本實(shí)用新型涉及一種軌道車輛實(shí)驗(yàn)裝置，尤其是涉及一種高速軌道車輛輪軌關(guān)系測(cè)試研究試驗(yàn)臺(tái)。

背景技術(shù)：

輪軌關(guān)系是軌道交通系統(tǒng)中的一個(gè)重要問題，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)鐵路尤其高速鐵路進(jìn)入了快速發(fā)展階段，高速鐵路超越了常規(guī)鐵路的技術(shù)范疇，是一項(xiàng)綜合性強(qiáng)、多學(xué)科組成的系統(tǒng)工程。高速鐵路的輪軌關(guān)系問題直接影響到機(jī)車牽引功率的發(fā)揮、輪軌表面損傷、列車運(yùn)行穩(wěn)定性、列車制動(dòng)性等方面，是高速鐵路的關(guān)鍵技術(shù)之一。列車的運(yùn)行是由輪軌相互作用產(chǎn)生的牽引和制動(dòng)粘著摩擦力而實(shí)現(xiàn)的，車輪在軌道上高速滾動(dòng)，由于車輪踏面的錐度及軌道彎道、坡道等多種因素影響，存在著不同形式的蠕滑現(xiàn)象，同時(shí)由于輪軌之間的牽引和制動(dòng)粘著摩擦力的作用，使得輪軌之間的作用成為一種最為復(fù)雜的滾動(dòng)形式，其相互作用過程是一個(gè)很復(fù)雜的摩擦學(xué)過程。

根據(jù)現(xiàn)有知識(shí)還很難單憑理論來評(píng)估高速鐵路輪軌系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和性能，一般來說都需要進(jìn)行大量的試驗(yàn)研究，以獲得可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)用以指導(dǎo)生產(chǎn)設(shè)計(jì)。現(xiàn)在通常運(yùn)用線路運(yùn)行試驗(yàn)的方法對(duì)高速軌道車輛輪軌關(guān)系進(jìn)行評(píng)估，雖然線路實(shí)驗(yàn)方法具有較高的可靠性，但其費(fèi)用大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)正常的鐵路運(yùn)營(yíng)影響大，同時(shí)也難以控制運(yùn)用條件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種輪軌關(guān)系測(cè)試研究試驗(yàn)臺(tái)，通過在軌道車輛轉(zhuǎn)向架上面置有半車質(zhì)量模擬裝置，下面置有輪軌模擬盤，能夠在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)真實(shí)模擬出高速軌道車輛運(yùn)動(dòng)中的輪軌關(guān)系及其摩擦磨損情況，通過橫向、縱向、垂向施加激振獲得較為精確、詳盡的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而為高速鐵路輪軌的設(shè)計(jì)生產(chǎn)與維護(hù)提供更可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種輪軌關(guān)系測(cè)試研究試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于：包括電機(jī)、試驗(yàn)臺(tái)構(gòu)架、轉(zhuǎn)向架、鋼軌模擬盤、半車質(zhì)量模擬裝置、垂向激振作動(dòng)器、縱向激振作動(dòng)器、橫向激振作動(dòng)器，電機(jī)軸的一端與鋼軌模擬盤連接，轉(zhuǎn)向架位于鋼軌模擬盤的正上方，轉(zhuǎn)向架構(gòu)架四角上方裝有垂向激振作動(dòng)器，垂向激振作動(dòng)器上端固定在試驗(yàn)臺(tái)構(gòu)架上橫梁上，轉(zhuǎn)向架構(gòu)架前端兩側(cè)分別與縱向激振作動(dòng)器相連接，縱向激振作動(dòng)器另一端固定在試驗(yàn)臺(tái)構(gòu)架前側(cè)橫梁上，轉(zhuǎn)向架右側(cè)兩個(gè)軸箱蓋分別與橫向激振作動(dòng)器相連接，橫向激振作動(dòng)器另一端固定在試驗(yàn)臺(tái)構(gòu)架右側(cè)橫梁上，轉(zhuǎn)向架搖枕上裝有半車質(zhì)量模擬裝置，模擬真車的實(shí)際質(zhì)量，半車質(zhì)量模擬裝置后側(cè)連接兩個(gè)縱向連桿，縱向連桿另一端固定在試驗(yàn)臺(tái)構(gòu)架后端橫梁上，半車質(zhì)量模擬裝置右側(cè)連接一個(gè)橫向連桿，橫向連桿另一端裝在試驗(yàn)臺(tái)構(gòu)架右端縱梁上。

所述的半車質(zhì)量模擬裝置上設(shè)有砝碼，用于調(diào)節(jié)半車質(zhì)量模擬裝置的配重。半車質(zhì)量模擬裝置后側(cè)與兩個(gè)縱向連桿相連接，右側(cè)與橫向連桿相連接。

所述的試驗(yàn)臺(tái)構(gòu)架有四根立柱，立柱上設(shè)置有前端橫梁、右端橫梁、上橫梁、后端橫梁、右端縱梁，分別用于固定縱向作動(dòng)器、橫向作動(dòng)器、垂向作動(dòng)器、縱向連桿、橫向連桿，進(jìn)而通過縱向連桿和橫向連桿連接半車質(zhì)量模擬裝置。

本實(shí)用新型有益效果如下：

一、采用真實(shí)轉(zhuǎn)向架輪對(duì)，鋼軌模擬盤與電機(jī)相連接，可模擬出高速輪軌間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，可模擬車輛運(yùn)行500km/h時(shí)速下輪軌關(guān)系工況，可以進(jìn)行高速輪軌關(guān)系試驗(yàn)。

二、通過垂向激振作動(dòng)器垂向激振、橫向激振作動(dòng)器橫向激振以及縱向激振作動(dòng)器縱向激振，能夠在實(shí)驗(yàn)室里較真實(shí)地模擬出各種工況下的高速輪軌關(guān)系行為。試驗(yàn)臺(tái)最大垂向力加載達(dá)100kN，最大橫向力達(dá)50kN，最大頻率可到30Hz。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型去掉試驗(yàn)臺(tái)構(gòu)架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型中半車質(zhì)量模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型試驗(yàn)臺(tái)構(gòu)架的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1、圖2、圖3、圖4，電機(jī)支座1上各安裝一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)2，直流電動(dòng)機(jī)2一端與鋼軌模擬盤3相連接，轉(zhuǎn)向架5輪對(duì)位于鋼軌模擬盤3的正上方，轉(zhuǎn)向架5構(gòu)架四角上側(cè)分別通過三維力傳感器6安裝有垂向作動(dòng)器7，垂向作動(dòng)器7另一端與試驗(yàn)臺(tái)構(gòu)架上橫梁8、9相連，轉(zhuǎn)向架5構(gòu)架前端分別與兩個(gè)縱向作動(dòng)器10相連接，縱向作動(dòng)器10另一端與試驗(yàn)臺(tái)構(gòu)架前端橫梁11相連接，轉(zhuǎn)向架5右側(cè)軸箱分別連接兩個(gè)橫向作動(dòng)器12，兩個(gè)橫向作動(dòng)器12另一端與試驗(yàn)臺(tái)構(gòu)架右端橫梁13相連接，轉(zhuǎn)向架5搖枕上側(cè)裝有半車質(zhì)量模擬裝置14，半車質(zhì)量模擬裝置14后側(cè)與兩個(gè)縱向連桿15相連接，縱向連桿15另一端與試驗(yàn)臺(tái)構(gòu)架后端橫梁16相連接。

參照?qǐng)D3，半車質(zhì)量模擬裝置上設(shè)有砝碼19，用于調(diào)節(jié)半車質(zhì)量模擬裝置的配重。半車質(zhì)量模擬裝置14后側(cè)與兩個(gè)縱向連桿15相連接，右側(cè)與橫向連桿17相連接。

參照?qǐng)D4，試驗(yàn)臺(tái)構(gòu)架有四根立柱20，立柱20上設(shè)置有前端橫梁11、右端橫梁13、上橫梁8、9、后端橫梁16、右端縱梁18，分別用于固定縱向作動(dòng)器10、橫向作動(dòng)器12、垂向作動(dòng)器7、縱向連桿15、橫向連桿17，進(jìn)而通過縱向連桿和橫向連桿連接半車質(zhì)量模擬裝置14。

試驗(yàn)時(shí)，把光電編碼器4安裝于直流電動(dòng)機(jī)2的另一端，轉(zhuǎn)向架5構(gòu)架四角上側(cè)分別安裝一個(gè)三維力傳感器6，通過控制系統(tǒng)控制直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)向架輪對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過控制系統(tǒng)控制橫、縱、垂三個(gè)方向作動(dòng)器對(duì)轉(zhuǎn)向架加載實(shí)施力與載荷，從而模擬轉(zhuǎn)向架在線路上的運(yùn)行。在轉(zhuǎn)向架運(yùn)行時(shí)，通過三維力傳感器測(cè)得輪軌間的數(shù)據(jù)，分析輪軌間關(guān)系。通過光電編碼器，從而可對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行精確測(cè)量并反饋控制，模擬車輪和鋼軌模擬盤的轉(zhuǎn)速精確，使得測(cè)量數(shù)據(jù)與結(jié)果更加精確、可靠。