弹性旁承疲劳试验装置及方法与流程

本发明涉及轨道车辆技术领域，特别是涉及一种弹性旁承疲劳试验装置及方法。

背景技术：

轨道车辆一般包括车体、转向架、制动装置、车钩缓冲装置等部分组成。其中，转向架的作用是支承车体，引导车辆沿轨道行驶，并承受来自车体及线路的各种载荷。车体与转向架通过心盘和旁承连接成一体。

其中，弹性旁承为常用的一种旁承，其具有防止车体侧摆角度过大的作用，同时还提供了车体与转向架间稳定的回转阻力矩，提高了车辆的稳定性。

弹性旁承在实际应用前，需要验证其疲劳可靠性，故需要在试验室进行试验测试。实际工作中，弹性旁承受到垂向动载荷作用和沿车辆纵向的摩擦作用，但是目前测试弹性旁承的试验装置将垂向载荷试验和纵向载荷试验分开进行，这显然与弹性旁承的实际运动工况不一致，从而试验结果存在一定的偏差。

因此，如何设计一种能够模拟弹性旁承实际运用工况的试验装置，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种弹性旁承疲劳试验装置及方法，该弹性旁承疲劳试验装置及方法能够模拟弹性旁承的实际运用工况，提高了弹性旁承疲劳试验结果的可靠性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种弹性旁承疲劳试验装置，包括：

旁承座，用于放置弹性旁承；

底座组成，其具有支撑所述旁承座的支撑台；

水平设置的连接梁，其一端与所述旁承座固接，其另一端铰接于定位销；所述定位销固设于与所述底座组成间隔一段距离的定位销座；

水平加载装置，用于对所述旁承座施加水平载荷；

垂向加载装置，其设置于所述弹性旁承的旁承磨耗板上，以对所述弹性旁承施加垂向载荷。

本发明提供的弹性旁承疲劳试验装置，在试验时，水平加载装置和垂向加载装置同时加载，其中，水平加载装置通过旁承座对旁承座内的弹性旁承施加水平载荷，以模拟车体和转向架之间的纵向相对位移，垂向加载装置对弹性旁承施加垂向载荷，以模拟车辆侧滚时车体与转向架之间的垂向相对位移；由于连接梁的设置，在水平加载装置和垂向加载装置对弹性旁承施加载荷的同时，旁承座可与连接梁一起绕定位销转动，以模拟实际运行中车体与转向架之间的回转，这样使试验条件更符合弹性旁承的实际运用工况，从而能够提高试验结果的可靠性。

可选的，所述水平加载装置包括水平作动器和连接组件；所述连接组件与所述旁承座连接，所述水平作动器通过所述连接组件向所述旁承座施加水平载荷。

可选的，所述连接组件包括与所述旁承座固接的连接座及与所述连接座铰接的作用头，所述水平作用头上设有安装所述水平作动器的安装孔。

可选的，所述垂向加载装置包括垂向作动器和作用架，所述垂向作动器通过所述作用架向所述弹性旁承施加垂向载荷。

可选的，所述作用架上具有与所述垂向作动器连接的垂向作用头，所述垂向作用头具有安装所述垂向作动器的安装孔。

可选的，还包括限制所述作用架的限位部件，以防止所述作用架在水平面内移动。

可选的，所述限位部件包括四个定位柱，所述作用架的四个角部均设有卡槽，所述作用架放置于所述旁承磨耗板的状态下，四个所述定位柱分别卡置于四个所述卡槽。

可选的，各所述定位柱与所述底座组成的底座固设为一体。

本发明还提供一种弹性旁承试验方法，该方法采用上述任一项所述的弹性旁承试验装置进行；

试验时，所述水平加载装置和所述垂向加载装置同时加载，其中，所述水平加载装置的加载参数为：振幅≥4mm，频率为0.5～3Hz，所述垂向加载装置的加载参数为：振幅为3～18mm，频率为0.5～3Hz。

该试验方法与上述试验装置的原理一致，能够达到相同的有益效果。

可选的，试验时，所述垂向加载装置的加载频率为所述水平加载装置的加载频率的2倍。

附图说明

图1为本发明所提供弹性旁承疲劳试验装置一种具体实施例的结构示意图；

图2为图1所示弹性旁承疲劳试验装置的左视图；

图3为图1所示弹性旁承疲劳试验装置的俯视图。

其中，图1至图3中部件名称与附图标记之间一一对应关系如下所示：

旁承座101，弹性旁承102，底座组成103，底座131，支撑台132，定位柱133，连接梁104，定位销105，定位销座106，连接座107，水平作用头108，作用架109，垂向作用头191。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种弹性旁承疲劳试验装置及方法，该弹性旁承疲劳试验装置能够模拟弹性旁承的实际运用工况，提高了弹性旁承疲劳试验结果的可靠性。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图3，其中，图1为本发明所提供弹性旁承疲劳试验装置一种具体实施例的结构示意图；图2为图1所示弹性旁承疲劳试验装置的左视图；图3为图1所示弹性旁承疲劳试验装置的俯视图。

该实施例中，弹性旁承疲劳试验装置包括旁承座101、底座组成103、连接梁104、定位销105、定位销座106、水平加载装置及垂向加载装置。

其中，旁承座101用于放置需要进行试验测试的弹性旁承102；底座组成103包括能够支撑旁承座101的支撑台132。

其中，连接梁104水平设置，其一端与旁承座101固接，其另一端铰接于定位销105，以使连接梁104能够带动旁承座101绕定位销105转动；定位销105固设于与底座组成103间隔一段距离的定位销座106，显然，定位销座106与底座组成103之间的间隔距离与连接梁104的长度相关。

具体地，连接梁104可与旁承座101组焊固定，既简便又可靠。当然，也可采取其他固接方式。

其中，水平加载装置用于对旁承座101施加水平载荷，垂向加载装置设置在弹性旁承102的旁承磨耗板上，以对弹性旁承102施加垂向载荷。

需要说明的是，弹性旁承102的旁承磨耗板与垂向加载装置可相对运动，旁承座101与底座组成103的支撑台132可相对运动，以便于模拟车体和转向架之间的纵向相对位移。

如上，该弹性旁承疲劳试验装置，在进行试验时，水平加载装置和垂向加载装置可同时施加载荷，其中，水平加载装置通过旁承座101对放置于旁承座101内的弹性旁承102施加水平载荷，以模拟车体和转向架之间的纵向相对位移，垂向加载装置对弹性旁承102施加垂向载荷，以模拟车辆侧滚时车体与转向架之间的垂向相对位移；这样，与实际运行过程中弹性旁承102同时受到垂向载荷和纵向载荷的情形相一致；另外，因连接梁104的设置，在水平加载装置和垂向加载装置对弹性旁承102施加载荷的同时，旁承座101可与连接梁104一起绕定位销105转动，以模拟实际运行中车体与转向架之间的回转作用，这样使试验条件更符合弹性旁承的实际运用工况，从而能够提高试验结果的可靠性。

具体的方案中，水平加载装置包括水平作动器(图中未示出)和连接组件；其中，连接组件与旁承座101连接，水平作动器通过连接组件向旁承座101施加水平载荷。

更具体地，连接组件包括连接座107和水平作用头108，其中，连接座107与旁承座101固接，水平作用头108与连接座107铰接，水平作用头108上设有安装水平作动器的安装孔。

由于旁承座101会随连接梁104进行一定的转动，如上设置后，在施加水平载荷时，因水平作用头108与连接座107铰接，使得水平作动器108有一定的转动空间，能够确保对旁承座101的水平加载。

连接座107与旁承座101的固接方式可以为焊接、紧固件连接等。水平作用头108与连接座107的可通过销轴实现铰接。

通常水平作用头108与水平作动器连接的一端为圆盘状，具体地，安装孔可以设置多个，沿圆周均匀分布，以确保水平作动器与水平作用头108安装的可靠性。

具体的方案中，垂向加载装置包括垂向作动器(图中未示出)和作用架109，垂向作动器通过作用架109向弹性旁承102施加垂向载荷。

更具体地，作用架109包括垂向作用头191，用于连接垂向作动器。与水平作用头108类似，垂向作用头191与垂向作动器连接一端也为圆盘状，其上设置的多个安装垂向作动器的安装孔可沿圆周均布，以确保与垂向作动器连接的可靠性。

在试验时，若垂向加载装置在水平面内发生移动，则会导致与弹性旁承102之间没有摩擦力，从而无法施加载荷至弹性旁承102的侧面弹性体，与实际运行工况不符，因此，该试验装置还设有限制作用架109的限位部件，以防止作用架109在水平面内移动，从而确保垂向载荷施加的有效性。

具体的方案中，限位部件包括四个定位柱133，作用架109除垂向作用头191的部分整体呈长方形结构，在作用架109的四个角部均设有卡槽，当作用架109放置于弹性旁承102的旁承磨耗板时，四个定位柱能够分别卡置在作用架109的四个卡槽内，这样就限制了作用架109在水平面内的位置。

具体地，四个定位柱133可以与底座组成103的底座131固设为一体，以简化结构。

除了上述弹性旁承试验装置外，本发明还提供一种弹性旁承试验方法，该方法采用上述介绍的弹性旁承试验装置进行。

试验时，水平加载装置和垂向加载装置同时加载，其中，水平加载装置的加载参数为：振幅≥4mm，频率为0.5～3Hz，垂向加载装置的加载参数为：振幅为3～18mm，频率为0.5～3Hz。

具体地，通过垂向作动器将弹性旁承压缩至实际工作高度，按照车辆实际侧滚频率来加载动载荷。

更具体地，垂向加载装置的加载频率为水平加载装置的加载频率的2倍，但是一个作业周期应当尽量长，以避免加载形成周期性，确保加载尽量随机，以更加接近实际运用工况。

以上对本发明所提供的弹性旁承疲劳试验装置及方法均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。