空气弹簧二维加载静态性能试验机及其应用

　　1 前 言

　　空气弹簧作为利用空气的可压缩性实现弹性作用的一种非金属弹簧，具有可按需设计特性线、刚度随载荷而变化、能同时承受轴向和径向载荷、承载能力可根据内压调整等优点，特别适用车辆悬挂装置中，用于改善车辆的动力性能，提高其运行舒适性。

　　火车空气弹簧作为空气弹簧的一种主要型式，在铁路车辆无摇枕结构转向架上得到广泛应用，其承受垂向大的载荷的同时，还承受大的横向变形，垂向和横向静态性能是空气弹簧常规和型式性能的重要检测试验项目，国外BS EN13597 和国内 TB/T2841-2005《铁路车辆空气弹簧》中规定了空气弹簧特性试验，其中包括垂向(轴向)静刚度试验和横向(径向)静刚度试验，株洲时代新材料科技股份有限公司多年来已开发国内 准540、准550、准580、准600、准640、准725 等型号和国外多种型号空气弹簧，空气弹簧有垂向和横向两个方向的刚度性能试验，两个方向具有刚度小、试验位移大特点，因此要求试验机精度高、稳定性好、承载能力大、位移行程大和试验空间大。

　　目前国内没有完全符合空气弹簧二维加载的标准试验机来进行空气弹簧产品性能试验。为此，株洲时代新材料科技股份有限公司与长春试验机研究所合作研制了一台用于铁道车辆用空气弹簧静态性能试验的非标结构二维加载静态性能试验机。

　　2 结构介绍

　　该二维加载试验机结构如图 1 所示，试验机采用电子万能试验机技术，主要包括二维加载机架、竖向加载机构、水平加载机构、电气控制测量系统、T 槽滑动工作台、控制软件和数据处理系统。其结构特征在于：竖向加载机构为一台 300kN 电子万能试验机垂直安装在两向加载机架上，最大加载速度为 500mm/min，进行产品的竖向载试验和进行水平试验时的竖向保载;水平加载机构为一台 100kN 的电子万能试验机水平安装在两向加载机架上，最大加载速度为 1000mm/min。在进行产品的水平加载试验时，竖向加载机构保持竖向载荷;同时，进行水平加载试验时，测定竖向加载情况下的水平刚度性能;竖向加载机构的机架为丝杆传动加载，并设有抗水平侧向力的构架;在进行水平加载试验时考虑到竖向载荷传感器应避免承受侧向力的影响，因此竖向加载机构的载荷传感器放置在工作滑台下面，并且选用 4 个具有一定抗侧向力的轮辐式载荷传感器;在进行水平加载试验时考虑到工作滑台摩擦力对试验结果的影响，在滑台下安装滑动摩擦系数小的滚柱轴承，并且为了测定出滑台的摩擦力，对试验摩擦力用试验软件进行修正，保证准确的试验数据。整机结构紧凑、功能强大、数据处理准确、系统操作简单、使用维护方便，可实现长时间高精度保载，可设定复杂的压缩试验程序，满足空气弹簧类产品的试验要求。