本發(fā)明屬于沖擊疲勞試驗(yàn)設(shè)備，特別是涉及一種能夠進(jìn)行多次重復(fù)沖擊疲勞試驗(yàn)的高速動車組車輪沖擊疲勞試驗(yàn)機(jī)。

背景技術(shù)：

高速動車組列車在行駛過程中，由于車輪擦傷、軌道低接頭等原因會使車輪經(jīng)受多次重復(fù)沖擊載荷作用，需評價(jià)其沖擊疲勞特性。目前，國內(nèi)沖擊疲勞試驗(yàn)機(jī)還未出現(xiàn)成熟產(chǎn)品，現(xiàn)有的疲勞試驗(yàn)機(jī)和沖擊試驗(yàn)機(jī)中，疲勞試驗(yàn)機(jī)可以進(jìn)行常規(guī)試件的疲勞試驗(yàn)，但無法進(jìn)行沖擊疲勞試驗(yàn)；而沖擊試驗(yàn)機(jī)則主要用于單次沖擊試驗(yàn)，著重對材料的沖擊韌度進(jìn)行測定。雖然近些年來我國高鐵發(fā)展迅猛，但與高鐵相關(guān)的試驗(yàn)平臺卻是相當(dāng)缺乏。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對高速動車組車輪試驗(yàn)平臺的缺乏，提供一種高速動車組車輪沖擊疲勞試驗(yàn)機(jī)，該試驗(yàn)機(jī)可有效夾緊高速動車組車輪，利用重力加載，能夠進(jìn)行重復(fù)沖擊并保持恒定的沖擊力，且可以通過更換不同種質(zhì)量塊來實(shí)現(xiàn)對所需沖擊力大小的有效調(diào)整。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明包括垂向夾緊機(jī)構(gòu)、水平夾緊機(jī)構(gòu)、重復(fù)沖擊機(jī)構(gòu)和工作臺；n個(gè)水平夾緊機(jī)構(gòu)沿圓周均布，n≥4；所述的垂向夾緊機(jī)構(gòu)由安裝板、垂向液壓缸、連接套、V型連接桿、連接板、短連接桿、長連接桿和壓緊頭組成；所述的安裝板固定在工作臺上；垂向液壓缸的缸體與安裝板鉸接，垂向液壓缸的活塞桿與連接套通過螺紋連接；連接套與V型連接桿的一個(gè)臂頂端鉸接；連接板焊接在安裝板上；V型連接桿的底部及長連接桿的一端均與連接板鉸接；V型連接桿的另一臂頂端與短連接桿的一端鉸接；短連接桿的另一端與長連接桿中部鉸接；長連接桿的另一端與壓緊頭鉸接。

所述的水平夾緊機(jī)構(gòu)由夾緊爪、水平液壓缸和液壓缸安裝座組成；所述夾緊爪的頭部為弧形面；夾緊爪的尾部與水平液壓缸的活塞桿通過螺紋連接；水平液壓缸的缸體固定在液壓缸安裝座中；液壓缸安裝座通過螺釘固定在工作臺上。

所述的重復(fù)沖擊機(jī)構(gòu)包括支撐架、電機(jī)、小帶輪、皮帶、大帶輪、軸承支座、轉(zhuǎn)軸、旋轉(zhuǎn)柄、擺錘軸支座、擺錘軸、擺錘軸承、擺錘、防脫落螺釘、質(zhì)量塊和沖頭；所述的支撐架和電機(jī)均固定在工作臺上；小帶輪與電機(jī)的輸出軸固接，并與大帶輪通過皮帶連接；大帶輪固接在轉(zhuǎn)軸上；軸承支座固接在支撐架上；所述的轉(zhuǎn)軸通過軸承支承在軸承支座上；旋轉(zhuǎn)柄的中心處固接在轉(zhuǎn)軸上；擺錘的頂部通過擺錘軸承支承在擺錘軸上；碰撞塊固定在擺錘頂部；防脫落螺釘與擺錘軸端部螺紋連接，對擺錘軸向限位；所述的擺錘軸固接在擺錘軸支座上，擺錘軸支座固接在支撐架上；擺錘軸軸心與轉(zhuǎn)軸軸心距離設(shè)為a，旋轉(zhuǎn)柄的長度設(shè)為b，擺錘軸軸徑設(shè)為r，擺錘軸軸心與碰撞塊外端端部距離設(shè)為c，則b/+r＜a＜b/+c；兩塊質(zhì)量塊通過雙頭螺柱對稱安裝在擺錘底部；所述的沖頭與擺錘底部通過螺紋連接。

所述的工作臺由工作臺平板和支撐工作臺平板的工作臺支撐柱組成。

所述的垂向液壓缸、水平液壓缸和電機(jī)均由控制器控制。

本發(fā)明具有的有益效果：

1、本發(fā)明可測試高速動車組車輪在重復(fù)沖擊載荷作用下的使用壽命；

2、本發(fā)明利用重力加載沖擊力，重復(fù)沖擊時(shí)可保證擺錘等高度擺下，確保沖擊力、沖擊速度的恒定不變；

3、本發(fā)明可以通過調(diào)換對應(yīng)的質(zhì)量塊來實(shí)現(xiàn)所需的沖擊力，簡單方便；

4、本發(fā)明的桿件減小了沖擊力對垂向液壓缸徑向的沖擊，特別是短連接桿和V型連接桿的綜合作用，有效延長了垂向液壓缸的壽命；

5、本發(fā)明成本低廉，占據(jù)空間小，拆卸容易，易于維修。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一個(gè)側(cè)視立體圖；

圖2是本發(fā)明的另一個(gè)側(cè)視立體圖；

圖3是本發(fā)明中垂向夾緊機(jī)構(gòu)的立體圖；

圖4是本發(fā)明中垂向夾緊機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)簡圖；

圖5是本發(fā)明中水平夾緊機(jī)構(gòu)的立體圖；

圖6是本發(fā)明中重復(fù)沖擊機(jī)構(gòu)的立體圖；

圖7是本發(fā)明中重復(fù)沖擊機(jī)構(gòu)的局部放大圖；

圖8是本發(fā)明中重復(fù)沖擊機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)簡圖。

圖中：1、工作臺支撐柱，2、垂向夾緊機(jī)構(gòu)，2-1、安裝板，2-2、垂向液壓缸，2-3、連接套，2-4、V型連接桿，2-5、連接板，2-6、短連接桿，2-7、長連接桿，2-8、壓緊頭，3、水平夾緊機(jī)構(gòu)，3-1、夾緊爪，3-2、水平液壓缸，3-3、液壓缸安裝座，4、高速動車組車輪，5、重復(fù)沖擊機(jī)構(gòu)，5-1、支撐架，5-2、電機(jī)，5-3、小帶輪，5-4、皮帶，5-5、大帶輪，5-6、軸承支座，5-7、轉(zhuǎn)軸，5-8、旋轉(zhuǎn)柄，5-9、擺錘軸支座，5-10、擺錘軸，5-11、擺錘軸承，5-12、擺錘，5-13、防脫落螺釘，5-14、質(zhì)量塊，5-15、沖頭，6、工作臺平板。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1和2所示，高速動車組車輪沖擊疲勞試驗(yàn)機(jī)，由控制器、垂向夾緊機(jī)構(gòu)2、水平夾緊機(jī)構(gòu)3、重復(fù)沖擊機(jī)構(gòu)5和工作臺組成；四個(gè)水平夾緊機(jī)構(gòu)3沿圓周均布；工作臺由工作臺平板6和支撐工作臺平板6的工作臺支撐柱1組成。控制器控制垂向夾緊機(jī)構(gòu)的垂向液壓缸2-2及水平夾緊機(jī)構(gòu)的水平液壓缸3-2動作，從而夾緊或松開高速動車組車輪4，并控制重復(fù)沖擊機(jī)構(gòu)5的電機(jī)5-2啟動與停止。

如圖3和4所示，垂向夾緊機(jī)構(gòu)2由安裝板2-1、垂向液壓缸2-2、連接套2-3、V型連接桿2-4、連接板2-5、短連接桿2-6、長連接桿2-7和壓緊頭2-8組成；安裝板2-1通過螺釘固定在工作臺平板6上；垂向液壓缸2-2的缸體與安裝板2-1鉸接，垂向液壓缸2-2的活塞桿與連接套2-3通過螺紋連接；連接套2-3與V型連接桿2-4的一個(gè)臂頂端鉸接；連接板2-5焊接在安裝板2-1上；V型連接桿2-4的底部及長連接桿2-7的一端均與連接板2-5鉸接；V型連接桿2-4的另一臂頂端與短連接桿2-6的一端鉸接；短連接桿2-6的另一端與長連接桿2-7中部鉸接；長連接桿2-7的另一端與壓緊頭2-8鉸接。

如圖5所示，水平夾緊機(jī)構(gòu)3由夾緊爪3-1、水平液壓缸3-2和液壓缸安裝座3-3組成；夾緊爪3-1的頭部為弧形面；夾緊爪3-1的尾部與水平液壓缸3-2的活塞桿通過螺紋連接；水平液壓缸3-2的缸體固定在液壓缸安裝座3-3中；液壓缸安裝座3-3通過螺釘固定在工作臺平板6上。

如圖6、7和8所示，重復(fù)沖擊機(jī)構(gòu)5由支撐架5-1、電機(jī)5-2、小帶輪5-3、皮帶5-4、大帶輪5-5、軸承支座5-6、轉(zhuǎn)軸5-7、旋轉(zhuǎn)柄5-8、擺錘軸支座5-9、擺錘軸5-10、擺錘軸承5-11、擺錘5-12、防脫落螺釘5-13、質(zhì)量塊5-14和沖頭5-15組成；支撐架5-1和電機(jī)5-2均固定在工作臺平板6上；小帶輪5-3與電機(jī)5-2的輸出軸固接，并與大帶輪5-5通過皮帶5-4連接；大帶輪5-5固接在轉(zhuǎn)軸5-7上；軸承支座5-6固接在支撐架5-1上；轉(zhuǎn)軸5-7通過軸承支承在軸承支座5-6上；旋轉(zhuǎn)柄5-8的中心處固接在轉(zhuǎn)軸5-7上；擺錘5-12的頂部通過擺錘軸承5-11支承在擺錘軸5-10上；碰撞塊固定在擺錘5-12頂部；防脫落螺釘5-13與擺錘軸5-10端部螺紋連接，對擺錘5-12軸向限位，防止擺錘5-12脫落；擺錘軸5-10通過螺釘固接在擺錘軸支座5-9上，擺錘軸支座5-9固接在支撐架5-1上；擺錘軸5-10軸心與轉(zhuǎn)軸5-7軸心距離設(shè)為a，旋轉(zhuǎn)柄5-8的長度設(shè)為b，擺錘軸5-10軸徑設(shè)為r，擺錘軸5-10軸心與碰撞塊外端端部距離設(shè)為c，則b/2+r＜a＜b/2+c,保證碰撞塊與碰撞塊外端間歇接觸；兩塊質(zhì)量塊5-14通過雙頭螺柱對稱安裝在擺錘5-12底部；沖頭5-15與擺錘5-12底部通過螺紋連接，并對準(zhǔn)高速動車組車輪4。

該高速動車組車輪沖擊疲勞試驗(yàn)機(jī)的工作原理：

首先根據(jù)試驗(yàn)需要的沖擊力大小安裝上適合的質(zhì)量塊5-14，然后將高速動車組車輪4放置到工作臺平板6上，接著通過控制器控制垂向夾緊機(jī)構(gòu)2和水平夾緊機(jī)構(gòu)3，使垂向夾緊機(jī)構(gòu)2和水平夾緊機(jī)構(gòu)3夾緊高速動車組車輪4。通過控制器啟動電機(jī)5-2，電機(jī)5-2通過帶傳動機(jī)構(gòu)(小帶輪5-3、皮帶5-4和大帶輪5-5)驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸5-7，從而帶動旋轉(zhuǎn)柄5-8順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)柄5-8與碰撞塊接觸時(shí)，帶動擺錘5-12繞擺錘軸5-10旋轉(zhuǎn)，當(dāng)擺錘5-12轉(zhuǎn)到一定高度，旋轉(zhuǎn)柄5-8與碰撞塊脫離，擺錘5-12由于質(zhì)量塊5-14的重力作用而下擺，使得安裝在擺錘5-12上的沖頭5-15沖擊高速動車組車輪4，沖頭5-15沖擊高速動車組車輪4后反彈，此時(shí)旋轉(zhuǎn)柄5-8另一端又與碰撞塊接觸，帶動擺錘5-12繞擺錘軸5-10向上旋轉(zhuǎn)，到特定高度，旋轉(zhuǎn)柄5-8與碰撞塊脫離，擺錘5-12下擺，沖頭5-15沖擊高速動車組車輪4。旋轉(zhuǎn)柄5-8循環(huán)轉(zhuǎn)動，沖頭5-15便周期性沖擊高速動車組車輪4，直至高速動車組車輪4損壞。