机械式抗侧滚扭杆疲劳试验机

　　1 前 言

　　空气弹簧在轨道车辆悬挂系统中得到了大量应用，但它在使车辆获得很好垂向性能的同时，增大了车辆在通过弯道或道岔等车辆横向位移较大情况下车体的侧倾，影响到车辆的安全，这时需要有一个抗侧滚扭杆这样的弹簧来增加车辆抗侧滚的刚度。

　　从 1998 年开始，株洲时代新材料科技股份有限公司已陆续开发出 10 多种扭杆系统产品提供给国内外客户使用，广泛地运用在高速或快速干线轨道车辆、城市地铁、轻轨车辆及城市电车上。

　　扭杆疲劳实验是评判扭杆组件寿命非常重要的实验。由于扭杆疲劳实验次数高达 1000 多万次，用电液伺服疲劳试验机进行试验，运行成本较高，实验周期长。因此，我公司于 2007 年研制了一台机械式抗侧滚扭杆疲劳试验机。

　　2 抗侧滚扭杆疲劳试验机机构模型

　　抗侧滚扭杆疲劳试验机机构模型如图 1所示，采用铰接四杆机构中最常用的曲柄摇杆机构+杠杆机构。图中 AB 为曲柄，BC1为连杆，C1D 为摇杆，C1C2为杠杆(C1D=C2D)，AD 为机架杆。如果图 1 所示初始位置 C1D⊥C1A，AC1=BC1

　　根据抗侧滚扭杆最大侧滚角为 2.2°，选择曲柄 AB 长度 0～100mm 可调。

　　根据扭杆组件最大安装中心距为 2600mm，选择杠杆C1C2长度为 2600mm。

　　取连杆 BC1长为 600mm。

　　AD2=AC21+C1D2

　　得机架杆 AD=1432mm

　　ABmax+AD=100+1432=1532mm

　　BC1+C1D=600+1300=1900mm

　　ABmax+AD

　　满足铰接四杆机构曲柄存在条件。

　　由上可知，该机构模型简单、实用、传动效率高，完全可以模拟抗侧滚扭杆产品工作时的运动状态。

　　3 抗侧滚扭杆疲劳试验机技术参数

　　抗侧滚扭杆疲劳试验机主要技术参数如表 1 所示，从表 1 中可以看出，试验机基本技术参数均可调整，其调整范围满足时代新材公司已开发的所有抗侧滚扭杆产品疲劳试验要求。

　　4 抗侧滚扭杆疲劳试验机结构介绍

　　抗侧滚扭摆疲劳试验机整机结构如图2、图 3 所示，由机架、齿轮减速电机、带传动装置、曲柄摇杆装置、杠杆、工作台与电控部分等组成，扭杆组件安装在工作台与杠杆之间。

　　(1)机架机架整体采用焊接箱形结构，分前、中、后 3部分，前部安装工作台，中部安装曲柄摇杆装置与杠杆，后部安装减速电机。整个机架为一个力自平衡结构，不需地脚螺栓。

　　(2)齿轮减速电机

　　试验机动力部分采用带变频调速电机的硬齿面标准斜齿轮-伞齿轮减速机，其卧式安装在机架后部，电机额定功率为 45kW。