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CN201610367661.7 电动力功率闭环齿轮箱电磁激振可倾斜式试验台

技术领域

本发明涉及一种轨道车辆传动系参数检测试验平台,具体涉及一种电动力功率闭 环齿轮箱电磁激振可倾斜式试验台。

背景技术

目前,我国高速列车技术发展突飞猛进,新一代动车组最高运营车速已经达到 380km/h,最新研制的动车组最高试验速度已经接近600km/h。列车行驶速度的提高和车辆 轴重载荷的提升加剧了轮对与轨道之间的冲击振动,轨道车辆的乘坐舒适性以及运行的安 全性和平稳性问题逐渐突出。齿轮箱作为轨道车辆转向架的重要部件,负责把列车的动力 传递给轮对,其性能的优劣直接影响到转向架乃至整个列车的性能。齿轮箱的工作环境比 较复杂,负载力变化频繁,极易在高速行驶以及剧烈运动的情况下发生疲劳破坏。因此,必 须通过综合试验检测手段对组装后的齿轮箱的整体性能指标是否达到可靠性要求进行判 定。

在轨道车辆实际运行中,齿轮箱可能会受到不同方向的受力和冲击振动,其故障 可能是一种或者多种失效形式的叠加,因此只有在轨道车辆实际运行中检测齿轮箱设备故 障,才能有效地分析出齿轮箱的可靠性。而现存的轨道车辆齿轮箱检测方法大部分都是根 据已经出现的齿轮箱破坏形式设定特定的试验工况来对齿轮箱进行可靠性分析,无法真实 反映齿轮箱在列车实际运行中的工作环境。又由于动车组的提速使得齿轮箱必须能够满足 高速大扭矩工况下的可靠性要求,对试验台驱动电机的功率提出了更高的要求,现有齿轮 箱试验台大都是在开环状态下进行试验,不仅需要提供较大的外来动力,也造成能量在试 验过程中的浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动力功率闭环齿轮箱电磁激振可倾斜式试验台,解决 了现有技术中在将被试齿轮箱拆卸安装在不同的试验台上进行试验繁琐和试验结果不准 确的问题。

为解决上述技术问题,本发明是采用如下技术方案实现的:

一种电动力功率闭环齿轮箱电磁激振可倾斜式试验台,其特征在于:包括电力闭 环齿轮箱可倾斜式试验台1、低温试验系统2、电磁激振系统3、1号上基础铸铁平台4、1号下 基础铸铁平台5、2号下基础铸铁平台6、2号上基础铸铁平台7;所述的低温试验系统2中的低 温冷却系统10通过保温隔热冷却循环柔性管道与轴流机装配体11与被试齿轮箱43壳体外 侧的低温试验木质冷风循环箱12连通;所述的电力闭环齿轮箱可倾斜式试验台1包括可侧 倾基础平台31、1号气簧与反力龙门框架装配体34、2号气簧与反力龙门框架装配体35和气 簧支撑横梁与轴承座装配体33和调频电机装置40,所述的1号气簧与反力龙门框架装配体 34中的2号空气弹簧65和4号空气弹簧67的上联接盖盘分别安装在气簧支撑横梁与轴承座 装配体33中的1号气簧支撑座54和2号气簧支撑座55的下圆形连接板上,2号空气弹簧65和4 号空气弹簧67的两者的底部联接座分别固定在可侧倾基础平台31上;所述的可侧倾基础平 台31通过侧倾平台调整联接十字滑座13联接在1号上基础铸铁平台4和2号上基础铸铁平台 7的侧面,使电力闭环齿轮箱可倾斜式试验台1围绕其中的可侧倾基础平台31上的旋转轴在 轴向方向产生一定的倾斜角度;所述的1号气簧与反力龙门框架装配体34和2号气簧与反力 龙门框架装配体35中的气簧反力龙门框架立柱固定在可侧倾基础平台31上;所述的电磁激 振系统3包括横向电磁激振装置14、1号垂向电磁激振装置15和2号垂向电磁激振装置16;所 述的横向电磁激振装置14中的横向电磁激振球头连杆17的一端通过1号横向电磁激振垂向 球头连杆销轴51与电磁激振气簧支撑连体梁50联接,另一端通过固定在可侧倾基础平台31 侧面上的横向电磁激振转折臂与支座装配体18的一端连接,电磁激振转折臂与支座装配体 18的另一端通过横向电磁激振垂向球头连杆19与电磁激振器20连接;所述的1号垂向电磁 激振装置15中的1号垂向电磁激振球头连杆24的一端与1号垂向电磁激振器21连接,另一端 通过1号垂向电磁激振球头连杆上销轴52与电磁激振气簧支撑连体梁50连接;所述的2号垂 向电磁激振装置16中的2号垂向电磁激振球头连杆26一端与2号垂向电磁激振器22连接,另 一端通过2号垂向电磁激振球头连杆上销轴53与电磁激振气簧支撑连体梁50连接,所述的 电磁激振器20、1号垂向电磁激振器21和2号垂向电磁激振器22固定于1号下基础铸铁平台5 和2号下基础铸铁平台6上。

作为本发明优选的技术方案:所述的电力闭环齿轮箱可倾斜式试验台1还包括3A 动车电机36、过渡支撑圆锥轴与轴承座装配体38、法兰式转矩转速传感器与支座装配体39, 所述的法兰式转矩转速传感器与支座装配体39中的法兰式扭矩传感器与调频电机装置40 输出端连接,过渡支撑圆锥轴与轴承座装配体38通过2号过渡轴联轴器圆锥孔法兰76与法 兰式转矩转速传感器与支座装配体39中的法兰式联轴器联接,过渡支撑圆锥轴与轴承座装 配体38的另一端通过鼓形齿联轴器42联接有被试齿轮箱车轴44;所述的气簧支撑横梁与轴 承座装配体33中的1号气簧支撑连体轴承座装配体48和2号气簧支撑连体轴承座装配体49 分别安装在被试齿轮箱车轴44的轮对处,1号气簧支撑连体轴承座装配体48和2号气簧支撑 连体轴承座装配体49分别通过螺栓安装在电磁激振气簧支撑连体梁50的两端上表面安装 板上;3A动车电机36通过齿鼓式柔性联轴器41连接被试齿轮箱43的输出端,3A动车电机36 通过3A动车电机支座37固定在可倾斜基础平台31上。

作为本发明优选的技术方案:所述的气簧支撑横梁与轴承座装配体33包括电磁激 振气簧支撑连体梁50;所述的电磁激振气簧支撑连体梁50上固定有1号气簧支撑连体轴承 座装配体48、2号气簧支撑连体轴承座装配体49;所述的1号气簧支撑连体轴承座装配体48 包括1号气簧支撑座54、2号气簧支撑座55、轴承安装座56、贴片式温度传感器57、1号轴承端 盖58、2号轴承端盖59、轮径安装张紧套装配体60;所述的轴承安装座56中间的轴承孔内两 端对称设置有2个轮径安装张紧套装配体60,轴承孔外两端面分别设置有对轴承孔进行密 封的1号轴承端盖58和2号轴承端盖59;1号气簧支撑座54和2号气簧支撑座55分别焊接在轴 承安装座56的左右两侧面上;轴承安装座56的上表面安装有贴片式温度传感器57。

作为本发明优选的技术方案:所述的1号气簧与反力龙门框架装配体34包括气簧 反力龙门框架63、1号空气弹簧64、2号空气弹簧65、3号空气弹簧66、4号空气弹簧67和纵向 球头拉杆68,所述的气簧反力龙门框架63包括气簧反力龙门框架横梁69、1号气簧反力龙门 框架立柱70和2号气簧反力龙门框架立柱71,气簧反力龙门框架横梁69通过螺栓安装在1号 气簧反力龙门框架立柱70和2号气簧反力龙门框架立柱71上;1号空气弹簧64和3号空气弹 簧66的上联接盖盘对称安装在气簧反力龙门框架横梁69的下表面上。

作为本发明优选的技术方案:所述的横向电磁激振转折臂与支座装配体18包括横 向电磁激振转折臂80,其由两块完全相同的T形板与一根带孔轴焊接而成,横向电磁激振转 折臂80通过横向电磁激振转折臂中间销轴83安装在1号横向电磁激振转折臂支座45和2号 横向电磁激振转折臂支座46上,横向电磁激振转折臂80两端对称设置有安装2号横向电磁 激振球头连杆销轴81和横向电磁激振垂向球头连杆销轴82的销轴孔;横向电磁激振转折臂 80主要起到将垂向激振力转化为横向激振力的作用。

作为本发明优选的技术方案:所述的侧倾平台调整联接十字滑座13是由十字滑座 横板28、十字滑座支撑肋板29和十字滑座竖板30焊接而成,十字滑座横板28和十字滑座竖 板30相互垂直呈十字形焊接,十字滑座横板28上设置有若干个螺栓孔,用来通过螺栓将侧 倾平台调整联接十字滑座13安装在1号上基础铸铁平台4或2号上基础铸铁平台7的侧面;十 字滑座竖板30的外表面上均匀设置有若干条相互平行的T形槽,方便可侧倾基础平台31的 安装以及倾斜角度的调整;十字滑座支撑肋板29焊接在十字滑座竖板30的背面,用来提高 侧倾平台调整联接十字滑座13的支撑强度。

一种电动力功率闭环齿轮箱电磁激振可倾斜式试验台的电力闭环控制系统,包括 1号变流器84、2号变流器85和计算机86、电力闭环齿轮箱可倾斜式试验台1中的调频电机装 置40、3A动车电机36、被试齿轮箱43、被试齿轮箱车轴44;电网供电通过1号变流器84将电力 输送给调频电机装置40,调频电机装置40的输出端与被试齿轮箱车轴44的一端通过法兰式 转矩转速传感器与支座装配体39及过渡支撑圆锥轴与轴承座装配体38连接,调频电机装置 40带动被试齿轮箱车轴44转动进而带动被试齿轮箱43运转,被试齿轮箱43的输出端与3A动 车电机36通过齿鼓式柔性联轴器41连接,3A动车电机36使被试齿轮箱43制动而发电将电力 输送到2号变流器85内部,经过整流再传送给1号变流器84,计算机86通过信号线与1号变流 器84和2号变流器84相连接,将指令发送到1号变流器84、2号变流器85控制其工作,进而控 制试验的进行。

与现有技术相比本发明的有益效果是:

1.本发明所述的电动力功率闭环齿轮箱电磁激振可倾斜式试验台采用电磁激振 器对被试齿轮箱及车轴进行横向激振和垂向激振,可以准确模拟齿轮箱及车轴在轨道车辆 实际运行工况中所受到的径向及垂向负载和振动情况,检测被试齿轮箱在循环应力作用下 的各种参数,且较之液压激振能够产生更高的激振频率与振动加速度。

2.本发明所述的电动力功率闭环齿轮箱电磁激振可倾斜式试验台在电动力功率 闭环状态下进行试验,既可模拟列车牵引电机输出非常大的扭矩保证齿轮箱检测的合理性 和正确性,又使能量循环使用,只需要消耗少量外电提供的能量就可维持试验的进行。

3.本发明所述的电动力功率闭环齿轮箱电磁激振可倾斜式试验台中的电力闭环 齿轮箱可倾斜式试验台通过八个结构相同的侧倾平台调整联接十字滑座的调整,可以在轴 向产生一定的倾斜角度,模拟检测齿轮箱在高速列车曲线运动情况下润滑油的分布及润滑 情况。

综上所述本发明提供的电动力功率闭环齿轮箱电磁激振可倾斜式试验台具有结 构设计紧凑合理,安装与检修方便,试验台占地面积小的优点,可以实现很大车速范围内的 齿轮箱可靠性试验,完全可以满足我国新一代高速动车组齿轮箱可靠性的检测,对提高动 车组传动系的技术及加快动车组的发展发挥了促进作用,具有很好的社会效益和经济效 益。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明:

图1是本发明所述的电动力功率闭环齿轮箱电磁激振可倾斜式试验台整体结构组 成的轴测投影视图;

图2是本发明所述的电动力功率闭环齿轮箱电磁激振可倾斜式试验台整体结构组 成(无地基)的轴测投影视图;

图3是本发明所述的电动力功率闭环齿轮箱电磁激振可倾斜式试验台的电主体结 构组成的轴测投影视图;

图4是本发明所述的电动力功率闭环齿轮箱电磁激振可倾斜式试验台主体结构组 成的左视投影视图;

图5是本发明所述的侧倾平台调整联接十字滑座的轴测投影视图;

图6是本发明所述的侧倾平台调整联接十字滑座的前视投影视图;

图7是本发明所述的电力闭环齿轮箱可倾斜式试验台的结构组成的轴测投影视 图;

图8是本发明所述的电力闭环齿轮箱可倾斜式试验台的结构组成的前视投影视 图;

图9是本发明所述的气簧支撑横梁与轴承座装配体结构组成的轴测投影视图;

图10是本发明所述的气簧支撑连体轴承座装配体结构组成的轴测投影视图;

图11是本发明所述的气簧支撑连体轴承座装配体结构组成的剖视图;

图12是本发明所述的气簧与反力龙门框架装配体结构组成的剖视图;

图13是本发明所述的气簧与反力龙门框架装配体结构组成的前视投影视图;

图14是本发明所述的过渡支撑圆锥轴与轴承座装配体结构组成的轴测投影视图;

图15是本发明所述的过渡支撑圆锥轴与轴承座装配体结构组成的剖视图;

图16是本发明所述的横向电磁激振转折臂与销轴装配体结构组成的轴测投影视 图;

图17是本发明所述的电动力功率闭环齿轮箱电磁激振可倾斜式试验台的电力闭 环控制系统示意图;

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