CN212410307U - 轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于轨道车辆车体连接技术领域，涉及一种轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置，包括安装座、铰接装置、加载杆、纵向加载液压缸、横向加载液压缸以及垂向加载液压缸；安装座通过铰接装置与加载杆相连并处于同一轴线上；纵向加载液压缸置于加载杆的末端并通过加载杆向铰接装置提供纵向荷载；横向加载液压缸置于加载杆和铰接装置的连接处并向铰接装置提供横向荷载；垂向加载液压缸置于加载杆和铰接装置的连接处并向铰接装置提供垂向荷载。本实用新型提供了一种能够对铰接装置进行强度试验、结构简单以及安装方便的轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置。

Description

轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置

技术领域

本实用新型属于轨道车辆车体连接技术领域，涉及一种三向加载试验装置，尤其涉及一种轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置。

背景技术

低地板有轨电车具有车厢底部离地面近，重心低、转弯半径小，爬坡能力强等优点，不仅方便乘客乘车出行，而且可与汽车共用道路，拆迁量小，无需修建专门的站台，极大地节约了城市轨道交通的建设成本。近年来，国内有很多城市在筹建有轨电车交通***，低地板有轨电车应用前景十分广阔，而用于有轨电车的铰接产品具有广泛的市场应用价值。

铰接装置作为轨道车辆相邻车体的连接部件，是保证车辆安全运行的关键部件，在装车前必须通过最大载荷强度试验及耐久疲劳试验。目前铰接装置的试验方法，国内外尚无标准，国内的铰接产品完全依赖进口，国外厂家出于技术保密，对其试验方法没有公开。在车辆运行过程中，铰接装置需要承受纵向牵引及制动载荷、横向车体惯性载荷、以及垂向车体重量载荷。而铰接装置属于球铰结构，在一端固定，对另一端施加横向及垂向载荷时，会产生摆动，致使横向载荷及垂向载荷无法施加。

基于此，提出一种铰接装置的试验方法显得尤为重要。

实用新型内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种能够对铰接装置进行强度试验、结构简单以及安装方便的轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置，所述轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置包括安装座、铰接装置、加载杆、纵向加载液压缸、横向加载液压缸以及垂向加载液压缸；所述安装座通过铰接装置与加载杆相连并处于同一轴线上；所述纵向加载液压缸置于加载杆的末端并通过加载杆向铰接装置提供纵向荷载；所述横向加载液压缸置于加载杆和铰接装置的连接处并向铰接装置提供横向荷载；所述垂向加载液压缸置于加载杆和铰接装置的连接处并向铰接装置提供垂向荷载。

上述轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置还包括设置在铰接装置和加载杆之间的加载板；所述横向加载液压缸置于加载板上并通过加载板向铰接装置提供横向荷载；所述垂向加载液压缸置于加载板上并通过加载板向铰接装置提供垂向荷载。

上述轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置还包括设置在加载板上的横向液压缸联板；所述横向加载液压缸依次通过横向液压缸联板以及加载板向铰接装置提供横向荷载。

上述轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置还包括设置在加载板上的垂向液压缸联板；所述横向加载液压缸依次通过垂向液压缸联板以及加载板向铰接装置提供垂向荷载。

上述轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置还包括设置在加载杆末端的纵向液压缸联板；所述纵向加载液压缸依次通过纵向液压缸联板以及加载杆向铰接装置提供纵向荷载。

上述轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置还包括支撑座；所述加载杆的末端置于支撑座上。

上述支撑座上设置有U型凹槽；所述加载杆的末端置于U型凹槽中。

上述U型凹槽的内壁设置有减摩垫；所述加载杆的末端通过减摩垫置于U型凹槽中；所述减摩垫的材质是尼龙或聚四氟乙烯。

上述轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置还包括试验台；所述安装座以及支撑座分别相对设置在试验台上；所述安装座、加载杆以及支撑座均是等高的。

上述铰接装置包括第一轴承座、连接销、关节轴承以及第二轴承座；所述关节轴承置于第一轴承座内；所述第一轴承座通过连接销与第二轴承座相连；所述第二轴承座相对第一轴承座可绕关节轴承的X轴、Y轴、Z轴三个轴线转动；所述第一轴承座通过螺栓与加载杆相连；所述第二轴承座通过螺栓与安装座相连。

本实用新型的优点是：

本实用新型提供了一种轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置，该试验装置包括安装座、铰接装置、加载杆、纵向加载液压缸、横向加载液压缸以及垂向加载液压缸；安装座通过铰接装置与加载杆相连并处于同一轴线上；纵向加载液压缸置于加载杆的末端并通过加载杆向铰接装置提供纵向荷载；横向加载液压缸置于加载杆和铰接装置的连接处并向铰接装置提供横向荷载；垂向加载液压缸置于加载杆和铰接装置的连接处并向铰接装置提供垂向荷载。本实用新型所提供的道车辆铰接装置三向加载的试验装置解决了有轨电车铰接装置三向加载的难题，通过设计制作不同长度的加载杆，可控制支撑座反作用力及摩擦力对试验载荷的影响，使用这种试验方法能够对铰接装置进行强度试验，并且具有结构简单、安装方便等优点。本实用新型的目的是提供一种对铰接装置施加三个方向载荷的试验方法，具有结构简单、易于制造、试验误差容易控制的特点。适用于有轨电车铰接装置的强度试验及耐久疲劳试验。

附图说明

图1是现有技术中铰接装置的结构示意图；

图2是本实用新型所提供的轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置的结构示意图；

图3是本实用新型所提供的轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置的使用状态参考图；

其中：

1-第一轴承座；2-连接销；3-关节轴承；4-第二轴承座；5-安装座；6-铰接装置；7-加载杆；8-减摩垫；9-支撑座；13-纵向液压缸联板；14-横向液压缸联板；15-垂向液压缸联板；16-加载板。

具体实施方式

参见图1，本实用新型提供了一种轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置，轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置包括安装座5、铰接装置6、加载杆7、纵向加载液压缸、横向加载液压缸以及垂向加载液压缸；安装座5通过铰接装置6与加载杆7相连并处于同一轴线上；纵向加载液压缸置于加载杆7的末端并通过加载杆7向铰接装置6提供纵向荷载；横向加载液压缸置于加载杆7和铰接装置6的连接处并向铰接装置6提供横向荷载；垂向加载液压缸置于加载杆7和铰接装置6的连接处并向铰接装置6提供垂向荷载。

轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置还包括设置在铰接装置6和加载杆7之间的加载板16；横向加载液压缸置于加载板16上并通过加载板16向铰接装置6提供横向荷载；垂向加载液压缸置于加载板16上并通过加载板16向铰接装置6提供垂向荷载。轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置还包括设置在加载板16上的横向液压缸联板14；横向加载液压缸依次通过横向液压缸联板14以及加载板16向铰接装置6提供横向荷载。轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置还包括设置在加载板16上的垂向液压缸联板15；横向加载液压缸依次通过垂向液压缸联板15以及加载板16向铰接装置6提供垂向荷载。轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置还包括设置在加载杆7末端的纵向液压缸联板13；纵向加载液压缸依次通过纵向液压缸联板13以及加载杆7向铰接装置6提供纵向荷载。

轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置还包括支撑座9；加载杆7的末端置于支撑座9上；支撑座9上设置有U型凹槽；U型凹槽的内壁设置有减摩垫8；加载杆7的末端通过减摩垫8置于U型凹槽中；减摩垫8的材质是尼龙或聚四氟乙烯。

轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置还包括试验台；安装座5以及支撑座9分别相对设置在试验台上；安装座5、加载杆7以及支撑座9均是等高的。

铰接装置6包括第一轴承座1、连接销2、关节轴承3以及第二轴承座4；关节轴承3置于第一轴承座1内；第一轴承座1通过连接销2与第二轴承座4相连；第二轴承座4相对第一轴承座1可绕关节轴承3的X轴、Y轴、Z轴三个轴线转动；第一轴承座1通过螺栓与加载杆7相连；第二轴承座4通过螺栓与安装座5相连。铰接装置6承受着车辆运行时的纵向牵引制动载荷、横向惯性载荷以及垂向车体重量载荷，三个方向载荷的大小是不断变化的。由于铰接装置内部装有关节轴承3，难以施加横向载荷及垂向载荷。针对铰接装置6在车辆运行中的受力形式及特点，通过设计试验工装有效解决以上难题。

本实用新型所提供的道车辆铰接装置三向加载的试验装置解决了有轨电车铰接装置三向加载的难题，通过设计制作不同长度的加载杆7，可控制支撑座9反作用力及摩擦力对试验载荷的影响，使用这种试验方法能够对铰接装置进行强度试验，并且具有结构简单、安装方便等优点。本实用新型的目的是提供一种对铰接装置施加三个方向载荷的试验方法，具有结构简单、易于制造、试验误差容易控制的特点。适用于有轨电车铰接装置的强度试验及耐久疲劳试验。

参见图2以及图3，本实用新型所提供的轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置包括安装座5、铰接装置6、加载杆7、减摩垫8、支撑座9(不局限图上数量和形状)。安装座5和支撑座9分别通过紧固件固定在试验台上，铰接装置6的第二轴承座4通过螺栓与安装座5相连接，第一轴承座1通过螺栓与加载杆7相连接。在加载杆7上有3块加载板(纵向液压缸联板13、横向液压缸联板14以及垂向液压缸联板15)，分别与3个液压缸(纵向加载液压缸、横向加载液压缸以及垂向加载液压缸)连接后(图3铰接装置及三向加载工装试验现场图)，可分别施加X、Y、Z三个方向上的载荷。铰接装置6的一端通过螺栓与安装座5相连接，另一端通过螺栓与加载杆7相连接。加载杆7的另一端放置在支撑座9上部的凹槽内，凹槽的底部和两侧面分别装有三块减摩垫8，减摩垫采用尼龙或聚四氟乙烯板材制作，具有低的摩擦系数，这样就减小了加载杆7与支撑座9之间的摩擦阻力。

参见图1，铰接装置6由第一轴承座1、连接销2、关节轴承3以及第二轴承座4所组成，关节轴承3安装在第一轴承座1内，通过连接销2与第二轴承座4连接，第二轴承座4相对第一轴承座1可绕关节轴承3的X轴、Y轴、Z轴三个轴线转动。

加载杆7上有1块加载板16，加载板16的上端与垂向液压缸联板15焊接，加载板16的侧面与横向液压缸联板14焊接，加载杆7的另一端设有纵向液压缸联板13，这3个联板分别与3个液压缸连接后(图3铰接装置及三向加载工装试验现场图)，可同时施加X、Y、Z三个方向上的载荷。

使用本实用新型所提供的轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置在进行三向加载试验时，具体方法是：

1)在对铰接装置施加横向力Fy时，铰接装置实际所受到的横向力：

Qy＝Fy-Jy

因为：Jy×L2＝Fy×L1，Jy＝Fy×L1/L2

所以Qy＝Fy-Fy×L1/L2；

其中：

Jy是支撑座9的横向反力；

L1是铰接装置关节轴承的中心到加载板的纵向距离；

L2是铰接装置关节轴承的中心到支撑座的纵向距离；

因L1远远小于L2，因此Qy近似等于Fy。

2)在对铰接装置施加垂向力Fz时，铰接装置实际所受到的垂向力：

Qz＝Fz-Jz＝Fz-Fz×L1/L2

Jz是支撑座9的垂向反力；

因L1远远小于L2，因此Qz近似等于Fz；

3)在对铰接装置施加纵向力Fx时，铰接装置实际所受到的纵向力：

Qx＝Fx-Jx＝Fx-Fz×u×L1/L2-Fy×u×L1/L2

Jx是支撑座9对加载杆的纵向摩擦阻力，纵向摩擦阻力包含由垂向力Fz产生的摩擦阻力Fz×u×L1/L2和横向力Fy产生的摩擦阻力Fy×u×L1/L2；

u是加载杆与减摩板的摩擦系数，本实用新型选0.07；

因L1远远小于L2，因此Qx近似等于Fx。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置，其特征在于：所述轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置包括安装座(5)、铰接装置(6)、加载杆(7)、纵向加载液压缸、横向加载液压缸以及垂向加载液压缸；所述安装座(5)通过铰接装置(6)与加载杆(7)相连并处于同一轴线上；所述纵向加载液压缸置于加载杆(7)的末端并通过加载杆(7)向铰接装置(6)提供纵向荷载；所述横向加载液压缸置于加载杆(7)和铰接装置(6)的连接处并向铰接装置(6)提供横向荷载；所述垂向加载液压缸置于加载杆(7)和铰接装置(6)的连接处并向铰接装置(6)提供垂向荷载。

2.根据权利要求1所述的轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置，其特征在于：所述轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置还包括设置在铰接装置(6)和加载杆(7)之间的加载板(16)；所述横向加载液压缸置于加载板(16)上并通过加载板(16)向铰接装置(6)提供横向荷载；所述垂向加载液压缸置于加载板(16)上并通过加载板(16)向铰接装置(6)提供垂向荷载。

3.根据权利要求2所述的轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置，其特征在于：所述轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置还包括设置在加载板(16)上的横向液压缸联板(14)；所述横向加载液压缸依次通过横向液压缸联板(14)以及加载板(16)向铰接装置(6)提供横向荷载。

4.根据权利要求3所述的轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置，其特征在于：所述轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置还包括设置在加载板(16)上的垂向液压缸联板(15)；所述横向加载液压缸依次通过垂向液压缸联板(15)以及加载板(16)向铰接装置(6)提供垂向荷载。

5.根据权利要求4所述的轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置，其特征在于：所述轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置还包括设置在加载杆(7)末端的纵向液压缸联板(13)；所述纵向加载液压缸依次通过纵向液压缸联板(13)以及加载杆(7)向铰接装置(6)提供纵向荷载。

6.根据权利要求1-5任一项所述的轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置，其特征在于：所述轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置还包括支撑座(9)；所述加载杆(7)的末端置于支撑座(9)上。

7.根据权利要求6所述的轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置，其特征在于：所述支撑座(9)上设置有U型凹槽；所述加载杆(7)的末端置于U型凹槽中。

8.根据权利要求7所述的轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置，其特征在于：所述U型凹槽的内壁设置有减摩垫(8)；所述加载杆(7)的末端通过减摩垫(8)置于U型凹槽中；所述减摩垫(8)的材质是尼龙或聚四氟乙烯。

9.根据权利要求8所述的轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置，其特征在于：所述轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置还包括试验台；所述安装座(5)以及支撑座(9)分别相对设置在试验台上；所述安装座(5)、加载杆(7)以及支撑座(9)均是等高的。

10.根据权利要求9所述的轨道车辆铰接装置三向加载的试验装置，其特征在于：所述铰接装置(6)包括第一轴承座(1)、连接销(2)、关节轴承(3)以及第二轴承座(4)；

所述关节轴承(3)置于第一轴承座(1)内；所述第一轴承座(1)通过连接销(2)与第二轴承座(4)相连；所述第二轴承座(4)相对第一轴承座(1)可绕关节轴承(3)的X轴、Y轴、Z轴三个轴线转动；所述第一轴承座(1)通过螺栓与加载杆(7)相连；所述第二轴承座(4)通过螺栓与安装座(5)相连。

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