[发明专利]铁路货车转向架摆动刚度在线检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及铁路货车参数检测技术领域，具体地指一种铁路货车转向架摆动刚度在线检测装置及方法。

技术背景

铁路货车转向架的性能参数（包括摆动刚度）是确保提速重载货车动力学性能符合规范要求的重要指标。目前，对铁路货车转向架的摆动刚度参数的检测是通过在试验室内进行的。

现有方法均是在专门的实验室内对铁路货车转向架样品进行检测，然而由于零部件加工尺寸、材质和铁路货车转向架结构组装等的离散性造成性能参数的离散性，对货车的动力学性能有较大影响。对铁路货车转向架样品进行检测并不能完全准确的表征出各个铁路货车转向架的摆动刚度，使得铁路货车转向架在运行中存在一定的安全隐患。目前没有简便而可靠的检测手段对批量生产的货车转向架性能参数进行在线检测和综合质量控制，这是当前货车生产中的不足，急待改进。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种铁路货车转向架摆动刚度在线检测装置及方法，该装置和方法能实现对摆式货车转向架摆动刚度进行在线实时检测，利于保证每个铁路货车转向架运行时的安全性。

为实现此目的，本发明所设计的铁路货车转向架摆动刚度在线检测装置，其特征在于，它包括工业控制计算机、数据通信端与工业控制计算机连接的数据处理器、设置在货车转向架顶部用于对货车转向架施加垂向测试压力的垂直加载作动器、设置在货车转向架底端用于放置货车转向架的移动平台、设置在移动平台上用于夹紧货车转向架轮对的轮对夹紧作动器、设置在移动平台一侧用于对移动平台施加水平横向推力的水平加载作动器、设置在货车转向架的侧架下摆点位置上的第一位移传感器、设置在货车转向架的侧架中央方框三角孔侧上的第四位移传感器，其中，所述垂直加载作动器、水平加载作动器和轮对夹紧作动器的控制信号输入端连接数据处理器对应的控制信号输出端，第一位移传感器和第四位移传感器的信号输出端连接数据处理器对应的信号输入端。

进一步地，它还包括设置在货车转向架的摇枕端部上的第二位移传感器、设置在货车转向架的侧架上弦杆上的第三位移传感器，所述第二位移传感器和第三位移传感器的信号输出端连接数据处理器对应的信号输入端。

进一步地，所述第四位移传感器位于第一位移传感器上方250～300mm距离处。

进一步地，所述移动平台包括台板和设置在台板底部的滚轮，所述货车转向架通过轮对夹紧作动器固定在台板的顶部。

更进一步地，它还包括设置在移动平台与水平加载作动器之间的压力传感器，所述压力传感器的信号输出端连接数据处理器对应的信号输入端。

一种利用上述铁路货车转向架摆动刚度在线检测装置的铁路货车转向架摆动刚度在线检测方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤1：工业控制计算机通过数据处理器控制垂直加载作动器向货车转向架施加压力A，压力A为货车空载时对货车转向架的压力；工业控制计算机通过数据处理器控制轮对夹紧作动器夹紧货车转向架的轮对；

步骤2：工业控制计算机通过数据处理器控制水平加载作动器向移动平台的一侧施加推力B；

步骤3：第一位移传感器通过数据处理器向工业控制计算机传送位移值D；第四位移传感器通过数据处理器向工业控制计算机传送位移值G；上述位移值D为货车转向架的侧架下摆点位置的空载摆动位移量，上述位移值G为货车转向架的侧架中央方框三角孔侧的空载摆动位移量；

步骤4：在工业控制计算机内根据压力A、推力B、位移值D和位移值G，依据如下公式得到货车空载状态下，货车转向架的摆动刚度：

tanα=ΔSH,]]>则α=arctanΔSH]]>

其中：H为第四位移传感器与第一位移传感器之间的垂向距离；△S为第一位移传感器的位移值D与第四位移传感器的位移值G之差；则可得到侧架摆动角α；

最终得到货车空载状态下转向架横向摆动刚度Kb，货车空载状态下转向架横向摆动刚度Kb=F/α，其中，F为横向推力B,α为侧架摆动角。