轨道车辆转向架静载试验台的研制

交通科技与管理75技术与应用0　引言南京地铁四号线的架、大修周期为4年或75~80万公里（以先二者先到为准）。

目前，四号线现有列车29列，均采用PW120E 型B 型车转向架。

自2017年开通运营到现在，已平均运营里程65万公里，预计2021年开始陆续进入架修。

PW120E 型转向架整体采用U 型结构构架、一系悬挂为钢簧结构，二系悬挂为无附加气室的空气弹簧结构。

静载实验台通过模拟车体在不同工况下对转向架施加不同的载荷，旨在验证转向架四角所受载荷均匀分配，轮对及构架的尺寸、位置无变形与错位。

目前市面上静载试验台品牌众多，但主要工作原理及组成大都相似。

下面以南京地铁青龙基地采购的Nencki NBTCOACH 2×250 kN 为例结合安装、调试及试验过程中的经验进行介绍。

1　静载试验台结构功能概述该静载试验台主体框架采用刚性整体封闭式框架设计，且具有侧向立柱结构，在试验过程中，所有力均作用于框架内部，没有任何力施加到地面机床放置在地基上。

两个液压缸可单独加载，也可同步加载，带有一体式全自动线性测量系统，用于测量Z 向高度（弹簧行程），精度可达±0.1 mm。

轮重测量单元内置于测量托架中，最大载荷为每轮150 kN，每轴300 kN，精度等级6级。

该静载试验台具备轮重、轴重、轴距、内测距、一二系高度、转向架电阻等多种数据的测量功能。

具体结构图详见下图1。

1、横梁组成单元；2、液压单元及电气柜；3、车轮测量托架；4、升降动力导轨；5、加载油缸单元；6、操控台图1　静载试验台结构图2　设备安装及标定土建施工部分：静载试验台基坑的整个土建过程大致包括原基础破碎挖掘、沙石换填、铺设钢筋网、一次浇筑（布置预埋件）、二次浇注等主要过程。

总结其中的施工要点有：（1）由于静载试验台整体结构为封闭框架式，试验过程中对于地基无过大的作用力。

因此，土建施工时地面承载最低满足可承受设备本体与转向架重量之和，而无过高承载需求。

浅析转向架静载试验台的校准方法摘要：转向架静载试验台是一种非标类检测设备，主要用于轨道交通产品转向架静载状态下轴重、轴距等技术参数的测量，检测精确性关系到轨道交通产品走行部的行车安全。

为保证其检测的精确性，需要根据其技术要求及计量特性进行周期性校准。

故本文旨在从其力学、长度计量特性来探讨转向架静载试验台进行周期性校准的可行性方法，特别在其几何量检测方面，我们基于激光跟踪技术，进行了科学性实用性研究。

关键词：转向架；静载试验台；校准方法转向架静载试验台（以下简称试验台），主要用于轨道交通产品转向架静载状态下轴重、轴距等关键技术参数的测量，是轨道交通产品制造环节中重要的非标准类检测设备。

试验台大多以液压系统为动力，由测量单元，激光位移传感器、载荷加载装置（压头）等构成，可在空载、静载等条件下对转向架几何及载荷参数进行检测。

因试验台的检测精确性关系到轨道交通产品走行部的行车安全，所以亟待解决转向架静载试验台的科学性的校准方法问题，以实现全面、精准、有效地周期校准来保证试验台的检测精度。

我们综合研究了试验台的运行结构、检测原理、技术要求、计量特性等技术知识和重要参数，拟从载荷校准和几何校准两个方面切入，来研讨转向架静载试验台的全面、精确的精度校准方法。

1.计量性能要求1.1.试验台的测量范围测量单元的力值测量范围一般为0-150kN，单独的加载装置0-300kN；轴距范围：1800-4500mm。

1.1.误差要求1.载荷误差测量单元（包含两个压头）：测量单元载荷最大允许误差分段规定，测量段Ⅰ各测量点最大允许误差不超过该测量段上限的±1%，测量段Ⅱ最大允许误差不超过该点标称值得±0.5%。

试验台载荷整体误差分为两个部分并独立计算，整体加载单元（两个垂直压头），整体称重测量单元。

各整体单元最大误差分段规定，测量段Ⅰ各测量点最大允许误差不超过该测量段上限的±1%，测量段Ⅱ最大允许误差不超过该点标称值的±0.5%。

论地铁车辆转向架静压试验台近年来，随着地铁的快速发展，与之相应地对地铁转向架设计要求也越来越高。

现阶段80%以上的地铁转向架均依赖于进口，国内一些检测设备相比起国外而言尚存在一定差距，所以为了有效改善上述情况，需要对转向架的检修设备进行适度调整。

作者将根据相关工作经验，分析地铁车辆转向架静压试验台的结构原理，继而提出针对性的改建意见。

标签：地铁车辆；转向架；静压试验台；改进意见全球发展出现城市化是主流发展趋势，现阶段我国正面临着交通堵塞、住房困难以及环境污染等问题，其中交通堵塞已经成为制约城市化发展的主要影响因素[1]。

地铁的出现在一定程度上缓解了城市的交通压力，在地下修建地铁一方面能够将人流逐步分散到公共汽车上，另外一方面又能够减少地面占用空间。

另外，地铁的延展贯通了郊区与市区之间的联系，分散了高峰期人流量，有效解决了上下班期间交通拥堵问题。

地铁转向架是地铁车辆中最为重要的一个组成部分，地铁转向架支撑着车体且引导车辆沿着轨道方向运行。

在结构是否合理方面以及地铁转向架上各个零部件是否能够满足地铁车辆运行过程中密切相关。

另外，地铁转向架的各种参数也直接决定了地铁车辆在运行过程中的舒适性与稳定性。

由于检测地铁转向架的指标比较多，如果把每一个专项检测指标都单独使用一个检测设备，会大大增加生产成本且降低地铁转向架的维修效率；再加上地铁转向架的各个部件之间联系较为复杂，使得地铁转向架各项参数都相互制约，最终导致实际工作中出现诸多困难。

基于此，研究出地铁转向架静压试验台具有非常重要的价值和意义[2]。

1 简要分析地铁转向架静压试验台地铁转向架静压试验台一般由以下五个部分组成：（1）测量反馈系统；（2）液压加载系统；（3）主架；（4）称重系统；（5）电器控制系统[3]。

从测量反馈系统角度来看，主要通过测量高精度力传感器来实时采集油缸加载力数据，输送到计算机内进行PID调节；在测量地铁转向架对角线差的过程中主要通过测量轮距与轮缘内侧距来实现。

转向架静载试验台（地下式）（1）概述本试验台用于广州地铁四、五、六号线车辆转向架静载试验。

试验台通过测定轮重以及弹簧位移变化，自动计算出弹簧刚度和构架抗扭刚度，并可给出相应点的加垫厚度。

试验台采用下沉式安装，试验台导轨与两端厂房标准轨道水平连接，转向架为通过式静载试验。

（2）主要技术性能1）在模拟车体重量的情况下测量转向架四角高度。

能对拖车、动车转向架加载进行高度检查，并预测空气弹簧底部垫片所需厚度。

2）模拟车体的重量对转向架进行加载，并检测各轮轮重，加载点可调整。

能称量各车轮在不同载荷下的轮重。

3）可在试验台上对转向架进行加垫操作。

4）具有设备安全保障功能和设备自检功能，可随时监视设备的运行情况，并显示其故障的位置。

5）可方便地显示、查询当前及以往数据，如操作日期、时间、试验者姓名、转向架号及检测数据。

6）随时打印各有关数据和报表，自动生生成检测报告。

7）具有在线帮助和良好的人机对话界面，能进行程序管理，如添加、删除、设置等，各类转向架必要参数可设置、取舍、保存和调用。

8）在不同载荷和位移条件下，能自动测量轮轴的平行度。

9）有足够的刚度和良好的平稳性，噪声符合我国环保要求，能在环境温度－10℃~40℃，相对湿度≤98%条件下正常工作。

10）在试验台能方便人工测量轨面距（踏面）一系簧支撑、二系簧座的高度。

（3）主要技术参数1）轨距：1435mm2）二系加载力：0-100 kN×2，精度±1.5‰ F.S3）加载油缸行程：≤400mm，位移测量精度5‰（F.S）4）二系加载力位置调节范围横向：300-2000mm，定位精度±1mm5）轴距测量范围：1800-2200mm，测量精度±0.2mm6）轮重测量范围：＜6t，测量精度±1.5‰ F.S7）基准平台：水平误差＜0.25mm文案编辑词条B 添加义项?文案，原指放书的桌子，后来指在桌子上写字的人。

转向架静载试验台标准一、试验设备要求1.试验台应符合国家相关标准，具备加载、测量、控制等功能。

2.试验台应配备高精度传感器和数据采集系统，以实现对试验数据的精确测量和记录。

3.试验台应具备安全保护装置，以防止试验过程中可能出现的危险情况。

二、试验准备工作1.确认试验台各部件完好无损，传感器及数据采集系统正常工作。

2.检查试验台电源、水源是否正常，确保设备可靠运行。

3.准备好试验所需的试样及其它辅助材料。

4.对试验人员进行必要的技术培训和安全教育。

三、试验过程规范1.将试样放置在试验台上，确保试样与试验台接触良好。

2.根据试验要求设定加载装置的载荷和加载速率，启动加载装置进行加载。

3.观察试样的变形情况，实时调整加载装置的载荷和加载速率，保证试样不发生破坏。

4.记录试验过程中的加载载荷、加载速率、试样变形等数据。

5.在试验过程中如发现试样有异常情况，应立即停止试验，并采取相应措施。

四、试验参数设定1.根据试样的材质、尺寸等参数，确定加载装置的载荷和加载速率。

2.根据试验要求确定测量系统的测量范围和精度。

3.根据试验要求设定加载循环次数、间歇时间等参数。

五、试验数据处理1.对采集到的数据进行整理和分析，提取有用的信息。

2.根据数据处理结果，绘制试样载荷-变形曲线。

3.对曲线进行分析，评估试样的静载性能。

4.对试验结果进行归纳和总结，形成完整的试验报告。

六、试验结果判定1.根据试样的载荷-变形曲线及最大载荷值，对试样的静载性能进行评估。

2.将试验结果与设计要求进行对比，判断试样是否符合设计要求。

3.如试样不符合设计要求，应进行改进设计或更换材料，重新进行试验。

七、试验安全防护1.试验时应穿戴相应的防护装备，如防护手套、防护眼镜等。

2.试验过程中应定期检查安全保护装置是否正常工作。

3.试验结束后应关闭加载装置和电源，确保设备安全停机。