用于铁路车辆疲劳与振动试验的试验平台组件的制作方法

本发明涉及铁路车辆试验技术领域，具体而言，涉及一种用于铁路车辆疲劳与振动试验的试验平台组件。

背景技术：

在现有技术中，铁路车辆在进行疲劳与振动试验时通常是针对铁路车辆的各个部件单独进行试验。而铁路车辆的各个部件重量相对于车辆整体来说较轻，一般使用小型的试验台对上述各个部件分别进行固定即可。小型的试验台可通过滑块结构或机床导轨机构来实现可移动调整，并且其移动到位后的固定方式是通过螺栓压板固定。然而，如果需要对铁路车辆整体进行疲劳振动试验，铁路车辆的试验台尺寸、重量较大，上述小型的试验台的移动调整方式和固定方式不能满足自重达百吨以上的大型试验台的有效固定及高精度调整。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种用于铁路车辆疲劳与振动试验的试验平台组件，以解决现有技术中的试验台无法满足铁路车辆整体进行疲劳与振动试验时的要求问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于铁路车辆疲劳与振动试验的试验平台组件，包括：支撑平台，固定设置；试验平台，可滑动地设置在支撑平台上，试验平台的顶面设置有集成加载机构安装部，试验平台的底面与支撑平台的顶面相贴合；驱动装置，驱动装置用于驱动试验平台在支撑平台上滑动；多个紧固结构，各紧固结构具有使试验平台与支撑平台相对固定的紧固状态以及使试验平台能够相对于支撑平台滑动的松脱状态。

进一步地，支撑平台的顶面上设置有t型槽，紧固结构包括t型螺栓及螺母，t型螺栓与t型槽相适配，试验平台上设置有沿其高度方向贯通设置的穿设孔，t型螺栓穿设在穿设孔内，t型螺栓的头部可滑动地设置在t型槽内，t型螺栓的尾部向上延伸至试验平台的顶部并与螺母相连接。

进一步地，试验平台的顶面上设置有避让凹部，避让凹部的内部与穿设孔连通，螺母容纳在避让凹部内。

进一步地，多个t型螺栓和多个螺母呈矩阵排布。

进一步地，驱动装置包括电动减速机及丝杆，电动减速机固定设置，丝杆连接在试验平台上，丝杆与电动减速机相配合，以将电动减速机的旋转运动转化为直线运动，从而驱动试验平台相对于支撑平台滑动。

进一步地，试验平台组件还包括辅助支撑装置，辅助支撑装置包括安装主体以及可升降地设置在安装主体上的辅助支撑部，当试验平台在支撑平台上滑动时，辅助支撑装置与试验平台同步滑动，辅助支撑部上升至抵顶住试验平台。

进一步地，辅助支撑装置还包括设置在安装主体上的滚轮以及与滚轮相配合的导轨。

进一步地，辅助支撑装置还包括连接在辅助支撑部与安装主体之间的液压缸。

进一步地，辅助支撑装置为四个，四个辅助支撑装置分别对应试验平台的四个拐角设置。

进一步地，试验平台的沿其滑动方向延伸的侧边边缘向外凸出于支撑平台，试验平台凸出于支撑平台的部分的底面上设置有导向轮，当试验平台在支撑平台上滑动时，导向轮与支撑平台相配合，以对试验平台进行导向。

应用本发明的技术方案，试验平台的顶面设置有集成加载机构安装部，试验平台的底面与支撑平台的顶面相贴合。上述集成加载机构安装部能够用于安装集成加载机构。在铁路车辆进行试验时，将铁路车辆设置在集成加载机构上，集成加载机构能够模拟铁路车辆的实际运行状态，从而为铁路车辆的振动试验提供有利条件。上述试验平台的底面与支撑平台的顶面相贴合，这样便于将试验平台自身的重量和其上部的集成加载机构、铁路车辆的重量更好地传递至支撑平台，使试验平台放置和移动地更加平稳。此外，驱动装置用于驱动试验平台在支撑平台上滑动，从而实现对试验平台的有效调整。各紧固结构具有使试验平台与支撑平台相对固定的紧固状态以及使试验平台能够相对于支撑平台滑动的松脱状态。也就是说，当需要移动试验平台时，先使多个紧固结构均处于松脱状态，从而使试验平台能够相对于支撑平台滑动。当试验平台移动到位后，使多个紧固结构均处于紧固状态，从而使试验平台固定在支撑平台上。在上述过程中，无需取下紧固结构，更加便于操作。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的用于铁路车辆疲劳与振动试验的试验平台组件的实施例的剖视结构示意图；

图2示出了图1的试验平台组件的a处放大示意图；

图3示出了图1的试验平台组件与集成加载机构装配之后的剖视结构示意图；

图4示出了图1的试验平台组件的一端的局部结构示意图；

图5示出了图1的试验平台组件的另一端的辅助支撑装置的局部结构示意图；

图6示出了图1的试验平台组件的导向轮的结构示意图；

图7示出了图1的试验平台组件在进行振动试验时(未示出铁路车辆和集成加载机构的具体结构)的结构示意图；以及

图8示出了图1的试验平台组件在进行振动试验时(示出铁路车辆和集成加载机构的具体结构)的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、支撑平台；11、t型槽；20、试验平台；21、避让凹部；30、集成加载机构安装部；40、驱动装置；41、电动减速机；42、丝杆；50、紧固结构；51、t型螺栓；52、螺母；60、辅助支撑装置；61、安装主体；62、辅助支撑部；63、滚轮；64、导轨；65、液压缸；70、导向轮；80、集成加载机构；90、铁路车辆。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1至图3、图7以及图8所示，本实施例的用于铁路车辆疲劳与振动试验的试验平台组件包括支撑平台10、试验平台20、驱动装置40以及多个紧固结构50。支撑平台10固定设置在地面上。试验平台20可滑动地设置在支撑平台10上。试验平台20的顶面设置有集成加载机构安装部30。试验平台20的底面与支撑平台10的顶面相贴合。驱动装置40用于驱动试验平台20在支撑平台10上滑动。各紧固结构50具有使试验平台20与支撑平台10相对固定的紧固状态以及使试验平台20能够相对于支撑平台10滑动的松脱状态。

应用本实施例的试验平台组件，试验平台20的顶面设置有集成加载机构安装部30，试验平台20的底面与支撑平台10的顶面相贴合。上述集成加载机构安装部30能够用于安装集成加载机构80。在铁路车辆90进行试验时，将铁路车辆90设置在集成加载机构80上，集成加载机构80能够模拟铁路车辆90的实际运行状态，从而为铁路车辆90的振动试验提供有利条件。上述试验平台20的底面与支撑平台10的顶面相贴合，这样便于将试验平台20自身的重量和其上部的集成加载机构80、铁路车辆90的重量更好地传递至支撑平台10，使试验平台20放置和移动地更加平稳。此外，驱动装置40用于驱动试验平台20在支撑平台10上滑动，从而实现对试验平台20的有效调整。各紧固结构50具有使试验平台20与支撑平台10相对固定的紧固状态以及使试验平台20能够相对于支撑平台10滑动的松脱状态。也就是说，当需要移动试验平台20时，先使多个紧固结构50均处于松脱状态，从而使试验平台20能够相对于支撑平台10滑动。当试验平台20移动到位后，使多个紧固结构50均处于紧固状态，从而使试验平台20固定在支撑平台10上。在上述过程中，无需取下紧固结构50，更加便于操作。

如图1至图3所示，在本实施例的试验平台组件中，支撑平台10的顶面上设置有t型槽11。紧固结构50包括t型螺栓51及螺母52。其中，t型螺栓51与t型槽11相适配。试验平台20上设置有沿其高度方向贯通设置的穿设孔，t型螺栓51穿设在穿设孔内。t型螺栓51的头部可滑动地设置在t型槽11内。t型螺栓51的尾部向上延伸至试验平台20的顶部并与螺母52相连接。当需要移动试验平台20时，将螺母52与t型螺栓51拧松(紧固结构50处于松脱状态)，此时，t型螺栓51的头部可以随着试验平台20的移动在t型槽11内滑动。当试验平台20移动到位后，将螺母52与t型螺栓51拧紧(紧固结构50处于紧固状态)，此时，t型螺栓51的头部容纳在t型槽11内并与t型槽11相对固定，从而使试验平台20固定在支撑平台10上。

如图1和图3所示，在本实施例的试验平台组件中，试验平台20的顶面上设置有避让凹部21。避让凹部21的内部与穿设孔连通。螺母52容纳在避让凹部21内。上述避让凹部21能够防止螺母52凸出于试验平台20的顶面，进而防止螺母52影响到集成加载机构80的安装。在本实施例中，穿设孔为72个，分别用于安装72个t型螺栓51。多个t型螺栓51和多个螺母52呈矩阵排布，这样可以更加有效地固定试验平台20与支撑平台10。

如图4和图7所示，在本实施例的试验平台组件中，驱动装置40包括电动减速机41及丝杆42。电动减速机41固定设置。丝杆42连接在试验平台20上。丝杆42与电动减速机41相配合，以将电动减速机41的旋转运动转化为直线运动，从而驱动试验平台20相对于支撑平台10滑动。其中，电动减速机41的速比为56:1，可以实现毫米级的精度调整。当需要移动试验平台20时，先将螺母52与t型螺栓51拧松，再通过驱动装置40的电动减速机41和丝杆42推动或拉动试验平台20，从而实现无级移动调整(连续移动调整)。在本实施例中，驱动装置40为一个，该驱动装置40的丝杆42连接在试验平台20的中部，这样更加便于对试验平台20施力，不会出现多个驱动装置同时作用施力不均的问题，结构更加简单，驱动更加可靠。

如图1、图3、图4以及图5所示，在本实施例的试验平台组件中，试验平台组件还包括辅助支撑装置60。辅助支撑装置60包括安装主体61以及可升降地设置在安装主体61上的辅助支撑部62。当需要试验平台20在支撑平台10上滑动时，辅助支撑部62上升至抵顶住试验平台20，并且辅助支撑装置60与试验平台20同步滑动。由于试验平台20的尺寸较大，其重量达110多吨，直接推动或拉动试验平台20时，试验平台20与支撑平台10之间的滑动摩擦力较大，对试验平台20与支撑平台10的接触面以及驱动装置40的损伤较大。上述辅助支撑装置60抵顶住试验平台20能够承担一部分负载，从而减少试验平台20在支撑平台10上滑动时的阻力。

如图1、图3、图4以及图5所示，在本实施例的试验平台组件中，辅助支撑装置60为四个，四个辅助支撑装置60分别对应试验平台20的四个拐角设置。辅助支撑装置60还包括设置在安装主体61上的滚轮63、与滚轮63相配合的导轨64以及连接在辅助支撑部62与安装主体61之间的液压缸65。上述液压缸65能够实现辅助支撑部62的可升降设置。当需要移动试验平台20之前，通过四个辅助支撑装置60均匀地将试验平台20顶起一定负载(要求承担95％负载，保证试验平台20不离开支撑平台10)。移动试验平台20时，可以通过安装主体61上的滚轮63与导轨64相配合，从而将试验平台20的大部分负载引起的滑动摩擦力转换为滚动摩擦力，进一步地减少了试验平台20的阻力。

如图1、图3以及图6所示，在本实施例的试验平台组件中，试验平台20的沿其滑动方向延伸的侧边边缘向外凸出于支撑平台10。试验平台20凸出于支撑平台10的部分的底面上设置有导向轮70。当试验平台20在支撑平台10上滑动时，导向轮70与支撑平台10相配合，以对试验平台20进行导向。具体地，上述导向轮70通过旋转偏心轴以及套设在该旋转偏心轴上的转动轴承连接在试验平台20上。在试验平台20移动之前，导向轮70与支撑平台10之间具有2mm间隙。在需要移动试验平台20时，转动旋转偏心轴以使导向轮70朝向支撑平台10移动，从而使导向轮70与支撑平台10之间的间隙从2mm调整到0mm，形成横向约束，保证试验平台20移动调整时的运动直线度。

为了实现铁路车辆疲劳振动试验的集成加载机构80的安装，满足试验平台20的高精度调整，需要设计一个大型可移动试验平台20，该试验平台20上可集成各个集成加载机构80，解决大型的试验平台20的动态调整与静态固定技术问题，实现重达110t的试验平台20的无级移动调整，调整完成后还要可靠的与支撑平台10进行稳定固定。

本实施例的试验平台组件主要由支撑平台10、试验平台20、驱动装置40、辅助支撑装置60、导向轮70等组成。其中，集成加载机构80采用模块化集成设计，将需要移动的多套加载机构集成在一起，并安装在一个试验平台20上，按照需求能够实现集成加载机构80的整体移动。试验平台20为整体式铸铁平台(试验平台20整体尺寸为4000mm×8000mm)，整体尺寸满足全尺寸铁路车辆各个集成加载机构80的集成加载需求，试验平台20的结构强度需要满足铁路车辆振动试验时垂、横、纵三个方向上施加的动态载荷，具有良好抗振性能。试验平台20的顶面上开设多条t型槽以形成集成加载机构安装部30，试验平台20的底面为全加工平面，用于水平安装在支撑平台10上，增加试验平台20固定时的稳定性。试验平台20与支撑平台10采用t型槽11、t型螺栓51及螺母52固定。为保证大体积大重量的试验平台20的移动功能，试验平台20上设计垂向安装的辅助支撑装置60和横向导向装置(导向轮70)，保证试验平台20移动时摩擦阻力较小及试验平台20的移动的直线度。

综上所述，试验平台组件的试验平台20的移动与稳定固定的实现过程概括如下步骤：

(1)首先松开全部t型螺栓51的螺母52，使试验平台20处于可移动状态。

(2)通过辅助支撑装置60的液压缸65顶起试验平台20负载，将滑动摩擦力转换为滚动摩擦力。

(3)通过导向轮70对试验平台20起到横向约束导向作用。

(4)启动驱动装置40的电动减速机41及丝杆42，移动试验平台20。

(5)试验平台20移动到预定位置后，降下辅助支撑装置60的液压缸65，固定72个t型螺栓51的螺母52，实现试验平台20的固定。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明满足全尺寸铁路车辆的疲劳、振动试验的工况调整，此种试验平台能快速、准确地实现不同铁路车辆的试验尺寸需要。试验平台能将各个加载机构集成一个整体系统，实现同时移动，节省相关部件调整的工作量。试验平台满足了以下功能：(1)试验平台可靠固定，具备可靠的稳定性和抗振性，满足试验中动态载荷达756t的各种冲击及振动；(2)试验平台上设置柔性的集成加载机构安装部，安装集成加载机构，实现模块化集成系统；(3)试验平台可实现整体无级移动调整，满足不同铁路车辆试验要求。

综上所述，铁路车辆疲劳与振动试验的试验平台要求保持绝对的静态稳定性，要牢固的固定在支撑平台上承受各方向动态载荷及附加振动，而进行试验工况转换时，试验平台需要根据不同铁路车辆的定距进行无级移动调整，调整后再进行有效固定，因此，本发明解决了此种大型移动试验平台的动态高精度调整及整体调整后有效固定的技术难点，满足铁路车辆整体进行相关试验的要求。

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