專利名稱：輪軸定位裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于輪軸疲勞試驗(yàn)的定位裝置及其方法，屬于軌道交通技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)內(nèi)城市軌道交通的迅速普及與車輛行駛速度的大幅提升，對(duì)于承載車體與傳遞牽引力的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架提出了更高的設(shè)計(jì)和使用要求。其中，輪軸是轉(zhuǎn)向架重要組成部件，針對(duì)輪軸進(jìn)行疲勞試驗(yàn)是保證長(zhǎng)期、高速和安全運(yùn)行的保障。目前國(guó)內(nèi)針對(duì)輪軸進(jìn)行疲勞試驗(yàn)的試驗(yàn)臺(tái)，較常見的是偏心激振式結(jié)構(gòu)，即輪軸垂向頂端連接偏心激振器，輪軸側(cè)部連接一橫向加載缸，在疲勞試驗(yàn)過程中通過輪軸偏心扭轉(zhuǎn)的反復(fù)加載以驗(yàn)證其疲勞系數(shù)。上述偏心激振式試驗(yàn)裝置的安裝過程如下:1)將偏心激振器安裝在被試輪軸上；
2)偏心激振器與被試輪軸被吊裝到試驗(yàn)平臺(tái)上，盡可能地?cái)[放在試驗(yàn)平臺(tái)的中心；3)調(diào)整驅(qū)動(dòng)電機(jī)與偏心激振器的垂向同心度，使兩者盡可能地的同心；調(diào)整在輪軸上所粘貼的應(yīng)力檢測(cè)片與靜態(tài)加載面的垂直度，使應(yīng)力檢測(cè)片與加載面盡可能地垂直；4)將車輪緊固在試驗(yàn)平臺(tái)上，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)與偏心激振器之間安裝聯(lián)軸節(jié)；5)粘貼應(yīng)力檢測(cè)片與接線，并進(jìn)行靜態(tài)標(biāo)定；6)開始進(jìn)行疲勞試驗(yàn)。按上述試驗(yàn)平臺(tái)固定車輪與輪軸，由于車輪與試驗(yàn)平臺(tái)之間沒有有效的定位裝置，因而明顯地存在有以下缺陷:1、車輪可在試驗(yàn)平臺(tái)上任意移動(dòng)，偏心激振器與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的垂向中心很難校準(zhǔn)；2、難以準(zhǔn)確地將應(yīng)力檢測(cè)片與加載面保持垂直，誤差較大；3、輪軸固定過程需重復(fù)多次，每次疲勞試驗(yàn)的安裝準(zhǔn)備工作需占用較長(zhǎng)的時(shí)間，且準(zhǔn)確度較差，不利于提聞試驗(yàn)效率。有鑒于此，特提出本專利申請(qǐng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所述的輪軸定位裝置及其方法，其目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題而在試驗(yàn)臺(tái)與輪軸、車輪對(duì)應(yīng)位置處統(tǒng)一標(biāo)定刻度線的前提下，通過針對(duì)輪軸的垂向定位裝置，以期實(shí)現(xiàn)輪軸與試驗(yàn)臺(tái)之間的垂向同心度、以及保證所粘貼應(yīng)力檢測(cè)片的垂直度。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，所述的輪軸定位方法如下:在進(jìn)行輪軸疲勞試驗(yàn)的試驗(yàn)臺(tái)上標(biāo)定出平臺(tái)中心、平臺(tái)徑向刻度線和平臺(tái)圓周刻度線；在被試輪軸上標(biāo)定出粘貼應(yīng)力檢測(cè)片的位置線，在車輪上標(biāo)定出車輪中心和車輪徑向線；在平臺(tái)中心處設(shè)置有可垂向升降的、并與被試輪軸的中心孔相匹配的定位頂頭；參照平臺(tái)中心確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)的安裝位置；由定位頂頭垂向頂起被試輪軸和車輪，參照平臺(tái)徑向刻度線與車輪徑向線、平臺(tái)圓周刻度線與車輪邊緣，從而確定試驗(yàn)臺(tái)與被試輪軸、車輪的同心度；在位置線處粘貼應(yīng)力檢測(cè)片。如上述基本方案，針對(duì)輪軸的中心定位，結(jié)合刻度線的標(biāo)定與參照調(diào)整，雖然與現(xiàn)有技術(shù)公開的安裝方式相差不多，但是安裝過程較易準(zhǔn)確校準(zhǔn)，因此有利于提高疲勞試驗(yàn)前的部件安裝精度，也有利于縮短安裝定位時(shí)間。為進(jìn)一步地提高針對(duì)輪軸垂向中心定位操作的穩(wěn)定性，可采取的改進(jìn)措施是，定位頂頭可由液壓缸驅(qū)動(dòng)進(jìn)行垂向升降，液壓缸設(shè)置在試驗(yàn)臺(tái)內(nèi)部并通過溝槽內(nèi)的油管連通外部液壓泵。為完善粘貼應(yīng)力檢測(cè)片的垂直度，可將位置線標(biāo)定在被試輪軸的彎角處、以及被試輪軸的外周。為提高橫向加載作動(dòng)缸的基準(zhǔn)水平，可在承載橫向作動(dòng)缸的加載架側(cè)部標(biāo)定出橫向位置線，從而確定所承載的橫向作動(dòng)缸與被試輪軸在同一水平面內(nèi)相互垂直。為實(shí)現(xiàn)上述設(shè)計(jì)構(gòu)思，針對(duì)輪軸定位方法操作過程的細(xì)化方案如下:參照平臺(tái)中心確定所加載的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的垂向中心，并固定驅(qū)動(dòng)電機(jī)；將偏心激振器安裝到被試輪軸，連同車輪吊裝至試驗(yàn)臺(tái)；由定位頂頭垂向頂起被試輪軸和車輪，參照平臺(tái)徑向刻度線與車輪徑向線、平臺(tái)圓周刻度線與車輪邊緣，從而確定試驗(yàn)臺(tái)與被試輪軸、車輪的同心度；定位頂頭垂向落下，車輪底面密貼于試驗(yàn)臺(tái)，被試輪軸的中心孔與平臺(tái)中心重合；通過聯(lián)軸節(jié)垂向同心地連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)和偏心激振器；在被試輪軸上的位置線處粘貼應(yīng)力檢測(cè)片。具體地，還可參照加載架的橫向位置線安裝橫向作動(dòng)缸，并將橫向作動(dòng)缸連接于被試輪軸?；谏鲜鲈O(shè)計(jì)構(gòu)思與原理，實(shí)現(xiàn)所述輪軸定位方法的定位裝置主要包括有:在進(jìn)行輪軸疲勞試驗(yàn)的試驗(yàn)臺(tái)上標(biāo)定出平臺(tái)中心、平臺(tái)徑向刻度線和平臺(tái)圓周刻度線；在被試輪軸上標(biāo)定出粘貼應(yīng)力檢測(cè)片的位置線，在車輪上標(biāo)定出車輪中心和車輪徑向線；在平臺(tái)中心處設(shè)置有可垂向升降的、并與被試輪軸的中心孔相匹配的定位頂頭。較為優(yōu)選的輪軸定位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)方案是，定位頂頭連接一驅(qū)動(dòng)其垂向升降的液壓缸，液壓缸設(shè)置在試驗(yàn)臺(tái)內(nèi)部并通過溝槽內(nèi)的油管連通外部液壓泵。另外，位置線標(biāo)定在被試輪軸的彎角處、以及外周。在承載橫向作動(dòng)缸的加載架側(cè)部標(biāo)定有橫向位置線。綜上內(nèi)容，本發(fā)明輪軸定位裝置及其方法具有以下優(yōu)點(diǎn)與有益效果:1、針對(duì)輪軸的垂向定位較為精準(zhǔn)，同心度能夠保證在0.5mm以內(nèi)，較明顯地提高輪軸疲勞試驗(yàn)的精度，試驗(yàn)結(jié)果真實(shí)可靠，有助于驗(yàn)證輪軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與選用材料的合理性與否。2、能夠有效地提聞?wù)迟N應(yīng)力檢測(cè)片的垂直度在I °以內(nèi)，從而相應(yīng)地提聞現(xiàn)場(chǎng)安裝定位的效率。


現(xiàn)結(jié)合以下附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步地說明。圖1是定位前被試輪軸與試驗(yàn)臺(tái)之間的示意圖；圖2是圖1的M向俯視圖；圖3是定位后的被試輪軸與試驗(yàn)臺(tái)之間的示意圖；圖4是圖3的I部放大示意圖；如圖1至圖4所示，試驗(yàn)臺(tái)1，被試輪軸2，車輪3，定位頂頭4，液壓缸5，溝槽6，油管7，橫向作動(dòng)缸8，加載架9，平臺(tái)中心10，平臺(tái)徑向刻度線11，平臺(tái)圓周刻度線12，橫向位置線13，驅(qū)動(dòng)電機(jī)14，偏心激振器15，聯(lián)軸節(jié)16，位置線21，中心孔22，車輪中心30，車輪徑向線31 ；
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1，如圖1至圖4所示，應(yīng)用于輪軸疲勞試驗(yàn)的輪軸定位裝置包括有:在進(jìn)行輪軸疲勞試驗(yàn)的試驗(yàn)臺(tái)I上標(biāo)定出平臺(tái)中心10、平臺(tái)徑向刻度線11和平臺(tái)圓周刻度線12 ；在被試輪軸2上標(biāo)定出粘貼應(yīng)力檢測(cè)片的位置線21，位置線21具體地標(biāo)定在被試輪軸2的彎角處、以及被試輪軸2的外周；在車輪3上標(biāo)定出車輪中心30和車輪徑向線31 ；在平臺(tái)中心10處設(shè)置有可垂向升降的、并與被試輪軸2的中心孔22相匹配的定位頂頭4。定位頂頭4連接一驅(qū)動(dòng)其垂向升降的液壓缸5，液壓缸5設(shè)置在試驗(yàn)臺(tái)I內(nèi)部并通過溝槽6內(nèi)的油管7連通外部液壓泵。在承載橫向作動(dòng)缸8的加載架9側(cè)部標(biāo)定有橫向位置線13。應(yīng)用上述輪軸定位裝置而可實(shí)現(xiàn)下述輪軸定位方法:在進(jìn)行輪軸疲勞試驗(yàn)的試驗(yàn)臺(tái)I上標(biāo)定出平臺(tái)中心10、平臺(tái)徑向刻度線11和平臺(tái)圓周刻度線12 ；在被試輪軸2上標(biāo)定出粘貼應(yīng)力檢測(cè)片的位置線21，位置線21標(biāo)定在被試輪軸2的彎角處、以及外周；在車輪3上標(biāo)定出車輪中心30和車輪徑向線31 ；在平臺(tái)中心10處設(shè)置有可垂向升降的、并與被試輪軸2的中心孔22相匹配的定位頂頭4 ；參照平臺(tái)中心10確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)的安裝位置；由定位頂頭4垂向頂起被試輪軸2和車輪3，參照平臺(tái)徑向刻度線11與車輪徑向線31、平臺(tái)圓周刻度線12與車輪3邊緣，從而確定試驗(yàn)臺(tái)I與被試輪軸2、車輪3的同心度；在位置線21處粘貼應(yīng)力檢測(cè)片。在承載橫向作動(dòng)缸8的加載架9側(cè)部標(biāo)定出橫向位置線13，從而確定所承載的橫向作動(dòng)缸8與被試輪軸2在同一水平面內(nèi)相互垂直。
所述輪軸定位方法包括有以下操作步驟:參照平臺(tái)中心10確定所加載的驅(qū)動(dòng)電機(jī)14的垂向中心，并固定驅(qū)動(dòng)電機(jī)14 ；將偏心激振器15安裝到被試輪軸2，連同車輪3吊裝至試驗(yàn)臺(tái)I ;由定位頂頭4垂向頂起被試輪軸2和車輪3，參照平臺(tái)徑向刻度線11與車輪徑向線31、平臺(tái)圓周刻度線12與車輪3邊緣，從而確定試驗(yàn)臺(tái)I與被試輪軸2、車輪3的同心度；定位頂頭4垂向落下，車輪3底面密貼于試驗(yàn)臺(tái)1，被試輪軸2的中心孔22與平臺(tái)中心10重合；通過聯(lián)軸節(jié)16垂向同心地連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)14和偏心激振器15 ；在被試輪軸2上的位置線21處粘貼應(yīng)力檢測(cè)片；參照加載架9的橫向位置線13安裝橫向作動(dòng)缸8,將橫向作動(dòng)缸8連接于被試輪軸2 ;開始實(shí)施被試輪軸2的疲勞試驗(yàn)。如上所述，結(jié)合附圖和實(shí)施例所給出的方案內(nèi)容，可以衍生出類似的技術(shù)方案。但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)上述技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種輪軸定位方法，其特征在于:在進(jìn)行輪軸疲勞試驗(yàn)的試驗(yàn)臺(tái)(I)上標(biāo)定出平臺(tái)中心(10)、平臺(tái)徑向刻度線(11)和平臺(tái)圓周刻度線(12)； 在被試輪軸(2)上標(biāo)定出粘貼應(yīng)力檢測(cè)片的位置線(21)，在車輪(3)上標(biāo)定出車輪中心(30)和車輪徑向線(31)； 在平臺(tái)中心(10)處設(shè)置有可垂向升降的、并與被試輪軸(2)的中心孔(22)相匹配的定位頂頭⑷； 參照平臺(tái)中心(10)確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)的安裝位置； 由定位頂頭⑷垂向頂起被試輪軸⑵和車輪(3)，參照平臺(tái)徑向刻度線(11)與車輪徑向線(31)、平臺(tái)圓周刻度線(12)與車輪(3)邊緣，從而確定試驗(yàn)臺(tái)⑴與被試輪軸(2)、車輪⑶的同心度； 在位置線(21)處粘貼應(yīng)力檢測(cè)片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪軸定位方法，其特征在于:定位頂頭(4)由液壓缸(5)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行垂向升降，液壓缸(5)設(shè)置在試驗(yàn)臺(tái)(I)內(nèi)部并通過溝槽￠)內(nèi)的油管(7)連通外部液壓泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輪軸定位方法，其特征在于:位置線(21)標(biāo)定在被試輪軸(2)的彎角處、以及外周。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輪軸定位方法,其特征在于:在承載橫向作動(dòng)缸(8)的加載架(9)側(cè)部標(biāo)定出橫向位置線(13)，從而確定所承載的橫向作動(dòng)缸(8)與被試輪軸(2)在同一水平面內(nèi)相互垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輪軸定位方法，其特征在于:包括有以下操作步驟， 參照平臺(tái)中心(10)確定所加載的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(14)的垂向中心，并固定驅(qū)動(dòng)電機(jī)(14)； 將偏心激振器(15)安裝到被試輪軸(2)，連同車輪(3)吊裝至試驗(yàn)臺(tái)⑴； 由定位頂頭⑷垂向頂起被試輪軸⑵和車輪(3)，參照平臺(tái)徑向刻度線(11)與車輪徑向線(31)、平臺(tái)圓周刻度線(12)與車輪(3)邊緣，從而確定試驗(yàn)臺(tái)⑴與被試輪軸(2)、車輪⑶的同心度； 定位頂頭(4)垂向落下，車輪(3)底面密貼于試驗(yàn)臺(tái)(I)，被試輪軸(2)的中心孔(22)與平臺(tái)中心(10)重合； 通過聯(lián)軸節(jié)(16)垂向同心地連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)(14)和偏心激振器(15)； 在被試輪軸(2)上的位置線(21)處粘貼應(yīng)力檢測(cè)片。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輪軸定位方法，其特征在于:還包括有以下操作步驟，參照加載架(9)的橫向位置線(13)安裝橫向作動(dòng)缸(8)，并將橫向作動(dòng)缸⑶連接于被試輪軸⑵。
7.實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至6所述輪軸定位方法的定位裝置，其特征在于:在進(jìn)行輪軸疲勞試驗(yàn)的試驗(yàn)臺(tái)(I)上標(biāo)定出平臺(tái)中心(10)、平臺(tái)徑向刻度線(11)和平臺(tái)圓周刻度線(12)； 在被試輪軸(2)上標(biāo)定出粘貼應(yīng)力檢測(cè)片的位置線(21)，在車輪(3)上標(biāo)定出車輪中心(30)和車輪徑向線(31 )； 在平臺(tái)中心(10)處設(shè)置有可垂向升降的、并與被試輪軸(2)的中心孔(22)相匹配的定位頂頭⑷。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輪軸定位裝置，其特征在于:定位頂頭(4)連接一驅(qū)動(dòng)其垂向升降的液壓缸(5)，液壓缸(5)設(shè)置在試驗(yàn)臺(tái)(1)內(nèi)部并通過溝槽(6)內(nèi)的油管(7)連通外部液壓泵。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的輪軸定位裝置，其特征在于:位置線(21)標(biāo)定在被試輪軸(2)的彎角處、以及外周。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的輪軸定位裝置，其特征在于:在承載橫向作動(dòng)缸(8)的加載架(9)側(cè)部標(biāo)定有橫向位 置線(13)。
全文摘要
本發(fā)明所述輪軸定位裝置及其方法，在試驗(yàn)臺(tái)與輪軸、車輪對(duì)應(yīng)位置處統(tǒng)一標(biāo)定刻度線，通過針對(duì)輪軸的垂向定位裝置，以實(shí)現(xiàn)輪軸與試驗(yàn)臺(tái)之間的垂向同心度和保證所粘貼應(yīng)力檢測(cè)片的垂直度。定位方法是在進(jìn)行輪軸疲勞試驗(yàn)的試驗(yàn)臺(tái)上標(biāo)定出平臺(tái)中心、平臺(tái)徑向刻度線和平臺(tái)圓周刻度線；在被試輪軸上標(biāo)定出粘貼應(yīng)力檢測(cè)片的位置線，在車輪上標(biāo)定出車輪中心和車輪徑向線；在平臺(tái)中心處設(shè)置有可垂向升降的、并與被試輪軸的中心孔相匹配的定位頂頭；參照平臺(tái)中心確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)的安裝位置；由定位頂頭垂向頂起被試輪軸和車輪，參照平臺(tái)徑向刻度線與車輪徑向線、平臺(tái)圓周刻度線與車輪邊緣，以確定試驗(yàn)臺(tái)與被試輪軸、車輪的同心度；在位置線處粘貼應(yīng)力檢測(cè)片。
文檔編號(hào)G01M17/10GK103175703SQ20111043096
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者李亞波, 崔洪舉, 李慶升, 陳一萍, 楊中林, 王斌 申請(qǐng)人:南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司