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專利名稱：鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行仿真試驗(yàn)臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行仿真試驗(yàn)臺(tái)。
背景技術(shù)：
鐵路機(jī)車車輛整車動(dòng)態(tài)性能的好壞是直接影響列車運(yùn)行質(zhì)量(包括安全可靠、快速便捷、高效節(jié)能、平穩(wěn)舒適等)的最重要的因素。因而，對(duì)機(jī)車車輛整車動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行運(yùn)行試驗(yàn)研究是必需的。
列車在實(shí)際的線路上運(yùn)行時(shí)的工況是極其復(fù)雜多變的。測(cè)試鐵路機(jī)車車輛整車動(dòng)態(tài)性能，需要測(cè)試機(jī)車車輛整車在各種工況下的動(dòng)態(tài)性能，具體而言是指測(cè)試在下述工況下的動(dòng)態(tài)性能1.列車的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)，即車輪的滾動(dòng)。2.鋼軌的加工、安裝等因素形成的誤差帶來的線路不平順擾動(dòng)，具體包括a.垂向不平順，即軌道上的鋼軌高低不平；b.橫向不平順，即軌道延伸方向上側(cè)面不光滑、產(chǎn)生了側(cè)向水平偏移；c、側(cè)向水平彎曲，即鋼軌在軌道延伸方向上產(chǎn)生了側(cè)向的水平彎曲；3.線路彎道處鋼軌的曲線狀態(tài)(緩和曲線及圓弧曲線)，以及在曲線狀態(tài)下的同軸的兩車輪由于切線方向上的線速度不一致而產(chǎn)生的滑移現(xiàn)象；4.載荷狀況下的牽引、制動(dòng)過程。
目前，在鐵路機(jī)車車輛整車動(dòng)態(tài)性能運(yùn)行試驗(yàn)研究中主要采用兩種方法一種是在環(huán)行軌道上作線路運(yùn)行試驗(yàn)；另一種方法是在實(shí)驗(yàn)室里建造定置試驗(yàn)臺(tái)。采用環(huán)行軌道方式，缺點(diǎn)在于需要修建試驗(yàn)線路，要占用很大的場(chǎng)地，并且對(duì)運(yùn)行中的列車的某些動(dòng)態(tài)參數(shù)的檢測(cè)很不方便，甚至無法進(jìn)行。試驗(yàn)臺(tái)的方式，則占用場(chǎng)地少，且能動(dòng)態(tài)地、變化地仿真模擬列車運(yùn)行的多種工況。但現(xiàn)有的定置試驗(yàn)臺(tái)，一方面結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難于控制，另一方面同一試驗(yàn)臺(tái)上也只能實(shí)現(xiàn)少數(shù)工況的模擬。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行仿真試驗(yàn)臺(tái)，該種試驗(yàn)臺(tái)可以方便地模擬機(jī)車車輛在鐵道線路上的運(yùn)動(dòng)；它能模擬平順的車輛運(yùn)行狀態(tài)，又能模擬線路垂向不平順、橫向不平順、側(cè)向水平彎曲的擾動(dòng)和車輛在曲線線路環(huán)境下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
本發(fā)明解決實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的，所采用的技術(shù)方案是一種鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行仿真試驗(yàn)臺(tái)，其組成為，由數(shù)個(gè)試驗(yàn)單元構(gòu)成，每一試驗(yàn)單元的具體結(jié)構(gòu)為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過萬向軸與右滾輪軸相連，左滾輪軸通過浮動(dòng)式聯(lián)軸器與右滾輪軸相連；或者左滾輪軸與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連；左、右滾輪分別安裝在左、右滾輪軸上。
左、右滾輪軸分別通過軸承支撐在左、右U字形框架上；左、右U字形框架分別通過其側(cè)壁上的垂向線性軸承安裝在左、右滾輪座內(nèi)壁上；左、右滾輪座均安裝在基座上。
左、右U字形框架的底部分別通過的垂向液壓激振器連接在基座上。
左、右滾輪軸的外端分別連在軸承座上，軸承座與連接桿鉸接，連接桿再與L形拐臂的一端鉸接，L形拐臂的拐角通過鉸鏈固定在左、右滾輪座上，L形拐臂的另一端與橫向液壓激振器連接，橫向液壓激振器的另一端固定在基座上。
左、右滾輪座分別通過回轉(zhuǎn)軸承安裝在基座，左、右滾輪座與各自的回轉(zhuǎn)激振器相連。
本發(fā)明試驗(yàn)臺(tái)的工作過程及原理是由于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是通過萬向軸帶動(dòng)右滾輪軸運(yùn)動(dòng)，右滾輪運(yùn)動(dòng)時(shí)可在各個(gè)方向上有一定的偏移范圍，并且左、右滾輪中間設(shè)置了一個(gè)浮動(dòng)式聯(lián)軸器，該浮動(dòng)式聯(lián)軸器具有較大的軸向位移補(bǔ)償能力、徑向位移補(bǔ)償能力和角度位移補(bǔ)償能力，在傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)和扭矩的同時(shí)，允許左、右滾輪在各自的垂向和橫向液壓激振器的推動(dòng)下作垂向和橫向的相對(duì)移動(dòng)。也就是說左、右滾輪能夠產(chǎn)生相對(duì)獨(dú)立的垂向和橫向移動(dòng)。或者斷開左、右滾輪軸間的浮動(dòng)式聯(lián)軸器，通過差速機(jī)構(gòu)將其連接，則左、右滾輪能夠產(chǎn)生完全獨(dú)立的垂向和橫向移動(dòng)。
車輛直線平順運(yùn)行的模擬用裝在滾輪軸上的滾輪來代替軌道，滾輪的外圓截面具有鐵路軌道踏面的形狀，每個(gè)滾輪經(jīng)滾輪軸支承在一個(gè)U字形框架里的軸承中，滾輪在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，模擬列車的平順前進(jìn)運(yùn)動(dòng)。
軌道垂向不平順狀況的模擬由于U字形框架通過垂向線性軸承安裝在滾輪座里，U字形框架的下面通過垂向液壓激振器聯(lián)結(jié)在基座上；滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，使垂向液壓激振器工作，U字形框架及滾輪受到激振器的振動(dòng)作用力，因此左、右滾輪將按激振器的振動(dòng)頻譜作垂向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，該往復(fù)運(yùn)動(dòng)與滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)的復(fù)合即可模擬出車輪在縱向運(yùn)動(dòng)中的高低不平；由于左右滾輪的振動(dòng)頻譜是獨(dú)立的，因此它也可以模擬出在同一斷面上兩條軌道的高低不平。從而可以極其真實(shí)地模擬出不同線路的各種垂向不平順狀況。
軌道橫向不平順狀況的模擬由于滾輪軸的外端通過軸承座和L形拐臂與基座上的橫向液壓激振器聯(lián)結(jié)。滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，使橫向液壓激振器工作，其運(yùn)動(dòng)通過L形拐臂傳遞到滾輪軸及滾輪上，迫使左、右滾輪按各自激振器的振動(dòng)頻譜作橫向(側(cè)向)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，即可模擬出車輛運(yùn)行時(shí)線路的橫向不平順狀況。
軌道側(cè)向水平彎曲不平順狀況的模擬由于右滾輪軸與萬向軸相連，左右滾輪軸間由一個(gè)浮動(dòng)式聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)；并且左右滾輪分別通過回轉(zhuǎn)軸承安裝在基座上，因此，在一定角度范圍內(nèi)左右滾輪均可發(fā)生相對(duì)基座的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。滾輪滾動(dòng)時(shí)，回轉(zhuǎn)激振器工作，帶動(dòng)左右滾輪相對(duì)基座發(fā)生頻率較高的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而模擬出車輛運(yùn)行時(shí)軌道側(cè)向水平無規(guī)則彎曲所引起的方向變化狀況。
曲線線路狀態(tài)的模擬垂向激振器工作，即可使外側(cè)軌道適當(dāng)抬高，再結(jié)合同時(shí)工作的回轉(zhuǎn)激振器，則能在一定程度上模擬出車輛在軌道曲線線路狀態(tài)下的運(yùn)行工況。
本發(fā)明的垂向、橫向及回轉(zhuǎn)三個(gè)激振器既可單獨(dú)工作，也可任意兩個(gè)或三個(gè)同時(shí)工作，實(shí)現(xiàn)各種不平順運(yùn)動(dòng)的迭加。尤其是三個(gè)方向的激振器同時(shí)工作時(shí)，能使車輛產(chǎn)生上下顛跛、左右搖擺和搖頭的運(yùn)動(dòng)，從而極其真實(shí)地模擬出列車在線路上的真實(shí)運(yùn)行狀況。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是通過垂向、橫向液壓激振器及回轉(zhuǎn)液壓激振器可分別或結(jié)合地模擬出車輛運(yùn)行時(shí)軌道的垂向、橫向、軌距及彎曲變化帶來的全方位、全自由度的所有不平順工況及其曲線狀態(tài)；因此，它能夠很真實(shí)地模擬出車輛運(yùn)行的各種不平順實(shí)際工況，較真實(shí)地模擬出車輛在軌道曲線狀態(tài)下的運(yùn)行工況。從而為整車動(dòng)態(tài)性能測(cè)試提供了一個(gè)更真實(shí)、更良好的測(cè)試環(huán)境，使測(cè)試數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確、可靠。
上述的基座由上部的可傾基座和下部的剛性基座組成，其具體結(jié)構(gòu)為可傾基座與剛性基座之間的一側(cè)通過球鉸連結(jié)，另一側(cè)通過液壓作動(dòng)器相連。
液壓作動(dòng)器動(dòng)作時(shí)，可使可傾基座及兩個(gè)滾輪發(fā)生水平傾斜，結(jié)合回轉(zhuǎn)液壓激振器的動(dòng)作，可以極為真實(shí)地模擬出鐵軌的曲線及其外側(cè)軌道超高的狀況。其具體的工作過程是針對(duì)線路曲線半徑的大小，將左右滾輪相對(duì)基座回轉(zhuǎn)至一定的角度，模擬相應(yīng)的徑向位置；由液壓作動(dòng)器推舉基座上的可傾基座的一端，繞另一端(鉸支端)抬升一定角度，使其一端的滾輪高于另一端滾輪，模擬彎道處外側(cè)鋼軌超高；再通過差速機(jī)構(gòu)(此時(shí)左右滾輪軸間的浮動(dòng)式聯(lián)軸器脫開)，使左右滾輪軸和滾輪獲得不同的轉(zhuǎn)速，模擬左右滾輪在鋼軌踏面上產(chǎn)生的滑差。由此，車輛在彎道處的曲線運(yùn)行狀況可得到完整的極為真實(shí)的模擬。
上述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的構(gòu)成為電機(jī)與傳動(dòng)箱相連，傳動(dòng)箱通過萬向聯(lián)軸器與右滾輪軸相連。
上述的電機(jī)在與傳動(dòng)箱相背的另一輸出軸上接有飛輪裝置。
上述的飛輪裝置與電機(jī)軸之間接有增速齒輪箱，電機(jī)為直流電機(jī)。
為了模擬列車牽引、制動(dòng)過程，適應(yīng)不同機(jī)車牽引與制動(dòng)特性的試驗(yàn)需要，對(duì)列車的運(yùn)行阻力和慣性質(zhì)量采用了機(jī)械慣量模擬與電氣慣量模擬相結(jié)合的方案。以上的飛輪裝置既可以用來模擬列車的慣性質(zhì)量，同時(shí)也可保證試驗(yàn)臺(tái)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性能，并降低作為發(fā)電功能使用的電機(jī)即負(fù)載電機(jī)控制的難度，也為實(shí)現(xiàn)無級(jí)的電氣慣量模擬提供有利的條件。以驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的直流電機(jī)作為負(fù)載電機(jī)即發(fā)電機(jī)，該電機(jī)在模擬制動(dòng)過程時(shí)，通過控制裝置切斷其電源輸入回路，而接通與輸入回路并聯(lián)的另一負(fù)載電阻回路進(jìn)行能量消耗，也即將滾輪運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能通過該電機(jī)轉(zhuǎn)換成電能，再由負(fù)載電阻消耗，從而模擬出在制動(dòng)過程中制動(dòng)器的制動(dòng)作用。通過對(duì)負(fù)載電機(jī)的控制來調(diào)節(jié)電氣慣量的大小。為了增強(qiáng)飛輪的作用，用增速齒輪箱對(duì)飛輪進(jìn)行增速，以加大對(duì)列車慣性質(zhì)量的模擬能力，確保對(duì)列車牽引、制動(dòng)過程的模擬品質(zhì)。從而可以準(zhǔn)確模擬出列車在載重情況下的牽引及制動(dòng)過程中的工況，為可靠準(zhǔn)確測(cè)試列車在牽引及制動(dòng)過程中的動(dòng)態(tài)性能提供了良好的測(cè)試環(huán)境。
上述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的構(gòu)成為電機(jī)與同步分流齒輪箱相連，同步分流齒輪箱與電機(jī)軸同向的直通輸出端經(jīng)萬向軸與右滾輪軸連接；與電機(jī)軸方向垂直的同步輸出端與相鄰試驗(yàn)單元的同步分流齒輪箱的同步輸出端對(duì)接，與電機(jī)軸方向垂直的垂向輸出端通過差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與左滾輪軸連接。
上述差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成為同步分流齒輪箱的垂向輸出端通過第一轉(zhuǎn)向齒輪箱與差速齒輪箱相連；差速齒輪箱經(jīng)過萬向軸與第二轉(zhuǎn)向齒輪箱相連、第二轉(zhuǎn)向齒輪箱通過第三轉(zhuǎn)向齒輪箱與左滾輪軸相連；差速齒輪箱內(nèi)部設(shè)有錐齒輪包，該錐齒輪包與調(diào)速電機(jī)連接。
這樣左、右滾輪相互完全獨(dú)立。電機(jī)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)輸入到同步分流齒輪箱，通過同步分流齒輪箱把運(yùn)動(dòng)分成三個(gè)方向輸出，其中直通方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)直接傳遞給右滾輪，另外兩側(cè)與電機(jī)軸呈垂直方向輸出。一側(cè)垂向輸出端與相鄰試驗(yàn)單元的同步分流齒輪箱的對(duì)應(yīng)輸出端對(duì)接，用以實(shí)現(xiàn)與相鄰試驗(yàn)單元的機(jī)械同步；另一側(cè)垂向輸出端與轉(zhuǎn)向齒輪箱聯(lián)結(jié)，改變輸出方向，使輸出方向與滾輪軸的方向平行，然后與差速齒輪箱的輸入軸連接。差速齒輪箱內(nèi)部有一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的錐齒輪包，錐齒輪包的轉(zhuǎn)動(dòng)速度由調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)和控制，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，差速齒輪箱輸出軸的轉(zhuǎn)速是其輸入軸轉(zhuǎn)速和錐齒輪包轉(zhuǎn)速之和，也就是說，差速齒輪箱的輸出轉(zhuǎn)速與輸入轉(zhuǎn)速之間可以產(chǎn)生一速差，而且這一速差的正負(fù)、大小均隨時(shí)設(shè)定和可調(diào)。差速齒輪箱的輸出軸通過連接軸將運(yùn)動(dòng)傳到第二轉(zhuǎn)向齒輪箱，經(jīng)第二轉(zhuǎn)向齒輪箱轉(zhuǎn)向輸出再傳到第三轉(zhuǎn)向齒輪箱，經(jīng)第三轉(zhuǎn)向齒輪箱轉(zhuǎn)向后，其輸出軸獲得與右滾輪軸同軸線、同方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，再通過萬向軸與左滾輪的伸出軸對(duì)接，以此驅(qū)動(dòng)左滾輪以與右滾輪同方向但不同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)車輛通過曲線路段時(shí)的差速，模擬出同一軸線上的兩滾輪在輪、軌接觸處切線方向上存在的滑差現(xiàn)象。最終更加真實(shí)地模擬出車輛在轉(zhuǎn)彎處的運(yùn)行工況。
下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例一去掉驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例一的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及其與左右滾輪的連接關(guān)系示意圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例二去掉驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例二的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及其與左右滾輪的連接關(guān)系示意圖。
圖5是本發(fā)明的滾輪運(yùn)動(dòng)自由度示意圖。圖中X方向?yàn)檐壍姥由旆较颍琘方向?yàn)閭?cè)向或水平方向，Z為垂向方向。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一圖1、圖2及圖5示出，本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
為一種鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行仿真試驗(yàn)臺(tái)，其組成為由數(shù)個(gè)試驗(yàn)單元構(gòu)成，每一試驗(yàn)單元的具體結(jié)構(gòu)為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過萬向軸7與右滾輪軸9b相連，左滾輪軸9a通過浮動(dòng)式聯(lián)軸器22與右滾輪軸9b相連；或者左滾輪軸9a與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連；左、右滾輪8a、8b分別安裝在左、右滾輪軸9a，9b上。
左、右滾輪軸9a，9b分別通過軸承13支撐在左、右U字形框架12a、12b上；左、右U字形框架12a、12b分別通過其側(cè)壁上的垂向線性軸承35安裝在左、右滾輪座14a、14b內(nèi)壁上；左、右滾輪座14a、14b均安裝在基座17上。
左、右U字形框架12a、12b的底部分別通過的垂向液壓激振器18連接在基座17上。
左、右滾輪軸9a，9b的外端分別連在軸承座19上，軸承座19與連接桿36鉸接，連接桿36再與L形拐臂20的一端鉸接，L形拐臂20的拐角通過鉸鏈固定在左、右滾輪座14a、14b上，L形拐臂20的另一端與橫向液壓激振器21連接，橫向液壓激振器21的另一端固定在基座17上。
左、右滾輪座14a、14b分別通過回轉(zhuǎn)軸承15安裝在基座17，左、右滾輪座14a、14b與各自的回轉(zhuǎn)激振器相連。
基座17由上部的可傾基座17a和下部的剛性基座17b組成，其具體結(jié)構(gòu)為可傾基座17a與剛性基座17b之間的一側(cè)通過球鉸23連結(jié)，另一側(cè)通過液壓作動(dòng)器24相連。
驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的構(gòu)成為電機(jī)1與傳動(dòng)箱2相連，傳動(dòng)箱2通過萬向聯(lián)軸器7與右滾輪軸9b相連。
電機(jī)1在與傳動(dòng)箱2相背的另一輸出軸上接有飛輪裝置5。飛輪裝置5與電機(jī)1軸之間接有增速齒輪箱4；電機(jī)1是直流電機(jī)。
本例中的傳動(dòng)箱2為變速傳動(dòng)箱，該變速傳動(dòng)箱是用來向軌道滾輪對(duì)提供不同速度和扭矩，通過不同安裝方式，傳動(dòng)比可設(shè)置成1∶1、2∶1用于大扭矩或1∶2用于高速。本例中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)直接驅(qū)動(dòng)滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)，是一種直通工作方式。
在這種直通方式連接下，滾輪8a、8b在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)被測(cè)試機(jī)車車輪37一起轉(zhuǎn)動(dòng)，模擬列車的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)。a.當(dāng)垂向液壓激振器18工作時(shí)，U字形框架12a、12b及滾輪8a、8b在激振器18的作用下按一定的振動(dòng)頻譜在垂向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，模擬線路鋼軌垂向不平順狀況。b.當(dāng)橫向液壓激振器21工作時(shí)，其運(yùn)動(dòng)通過L形拐臂20傳遞到滾輪軸9a、9b及滾輪8a、8b上，迫使?jié)L輪8a、8b按一定的振動(dòng)頻譜在橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，模擬線路的橫向不平順狀況。c.滾輪座14a、14b與可傾基座17a間通過回轉(zhuǎn)軸承15連接，因而滾輪座14a、14b及滾輪8a、8b可產(chǎn)生相對(duì)于可傾基座17a的回轉(zhuǎn)；而回轉(zhuǎn)激振器工作時(shí)，使?jié)L輪座14a、14b及滾輪8a、8b產(chǎn)生相對(duì)于可傾基座17a的回轉(zhuǎn)振動(dòng)，從而可模擬軌道水平彎曲方向變化狀況。d.當(dāng)液壓作動(dòng)器24推舉時(shí)，可使可傾基座17a及滾輪8a、8b相對(duì)剛性基座17b產(chǎn)生傾斜，從而可以模擬軌道在曲線狀態(tài)下一側(cè)超高的狀況。對(duì)上述運(yùn)動(dòng)進(jìn)行疊加，則可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)合工況的模擬。
本例的電機(jī)1是直流電機(jī)，由于直流電機(jī)既可以作電動(dòng)機(jī)應(yīng)用，也可作發(fā)電機(jī)應(yīng)用。也即與電機(jī)線圈相連的支路有兩條，分別為電源輸入支路和負(fù)載電阻支路。在模擬制動(dòng)過程時(shí)，通過控制裝置切斷電源輸入支路，接通負(fù)載電阻支路，進(jìn)行能量消耗，從而將滾輪8a、8b運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能通過該該直流電機(jī)轉(zhuǎn)換成電能，再由負(fù)載電阻消耗，以模擬出在制動(dòng)過程中制動(dòng)器的制動(dòng)作用。與電機(jī)1相連的飛輪裝置5也用來模擬列車的慣性質(zhì)量，同時(shí)還可保證試驗(yàn)臺(tái)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性能。
實(shí)施例二圖3、圖4及圖5示出，本例與實(shí)施例一基本相同，不同的是去掉左滾輪軸(9a)與右滾輪軸(9b)之間的浮動(dòng)式聯(lián)軸器(22)。而變成左滾輪軸9a與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的構(gòu)成為電機(jī)1與同步分流齒輪箱2’相連，同步分流齒輪箱2’與電機(jī)1軸同向的直通輸出端經(jīng)萬向軸7與右滾輪軸9b連結(jié)；與電機(jī)軸方向垂直的同步輸出端與相鄰試驗(yàn)單元的同步分流齒輪箱2’的同步輸出端對(duì)接，與電機(jī)軸方向垂直的垂向輸出端通過差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與左滾輪軸9a連接。差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成為同步分流齒輪箱2’的垂向輸出端通過第一轉(zhuǎn)向齒輪箱28a與差速齒輪箱31相連；差速齒輪箱31經(jīng)過萬向軸與第二轉(zhuǎn)向齒輪箱28b相連、第二轉(zhuǎn)向齒輪箱28b通過第三轉(zhuǎn)向齒輪箱28c與左滾輪軸9a相連；差速齒輪箱31內(nèi)部設(shè)有錐齒輪包32，該錐齒輪包32與調(diào)速電機(jī)33連接。
本例中，將傳動(dòng)箱2改為同步分流齒輪箱2’，最終可以實(shí)現(xiàn)左滾輪8a作與右滾輪8b同旋轉(zhuǎn)方向但不同轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)動(dòng)。
本例的裝置可進(jìn)行差速模擬。此時(shí)左、右滾輪8a、8b相互完全獨(dú)立。電機(jī)1將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)輸入到同步分流齒輪箱2’，通過同步分流齒輪箱2’把運(yùn)動(dòng)分成三個(gè)方向輸出，其中直通方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)直接傳遞給右滾輪8b，另外兩側(cè)與電機(jī)軸呈垂直方向輸出。一側(cè)的垂向輸出端與相鄰試驗(yàn)單元的同步分流齒輪箱2’的對(duì)應(yīng)輸出端對(duì)接，用以實(shí)現(xiàn)與相鄰試驗(yàn)單元的機(jī)械同步。另外一側(cè)垂向輸出端通過差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳至滾輪8a。這樣左滾輪8a與右滾輪8b分別獲得同旋轉(zhuǎn)方向但不同轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)車輛通過曲線路段時(shí)同軸的兩側(cè)車輪37之間在切線方向上存在差速狀態(tài)的模擬。
顯然，在差速狀態(tài)下也可以與垂向液壓激振器18、橫向液壓激振器21、回轉(zhuǎn)激振器和液壓作動(dòng)器24等控制的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行疊加，從而實(shí)現(xiàn)在差速狀態(tài)下各種復(fù)合工況的模擬。
當(dāng)然，本例的差速機(jī)構(gòu)也可設(shè)置為左滾輪8a和右滾輪8b的速度完全相同，則本例所模擬的工況與實(shí)施例一完全相同。
本發(fā)明在使用時(shí)，試驗(yàn)單元的具體個(gè)數(shù)根據(jù)被試車輛的輪軸數(shù)而定，通常為6個(gè)，試驗(yàn)時(shí)車輛的每根輪軸對(duì)應(yīng)一個(gè)試驗(yàn)單元。剛性基座17b安裝在鋼筋混泥土地坑上。相鄰試驗(yàn)單元的剛性基座17b間距是可調(diào)的，也即根據(jù)不同試驗(yàn)車輛的不同輪軸距離，相鄰試驗(yàn)單元的剛性基座17b安裝的間距也相應(yīng)不同。
本發(fā)明裝置中的垂向激振器18和橫向激振器21輸出的激振力可以通過在激振器活塞桿頂部加裝力傳感器進(jìn)行測(cè)定，而電機(jī)1的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速則可通過加裝在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的任意一根連接軸上的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器獲得。這樣，試驗(yàn)臺(tái)的控制機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)激振力和驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速進(jìn)行反饋閉環(huán)控制。
本發(fā)明的各個(gè)激振器的振動(dòng)頻譜可以使用標(biāo)準(zhǔn)頻譜，也可以從在實(shí)際的鐵道線路上運(yùn)行的過程中用傳感檢測(cè)系統(tǒng)采集得到。這樣可使本裝置在使用時(shí)，能更好地模擬出車輛在相應(yīng)鐵路軌道線路上的實(shí)際工況，使測(cè)得的數(shù)據(jù)更有參考和使用價(jià)值。
權(quán)利要求
1.一種鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行仿真試驗(yàn)臺(tái)，其組成為，由數(shù)個(gè)試驗(yàn)單元構(gòu)成，每一試驗(yàn)單元的具體結(jié)構(gòu)為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過萬向軸(7)與右滾輪軸(9b)相連，左滾輪軸(9a)通過浮動(dòng)式聯(lián)軸器(22)與右滾輪軸(9b)相連；或者左滾輪軸(9a)與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連；左、右滾輪(8a、8b)分別安裝在左、右滾輪軸(9a，9b)上；左、右滾輪軸(9a，9b)分別通過軸承(13)支撐在左、右U字形框架(12a、12b)上；左、右U字形框架(12a、12b)分別通過其側(cè)壁上的垂向線性軸承(35)安裝在左、右滾輪座(14a、14b)內(nèi)壁上；左、右滾輪座(14a、14b)均安裝在基座(17)上；左、右U字形框架(12a、12b)的底部分別通過垂向液壓激振器(18)連接在基座(17)上；左、右滾輪軸(9a，9b)的外端分別連在軸承座(19)上，軸承座(19)與連接桿(36)鉸接，連接桿(36)再與L形拐臂(20)的一端鉸接，L形拐臂(20)的拐角通過鉸鏈固定在左、右滾輪座(14a、14b)上，L形拐臂(20)的另一端與橫向液壓激振器(21)連接，橫向液壓激振器(21)的另一端固定在基座(17)上；左、右滾輪座(14a、14b)分別通過回轉(zhuǎn)軸承(15)安裝在基座(17)上，左、右滾輪座(14a、14b)與各自的回轉(zhuǎn)激振器相連。
2.如權(quán)利要求1所述的鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行仿真試驗(yàn)臺(tái)，其特征是所述的基座(17)由上部的可傾基座(17a)和下部的剛性基座(17b)組成，其具體結(jié)構(gòu)為可傾基座(17a)與剛性基座(17b)之間的一側(cè)通過球鉸(23)連結(jié)，另一側(cè)通過液壓作動(dòng)器(24)相連。
3.如權(quán)利要求1所述的鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行仿真試驗(yàn)臺(tái)，其特征是所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的構(gòu)成為電機(jī)(1)與傳動(dòng)箱(2)相連，傳動(dòng)箱(2)通過萬向軸(7)與右滾輪軸(9b)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行仿真試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于所述的電機(jī)(1)在與傳動(dòng)箱(2)相背的另一輸出軸上接有飛輪裝置(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行仿真試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于所述的飛輪裝置(5)與電機(jī)(1)軸之間接有增速齒輪箱(4)；電機(jī)(1)為直流電機(jī)。
6.如權(quán)利要求1所述的鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行仿真試驗(yàn)臺(tái)，其特征是所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的構(gòu)成為電機(jī)(1)與同步分流齒輪箱(2’)相連，同步分流齒輪箱(2’)與電機(jī)(1)軸同向的直通輸出端經(jīng)萬向軸(7)與右滾輪軸(9b)連接；與電機(jī)軸方向垂直的同步輸出端與相鄰試驗(yàn)單元的同步分流齒輪箱(2’)的同步輸出端對(duì)接，與電機(jī)(1)軸方向垂直的垂向輸出端通過差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與左滾輪軸(9a)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行仿真試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于所述差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成為同步分流齒輪箱(2’)的垂向輸出端通過第一轉(zhuǎn)向齒輪箱(28a)與差速齒輪箱(31)相連；差速齒輪箱(31)經(jīng)過萬向軸與第二轉(zhuǎn)向齒輪箱(28b)相連、第二轉(zhuǎn)向齒輪箱(28b)通過第三轉(zhuǎn)向齒輪箱(28c)與左滾輪軸(9a)相連；差速齒輪箱(31)內(nèi)部設(shè)有錐齒輪包(32)，該錐齒輪包(32)與調(diào)速電機(jī)(33)連接。
全文摘要
一種鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行仿真試驗(yàn)臺(tái)，由數(shù)個(gè)試驗(yàn)單元構(gòu)成，每一試驗(yàn)單元的結(jié)構(gòu)為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與左、右滾輪相連，左、右滾輪支撐在左、右U字形框架上；左、右U字形框架分別通過其側(cè)壁上的垂向線性軸承安裝在左、右滾輪座內(nèi)壁上；左、右滾輪座均安裝在基座上；左、右U字形框架的底部分別通過垂向液壓激振器連接在基座上；左、右滾輪軸的外端與橫向液壓激振器相連，橫向液壓激振器固定在基座上；左、右滾輪座分別通過回轉(zhuǎn)軸承安裝在基座上，并與各自的回轉(zhuǎn)激振器相連。該試驗(yàn)臺(tái)可以模擬機(jī)車車輛在鐵道線路上的運(yùn)動(dòng)；它能模擬平順的車輛運(yùn)行狀態(tài)，又能模擬線路垂向不平順、橫向不平順、側(cè)向水平彎曲的擾動(dòng)和車輛在曲線線路環(huán)境下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
文檔編號(hào)G01M17/08GK1995949SQ20061002273
公開日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2006年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月31日
發(fā)明者張衛(wèi)華, 馬世駿, 馬啟文, 周文祥, 黃麗湘 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)