申请/专利权人：吉林大学

申请日：2017-09-23

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN107505132B

主分类号：G01M13/025

分类号：G01M13/025

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.29#授权;2018.01.19#实质审查的生效;2017.12.22#公开

摘要：本发明涉及一种用于动车组传动系齿轮箱在动态工况下的可靠性试验的双向可倾斜双齿轮箱闭环扭转加载试验台，它包括固设在工作平台上的功率补偿电机、通过转矩仪驱动连接的陪试齿轮箱和一传动轴，陪试齿轮箱的小齿轮轴通过齿鼓式联轴器连接一中间传动轴，试验齿轮箱的两个齿轮轴通过联轴器分别与所述传动轴和中间传动轴相连接，形成了闭环加载系统，在工作平台上还设有可垂向提压陪试齿轮箱的作动器和夹持试验齿轮箱的夹紧装置，对整个闭环加载系统加载；同时，工作平台通过两侧的铰轴铰接在平台支撑座上，使工作平台绕轴旋转。该试验台能够模拟动车组齿轮箱在运行过程中的实际运行情况，使试验台加载机构得以简化，便于控制，降低成本。

主权项：1.双向可倾斜双齿轮箱闭环扭转加载试验台，包括工作平台（1）、固设在工作平台（1）上的功率补偿电机（4）、陪试齿轮箱（9）和转矩仪（5），其特征在于：所述的陪试齿轮箱（9）通过其大齿轮轴（8）和穿置在该轴上的两个轴承座（7和10）架设在所述的工作平台（1）上，所述的功率补偿电机（4）通过所述的转矩仪（5）与陪试齿轮箱的大齿轮轴（8）的一端驱动连接，在陪试齿轮箱（9）的小齿轮一侧的箱体上铰链一可提压陪试齿轮箱（9）壳体的作动器（2），陪试齿轮箱（9）的小齿轮轴（11）通过齿鼓式联轴器（12）连接一中间传动轴（13），该中间传动轴（13）的另一端设有用于连接试验齿轮箱（16）小齿轮轴的齿鼓式联轴器（14）；通过固设在工作平台（1）上的另两个轴承座（21和23）架设一传动轴（24），固设在陪试齿轮箱的大齿轮轴（8）上的同步带轮（6）和固设在传动轴（24）上的同步带轮（22）通过同步皮带驱动连接，传动轴（24）的一端设有用于连接试验齿轮箱（16）大齿轮轴（18）的联轴器（19）；在工作平台（1）上还固设有用于穿置在试验齿轮箱（16）大齿轮轴（18）上的两个轴承座（15和17）；在工作平台（1）上还固设一用于夹持试验齿轮箱（16）的夹紧装置（25）；工作平台（1）通过其两侧铰轴（20）和支撑座（3）铰连在基板（28）上，使工作平台（1）可以绕铰轴（20）倾转；所述的作动器（2）包括通过螺栓固定在工作平台（1）上的悬梁支架（2.1）和伺服液压缸（2.3）、耳环活塞杆（2.4），伺服液压缸（2.3）通过穿置在悬梁支架（2.1）上的销轴（2.2）铰接在作动器支架（2.1）上，耳环活塞杆（2.4）的下端耳环通过另一销轴（2.5）铰接在陪试齿轮箱（9）的耳环上；所述的夹紧装置（25）包括通过螺栓安装在工作平台（1）上的夹紧支架（25.1）、夹紧活塞杆（25.2）、夹紧套（25.3）和压紧三角板（25.4），压紧三角板（25.4）固定安装在夹紧支架（25.1）的外端，其轴的长度可伸缩，用以压紧试验齿轮箱（16）的壳体，夹紧套（25.3）铰接在夹紧支架（25.1）的内端，夹紧活塞杆（25.2）通过螺栓固定在夹紧套（25.3）内，其下端通过销轴铰接在试验齿轮箱（16）壳体的耳环上，以使试验齿轮箱（16）摆转一定的角度，模拟点头运行工况；还包括固定在工作平台（1）两侧边上的滑槽板（26）和与之相配合的固定在所述基板（28）上的锁紧立柱（27），用以在工作平台（1）倾转一定角度之后对其进行锁紧。

全文数据：双向可倾斜双齿轮箱闭环扭转加载试验台技术领域[0001]本发明涉及一种齿轮箱闭环加载的试验装置，具体的涉及一种可双向倾斜双齿轮箱闭环扭转加载试验台。背景技术[0002]高速铁路是集中了很多高新技术的系统工程，高速列车是其中一个很重要的部分，直接关系到乘客的生命安全和舒适度。而影响高速列车安全的重要部件就是机车的转向架。齿轮箱是转向架中的一个关键部位，负责把机车的动力传递到轮对，对列车行车安全和列车的动力学性能有着直接的影响。一般来说，要求齿轮安全运行120万公里以上，箱体正常工作超过20年。[0003]随着列车运行速度的不断提高，齿轮箱的工作条件变得越来越恶劣。长期处于高速、重载的运行条件下，导致齿轮箱在运行过程中极易出现故障。故障的出现严重影响动车组的正常运行，增加了维护和维修的成本，甚至可能危及乘客的安全。因此，对齿轮箱进行可靠性分析试验就显得至关重要。然而，目前实验室中的试验设备不能有效的模拟机车运行中所遇到的各种工况，因此，试验分析所得数据与实际效果存在较大误差。发明内容[0004]本发明的目的是提出一种双向可倾斜双齿轮箱闭环扭转加载试验台，以实现模拟机车运行中机车齿轮箱的运行工况，提高对齿轮箱的可靠性试验精度。[0005]本发明所述的双向可倾斜双齿轮箱闭环扭转加载试验台，包括工作平台、固设在工作平台上的功率补偿电机、陪试齿轮箱和转矩仪，所述的陪试齿轮箱通过其大齿轮轴和穿置在该轴上的两个轴承座架设在所述的工作平台上，所述的功率补偿电机通过所述的转矩仪与陪试齿轮箱的大齿轮轴的一端驱动连接，在陪试齿轮箱的小齿轮一侧的箱体上铰链一可提压陪试齿轮箱壳体的作动器，陪试齿轮箱的小齿轮轴通过齿鼓式联轴器连接一中间传动轴，该中间传动轴的另一端设有用于连接试验齿轮箱小齿轮轴的齿鼓式联轴器；[0006]通过固设在工作平台上的另两个轴承座架设一传动轴，固设在陪试齿轮箱的大齿轮轴上的同步带轮和固设在传动轴上的同步带轮通过同步皮带驱动连接，传动轴的一端设有用于连接试验齿轮箱大齿轮轴的联轴器;在工作平台上还固设有用于穿置在试验齿轮箱大齿轮轴上的两个轴承座；[0007]在工作平台上还固设一用于夹持试验齿轮箱的夹紧装置；[0008]工作平台通过其两侧铰轴和支撑座铰连在基板上，使工作平台可以绕铰轴倾转。[0009]还包括固定在工作平台两侧边上的滑槽板和与之相配合的固定在所述基板上的锁紧立柱，用以在工作平台倾转一定角度之后对其进行锁紧，防止试验过程中倾斜角度发生变化，模拟侧滚运行工况。[0010]所述的作动器包括通过螺栓固定在工作平台上的悬梁支架和伺服液压缸、耳环活塞杆，伺服液压缸通过穿置在悬梁支架上的销轴铰接在作动器支架上，耳环活塞杆的下端耳环通过另一销轴铰接在陪试齿轮箱的耳环上。[0011]所述的夹紧装置包括通过螺栓安装在工作平台上的夹紧支架、夹紧活塞杆、夹紧套和压紧三角板，压紧三角板固定安装在夹紧支架的外端，其轴的长度可伸缩，用以压紧试验齿轮箱的壳体，夹紧套铰接在夹紧支架的内端，夹紧活塞杆通过螺栓固定在夹紧套内，其下端通过销轴铰接在试验齿轮箱壳体的耳环上，以使试验齿轮箱摆转一定的角度，模拟点头运行工况。[0012]本发明所述的双向可倾斜双齿轮箱闭环扭转加载试验台的工作机理是：[0013]采用本发明试验台用于进行动车组传动系齿轮箱在多种工况下的可靠性试验。是将待测的试验齿轮箱通过其大齿轮轴与上述技术方案中所述的两个对应的轴承座装置在工作平台上，试验齿轮箱的小齿轮轴和大齿轮轴分别通过对应的联轴器与所述的中间传动轴和传动轴驱动连接，即构成一个闭环加载系统，其中功率补偿电机为动力源，以闭环方式加载。[0014]外部设备将提前采集的路谱信息以电信号的形式通过电路输入到伺服液压缸的电液伺服阀，驱动耳环活塞杆产生预定位移，提压陪试齿轮箱小齿轮一侧外壳，带动外壳和小齿轮绕陪试齿轮箱的大齿轮轴摆转一定角度，形成了陪试齿轮箱与试验齿轮箱输入与输出轴初始安装相位角差，该相位角差根据零件的扭转刚度大小分布在闭环系统中，从而形成闭环扭矩，实现输入扭矩加载，通过控制伺服液压缸活塞杆位移量，模拟实际运行过程中试验齿轮箱的运行受力状态。[0015]技术方案中所述的平台支撑座通过工作平台两侧的较轴较接在试验台上，使闭环传动平台绕轴倾转，模拟侧滚运行工况;同时，所述的夹紧装置上的夹紧套和夹紧活塞杆可以使试验齿轮箱的小齿轮一端产生一定的摆转角度并通过螺栓加以固定，模拟点头运行工况，从而测量不同倾角下试验齿轮箱的可靠性参数，使试验更加真实可信。[0016]本发明提供一种动车组传动系齿轮箱双向可倾斜双齿轮箱闭环扭转加载试验台，用于进行动车组传动系齿轮箱在动态工况下的可靠性试验。该试验台采用了闭环加载系统的结构设计，利用功率在闭环系统内部循环，减少了能量消耗，达到了节约能量的目的；本试验台还设计有可垂向提压陪试齿轮箱的作动器，对整个闭环加载系统加载；同时，平台支撑座通过工作平台两侧的较轴较接在工作平台上，使闭环传动平台绕轴旋转，模拟侧滚运行工况;铰接在夹紧支架上的夹紧套和夹紧活塞杆可以使试验齿轮箱的小齿轮一端产生一定的摆转角度并通过螺栓加以固定，模拟点头运行工况，从而测量试验齿轮箱不同运行工况下的可靠性。本实验台可以进行动车组传动系齿轮箱可靠性试验，避免了在实际运行的动车组上进行破坏性试验所带来的危险及损失。研究动车组传动系齿轮箱可靠性具有很高的社会价值和广泛的社会意义，对提高动车组的安全运行、改善高速动车组的乘坐舒适性以及动车组技术的发展有很好的促进作用，同时还有很好的社会效益和经济效益。[0017]与现有技术相比本发明的有益效果是：[0018]1•双向可倾斜双齿轮箱闭环扭转加载试验台为可倾斜式试验台，能够模拟检测齿轮箱在高速动车上点头和侧滚运行工况下的可靠性试验，对提高高速动车组的安全运行、改善高速动车组的乘坐舒适性以及动车组技术的发展有很好的促进作用。[0019]2•通过电液伺服作动器给陪试齿轮箱壳体小齿轮端施加动态力，使其绕车轴摆转，在双齿轮箱和同步皮带构成的闭环中产生强制动态扭矩，对试验齿轮箱加载，可以模拟动车组齿轮箱在运行过程中的实际运行情况，使试验台加载机构得以简化，便于控制，降低成本。[0020]3•双向可倾斜双齿轮箱闭环扭转加载试验台采用闭环加载系统，通过功率在闭环系统内部循环使用，减少了能量消耗，只需使用较小功率的电机补偿部分功率就可维持试验的进行，达到了节约能量的目的，符合绿色发展道路的要求。[0021]4.双向可倾斜双齿轮箱闭环扭转加载试验台可以实现很大范围车速内的动车组齿轮箱的可靠性试验，可以满足我国已经运行或正在开发的动车组齿轮箱可靠性试验，对提高动车组的安全运行、改善动车组的乘坐舒适性以及加快动车组技术的发展有很好的促进作用，同时还有很好的社会效益和经济效益。[0022]5•双向可倾斜双齿轮箱闭环扭转加载试验台结构设计合理，采用T型螺栓固定连接的方式将各零部件安装到基础方管平台上，若某一零部件发生故障，可以方便的检修或更换，大大提高了动车组齿轮箱可靠性的试验效率。附图说明[0023]图1是本发明双向可倾斜双齿轮箱闭环扭转加载试验台的结构示意图；[0024]图2是去掉图1中所示作动器2和基板28后的本发明双向可倾斜双齿轮箱闭环扭转加载试验台中的结构示意图；[0025]图3是图1中所不作动器2的结构示意图；[0026]图4是图1中所示夹紧装置25的结构示意图。具体实施方式[0027]以下结合附图给出的实施例对本发明作进一步的详细的描述。[0028]参照图1、2，一种双向可倾斜双齿轮箱闭环扭转加载试验台，包括工作平台丨、固设在工作平台1上的功率补偿电机4、陪试齿轮箱9和转矩仪5,所述的陪试齿轮箱9通过其大齿轮轴8和穿置在该轴上的两个轴承座7和10架设在所述的工作平台丨上，所述的功率补偿电机4通过所述的转矩仪5与陪试齿轮箱的大齿轮轴s的一端驱动连接，在陪试齿轮箱9的小齿轮一侧的箱体上铰链一可提压陪试齿轮箱9壳体的作动器2,陪试齿轮箱9的小齿轮轴11通过齿鼓式联轴器12连接一中间传动轴13,该中间传动轴13的另一端设有用于连接试验齿轮箱16小齿轮轴的齿鼓式联轴器14;[0029]通过固设在工作平台1上的另两个轴承座21和23架设一传动轴24,固设在陪试齿轮箱的大齿轮轴8上的同步带轮6和固设在传动轴24上的同步带轮22通过同步皮带驱动连接，传动轴24的一端设有用于连接试验齿轮箱k大齿轮轴18的联轴器19;在工作平台丨上还固设有用于穿置在试验齿轮箱16大齿轮轴18上的两个轴承座15和17;[0030]在工作平台1上还固设一用于夹持试验齿轮箱16的夹紧装置25;[0031]工作平台1通过其两侧较轴2〇和支撑座3铰连在基板28上，使工作平台1可以绕较轴20倾转。[0032]还包括固定在工作平台1两侧边上的滑槽板26和与之相配合的固定在所述基板28上的锁紧立柱27，用以在工作平台1倾转一定角度之后对其进行锁紧，防止试验过程中倾斜角度发生变化，模拟侧滚运行工况。[0033]参照图3,所述的作动器2包括通过螺栓固定在工作平台1上的悬梁支架2.1和伺服液压缸2•3、耳环活塞杆2•4，伺服液压缸2.3通过穿置在悬梁支架2.1上的销轴2•2铰接在作动器支架2.1上，耳环活塞杆2.4的下端耳环通过另一销轴2.5铰接在陪试齿轮箱9的耳环上。[0034]参照图4,所述的夹紧装置25包括通过螺栓安装在工作平台1上的夹紧支架25.1、夹紧活塞杆25.2、夹紧套25.3和压紧三角板25.4,压紧三角板25.4固定安装在夹紧支架25.1的外端，其轴的长度可伸缩，用以压紧试验齿轮箱I6的壳体，夹紧套25.3铰接在夹紧支架25_1的内端，夹紧活塞杆25•2通过螺栓固定在夹紧套25.3内，其下端通过销轴铰接在试验齿轮箱I6壳体的耳环上，以使试验齿轮箱I6摆转一定的角度，模拟点头运行工况。

权利要求：1.双向可倾斜双齿轮箱闭环扭转加载试验台，包括工作平台（1、固设在工作平台（1上的功率补偿电机4、陪试齿轮箱⑼和转矩仪5，其特征在于：所述的陪试齿轮箱9通过其大齿轮轴⑻和穿置在该轴上的两个轴承座7和10架设在所述的工作平台（1上，所述的功率补偿电机4通过所述的转矩仪⑸与陪试齿轮箱的大齿轮轴8的一端驱动连接，在陪试齿轮箱⑼的小齿轮一侧的箱体上铰链一可提压陪试齿轮箱9壳体的作动器2，陪试齿轮箱9的小齿轮轴（U通过齿鼓式联轴器（丨2连接一中间传动轴（13，该中间传动轴13的另一端设有用于连接试验齿轮箱16小齿轮轴的齿鼓式联轴器14;通过固设在工作平台（1上的另两个轴承座21和23架设一传动轴24，固设在陪试齿轮箱的大齿轮轴8上的同步带轮6和固设在传动轴24上的同步带轮22通过同步皮带驱动连接，传动轴24的一端设有用于连接试验齿轮箱（16大齿轮轴（18的联轴器19;在工作平台（1上还固设有用于穿置在试验齿轮箱（16大齿轮轴（18上的两个轴承座15和17;在工作平台⑴上还固设一用于夹持试验齿轮箱（16的夹紧装置25;工作平台（1通过其两侧较轴20和支撑座3铰连在基板28上，使工作平台⑴可以绕铰轴20倾转。2.根据权利要求1所述的双向可倾斜双齿轮箱闭环扭转加载试验台，其特征在于:还包括固定在工作平台（1两侧边上的滑槽板26和与之相配合的固定在所述基板28上的锁紧立柱27，用以在工作平台⑴倾转一定角度之后对其进行锁紧。3.根据权利要求1所述的双向可倾斜双齿轮箱闭环扭转加载试验台，其特征在于:所述的作动器2包括通过螺栓固定在工作平台（1上的悬梁支架2.1和伺服液压缸2.3、耳环活塞杆2•4，伺服液压缸2.3通过穿置在悬梁支架2.1上的销轴2•2较接在作动器支架2.1上，耳环活塞杆2_4的下端耳环通过另一销轴2.5铰接在陪试齿轮箱9的耳环上。4.根据权利要求1所述的双向可倾斜双齿轮箱闭环扭转加载试验台，其特征在于:所述的夹紧装置（25包括通过螺栓安装在工作平台（1上的夹紧支架（25.1、夹紧活塞杆25.2、夹紧套（25.3和压紧三角板（25.4，压紧三角板（25.4固定安装在夹紧支架25.1的外端，其轴的长度可伸缩，用以压紧试验齿轮箱16的壳体，夹紧套25.3铰接在夹紧支架25•1的内端，夹紧活塞杆25•2通过螺栓固定在夹紧套25•3内，其下端通过销轴铰接在试验齿轮箱（16壳体的耳环上，以使试验齿轮箱（16摆转一定的角度，模拟点头运行工况。

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