進(jìn)行信號(hào)放大，輸出電流信號(hào)， 使液壓缸活塞按要求的方向和設(shè)定的力進(jìn)行運(yùn)動(dòng)加載，液壓缸同時(shí)帶動(dòng)轉(zhuǎn)向架運(yùn)動(dòng)，并分別 通過三維力傳感器和光柵式位移傳感器測(cè)量力和位移，檢測(cè)到的位移信號(hào)，力信號(hào)通過適當(dāng) 調(diào)理，分別進(jìn)入數(shù)據(jù)采集卡的A/D中；計(jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù)處理得到要求的轉(zhuǎn)向架特性曲線。 由于系統(tǒng)采用力反饋控制，因此力信號(hào)通過適當(dāng)處理，轉(zhuǎn)化為調(diào)整指令發(fā)送到伺服放大器。
權(quán)利要求1.一種四柱式軌道車輛轉(zhuǎn)向架剛度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于由機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、測(cè)試系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成，其中的機(jī)械系統(tǒng)包括由橫梁(1)和立柱(2)通過夾緊裝置組裝成框架結(jié)構(gòu)的龍門架系統(tǒng)(A)，由模擬車身載荷壓力板(5)、模擬車身載荷壓力柱(4)和模擬車身重心高度調(diào)整機(jī)構(gòu)(3)組成的五自由度施力系統(tǒng)(F)以及對(duì)轉(zhuǎn)向架的夾緊定位的輪對(duì)定位夾緊系統(tǒng)(B)；液壓系統(tǒng)(E)包括對(duì)轉(zhuǎn)向架垂直、縱向、橫向作用的油缸以及液壓站；測(cè)試系統(tǒng)包括主要由三維測(cè)力傳感器(13)組成的三維力檢測(cè)系統(tǒng)(G)和主要以由光柵式位移傳感器(19)組成的轉(zhuǎn)向架位移檢測(cè)系統(tǒng)(C)；控制系統(tǒng)主要由液壓控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的四柱式軌道車輛轉(zhuǎn)向架剛度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所說的龍 門架系統(tǒng)(A)中的立柱(2)采用四根，固定在基礎(chǔ)上，橫梁(1)采用9根，通過夾緊裝 置與立柱(2)聯(lián)結(jié)，其布置形式為框架結(jié)構(gòu)，立柱(2)和橫梁(1)采用鋼板焊接成封閉 的箱型結(jié)構(gòu)，并焊有加強(qiáng)筋。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的四柱式軌道車輛轉(zhuǎn)向架剛度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所說的五 自由度施力系統(tǒng)(F)中的模擬車身載荷壓力柱(4)固定在模擬車身載荷下壓板(9)上， 上壓板(8)套在模擬載荷壓力柱(4)上并通過四個(gè)垂直作用油缸(7)懸掛在龍門架上， 模擬車身載荷壓力柱(4)上還設(shè)有鉸接在上壓板(8)上的兩個(gè)垂直作用油缸，通過油缸橫 梁支座夾緊在龍門架橫梁(1)上的兩個(gè)橫向作用油缸(10、 11),分別與上壓板(8)和模 擬車身載荷壓力柱(4)連接，兩個(gè)縱向作用油缸(6) —端與上壓板(8)鉸接，另一端通 過油缸橫梁支座夾緊在龍門架橫梁(1)上，模擬車身載荷壓力柱(4)上裝有模擬車身重心 高度調(diào)整機(jī)構(gòu)(3)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的四柱式軌道車輛轉(zhuǎn)向架剛度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所說的三 維力檢測(cè)系統(tǒng)(G)中的三維力傳感器(13)采用電阻應(yīng)變式，其彈性體上貼有可同時(shí)檢測(cè) X、 Y、 Z三個(gè)方向的力Fx 、 Fy 、 Fz電阻應(yīng)變片，三維力傳感器(13) —端固定在接口盤(12)上，另一端通過傳感器安裝板(15)與模擬車身載荷下壓板(9)相連，模擬車身載 荷下壓板(9)向下運(yùn)動(dòng)到一定位置時(shí)，模擬車身載荷下壓板(9)通過接口盤(12)與轉(zhuǎn)向 架的空氣彈簧連接在一起。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的四柱式軌道車輛轉(zhuǎn)向架剛度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所說的彈 性體上的電阻應(yīng)變片阻值的變化通過電橋轉(zhuǎn)換成變化的電壓輸出，由放大電路進(jìn)行信號(hào)調(diào) 理，經(jīng)計(jì)算機(jī)接口電路進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換送至計(jì)算機(jī)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的四柱式軌道車輛轉(zhuǎn)向架剛度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所說的液 壓控制系統(tǒng)包括定量泵、伺服閥、伺服放大器等控制元件，采用電液伺服施力控制，系統(tǒng)的 油源為電機(jī)組合泵，其工作壓力和卸荷由電磁溢流閥設(shè)定和控制；壓力由壓力表顯示，系統(tǒng) 的執(zhí)行器為液壓缸，通過電液伺服閥的控制，液壓缸的活塞按要求方向運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)轉(zhuǎn)向架運(yùn) 動(dòng)，并施加所設(shè)定的力；伺服閥前設(shè)有帶污染指示的精過濾器，系統(tǒng)還設(shè)有包括液位計(jì)、溫度調(diào)節(jié)器、吸油和回油過濾器、儲(chǔ)能器的輔助元件；該液壓系統(tǒng)與微機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn) 行閉環(huán)反饋控制。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的四柱式軌道車輛轉(zhuǎn)向架剛度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所說的轉(zhuǎn) 向架位移檢測(cè)系統(tǒng)(C)包括車架光柵式位移傳感器(19)、測(cè)量板(16)、磁力表座(17) 和光柵尺安裝架(18)，其中磁力表座(17)吸附在轉(zhuǎn)向架上，光柵式位移傳感器(19)固 定在光柵尺安裝架(18)上。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的四柱式軌道車輛轉(zhuǎn)向架剛度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所說的輪 對(duì)定位夾緊系統(tǒng)(B)中輪緣夾緊嵌口 (20)鉸接在槽鋼上，其中一端與油缸(21)鉸接， 輪緣夾緊嵌口 (20)對(duì)輪對(duì)實(shí)施張開與夾緊通過油缸控制。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的四柱式軌道車輛轉(zhuǎn)向架剛度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所說的電 氣控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括力、位移和開關(guān)量傳感器，控制器、變送器、A/D、 D/A采集 卡、I/O卡、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及分析處理系統(tǒng)，主控機(jī)為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，通過數(shù)據(jù)采集卡 對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)控，試驗(yàn)臺(tái)動(dòng)作指令由微機(jī)發(fā)出，通過D/A接口進(jìn)入伺服閥放大器進(jìn)行 信號(hào)放大，輸出電流信號(hào)，使液壓缸活塞按要求的方向和設(shè)定的力進(jìn)行運(yùn)動(dòng)加載，液壓缸同 時(shí)帶動(dòng)轉(zhuǎn)向架運(yùn)動(dòng)，并分別通過三維力傳感器和光柵式位移傳感器測(cè)量力和位移，檢測(cè)到的 位移信號(hào)，力信號(hào)通過調(diào)理，分別進(jìn)入數(shù)據(jù)采集卡的A/D中；計(jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù)處理得到要 求的轉(zhuǎn)向架特性曲線；系統(tǒng)采用力反饋控制，力信號(hào)通過適當(dāng)處理，轉(zhuǎn)化為調(diào)整指令發(fā)送到 伺服放大器。
專利摘要四柱式軌道車輛轉(zhuǎn)向架剛度檢測(cè)系統(tǒng)涉及軌道車輛性能檢測(cè)設(shè)備。該系統(tǒng)是為了滿足對(duì)軌道車輛轉(zhuǎn)向架各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的主要?jiǎng)恿W(xué)參數(shù)的檢測(cè)需要設(shè)計(jì)的。它由機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、測(cè)試系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成，其中的機(jī)械系統(tǒng)包括由橫梁(1)和立柱(2)組裝成框架結(jié)構(gòu)的龍門架系統(tǒng)(A)，由模擬車身載荷壓力板(5)、模擬車身載荷壓力柱(4)和模擬車身重心高度調(diào)整機(jī)構(gòu)(3)組成的五自由度施力系統(tǒng)(F)以及對(duì)轉(zhuǎn)向架的夾緊定位的輪對(duì)定位夾緊系統(tǒng)(B)；液壓系統(tǒng)(E)包括對(duì)轉(zhuǎn)向架垂直、縱向、橫向作用的油缸；測(cè)試系統(tǒng)包括三維力檢測(cè)系統(tǒng)(G)和轉(zhuǎn)向架位移檢測(cè)系統(tǒng)(C)；控制系統(tǒng)主要由液壓控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成。
文檔編號(hào)G01M17/08GK201145641SQ20082007128
公開日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2008年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月16日
發(fā)明者劉玉梅, 單紅梅, 磊 孫, 張力斌, 觀 徐, 戴建國, 潘洪達(dá), 建 蘇, 蘇麗俐, 熔 陳 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)