[实用新型]一种模拟轮轨接触关系的仿真实验台

说明书

本实用新型公开了一种模拟轮轨接触关系的仿真实验台，包括水平布置且整体平滑过渡的环形轨道；环形轨道上布置有实验列车，环形轨道的中央布置有用于牵引实验列车的环形牵引装置，环形牵引装置通过转臂和车钩与实验列车连接，在环形牵引装置的作用下实验列车沿环形轨道运动；实验列车包括车体、转向架和轮对，轮对布置在环形轨道上，轮对与位于环形轨道中央的轮对驱动装置连接，轮对驱动装置用于驱动轮对自行转动。本实用新型通过环形牵引装置和轮对驱动装置两套动力系统来模拟列车运行时导致的蠕滑现象，真实模拟轮轨接触状态；与完全模拟场景相比，极大地降低了模拟条件，降低了模拟成本，应用前景好。

技术领域

本实用新型属于轨道模拟试验技术领域，涉及一种模拟轮轨接触关系的仿真实验台，特别涉及一种能在实验室环境下以接近实际的方式模拟轮轨接触状态的实验装置。

背景技术

随着运营时间的增加，铁路轨道会在其轨顶面的某些部位沿纵向出现具有一定规律性和周期性的类似波浪形状的磨耗，这种现象称为轨道波浪形磨耗，简称波磨。轨道波磨是导致轨道损坏、轮轨振动和噪声的主要原因之一。

波磨通常可分为短波长波磨和长波长波磨，前者波长为20～80mm，波深约为0.1～0.5mm；后者波长大于80mm，波深小于2mm。波磨的成因大致可分为动力类和非动力类两种，其中动力类成因认为波磨的波长取决于系统的振动特性。

因此，研究波磨的产生和发展机理就显得尤为必要。而在现有研究轮轨关系的试验台中，多采用滚动试验台，即车轮在施加的载荷下保持静态，同时利用轨道(滚轮)在其下旋转来模拟轮轨接触。滚动试验台采用的加载方法和现实中的加载方法不同，特别是在发生在车辆和轨道子系统中的振动方面。这样的加载方法可以适用于轮轨接触问题的准静态分析，但是当车轮运行时，滚动试验台中的轮轨接触力就会发生变化，使得模拟结果不准确。

因此，开发一种能够真实模拟轮轨接触状态的实验装置极具现实意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术无法模拟轮轨接触状态的缺陷，提供一种能够真实模拟轮轨接触状态的实验装置，为完善轮轨结构、改进轮轨材质、提高线路质量、延长轨道大修周期、减少线路维修工作量、确保重载、高速列车安全和经济的运行以及减少波磨产生和发展提供了新的实验手段。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种模拟轮轨接触关系的仿真实验台，包括水平布置的环形轨道，这是目前为止在实验室环境下能提供连续的、长期的滚动接触的最有效方法；

所述环形轨道整体平滑过渡，环形轨道上布置有实验列车，环形轨道的中央布置有用于牵引实验列车的环形牵引装置，所述环形牵引装置通过转臂和车钩与实验列车连接，在环形牵引装置的作用下实验列车沿环形轨道运动；

所述实验列车包括车体、转向架和轮对，所述轮对布置在环形轨道上，轮对与位于环形轨道中央的轮对驱动装置连接，轮对驱动装置用于驱动轮对自行转动；

所述实验列车是真实列车的比例缩小件，其与真实列车的尺寸比例为1:1～1.99。

本实用新型的环形牵引装置带动转臂驱动的速度可与轮对转速(通过轮对驱动装置控制的)形成速度差，从而人为实现轮轨间的各种实验所需纵向蠕滑系数，蠕滑系数可在0～0.5间变化，此蠕滑系数的人为调节可满足牵引或制动实验工况下所需实验蠕滑系数。此外，也可关闭轮对驱动装置，单独使用环形牵引装置牵引实验列车，模拟被机车牵引且无独立动力的车厢即动拖车，本实用新型仅列举仿真实验台的部分可能的应用场景，本领域技术人员可根据实际需求应用本实用新型的仿真实验台模拟不同的场景。以目前的技术条件，仿真实验台的实验列车能够模拟0～120km/h的车速范围，当然本实用新型的保护范围并不仅限于此，采用如上所述的结构的仿真实验台均在本实用新型的保护范围内，仿真实验台的实验列车能够模拟的车速范围必然随着技术的进步增大。