一种轨道交通铰接装置强度测试装置的制作方法

1.本实用新型属于轨道交通检测设备技术领域，具体涉及到一种轨道交通铰接装置强度测试装置。


背景技术：

2.在轨道交通领域中，运行中的机车车辆设备的力学环境相当复杂，在轨距铁道客车和动车等公共运输车辆车厢之间，安装有各种铰接装置以连接各车厢，保证铁道客车和动车的结构稳定性，而随着车体的牵引、制动及转弯，这些铰接装置会受到载荷负载。为了确保这些轨距铁道客车和动车等公共运输工具的铰接装置的使用寿命和性能，需要对其进行强度测试，以检测铰接装置的可靠性，从而保障轨距铁道客车和动车组的安全性及乘客的安全。
3.现有的铰接装置的强度测试方法中，通常需要进行横向、纵向和垂向三个方向的加载，多数采用3个方向逐一加载的方式，以避免3个方向加载互相影响。目前也有一些同时进行多个方向加载的装置，但是在进行多个方向同时加载时，容易出现偏载，样品容易损伤。专利cn103048149b公开了一种龙门框架式轨道车辆转向架参数测定试验台，该试验台中反力式龙门机械框架为试验台加载机构、定位夹紧机构提供反力支撑；六自由度加载机构总成用于对被测转向架的垂向、横向及纵向的加载；转向架定位夹紧机构总成用于对被测转向架构架ii在垂向、纵向、横向定位固定；实现了对转向架一系、二系的垂向、纵向、横向刚度等参数的测试，但是该试验台仅适用于轨道车辆转向架的参数测试，并不适用于铰接装置的测试，且在进行三个方向刚度测试时，是将转向架的架构固定，容易出现偏载的情况。


技术实现要素：

4.为了解决现有的技术问题，本实用新型提供了一种轨道交通铰接装置强度测试装置及测试方法，通过横向自由度滑轨、纵向自由度滑轨、垂向自由度滑轨、杆端轴承和防偏转装置等相互配合，实现三个方向的加载直线度，将试验载荷完全施加在样品上，没有偏载。
5.本实用新型的技术方案是：一种轨道交通铰接装置强度测试装置，包括加载平台、横向加载夹具、垂向加载夹具、纵向加载夹具、防偏转装置、横向自由度滑轨、垂向自由度滑轨、纵向自由度滑轨、滑块和样品安装基座；所述加载平台用于固定样品的一端，所述样品安装基座用于固定样品的另一端，样品安装基座固定在承重结构上；横向加载夹具设置在加载平台的左侧或右侧，纵向加载夹具设置在加载平台的前侧，样品安装基座设置在加载平台的后侧，垂向加载夹具设置在加载平台的上侧；所述防偏转装置固定在加载平台的前侧下端，防偏转装置的下端固定在承重结构上；所述横向自由度滑轨、纵向自由度滑轨和垂向自由度滑轨上安装滑块，加载平台的下侧安装横向自由度滑轨，横向自由度滑轨沿左右方向延伸，横向自由度滑轨上安装的滑块下侧安装纵向自由度滑轨，纵向自由度滑轨沿前
后方向延伸，纵向自由度滑轨上安装的滑块下侧安装垂向自由度滑轨，垂向自由度滑轨沿上下方向延伸，垂向自由度滑轨上安装的滑块固定在承重结构上。
6.进一步地，所述加载平台包括前安装板、后安装板、连接板、加强筋和侧安装板，前安装板固定在连接板的前侧，后安装板固定在连接板的后侧，连接板的左右两侧分别设置类梯形的加强筋，加强筋和前安装板、后安装板固定连接，侧安装板固定在后安装板左侧或右侧；纵向加载夹具固定在前安装板前端，防偏转装置固定在前安装板下侧，横向加载夹具固定在侧安装板上，垂向加载夹具固定在后安装板上端，横向自由度滑轨固定在后安装板下端，样品固定在后安装板的后端。
7.进一步地，所述前安装板是上侧为长方形、下侧为上宽下窄的等腰梯形的结构，防偏转装置共2个，分别固定在等腰梯形结构的两腰位置上。
8.进一步地，所述防偏转装置包括杆端轴承、螺纹杆、螺母、内螺纹管和安装座，杆端轴承共2个，呈直线状排列，每个杆端轴承的杆端分别和一个螺纹杆的一端连接，并通过螺母固定；两个螺纹杆的另一端通过内螺纹管连接，并通过螺母固定；上侧杆端轴承的轴承端通过安装座固定在前安装板上，下侧杆端轴承的轴承端通过安装座固定在承重结构上。
9.进一步地，所述横向自由度滑轨上安装的滑块的下端固定在连接平板的上端；纵向自由度滑轨固定在连接平板的下端，纵向自由度滑轨上安装的滑块的下端固定在门框形连接板上端；垂向自由度滑轨固定在门框形连接板的左右两端，垂向自由度滑轨上安装的滑块通过固定板固定在承重结构上。
10.进一步地，所述横向自由度滑轨上安装的滑块共3个，均匀分布在横向自由度滑轨上；纵向自由度滑轨共3个，位置与横向自由度滑轨上安装的滑块相对应。
11.进一步地，所述固定板包括竖直固定板、水平固定板和加强筋，竖直固定板和水平固定板垂直连接，竖直固定板的一侧和垂向自由度滑轨上安装的滑块固定连接，另一侧通过三角形的加强筋和水平固定板连接。
12.进一步地，所述防偏转装置的下侧的安装座下端通过固定座固定在承重结构上，固定座为丁字形结构，固定座和安装座连接处为斜面结构，固定座和固定板的底面平行。
13.进一步地，所述横向加载夹具、纵向加载夹具和垂向加载夹具均包括杆端轴承、安装座和油缸，杆端轴承的轴承端通过安装座固定在加载平台上，杆端和油缸连接，油缸固定在承重结构上。
14.进一步地，所述样品安装基座和样品通过螺栓连接，加载平台和样品通过螺栓连接。
15.本实用新型的一种轨道交通铰接装置强度测试装置的测试方法，具体步骤如下：将样品一端固定在样品安装基座上，另一端固定在后安装板上；将固定板固定在承重结构上，将防偏转装置的下端固定在承重结构上；然后横向加载夹具、纵向加载夹具和垂向加载夹具的油缸开始工作，横向加载夹具的油缸对加载平台产生左右方向的加载，纵向加载夹具的油缸对加载平台产生前后方向的加载，垂向加载夹具的油缸对加载平台产生上下方向的加载，加载平台将试验载荷传递给样品，完成样品在横向、纵向和垂向三个方向同时加载进行强度测试。
16.当横向加载夹具的油缸工作时，通过杆端轴承和安装座给加载平台施加横向载荷，加载平台将横向载荷传递给横向自由度滑轨，此时横向自由度滑轨上安装的滑块没有
受到横向的载荷，不进行左右移动，横向自由度滑轨和加载平台进行左右移动，且通过横向自由度滑轨保证了加载平台横向加载的直线度；防偏转装置保证加载平台可进行左右移动，且移动范围较大。此时，加载平台垂向上的载荷带动加载平台、横向自由度滑轨、连接平板、纵向自由度滑轨、门框形连接板和垂向自由度滑轨沿垂向自由度滑轨方向进行上下移动，且垂向自由度滑轨上安装的滑块固定，防偏转装置保证加载平台可进行上下移动，从而使得加载平台不受垂向上载荷的影响。加载平台纵向上的载荷带动加载平台、横向自由度滑轨、连接平板和纵向自由度滑轨沿纵向自由度滑轨方向进行前后移动，纵向自由度滑轨上安装的滑块没有受到纵向的载荷，不进行前后移动，防偏转装置保证加载平台可进行前后移动，从而使得加载平台不受纵向上载荷的影响。
17.与上述原理相同，当垂向加载夹具的油缸工作时，加载平台受到垂向载荷，且垂向自由度滑轨保证了加载平台垂向加载的直线度，防偏转装置和横向自由度滑轨使得加载平台不受横向上载荷的影响，防偏转装置和纵向自由度滑轨不受纵向上载荷的影响。当纵向加载夹具的油缸工作时，加载平台受到纵向载荷，且纵向自由度滑轨保证了加载平台纵向加载的直线度，防偏转装置和横向自由度滑轨使得加载平台不受横向上载荷的影响，防偏转装置和垂向自由度滑轨不受垂向上载荷的影响。
18.采用上述技术方案，本实用新型实现的有益效果如下：
19.(1)本实用新型通过横向加载夹具、纵向加载夹具和垂向加载夹具，实现对加载平台和样品的横向、纵向和垂向三个方向的加载，且通过防偏转装置、杆端轴承、横向自由度滑轨、纵向自由度滑轨和垂向自由度滑轨保证每个方向加载的直线度，且加载夹具三个方向的加载互相不产生影响，可以将试验载荷通过加载平台完全施加在样品上，并且没有偏载，从而完成铰接装置强度的测试，结构简单、可靠、试验成本低、便于推广使用。
20.(2)通过杆端轴承、横向自由度滑轨、纵向自由度滑轨、垂向自由度滑轨和滑块的相互配合，实现加载夹具具有横向、纵向和垂向的自由度，从而保证样品在横向、纵向和垂向上变形不会对整体装置的协调造成干扰。
21.(3)使用寿命长、安装和维修简单。
附图说明
22.图1为本实用新型的结构示意图；
23.图2为本实用新型的后视图；
24.图3为加载平台的结构示意图；
25.图4为防偏转装置的结构示意图。
26.图中，加载平台1、横向加载夹具2、垂向加载夹具3、纵向加载夹具4、防偏转装置5、横向自由度滑轨6、垂向自由度滑轨7、纵向自由度滑轨8、滑块9、样品安装基座10、前安装板11、后安装板12、连接板13、加强筋14、侧安装板15、杆端轴承16、安装座17、油缸18、螺纹杆19、螺母20、内螺纹管21、固定座22、连接平板23、门框形连接板24、固定板25、竖直固定板26、水平固定板27。
具体实施方式
27.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
28.实施例1
29.参照图1-4中，一种轨道交通铰接装置强度测试装置，包括加载平台1、横向加载夹具2、垂向加载夹具3、纵向加载夹具4、防偏转装置5、横向自由度滑轨6、垂向自由度滑轨7、纵向自由度滑轨8、滑块9和样品安装基座10；所述加载平台1用于固定样品的一端，所述样品安装基座10用于固定样品的另一端，样品安装基座10固定在承重结构上；横向加载夹具2设置在加载平台1的右侧，纵向加载夹具4设置在加载平台1的前侧，样品安装基座10设置在加载平台1的后侧，垂向加载夹具3设置在加载平台1的上侧；所述防偏转装置5固定在加载平台1的前侧下端，防偏转装置5的下端固定在承重结构上；所述横向自由度滑轨6、纵向自由度滑轨8和垂向自由度滑轨7上安装滑块9，加载平台1的下侧安装横向自由度滑轨6，横向自由度滑轨6沿左右方向延伸，横向自由度滑轨6上安装的滑块9下侧安装纵向自由度滑轨8，纵向自由度滑轨8沿前后方向延伸，纵向自由度滑轨8上安装的滑块9下侧安装垂向自由度滑轨7，垂向自由度滑轨7沿上下方向延伸，垂向自由度滑轨7上安装的滑块9固定在承重结构上。
30.通过防偏转装置和垂向自由度滑轨上安装的滑块进行固定，实现对加载平台的稳固支撑。样品进行三个方向的加载时，加载平台和样品在横向、垂向和纵向上移动的距离非常小，仅几毫米左右，滑轨的长度足够长，无需设置限位装置，滑块和滑轨不会脱出。
31.进一步地，所述加载平台1包括前安装板11、后安装板12、连接板13、加强筋14和侧安装板15，前安装板11固定在连接板13的前侧，后安装板12固定在连接板13的后侧，连接板13的左右两侧分别设置类梯形的加强筋14，加强筋14和前安装板11、后安装板12固定连接，侧安装板15固定在后安装板12右侧；纵向加载夹具4固定在前安装板11前端，防偏转装置5固定在前安装板11下侧，横向加载夹具2固定在侧安装板15上，垂向加载夹具3固定在后安装板12上端，横向自由度滑轨6固定在后安装板12下端，样品固定在后安装板12的后端。
32.进一步地，所述前安装板11是上侧为长方形、下侧为上宽下窄的等腰梯形的结构，防偏转装置5共2个，分别固定在等腰梯形结构的两腰位置上。
33.2个防偏转装置和前安装板组成三角形的支点，有利于增加结构的稳定性，加强防骗转装置对加载平台的支撑。
34.进一步地，所述横向加载夹具2、纵向加载夹具4和垂向加载夹具3均包括杆端轴承16、安装座17和油缸18，杆端轴承16的轴承端通过安装座17固定在加载平台1上，杆端和油缸18连接，油缸18固定在承重结构上。
35.油缸固定在承重结构上，使得横向加载夹具、纵向加载夹具和垂向加载夹具安装稳固，可以稳定对加载平台进行加载。且杆端轴承的使用，有利于加载平台进行横向、纵向和垂向上的移动，不对整体的协调性造成影响。
36.进一步地，所述横向自由度滑轨6上安装的滑块9的下端固定在连接平板23的上端；纵向自由度滑轨8固定在连接平板23的下端，纵向自由度滑轨8上安装的滑块9的下端固定在门框形连接板24上端；垂向自由度滑轨7固定在门框形连接板24的左右两端，垂向自由度滑轨7上安装的滑块9通过固定板25固定在承重结构上。
37.进一步地，所述横向自由度滑轨6上安装的滑块9共3个，均匀分布在横向自由度滑轨6上；纵向自由度滑轨8共3个，位置与横向自由度滑轨6上安装的滑块9相对应。
38.通过横向自由度滑轨上设置3个滑块，可以使得加载平台承受足够大的纵向载荷
和垂向载荷，通过设置3个纵向自由度滑轨，使得加载平台可以承受足够大的横向和垂向的载荷。
39.进一步地，所述固定板25包括竖直固定板26、水平固定板27和加强筋14，竖直固定板26和水平固定板27垂直连接，竖直固定板26的一侧和垂向自由度滑轨7上安装的滑块9固定连接，另一侧通过三角形的加强筋14和水平固定板27连接。
40.进一步地，所述防偏转装置5包括杆端轴承16、螺纹杆19、螺母20、内螺纹管21和安装座17，杆端轴承16共2个，呈直线状排列，每个杆端轴承16的杆端分别和一个螺纹杆19的一端连接，并通过螺母20固定；两个螺纹杆19的另一端通过内螺纹管21连接，并通过螺母20固定；上侧杆端轴承16的轴承端通过安装座17固定在前安装板11上，下侧杆端轴承16的轴承端通过安装座17固定在承重结构上。
41.防偏转装置由两个杆端轴承对向连接而成，使得防偏转装置的上端的移动距离更长，从而保证在对加载平台进行支撑的同时，满足加载平台进行横向、纵向和垂向的移动，且结构简单，效果好。
42.进一步地，所述防偏转装置5的下侧的安装座17下端通过固定座22固定在承重结构上，固定座22为丁字形结构，固定座22和安装座17连接处为斜面结构，固定座22和固定板25的底面平行。
43.固定座和固定板的底面平行，适于固定在承重装置上，且有利于整个结构稳固。
44.进一步地，所述样品安装基座10和样品通过螺栓连接，加载平台1和样品通过螺栓连接。螺栓连接简单且稳固，方便操作。
45.本实施例1中的承重装置为底面、横梁或刚性墩。
46.本实用新型的一种轨道交通铰接装置强度测试装置的测试方法，具体步骤如下：将样品一端固定在样品安装基座10上，另一端固定在后安装板12上；将固定板25固定在承重结构上，将防偏转装置5的下端固定在承重结构上；然后横向加载夹具2、纵向加载夹具4和垂向加载夹具3的油缸18开始工作，横向加载夹具2的油缸18对加载平台1产生左右方向的加载，纵向加载夹具4的油缸18对加载平台1产生前后方向的加载，垂向加载夹具3的油缸18对加载平台1产生上下方向的加载，加载平台1将试验载荷传递给样品，完成样品在横向、纵向和垂向三个方向同时加载进行强度测试。
47.当横向加载夹具2的油缸18工作时，通过杆端轴承16和安装座17给加载平台1施加横向载荷，加载平台1将横向载荷传递给横向自由度滑轨6，此时横向自由度滑轨6上安装的滑块9没有受到横向的载荷，不进行左右移动，横向自由度滑轨6和加载平台1进行左右移动，且通过横向自由度滑轨6保证了加载平台1横向加载的直线度；防偏转装置5保证加载平台1可进行左右移动，且移动范围较大。此时，加载平台1垂向上的载荷带动加载平台1、横向自由度滑轨6、连接平板23、纵向自由度滑轨8、门框形连接板24和垂向自由度滑轨7沿垂向自由度滑轨7方向进行上下移动，且垂向自由度滑轨7上安装的滑块9固定，防偏转装置5保证加载平台1可进行上下移动，从而使得加载平台1不受垂向上载荷的影响。加载平台1纵向上的载荷带动加载平台1、横向自由度滑轨6、连接平板23和纵向自由度滑轨8沿纵向自由度滑轨8方向进行前后移动，纵向自由度滑轨8上安装的滑块9没有受到纵向的载荷，不进行前后移动，防偏转装置5保证加载平台1可进行前后移动，从而使得加载平台1不受纵向上载荷的影响。
48.与上述原理相同，当垂向加载夹具3的油缸18工作时，加载平台1受到垂向载荷，且垂向自由度滑轨7保证了加载平台1垂向加载的直线度，防偏转装置5和横向自由度滑轨6使得加载平台1不受横向上载荷的影响，防偏转装置5和纵向自由度滑轨8不受纵向上载荷的影响。当纵向加载夹具4的油缸18工作时，加载平台1受到纵向载荷，且纵向自由度滑轨8保证了加载平台1纵向加载的直线度，防偏转装置5和横向自由度滑轨6使得加载平台1不受横向上载荷的影响，防偏转装置5和垂向自由度滑轨7不受垂向上载荷的影响。