专利名称：轨道车辆转向架静载试验台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种车辆试验检测设备，尤其是一种用于轨道车辆转向架的试验 和检测设备。
背景技术：
转向架是各种轨道车辆的关键部件，直接关系到车辆的正常运行和安全保障。转 向架组装后一般需要测量轴距、车轴平行度、车轴对角线尺寸、车轮内侧距(轮距)、构架四 角高度、上下面其他点高度、轮重、一系弹簧加载垂向变形量等数据，以确定转向架质量是 否符合要求，并进一步确定一系弹簧调整垫片的厚度。目前这些工作大多是采用手工方式 或在简陋的试验台上进行，测量精度和效率都很低。随着中国轨道交通高速化的迅猛发展， 对转向架的质量要求越来越高，迫切需要一种能够使上述作业自动化、精确化、高效化的试 验测试设备。
发明内容本实用新型的目的是提供一种全新结构的轨道车辆转向架静载试验台，实现自 动、精确、高效地测量轨道车辆转向架轴距、车轴平行度、车轴对角线尺寸、车轮内侧距(轮 距)、构架四角高度、上下面其他点高度、轮重、一系弹簧加载垂向变形量等数据，并自动计 算一系弹簧调整垫片的厚度。为实现这个目的，本实用新型所采取的技术方案如下这种轨道车辆转向架静载试验台由机座、立柱、横梁、加载油缸、称重测量台、举升 引导轨、底部测量轨以及配套的液压系统、控制系统组成。其特征是机座两侧各固定二个立 柱，横梁与两侧立柱上端固定连接；二支带有加载压头的加载油缸总成通过其上的加载油 缸筒法兰连接在横梁上；机座上每侧沿纵向安装有二根直线滚动导轨；每侧直线滚动导轨 的滑块上安装二个或三个称重测量台，分别适用于四轮转向架和六轮转向架试验；机座上 固定着激光水平仪基准座；二根举升引导轨位于两侧称重测量台的内侧，沿试验台纵向水 平放置；二根底部测量轨分别固定在机座上；每个称重测量台的底部是称重测量台底板， 称重测量台底板与直线滚动导轨的滑块连接；纵向驱动油缸的活塞杆与称重测量台底板连 接，纵向驱动油缸的缸筒与机座固定，纵向驱动油缸内装有纵向位移传感器；称重传感器安 装在称重测量台底板上面，托轮轴箱安装在称重传感器上面；托轮轴箱外侧装有拉线式电 子长度计；托轮轴箱内侧装有激光测距仪；二个轴线相互平行的圆柱形托轮支撑在托轮轴 箱上。每个托轮轴箱上的二个托轮的轴线在一个水平面内，方向是横向的；各称重测量 台上的托轮的轴线都在同一水平面内，该水平面是试验台测量基准面。两侧托轮相对端面之间的距离等于被试转向架轮对的轨距。加载油缸筒的轴线是铅垂方向，加载油缸活塞杆向下方伸出，加载油缸筒内装有 垂向位移传感器，加载油缸活塞杆头部装有加载力传感器，加载力传感器前端是加载压头，二个加载压头的轴线在一个横向铅垂平面内。二根举升引导轨相互平行，二根举升引导轨之间的距离等于被试转向架轮对的轮 缘距离；每侧的举升引导轨两端各有一支举升油缸，举升油缸的活塞杆与举升引导轨连接， 举升油缸的缸筒与机座固定。二根底部测量轨分别位于两侧举升引导轨的内侧，方向与举升引导轨平行；二根 底部测量轨上滑动地放置着底部测量纵向滑板，底部测量纵向滑板上滑动地放置着底部测 量横向滑板。加载压头中心轴线距一个称重测量台的二个托轮轴心连线中点的水平纵向距离 等于被试转向架相应的设计尺寸，是设定的基准值；各称重测量台的二个托轮轴心连线中 点在水平面上投影的纵向位置等于被试转向架相应的设计尺寸，是设定的基准值。加载压头下表面距各托轮轴线水平面的垂向距离、激光水平仪基准座上表面距各 托轮轴线水平面的垂向距离、底部测量横向滑板上表面距各托轮轴线水平面的垂向距离， 分别是各自的设定基准值。激光测距仪的激光束为水平横向，射向托轮方向；两侧相对的二个激光测距仪基 点的横向距离，是设定的基准值。这种轨道车辆转向架静载试验台工作时，首先将被试转向架置于举升引导轨上， 举升油缸带动举升引导轨下降，将被试转向架上的各车轮落到各称重测量台的二个托轮中 间；将拉线式电子长度计的活动端固定在被试转向架一系弹簧上方构架处；加载油缸活塞 杆下行，加载压头压在被试转向架的纵向中心线上；此时被试转向架上的各车轮将压力传 导到托轮，并经过托轮轴箱、称重传感器传递到称重测量台底板。由于车轮与托轮是斜向接 触，会产生纵向的水平分力，该分力使称重测量台沿直线滚动导轨移动，直至每个称重测量 台上的二个托轮都与其上的车轮外圆周贴合，达到车轮与称重测量台自动对中，即达到二 托轮轴心连线的中点位于过车轮轴线的铅直平面内。称重测量台底板沿直线滚动导轨移 动时将带动纵向驱动油缸的活塞杆移动，纵向驱动油缸内的纵向位移传感器就读出移动距 离，经与基准值比较从而确定车轮中心实际位置的纵向坐标。与此同时激光测距仪的激光 束照射到车轮的内侧，测量出激光测距仪基点到车轮内侧的距离，并与设定的基准值比较 从而确定车轮中心实际位置的横向坐标。将各个车轮中心实际位置的纵向、横向坐标值输 入到计算机，就自动计算出被试转向架的轴距、车轴平行度、车轴对角线尺寸、车轮、内侧距 (轮距)。将激光水平仪的标尺放在试验台机座上的激光水平仪基准座上校准，再将激光水 平仪的标尺放在被试转向架构架四角或上部其他点，测出各点高度，经与基准值比较即可 计算出被试转向架构架四角或上部其他点距测量基准面的高度。将高度尺置于底部测量 横向滑板上，沿底部测量轨移动底部测量纵向滑板，并在底部测量纵向滑板上移动底部测 量横向滑板，使高度尺到达被试转向架下部的各待测点，用高度尺测量出此点到底部测量 横向滑板上面的距离，经与基准值比较即可计算出被试转向架下部各点距测量基准面的高 度。在被试转向架置于称重测量台上后，各称重测量台上的称重传感器即测出被试转向架 各车轮的空载轮重，同时各拉线式电子长度计读出各一系弹簧上方构架处的初始高度。加 载压头压下被试转向架时，加载力传感器读出加载力的数值，加载油缸筒内的垂向位移传 感器读出加载的位移，将加载压头刚接触被试转向架时垂向位移传感器的读数与基准值比 较，即可计算出被试转向架纵向中心线距基准面的高度。加载后各称重传感器测出被试转向架各车轮的加载轮重，各拉线式电子长度计读出各一系弹簧上方构架处加载后的高度， 该高度与初始高度之差即为各一系弹簧加载垂向变形量。将各车轮的空载轮重、加载轮重、 一系弹簧加载垂向变形量的数值输入计算机，即可自动计算出一系弹簧调整垫片的厚度， 至此完成了试验台全部试验测量工作。将被试转向架移出试验台，加载油缸活塞杆缩回到 原位，纵向驱动油缸带动各称重测量台回到基准位置即可进行下一次试验。本实用新型的有益效果在于试验台本质上是将车轮称重和三维直角坐标尺寸测 量集成在一起，主要通过车轮与托轮相互作用使测量台与车轮自动对中后，各传感器读取 数据，与设定的各基准进行比较，实现自动、精确、高效地测量轨道车辆转向架轴距、车轴平 行度、车轴对角线尺寸、车轮内侧距(轮距)、构架四角高度、上下面其他点高度、轮重、一系 弹簧加载垂向变形量等数据，并自动计算一系弹簧调整垫片的厚度。为提高轨道车辆转向 架质量，保障高速轨道交通安全提供了先进的测试设备。
以下结合附图对本实用新型的结构作详细说明附

图1是轨道车辆四轮转向架静载试验台整机轴侧简图。附图2是轨道车辆四轮转向架静载试验台工作状态轴侧简图。附图3是轨道车辆转向架静载试验台称重测量台轴侧简图。附图4是轨道车辆转向架静载试验台加载油缸总成轴侧简图。附图5是被试转向架车轮与托轮接触状态示意图。附图6是轨道车辆六轮转向架静载试验台整机轴侧简图。在附图中，1是机座，2是立柱(每侧各2根)，3是横梁，4是加载油缸总成(每侧 各1支)，5是称重测量台(二轴试验台每侧各2个，三轴试验台每侧各3个)，6是直线滚 动导轨(每侧各2根)，7是激光水平仪基准座，8是举升引导轨(每侧各1根)，9是举升 油缸(每侧各2支)，10是底部测量轨(每侧各1根)，11是底部测量横向滑板，12是底部 测量纵向滑板，13是被试转向架，14是称重测量台底板，15是拉线式电子长度计，16是托轮 轴箱，17是托轮(每个称重测量台2个)，18是激光测距仪，19是称重传感器，20是纵向驱 动油缸，21是纵向位移传感器，22是垂向位移传感器，23是加载油缸筒，24是加载油缸筒法 兰，25是加载油缸活塞杆，26是加载力传感器，27是加载压头，28是被试转向架车轮。
具体实施方式
如附图所示该轨道车辆转向架静载试验台的具体构造是试验台机座1两侧各固 定二个立柱2，横梁3与两侧立柱2上端固定连接，二支带有加载压头27的加载油缸总成4 通过其上的加载油缸筒法兰M连接在横梁3上；机座1上每侧沿纵向安装有二根直线滚动 导轨6，每侧直线滚动导轨6的滑座上安装二个或三个称重测量台5，分别适用于四轮转向 架和六轮转向架试验；机座1上固定着激光水平仪基准座7 ；二根举升引导轨8位于两侧称 重测量台5的内侧，沿试验台纵向水平放置；二根底部测量轨10分别固定在机座1上；每个 称重测量台5的底部是称重测量台底板14，称重测量台底板14与直线滚动导轨6的滑块连 接；纵向驱动油缸20的活塞杆与称重测量台底板14连接，纵向驱动油缸20的缸筒与机座 1固定，纵向驱动油缸20内装有纵向位移传感器21 ；称重传感器19安装在称重测量台底板14上面，托轮轴箱16安装在称重传感器19上面；托轮轴箱16外侧装有拉线式电子长度计 15，托轮轴箱16内侧装有激光测距仪18 ；二个轴线相互平行的圆柱形托轮17支撑在托轮 轴箱16上。每个托轮轴箱16上的二个托轮17的轴线在一个水平面内，方向是横向的。各称 重测量台5上的托轮17的轴线都在同一水平面内，该水平面是试验台测量基准面。两侧托轮17相对端面之间的距离等于被试转向架13轮对的轨距。加载油缸筒23轴线是铅垂方向，加载油缸活塞杆25向下方伸出，加载油缸筒23 内装有垂向位移传感器22，加载油缸活塞杆25头部装有加载力传感器25，加载力传感器沈 前端是加载压头27，二个加载压头27的轴线在一个横向垂直平面内。二根举升引导轨8相互平行，二根举升引导轨8之间的距离等于被试转向架13轮 对的轮缘距离；每侧的举升引导轨8两端各有一支举升油缸9，举升油缸9的活塞杆与举升 引导轨8连接，举升油缸8的缸筒与机座1固定。二根底部测量轨10位于两侧举升引导轨8的内侧，方向与举升引导轨8平行；二 根底部测量轨10上滑动地放置着底部测量纵向滑板12，底部测量纵向滑板12上滑动地放 置着底部测量横向滑板11。加载压头27中心轴线距一个称重测量台5的二个托轮17轴心连线的中点的水平 纵向距离等于被试转向架13相应的设计尺寸，是设定的基准值；各称重测量台5的二个托 轮17轴心连线的中点在水平面上投影的纵向位置等于被试转向架13相应的设计尺寸，是 设定的基准值。加载压头27下表面距各托轮17轴线水平面的垂向距离、激光水平仪基准座7上 表面距各托轮17轴线水平面的垂向距离，底部测量横向滑板11上表面距各托轮17轴线水 平面的垂向距离，分别是各自的设定基准值。激光测距仪18的激光束为水平横向，射向托轮方向；两侧相对的二个激光测距仪 18基点的横向距离，是设定的基准值。这种轨道车辆转向架静载试验台工作时，首先将被试转向架13置于举升引导轨8 上，举升油缸9带动举升引导轨8下降，将被试转向架13上的各车轮观落到各称重测量台 5的二个托轮17中间；将拉线式电子长度计15的活动端固定在被试转向架13 —系弹簧上 方构架处；加载油缸活塞杆25下行，加载压头27压在被试转向架13的纵向中心线上；此 时被试转向架13上的各车轮观将压力传导到托轮17，并经过托轮轴箱16、称重传感器19 传递到称重测量台底板14。由于车轮观与托轮17是斜向接触，会产生纵向的水平分力， 该分力使称重测量台5沿直线滚动导轨6移动，直至每个称重测量台5上的二个托轮17都 与其上的车轮观外圆周贴合，达到车轮观与称重测量台5自动对中，即达到二托轮17轴 心连线的中点位于过车轮观轴线的铅直平面内。称重测量台底板14沿直线滚动导轨6移 动时将带动纵向驱动油缸20的活塞杆移动，纵向驱动油缸20内的纵向位移传感器21就 读出移动距离，并与基准值比较从而确定车轮观中心实际位置的纵向坐标。与此同时激光 测距仪18的激光束照射到车轮28的内侧，测量出激光测距仪18基点到车轮28内侧的距 离，经与设定的基准值比较从而确定车轮观中心实际位置的横向坐标。将各个车轮观中 心实际位置的纵向、横向坐标值输入到计算机，就自动计算出被试转向架13的轴距、车轴 平行度、车轴对角线尺寸、车轮内侧距(轮距)。将激光水平仪的标尺放在试验台机座1上的激光水平仪基准座7上校准，再将激光水平仪的标尺放在被试转向架13构架四角或上部 其他点，测出各点高度，经与基准值比较即可计算出被试转向架13构架四角或上部其他点 距测量基准面的高度。将高度尺置于底部测量横向滑板11上，沿底部测量轨10移动底部 测量纵向滑板12，并在底部测量纵向滑板12上移动底部测量横向滑板11，使高度尺到达被 试转向架13下部的各待测点，用高度尺测量出此点到底部测量横向滑板11上面的距离，经 与基准值比较即可计算出被试转向架13下部各点距测量基准面的高度。在被试转向架13 置于称重测量台5上后，各称重测量台5上的称重传感器19即测出被试转向架13各车轮 28的空载轮重，同时各拉线式电子长度计15读出各一系弹簧上方构架处的初始高度。加 载压头27压下被试转向架13时，加载力传感器沈读出加载力的数值，加载油缸筒23内的 垂向位移传感器22读出加载的位移，将加载压头27刚接触被试转向架13时垂向位移传感 器22的读数与基准值比较，即可计算出被试转向架13纵向中心线距基准面的高度。加载 后各称重传感器19测出被试转向架13各车轮观的加载轮重，各拉线式电子长度计15读 出各一系弹簧上方构架处加载后的高度，该高度与初始高度之差即为各一系弹簧加载垂向 变形量。将各车轮观的空载轮重、加载轮重、一系弹簧加载垂向变形量的数值输入计算机， 即可自动计算出一系弹簧调整垫片的厚度，至此完成了试验台全部试验测量工作。将被试 转向架13移出试验台，加载油缸活塞杆25缩回到原位，纵向驱动油缸20带动各称重测量 台5回到基准位置即可进行下一次试验。
权利要求1.一种轨道车辆转向架静载试验台由机座、立柱、横梁、加载油缸、称重测量台、举升引 导轨、底部测量轨以及配套的液压系统、控制系统组成，其特征是机座两侧各固定二个立 柱，横梁与两侧立柱上端固定连接；二支带有加载压头的加载油缸总成通过其上的加载油 缸筒法兰连接在横梁上；机座上每侧沿纵向安装有二根直线滚动导轨；每侧直线滚动导轨 的滑块上安装二个或三个称重测量台，分别适用于四轮转向架和六轮转向架试验；机座上 固定着激光水平仪基准座；二根举升引导轨位于两侧称重测量台的内侧，沿试验台纵向水 平放置；二根底部测量轨分别固定在机座上；每个称重测量台的底部是称重测量台底板， 称重测量台底板与直线滚动导轨的滑块连接；纵向驱动油缸的活塞杆与称重测量台底板连 接，纵向驱动油缸的缸筒与机座固定，纵向驱动油缸内装有纵向位移传感器；称重传感器安 装在称重测量台底板上面，托轮轴箱安装在称重传感器上面；托轮轴箱外侧装有拉线式电 子长度计；托轮轴箱内侧装有激光测距仪；二个轴线相互平行的圆柱形托轮支撑在托轮轴 箱上。
2.根据权利要求1所述的轨道车辆转向架静载试验台，其特征在于每个托轮轴箱上 的二个托轮的轴线在一个水平面内，方向是横向的；各称重测量台上的托轮的轴线都在同 一水平面内，该水平面是试验台测量基准面。
3.根据权利要求1所述的轨道车辆转向架静载试验台，其特征在于两侧托轮相对端 面之间的距离等于被试转向架轮对的轨距。
4.根据权利要求1所述的轨道车辆转向架静载试验台，其特征在于加载油缸筒的轴 线是铅垂方向，加载油缸活塞杆向下方伸出，加载油缸筒内装有垂向位移传感器，加载油缸 活塞杆头部装有加载力传感器，加载力传感器前端是加载压头，二个加载压头的轴线在一 个横向铅垂平面内。
5.根据权利要求1所述的轨道车辆转向架静载试验台，其特征在于二根举升引导轨 相互平行，二根举升引导轨之间的距离等于被试转向架轮对的轮缘距离；每侧的举升引导 轨两端各有一支举升油缸，举升油缸的活塞杆与举升引导轨连接，举升油缸的缸筒与机座 固定。
6.根据权利要求1所述的轨道车辆转向架静载试验台，其特征在于二根底部测量轨 分别位于两侧举升引导轨的内侧，方向与举升引导轨平行；二根底部测量轨上滑动地放置 着底部测量纵向滑板，底部测量纵向滑板上滑动地放置着底部测量横向滑板。
7.根据权利要求1所述的轨道车辆转向架静载试验台，其特征在于加载压头中心轴 线距一个称重测量台的二个托轮轴心连线中点的水平纵向距离等于被试转向架相应的设 计尺寸，是设定的基准值；各称重测量台的二个托轮轴心连线中点在水平面上投影的纵向 位置等于被试转向架相应的设计尺寸，是设定的基准值。
8.根据权利要求1所述的轨道车辆转向架静载试验台，其特征在于加载压头下表面 距各托轮轴线水平面的垂向距离、激光水平仪基准座上表面距各托轮轴线水平面的垂向距 离、底部测量横向滑板上表面距各托轮轴线水平面的垂向距离，分别是各自的设定基准值。
9.根据权利要求1所述的轨道车辆转向架静载试验台，其特征在于激光测距仪的激 光束为水平横向，射向托轮方向；两侧相对的二个激光测距仪基点的横向距离，是设定的基 准值。
专利摘要一种轨道车辆转向架静载试验台，其为将车轮称重和三维直角坐标尺寸测量集成在一起的综合性的转向架测试设备。设备由机座、立柱、横梁、加载油缸、称重测量台、举升引导轨、底部测量轨以及配套的液压系统、控制系统组成。其工作时通过车轮与托轮相互作用使测量台与车轮自动对中后，各传感器读取数据，与设定的各基准进行比较，实现自动、精确、高效地测量轨道车辆转向架轴距、车轴平行度、车轴对角线尺寸、车轮内侧距(轮距)、构架四角高度、上下面其他点高度、轮重、一系弹簧加载垂向变形量等数据，并自动计算一系弹簧调整垫片的厚度。本实用新型为提高轨道车辆转向架质量，保障高速轨道交通安全提供了先进的测试设备。
文档编号G01B7/14GK201876366SQ201020543639
公开日2011年6月22日 申请日期2010年9月27日 优先权日2010年9月27日
发明者王培荣, 胡传良, 马建群, 黄巍, 黄雪峰 申请人:北京新联铁科技发展有限公司