CN211954698U - 一种弹性车轮性能测试工装 - Google Patents

Abstract

一种弹性车轮性能测试工装，属于车轮性能测试技术领域，该弹性车轮性能测试工装包括固定支架以及固定支架上设置的径向加载装置、轴向加载装置、高低温环境试验箱和定位座，固定支架包括安装底座及其上固定的龙门架，龙门架上设置径向加载装置和轴向加载装置，安装底座上滑动连接有对弹性车轮表面温度进行调节的高低温环境试验箱和对弹性车轮进行定位支撑的定位座，本实用新型的有益效果是，该测试工装测试灵活方便，通用性强，可以真实准确的模拟弹性车轮在服役过程中，直线行驶、弯曲行驶、道岔行驶、和启动时的安全性能是否满足要求，也可以模拟车轮长时间停留期橡胶蠕变对安全性能的影响，为弹性车轮运行安全性提供了技术指导。

Description

一种弹性车轮性能测试工装

技术领域

本实用新型涉及车轮性能测试技术领域，尤其涉及一种弹性车轮性能测试工装。

背景技术

随着经济发展和城镇化建设的加快，城市人口也越来越多，因此城镇轨道交通发展迅猛，因此弹性车轮成为当下轨道交通的一个热门话题。因弹性车轮结构的特殊性，其安全性能也日益受到人们的关注。

弹性车轮不同于整体车轮，其内部含有一个橡胶圈，因此在承受轮轨作用载荷，容易发生径向、轴向变形，在启动和制动时，弹性车轮内部的橡胶圈与金属件发生相对滑动，长时间停车时，弹性车轮内部橡胶圈会发生蠕变，因此如何模拟弹性车轮实际服役过程，来对弹性车轮刚度和蠕变性能进行测试，提高测试结果的精度，是保证弹性车轮运行安全性面临的问题。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种弹性车轮性能测试工装，利用径向加载装置和轴向加载装置来模拟弹性车轮实际服役中的轮轨作用力，利用高低温环境试验箱模拟车轮实际服役过程中的环境温度，可以真实准确的模拟弹性车轮在服役过程中，直线行驶、弯曲行驶、道岔行驶、和启动时的安全性能是否满足要求，也可以模拟车轮长时间停留期橡胶蠕变对安全性能的影响。

为实现上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种弹性车轮性能测试工装，包括固定支架以及固定支架上设置的径向加载装置、轴向加载装置、高低温环境试验箱和定位座，所述固定支架包括安装底座及其上固定的龙门架，所述龙门架上设置所述径向加载装置和轴向加载装置，所述安装底座上滑动连接有对弹性车轮表面温度进行调节的高低温环境试验箱和对弹性车轮进行定位支撑的定位座。

进一步地，所述龙门架包括两个立柱和两个立柱之间的顶部连接的横梁，所述立柱上设置所述轴向加载装置，所述轴向加载装置包括水平电缸，两个水平电缸相对设置。

进一步地，所述轴向加载装置还包括升降电机、竖直导轨和滑块，所述立柱上设置有升降电机，所述升降电机的输出轴与水平电缸的缸体相连，所述立柱的内侧设置有竖直导向孔，所述竖直导向孔的两侧分别设置竖直导轨，所述竖直导轨上滑动连接有滑块，所述水平电缸的输出轴穿过所述滑块与加载块Ⅰ相连，所述加载块Ⅰ上设置有压力传感器Ⅰ。

进一步地，所述横梁上设置所述径向加载装置，所述径向加载装置包括垂直电缸，所述垂直电缸的输出轴端部连接有加载块Ⅱ，所述加载块Ⅱ上设置有压力传感器Ⅱ。

进一步地，所述安装底座设置为十字滑台，所述十字滑台包括基座、导向台和滑板，所述基座与所述龙门架可拆卸相连，所述基座通过所述导向台与所述滑板滑动相连，所述滑板上连接有所述定位座，所述定位座的上方架设有导向支架，所述导向支架与所述高低温环境试验箱滑动连接并将所述高低温环境试验箱罩在弹性车轮的外部。

进一步地，所述定位座包括定位柱和卡接块，所述定位柱顶端设置有将弹性车轮的车轮轴卡接定位的卡接块，所述车轮轴上设置有位置传感器。

进一步地，所述卡接块包括固定块和活动块，所述固定块固定在所述定位柱的顶端，所述固定块上端设置U形卡槽，所述活动块可拆卸连接在所述固定块上，且所述活动块的下端设置倒U形卡槽，所述U形卡槽和所述倒U形卡槽对接后形成卡接车轮轴的定位孔。

进一步地，所述高低温环境试验箱的一侧开口设置，所述高低温环境试验箱开口端的两侧设置有条形卡槽，所述条形卡槽的一端开口设置，所述条形卡槽的另一端设置为圆弧形，所述条形卡槽与车轮轴卡接配合，所述条形卡槽的外侧可拆卸连接有密封板。

进一步地，所述龙门架的顶部设置有定位框架，所述定位框架的外缘铰接有密封门，所述密封门与所述高低温环境试验箱的开口端密封配合。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型涉及的测试工装将弹性车轮定位后，可根据弹性车轮直线行驶、弯曲行驶、道岔行驶、和启动时的实际工况，利用其中的径向加载装置和轴向加载装置来模拟弹性车轮在上述实际服役中的轮轨作用力，并利用高低温环境试验箱模拟弹性车轮实际服役过程中的环境温度，可以真实准确的模拟弹性车轮在服役过程中，直线行驶、弯曲行驶、道岔行驶、和启动时的安全性能是否满足要求，也可以模拟弹性车轮长时间停留期橡胶蠕变对安全性能的影响，为弹性车轮运行安全性提供了技术指导。

2、本实用新型中涉及的轴向加载装置包括相对设置的两个水平电缸，径向加载装置包括一个垂直电缸，可根据实际服役工况选择相应的水平电缸和垂直电缸工作，也可以同时工作，提高了测试的灵活性和精确性；而且其中的水平电缸可以上下调节高度，可根据实际的服役过程中的轮轨作用力可对弹性车轮的不同加载位置进行轴向加载，也可适用于不同型号弹性车轮的轴向加载；其中的安装底座设置为十字滑台，安装底座的上端连接定位支撑弹性车轮的定位座，使弹性车轮可在横向和纵向进行位置调节，使径向加载装置、轴向加载装置与弹性车轮的加载位置相对，使弹性车轮的位置调节更方便快捷，使轴向和径向加载更符合实际的服役过程，而且提高了该测试工装测试的灵活性和通用性。

综上，本实用新型涉及的测试工装测试灵活方便，通用性强，可以真实准确的模拟弹性车轮在服役过程中，直线行驶、弯曲行驶、道岔行驶、和启动时的安全性能是否满足要求，也可以模拟车轮长时间停留期橡胶蠕变对安全性能的影响，为弹性车轮运行安全性提供了技术指导。

附图说明

下面对本实用新型说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本实用新型中的测试工装的结构示意图；

图2为图1的左视图；

上述图中的标记均为：1.固定支架，11.安装底座，111.基座，112.导向台，113.滑板，12.龙门架，121.立柱，122.横梁，2.径向加载装置，21.垂直电缸，3.轴向加载装置，31.水平电缸，32.升降电机，33.竖直导轨，34.滑块，4.高低温环境试验箱，41.条形卡槽，42.密封板，5.定位座，51.定位柱，52.卡接块，521.固定块，522.活动块，523.定位孔，6.弹性车轮，7.导向支架，8.定位框架，9.密封门。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型具体的实施方案为：如图1所示，一种弹性车轮性能测试工装，包括固定支架1以及固定支架1上设置的径向加载装置2、轴向加载装置3、高低温环境试验箱4和定位座5，固定支架1包括安装底座11及其上固定的龙门架12，龙门架12上设置径向加载装置2和轴向加载装置3，安装底座11上滑动连接有对弹性车轮6表面温度进行调节的高低温环境试验箱4和对弹性车轮6进行定位支撑的定位座5，将弹性车轮6定位在定位座5上后滑动到龙门架12的下方，然后滑动高低温环境试验箱4罩在弹性车轮6外部，对弹性车轮6进行升温或降温，用于模拟弹性车轮6实际服役过程中的环境温度，然后根据弹性车轮6直线行驶、弯曲行驶、道岔行驶和启动时的实际工况，利用径向加载装置2和轴向加载装置3来模拟弹性车轮6在上述实际服役中的轮轨作用力，可以真实准确的模拟弹性车轮在服役过程中，直线行驶、弯曲行驶、道岔行驶、和启动时的安全性能是否满足要求，也可以模拟弹性车轮长时间停留期橡胶蠕变对安全性能的影响，为弹性车轮运行安全性提供了技术指导。

具体地，其中的龙门架12包括两个立柱121和两个立柱121之间的顶部连接的横梁122，立柱121上设置轴向加载装置3，该轴向加载装置3包括水平电缸31，两个水平电缸31相对设置，可在弹性车轮6的两侧面进行加载，满足了不同工况条件的测试需要；另外，其中的轴向加载装置3还包括升降电机32、竖直导轨33和滑块34，立柱121上设置有升降电机32，升降电机32的输出轴与水平电缸31的缸体活动相连，即水平电缸31的缸体上设置有连接块，连接块上设置有阶梯孔，升降电机32的输出轴的端部设置外螺纹段，该外螺纹段与阶梯孔间隙配合，外螺纹段穿过该阶梯孔后通过螺母定位在阶梯孔的底部，当升降电机32的输出轴在竖直方向转动上升或下降时，水平电缸31不会转动，但会随着输出轴在竖直方向运动，使水平电缸31进行高度方向的位置调节，满足测试位置的加载要求，进一步优化地，立柱121的内侧设置有竖直导向孔，竖直导向孔的两侧分别设置竖直导轨33，竖直导轨33上滑动连接有滑块34，水平电缸31的输出轴穿过滑块34与加载块Ⅰ相连，使水平电缸31的一端与升降电机32的输出轴相连，水平电缸31的另一端通过滑块34与立柱121上的竖直导轨33相连，通过驱动升降电机32动作，使水平电缸31的上下滑动更稳定，可根据实际的服役过程中的轮轨作用力可对弹性车轮6的不同加载位置进行轴向加载，也可适用于不同型号弹性车轮6的轴向加载，其中的加载块Ⅰ上设置有压力传感器Ⅰ，用于测试当加载块Ⅰ与弹性车轮6侧面接触加载的过程中弹性车轮6所受到的轴向载荷，并将检测的轴向载荷大小传输给检测***。

具体地，其中的横梁122上设置径向加载装置2，该径向加载装置2包括垂直电缸21，垂直电缸21的输出轴端部连接有加载块Ⅱ，加载块Ⅱ上设置有压力传感器Ⅱ，压力传感器Ⅱ用于测试弹性车轮6受到的径向载荷，并将检测的径向载荷大小传输给检测***，以便对弹性车轮的刚度进行计算，也可以长时间保持恒定载荷来观察其中橡胶圈的蠕变形变变化。

具体地，其中的安装底座11设置为十字滑台，该十字滑台包括基座111、导向台112和滑板113，基座111沿其宽度方向等距设置多个条形槽，条形槽的截面设置成凸字形，条形槽内安装螺栓并通过螺栓与龙门架12固定相连，使连接定位更加方便快捷，上述基座111通过导向台112与滑板113滑动相连，基座111上沿其长度方向设置滚珠丝杆机构Ⅰ，并通过滚珠丝杆机构Ⅰ与导向台112相连，滚珠丝杆机构Ⅰ的端部连接驱动电机Ⅰ，通过驱动驱动电机Ⅰ工作，在滚珠丝杆机构Ⅰ的作用下使导向台112可沿基座111的长度方向滑动，导向台112沿其长度方向上(基座111的宽度方向上)设置滚珠丝杆机构Ⅱ，并通过滚珠丝杆机构Ⅱ与滑板113相连，滚珠丝杆机构Ⅱ的端部连接驱动电机Ⅱ，通过驱动电机Ⅱ带动滚珠丝杆机构Ⅱ动作，使滑板113沿导向台112的长度方向滑动，滑板113上连接有定位座5，通过调节驱动电机Ⅰ和驱动电机Ⅱ可调整定位座5上弹性车轮6相对于水平电缸31和垂直电缸21的位置，方便调节弹性车轮6的测试位置。

具体地，其中的定位座5的上方架设有导向支架7，导向支架7与高低温环境试验箱4滑动连接并将高低温环境试验箱4罩在弹性车轮6的外部，其中的高低温环境试验箱4底部设置滚轮，导向支架7上设置与滚轮导向配合的导轨，通过人力推动即可将高低温环境试验箱4罩在弹性车轮6的外部，当然，其中的导向支架7上也可设置齿条，高低温环境试验箱4的滚轮外周设置与齿条相啮合的齿轮，滚轮轴外端连接电机，通过电机驱动滚轮转动，从而可使高低温环境试验箱4在导向支架7上运动，提高了操作的自动化，节省了人力；具体地，其中的高低温环境试验箱4的一侧开口设置，高低温环境试验箱4开口端的两侧设置有条形卡槽41，条形卡槽41的一端开口设置，用于与车轮轴卡接配合，条形卡槽41的另一端设置为圆弧形，与车轮轴定位配合，条形卡槽41的外侧可拆卸连接有密封板42，龙门架12的顶部设置有定位框架9，定位框架9的外缘铰接有密封门10，密封门10与高低温环境试验箱4的开口端密封配合，当不使用时，可将密封门10拆卸下来放置在定位框架9内进行储存，其中的密封板42和密封门10将高低温环境试验箱4密封，使弹性车轮位于密封环境中进行温度调节，使温度升高和降低的效率更高。

具体地，其中的定位座5包括定位柱51和卡接块52，定位柱51的顶端设置有将弹性车轮6的车轮轴卡接定位的卡接块52，其中的卡接块52包括固定块521和活动块522，固定块521通过焊接或螺纹连接的方式固定在定位柱52的顶端，固定块521上端设置U形卡槽，活动块522的两端通过螺纹连接的方式可拆卸连接在固定块521上或活动块522的一端通过铰接的方式与固定块521的一端相连，活动块522的下端设置倒U形卡槽，U形卡槽和倒U形卡槽对接后形成卡接车轮轴的定位孔533，将弹性车轮的车轮轴放置在U形卡槽内，再将活动块522对接在固定块521上，即完成了对弹性车轮的定位，弹性车轮的车轮轴上设置有位置传感器，通过位置传感器可检测加载时车轮的位移，用于后期弹性车轮的刚度计算和橡胶圈的蠕变形变变化。

运用弹性车轮性能测试工装对弹性车轮进行性能测试的方法，包括以下步骤：

1)将弹性车轮6定位和调整测试位置：将弹性车轮6吊装在定位座5上进行定位，并通过使驱动电机Ⅰ和驱动电机Ⅱ工作来分别调整安装底座11上导向台112和滑板113的位置，通过导向台112沿着基座111的长度方向运动，使弹性车轮6位于两个垂直电缸21之间的中间位置，通过滑板113沿着导向台112的长度方向运动，使弹性车轮6的上端的加载位置在径向加载装置2的正下方，使弹性车轮6的两侧面分别与两个水平电缸31相对，通过升降电机32调节水平电缸31的高度，使水平电缸31与弹性车轮6的两侧面的加载位置相对；

2)对弹性车轮6进行温度调节：沿着导向支架7滑动高低温环境试验箱4，使高低温环境试验箱4卡入弹性车轮6两端的车轮轴内，同时密封门10与高低温环境试验箱4的开口端密封配合，再运用密封板42将高低温环境试验箱4两侧的条形卡槽41卡接密封，设定高低温环境试验箱4内部的环境温度，启动高低温环境试验箱4工作设定的时间，对弹性车轮6的温度进行调节，调节好后将低温环境试验箱推出；

3)对温度调节后的弹性车轮6进行刚度测试和蠕变性能测试：启动水平电缸31或垂直电缸21对弹性车轮6的加载位置进行重力加载，压力传感器Ⅰ或压力传感器Ⅱ和位移传感器的信号传输给控制设备，通过控制设备上的软件自动计算不同温度下的弹性车轮6在不同加载条件下的刚度，并通过一定时间的保载操作，来观察弹性车轮6内部橡胶圈的蠕变形变变化。

综上，本实用新型涉及的测试工装测试灵活方便，通用性强，可以真实准确的模拟弹性车轮在服役过程中，直线行驶、弯曲行驶、道岔行驶、和启动时的安全性能是否满足要求，也可以模拟车轮长时间停留期橡胶蠕变对安全性能的影响，为弹性车轮运行安全性提供了技术指导。

以上所述，只是用图解说明本实用新型的一些原理，本说明书并非是要将本实用新型局限在所示所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。

Claims (9)

1.一种弹性车轮性能测试工装，其特征在于，包括固定支架(1)以及固定支架(1)上设置的径向加载装置(2)、轴向加载装置(3)、高低温环境试验箱(4)和定位座(5)，所述固定支架(1)包括安装底座(11)及其上固定的龙门架(12)，所述龙门架(12)上设置所述径向加载装置(2)和轴向加载装置(3)，所述安装底座(11)上滑动连接有对弹性车轮(6)表面温度进行调节的高低温环境试验箱(4)和对弹性车轮(6)进行定位支撑的定位座(5)。

2.根据权利要求1所述的弹性车轮性能测试工装，其特征在于：所述龙门架(12)包括两个立柱(121)和两个立柱(121)之间的顶部连接的横梁(122)，所述立柱(121)上设置所述轴向加载装置(3)，所述轴向加载装置(3)包括水平电缸(31)，两个水平电缸(31)相对设置。

3.根据权利要求2所述的弹性车轮性能测试工装，其特征在于：所述轴向加载装置(3)还包括升降电机(32)、竖直导轨(33)和滑块(34)，所述立柱(121)上设置有升降电机(32)，所述升降电机(32)的输出轴与水平电缸(31)的缸体相连，所述立柱(121)的内侧设置有竖直导向孔，所述竖直导向孔的两侧分别设置竖直导轨(33)，所述竖直导轨(33)上滑动连接有滑块(34)，所述水平电缸(31)的输出轴穿过所述滑块(34)与加载块Ⅰ相连，所述加载块Ⅰ上设置有压力传感器Ⅰ。

4.根据权利要求2所述的弹性车轮性能测试工装，其特征在于：所述横梁(122)上设置所述径向加载装置(2)，所述径向加载装置(2)包括垂直电缸(21)，所述垂直电缸(21)的输出轴端部连接有加载块Ⅱ，所述加载块Ⅱ上设置有压力传感器Ⅱ。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的弹性车轮性能测试工装，其特征在于：所述安装底座(11)设置为十字滑台，所述十字滑台包括基座(111)、导向台(112)和滑板(113)，所述基座(111)与所述龙门架(12)可拆卸相连，所述基座(111)通过所述导向台(112)与所述滑板(113)滑动相连，所述滑板(113)上连接有所述定位座(5)，所述定位座(5)的上方架设有导向支架(7)，所述导向支架(7)与所述高低温环境试验箱(4)滑动连接并将所述高低温环境试验箱(4)罩在弹性车轮(6)的外部。

6.根据权利要求5所述的弹性车轮性能测试工装，其特征在于：所述定位座(5)包括定位柱(51)和卡接块(52)，所述定位柱(51)顶端设置有将弹性车轮(6)的车轮轴卡接定位的卡接块(52)，所述车轮轴上设置有位置传感器。

7.根据权利要求6所述的弹性车轮性能测试工装，其特征在于：所述卡接块(52)包括固定块(521)和活动块(522)，所述固定块(521)固定在所述定位柱(51)的顶端，所述固定块(521)上端设置U形卡槽，所述活动块(522)可拆卸连接在所述固定块(521)上，且所述活动块(522)的下端设置倒U形卡槽，所述U形卡槽和所述倒U形卡槽对接后形成卡接车轮轴的定位孔(523)。

8.根据权利要求5所述的弹性车轮性能测试工装，其特征在于：所述高低温环境试验箱(4)的一侧开口设置，所述高低温环境试验箱(4)开口端的两侧设置有条形卡槽(41)，所述条形卡槽(41)的一端开口设置，所述条形卡槽(41)的另一端设置为圆弧形，所述条形卡槽(41)与车轮轴卡接配合，所述条形卡槽(41)的外侧可拆卸连接有密封板(42)。

9.根据权利要求8所述的弹性车轮性能测试工装，其特征在于：所述龙门架(12)的顶部设置有定位框架(8)，所述定位框架(8)的外缘铰接有密封门(9)，所述密封门(9)与所述高低温环境试验箱(4)的开口端密封配合。

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