车钩缓冲装置的静态自恢复力测试方法及测试装置

摘要

本发明提供一种车钩缓冲装置的静态自恢复力的测试方法及测试装置，能够获得车钩缓冲装置的静态自恢复力的参数或性能数据。该测试方法包括：对车钩缓冲装置的缓冲器施加正压力；对车钩缓冲装置的缓冲器在预定位置处施加侧压力；其中，针对缓冲器施加不同的正压力，并且针对某一给定正压力，对缓冲器施加多个不同的侧压力，测量出侧压力的大小和缓冲器的相应位移量；获得正压力、侧压力和位移量的对应关系的数据。通过本发明的测试方法和测试装置，能够获得车钩缓冲装置的静态自恢复力的参数或性能数据，从而能够更加准确地选择合适的车钩缓冲装置，提高车辆运行的安全性。

说明书

技术领域

本发明涉及铁路重载机车的车钩缓冲装置，具体地讲，是有关于一种车钩缓冲装置的 静态自恢复力的测试方法及测试装置。

背景技术

车钩缓冲装置是重载机车最重要的部件之一，位于机车或车辆两端，通过它使机车和 车辆或机车之间实现连挂，并且传递和缓和列车在运行或在调车作业时所产生的牵引力和 冲击力。

车钩缓冲装置有各种结构，其基础结构包括：车钩、缓冲器、钩尾框以及从板。车钩 用于与另外的车辆对应部件相勾挂，从而向另外的车辆传递牵引力和冲击力。缓冲器与车 钩连接，位于钩尾框内，对车钩传递来的力进行缓冲。车钩缓冲装置通常安装在底架两端 的牵引梁内。机车或车辆承受冲击时车钩受压，推动钩尾框和前从板向后移动，冲击力经 缓冲器传至后从板。此时后从板为后从板座所阻挡不能移动。列车牵引时车钩受拉，通过 钩尾销带动钩尾框和后从板向前移动，牵引力经缓冲器传至前从板，此时前从板为前从板 座所阻挡不能移动。在这两种情况下，缓冲器都会受到压缩，起吸收能量、缓和纵向冲击 的作用，并把冲击力或牵引力传给牵引梁。

具有自恢复力的车钩缓冲装置可以有效地提高了机车车辆运行的安全性，因为它不仅 可以实现车钩的自动对正，还可以将车钩的偏转角度控制在规定的范围内，使得机车车辆 受到冲击力时，因车钩偏转而产生的横向力不致危害机车车辆的安全运行。

虽然具有自恢复力的车钩缓冲装置可以有效地提高机车车辆运行的安全性能，但是目 前自恢复力却没有明确的数值或计算方法，自恢复力大小的获得也没有明确的计算或测试 方法，因此无法准确掌握缓冲装置的安全性能。

发明内容

本发明的一个目的在于，提供一种车钩缓冲装置的静态自恢复力的测试方法及测试装 置，通过该测试方法和测试装置，能够获得车钩缓冲装置的静态自恢复力的参数或性能数 据，从而能够更加准确地选择合适的车钩缓冲装置，提高车辆运行的安全性。

本发明提供了一种车钩缓冲装置的静态自恢复力的测试方法，该方法包括：

对车钩缓冲装置的缓冲器施加正压力；

对车钩缓冲装置的缓冲器在预定位置处施加侧压力；

其中，针对缓冲器施加不同的正压力，并且针对某一给定正压力，对缓冲器施加多个 不同的侧压力，测量出侧压力的大小和缓冲器的相应位移量；

获得正压力、侧压力和位移量的对应关系的数据。

本发明提供的测试方法是通过对车钩缓冲装置的缓冲器的整体压缩，获得车钩缓冲装 置的静态阻抗力，并对缓冲器进行偏压，通过改变正压力以及改变侧压力或相应位移量， 以获得不同正压力、不同侧压力或不同位移量(对应于车钩偏转角度)的对应关系的数据， 由此获得车钩缓冲装置的自恢复力的参数值或性能数据。

根据本发明的一个例子，侧压力的施加位置是车钩转动时钩体尾部与缓冲器相接触的 接触位置。

根据本发明的一个例子，正压力可以施加在缓冲器的受压面的正中位置，或者正压力 也施加在多个位置，使得多个位置的力相对于缓冲器的正中位置保持相互均衡。

在本发明的上述测试方法中，可以通过在缓冲器上施加正压力来使缓冲器整体压缩。 可以通过压力计来获取施加在缓冲器上的正压力，或者通过测量缓冲器整体压缩的距离来 通过计算获取出施加在缓冲器上的正压力。

采用这种方法可以通过对液压设备、测力设备和特定的工装设备等测试设备的操作获 得车钩缓冲装置的自恢复力的大小。

本测试方法的原理是，具有自恢复力的车钩缓冲装置的自恢复力应该与车钩受到的压 力有一定的关系，即压力小，自恢复力小，压力大，自恢复力也大。同时自恢复力与车钩 偏转角度有一定关系，即车钩偏转角度小，自恢复力小，车钩偏转角度大，自恢复力也大。 该车钩偏转角度在车钩缓冲装置中，衰减压(冲击)力的主要部件是缓冲器，因此，自恢 复力必然来自缓冲器。通过对缓冲器的整体压缩，可获得车钩缓冲装置的静态阻抗力的数 值，然后再根据车钩的偏转角度偏压缓冲器，即可获得车钩缓冲装置的静态自恢复力的数 值。由于对于一个车钩缓冲装置来讲，车钩受到的压力的施加位置是固定(即侧压力的施 加位置)的，该车钩偏转角度的变化体现为缓冲器受到侧压力后的位移变化。因此，获得 正压力、侧压力和位移量的对应关系的数据，即可有效反应车钩缓冲装置的自恢复力性能。

这样，设计者在选择车钩缓冲装置时，该测得的自恢复力性能参数可以作为有效的安 全性能依据，设计者可以根据安装空间、安全性能等进行综合考虑，选择出符合实际需要 的车钩缓冲装置，为机车车辆的安全运行提供了有利保障。

本发明还提供一种车钩缓冲装置的静态自恢复力的测试装置，该装置包括：

对车钩缓冲装置的缓冲器施加正压力的正压力施加单元；

改变所施加的正压力的正压力改变单元；

对车钩缓冲装置的缓冲器在预定位置处施加侧压力的侧压力施加单元；

改变所施加的侧压力的侧压力改变单元；

测定侧压力大小的侧压力测力单元。

根据本发明的一个例子，上述施加侧压力的预定位置是车钩转动时钩体尾部与缓冲器 相接触的接触位置。

根据本发明的一个例子，上述正压力施加单元为液压设备，上述正压力改变单元为液 压设备的压力调节装置。

根据本发明的一个例子，上述侧压力施加单元直接对缓冲器施力或者通过力传递部件 对缓冲器施力。

根据本发明的一个例子，上述侧压力施加单元为千斤顶。

根据本发明的一个例子，上述力传递部件设置为枢转安装在测试装置的机架上的弧形 臂，弧形臂的一端与侧压力施加单元连接，另一端与缓冲器的上述预定位置抵接。

根据本发明的一个例子，上述力传递部件的两端具有弧状接触部分，使得该力传递部 件在发生转动时能够保持与对应接触的侧压力施加单元或缓冲器的接触位置不变。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技 术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明 的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。

图1是表示本发明的测试方法和测试装置的原理图。

图2是描述和解释本发明的测试方法的流程图；

图3是描述和解释本发明的测试装置的立体图；

图4是描述和解释本发明的测试装置的立体图，其中的液压装置被去除；

图5是描述和解释本发明的测试装置的立体图，其中一部分部件被去除以进行说明；

图6是描述和解释本发明的测试装置中的力传递部件(杠杆)的示意图；

图7是车钩缓冲装置的一种结构示意图；

图8车钩缓冲装置的另一种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地 描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本 发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实 施例，都属于本发明保护的范围。

图1是表示本发明的测试方法和测试装置的原理图。针对车钩缓冲装置中的缓冲器施 加正压力T，其中T代表车钩受到的正向牵引力或压缩力。在缓冲器的侧边，施加侧压力 t。其中，为了更加准确地模拟车钩缓冲装置的实际工况状态，侧压力可以施加在该车钩 缓冲装置上的预定位置，该预定位置设置为缓冲器上的在车钩转动时钩体尾部与缓冲器相 碰撞的部位。如图7、图8示出了两种车钩缓冲装置，其中箭头所指的位置即是车钩转动 时钩体尾部与缓冲器相碰撞的部位。通过施加不同的正压力以及不同的侧压力，记录正压 力与侧压力以及侧压力引起的位移量之间的对应关系数据。

通过上述测得的对应关系数据，可以准确掌握缓冲装置的安全性能，这样，设计者在 选择车钩缓冲装置时，该测得的自恢复力性能参数可以作为有效的安全性能依据，设计者 可以根据安装空间、安全性能等进行综合考虑，选择出符合实际需要的车钩缓冲装置，为 机车车辆的安全运行提供了有利保障。

本发明提供了一种车钩缓冲装置的静态自恢复力的测试方法，该方法可参照图2来理 解。根据该测试方法，由步骤S1开始本测试方法，对车钩缓冲装置的缓冲器施加正压力 (步骤S2)，然后对该正压力进行测量和记录(步骤S3)；并且对车钩缓冲装置的缓冲器 在预定位置处施加侧压力至某一值(步骤S4)，然后对该侧压力进行测量和计算(步骤S5)。 由于需要针对多个不同的正压力，多个不同的侧压力或由该侧压力引起的缓冲器的多个不 同的位移进行测量，因此，在没有测量完预定数量的正压力和侧压力(或位移量)的情况 下，重复进行上述部分或全部步骤。例如，在步骤S6中，针对某一给定的正压力，需要 测量多个不同的侧压力或位移量，因此在这些需要测量的侧压力没有测量完之前，返回S4 步骤。在针对某一给定的正压力测量完所有的侧压力的情况下，进入步骤S7。在步骤S7 中，判断是否所有需要测量的正压力数值均已经进行测量，若尚未测量完，则返回至步骤 S2。

根据上述说明，本发明的测试方法中，针对缓冲器施加不同的正压力，并且针对某一 给定正压力，对缓冲器施加多个不同的侧压力，测量出侧压力的大小和缓冲器的相应位移 量，由此获得正压力、侧压力和位移量的对应关系的数据。

在本发明的测试方法中，所述侧压力的施加位置是车钩转动时钩体尾部与缓冲器相接 触的接触位置。由于在实际使用过程中，车钩在转动时会造成钩体尾部与缓冲器相接触， 从而对缓冲器施加进一步的力，因此，本发明的测试方法能够模拟车钩缓冲装置的实际工 作环境进行测试，因此得到的数据能够更加准确地反映缓冲装置的自恢复力的性能。

在本发明的测试方法中，正压力可以施加在缓冲器的受压面的正中位置；或者正压力 也可以施加在多个位置，使得多个位置的力相对于缓冲器的正中位置保持相互均衡。

参见图3-图6，表示了本发明的车钩缓冲装置的静态自恢复力的测试装置的结构。

该测试装置包括：正压力施加单元10，用于对车钩缓冲装置的缓冲器施加正压力；正 压力改变单元100，用于改变所施加的正压力；侧压力施加单元20，用于对车钩缓冲装置 的缓冲器在预定位置处施加侧压力；侧压力改变单元200，用于改变所施加的侧压力。在 图3-5所示的示例中，正压力施加单元10和正压力改变单元100由同一部件实现，例如 液压装置10(100)，即该部件能够实现施加正压力和改变正压力两种功能，或者该部件能 够施加预定的多个不同正压力。另外，侧压力施加单元20和侧压力改变单元200也由同 一部件实现，例如千斤顶，即该部件能够实现施加侧压力和改变侧压力两种功能，或者该 部件能够施加预定的多个不同侧压力。当然，也可以设置成正压力施加单元10和正压力 改变单元100由不同的部件或相互独立的部件来实现；以及，设置成侧压力施加单元20 和侧压力改变单元200由不同的部件或相互独立的部件来实现。例如，正(侧)压力施加 单元为弹簧，正(侧)压力改变单元为垫片，通过调节垫片来调节压力大小。

在本发明的测试装置中，作为一个例子，上述施加侧压力的预定位置是车钩转动时钩 体尾部与缓冲器相接触的接触位置。图6、图7示中的箭头显示了两种车钩缓冲装置的车 钩转动时钩体尾部与缓冲器相接触的接触位置，即在缓冲器上施加侧压力的预定位置。

在本发明的测试装置中，作为一个例子，如图3所示，上述测定侧压力大小的侧压力 测力单元为测力计22。

在本发明的测试装置中，作为一个例子，上述正压力施加单元10为液压设备，上述 正压力改变单元为液压设备中的压力调节装置。

在本发明的测试装置中，上述侧压力施加单元可设置成直接对缓冲器施力或者通过力 传递部件对缓冲器施力。作为一个例子，上述侧压力施加单元20为千斤顶。

作为一个例子，上述力传递部件23设置为枢转安装在测试装置的机架(例如图4-图 5所示的工装压头11)上的弧形臂，弧形臂的一端与侧压力施加单元21连接，另一端与 缓冲器的上述预定位置抵接。

作为一个例子，参见图6所示，上述力传递部件的两端具有弧状接触部分231和232， 使得该力传递部件在发生转动时能够保持与对应接触的侧压力施加单元或缓冲器的接触 位置不变

测试实例1：

本测试方法对测试设备和环境的要求(目的是为了获得较准确的数值)：

液压装置的最大压力应不低于3000kN，压头行程应大于90mm，压缩速度应为5 mm/s～50mm/s。

测试环境温度为5℃～25℃。

缓冲器应静置24h后进行测试。

测试时，按液压设备的操作规程，以不超过50mm/s的压缩速度压缩缓冲器。

本发明的测试方法需要的测试设备主要包括液压设备(带压力计)10、测力计22、液 压千斤顶21、测距工具(如卡尺、钢板尺等)以及测试工装(包括工装压头11、工装底 座12、调整垫24、工装杠杆23、工装圆销25、工装开口销26)。

测试准备工作：

分析车钩缓冲装置的结构，根据钩尾、从板、缓冲器的结构自确定恢复力的力臂和缓 冲器的偏压点，即确定侧压力的施加位置；

根据车钩缓冲装置的结构，计算缓冲器偏压距离与车钩偏转角度的对应关系；

准备上述测试工装设备；

校核液压设备10、测力计22、液压千斤顶21、测距工具等；

安装测试工装设备：将工装底座12固定在液压设备10的下平台上，工装压头11固 定在液压设备10的上平台上，工装压头11与工装底座12要上下对正，其中，在液压设 备的驱动下，工装压头11相对工装底座12可以上下运动。另外，工装杠杆23与工装压 头11用圆销25窜在一起。工装杠杆23可以圆销25转动。工装杠杆23以圆销25转动时， 工装杠杆23两端的圆弧(弧状接触部分231和232)可以保证工装杠杆11与接触物的接 触点在接触物上不变。

测试工作：

S1：将被测缓冲器2置入工装底座12中，缓冲器的箱体在下，工装杠杆23与被测缓 冲器2的接触点与计算的侧压力施加位置重合，开始测试。

S2：启动液压设备10(100)，以不超过50mm/s的压缩速度压缩被测缓冲器2至一预 设的高度(或压力值)。

S3：记录液压设备10的压力计的读数(或用测距工具测量被测缓冲器2的压缩高度)。

S4：启动液压千斤顶21，偏压被测缓冲器2至一预设的高度(或压力值)。

S5：记录测力计22的读数(或用测距工具测量被测缓冲器2偏压点的偏压高度)。

S6：判断是否需要继续偏压缓冲器2，如果是，改变预设偏压高度(或压力值)重复 上述步骤S4、S5，如果否，进入步骤S7。

S7：判断是否需要继续整体压缩缓冲器2，如果是，改变预设压缩高度(或压力值) 重复上述步骤S2、S3、S4、S5、S6，如果否，进入步骤S8。

S8：测试结束。

本发明的上述描述仅为示例性的属性，因此没有偏离本发明要旨的各种变形理应在本 发明的范围之内。这些变形不应被视为偏离本发明的精神和范围。