[实用新型]一种基于机电液一体化的轮轨黏着系数智能测量车

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量轮轨接触黏着系数的装备。尤其是涉及一种基于机电液一体化的轮轨黏着系数智能检测的装备。 

背景技术

现代铁路上主要用摆式仪、手推摩擦计、测试车测量刚轨摩擦系数。摆式仪、手推摩擦计进行轨面抗滑性测试，速度慢，效率低，从而不能对里程较长的铁轨进行全线测试，而只能选择某些路段抽样调查，这使得测试结果表征轨面抗滑性具有一定的片面性。测试车结构复杂，过去主要用于科研工作，现已被发达国家用于实际摩擦系数测量工作，通过在车辆上增设测试轮以及相应设备,可以测量不同车速和不同车轮荷载下的摩擦系数，这是一种可靠的摩擦系数测定方法，这种方法效率高，但价格十分昂贵。 

发明内容

为了克服摆式仪、手推摩擦计不能长距离测量和测试车价格昂贵的不足, 本实用新型提供一种测试装备，该装备能现场测出各种工况下的轮轨接触黏着系数。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：为了克服现有的测试装备不能现场测量在不同滑移率、车速、载荷等工况下的黏着系数和显示并储存大量数据信息（比如：测试车速、时间、黏着系数等）的不足，本实用新型依据的原理是滑动摩擦定律如图1，它由三部分组成，即驱动制动装置、测量装置、控制装置。由前后轮、车架、电机、变速箱、传感器、制动盘、刹车片、液压泵、电源组成；其特征在于：由后减震器上端、下端和中间的弹簧组成减震器套在后轴（59）上，橡胶轮内圈（43）和外胎（42）构成牵引轮胎也安装在后轴（59）上，通过后制动盘和刹车片组成制动装置，通过液压油导管与液压阀相连，后轴上还装有塔形链轮改变滑移率（18）。通过调速手柄调节车子的档位来改变滑移率，进而可以测量不同滑移率下的黏着系数。

u为车轮和钢轨的滑动黏着系数；f 为车轮与轨面之间纵向摩擦力；

N为车轮受到轨面的正压力；M为前轴受到的因为蠕滑率改变而受到的转矩；R 为前轮半径。

滑移率通过装在后轴上的塔形链轮改变，通过调速手柄换挡改变车速可以改变小车的滑移率。公式如下：

S为滑移率；Z₂为后轴上塔形链轮的齿数；Z₁为前轴上链轮的齿数。

 当测试车在钢轨上运动时，通过调速手柄改变滑移率，在保证车子稳定运动状态下测试前轴受到的转矩会发生变化，而装在前轴上的转矩传感器会测到这种变化。也可以通过改变车子的速度或是通过改变配重测量不同速度和载荷下的黏着系数。

该测试车由三部分构成，驱动制动装置、测量装置、控制装置。驱动制动装置由驱动轮（两个）从动轮（两个）、电机、制动盘等组成。测量装置主要是用固定在前轴上的转矩传感器和车身上的重力传感器，控制装置包括在车体上放置STC11F32XE单片机及其外围设备如LCD_LM016L显示屏、AD7703、25FS040 Flash存储器等电子元件。当测试车在钢轨上以一定的速度运行时，固定在轴上的光电式开关会发送信号给单片机，由单片机计算发送的脉冲数从而计算出车子的速度。信号通过一个处理电路输入单片机进行数据处理后，黏着系数，车速等测量指标实时显示在LCD显示屏上，并且数据可以保留在Flash储存器中。测量的数据也可以上传到上位机，通过数据处理软件实时显示黏着系数曲线图观察系数变化情况。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

（1）可以现场方便快速测量出各种工况下（包括不同载荷、速度、滑移率等）的轮轨黏着系数。

（2）本实用新型与现有技术的最大不同之处依据滑动摩擦定律求出滑动黏着系数，并且可以实时显示测量的钢轨黏着系数，同时方便用户随时提取以前同样条件、地点的测量数据，进行比较。

（3）电路设计中元件选择追求性能和价格的友好协调，使得测试系统具有很高性价比并且工作稳定可靠。既保证了系统具有很高的测量精度又可以减少成本，。

（4）当测试车在轨道上测试时，可以把数据实时传输到上位机上，通过上位机的数据处理软件，实时显示黏着系数等测量指标的曲线图。

 附图说明：

图1为测试车的测试原理。

图2为测试车的整体外观示意图。

图3为测试车的整体内部示意图。

图4为测试车变速箱爆炸图。

图5为测试车后轮结构爆炸图。

图6为测试车前轮结构爆炸图。

图7为测试车车架示意图

图8为测试车后轴结构示意图。。

图9为后轴上的塔形链轮示意图。