1.本发明涉及铁路装置检测领域，特别是涉及一种辊轮体滚动疲劳性能测试方法。
背景技术：
2.道岔用辊轮装置安装在尖轨下方，当尖轨转换时会爬上辊轮，从而使尖轨与垫板之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，进而可大大减小尖轨转换时的阻力。目前我国高速道岔仍采用国外的辊轮装置，自主研发的辊轮装置目前只在极少数客货共线线路上进行使用，尚未得到推广应用。
3.道岔用辊轮装置直接安装在尖轨下方，会直接影响道岔的转换，进而与行车安全直接相关，长期运行条件下其使用性能与状态至关重要。但目前，针对道岔用辊轮装置，尚无针对其疲劳性能评估及检测方法，国外及自主研发的辊轮产品的质量与现场使用可靠性完全凭生产厂家自主控制，这就大大增加了实际运营中的安全隐患，一旦辊轮装置出现问题，可能直接危及行车安全。
4.现需一种辊轮体滚动疲劳性能测试方法解决上述问题。
技术实现要素：
5.本发明是为了解决现有技术中目前，针对道岔用辊轮装置，尚无针对其疲劳性能评估及检测方法，国外及自主研发的辊轮产品的质量与现场使用可靠性完全凭生产厂家自主控制，这就大大增加了实际运营中的安全隐患，一旦辊轮装置出现问题，可能直接危及行车安全的问题，提供了一种辊轮体滚动疲劳性能测试方法，解决了上述问题。
6.本发明提供了一种辊轮体滚动疲劳性能测试方法，包括以下步骤：
7.s1、调整试验环境温度为20
±
5℃；
8.s2、将试验用的所有部件和设备在20
±
5℃的环境中至少静置24h；
9.s3、检查辊轮体形式尺寸，测试辊轮体摩擦系数；
10.s4、清理测试平台表面，保证其光滑、平整，将辊轮体组装于测试平台内；
11.s5、设定竖向荷载f＝10kn，向水平加载钢板施加0～150mm的循环位移荷载；
12.s6、重复步骤s5的荷载循环100万次；
13.s7、检查辊轮体形式尺寸，测试辊轮体摩擦系数，检查辊轮体各部件有无开裂、变形、卡阻、松动等明显的失效行为，有无影响辊轮体工作功能的行为。
14.本发明
所述的一种辊轮体滚动疲劳性能测试方法，作为优选方式，检测平台包括竖向加载装置、水平加载装置、水平加载钢板、上
方向检测
工装和下方向检测工装，下方向检测工装为上表面抽壳座体，下方向检测工装两相对面每面分别设置位置对应的至少两个辊轮
辊轴端部安装槽，上方向检测工装为下表面抽壳座体，上方向检测工装两相对面每面分别设置位置对应的至少两个辊轮辊轴端部安装槽，上方向检测工装内和下方向检测工装内分别安装至少两个辊轮，上方向检测工装内设置的辊轮下表面和下方向检测工装内设置的辊轮上表面接触水平加载钢板，水平加载装置和竖向加载装置为动力装置，水平加载装
置水平加载水平加载钢板上，竖向加载装置向下加载在上方向检测工装上。
15.本发明所述的一种辊轮体滚动疲劳性能测试方法，作为优选方式，辊轮体形式尺寸包括滚动外圈最大外径、滚动外圈最大内径，辊轴中部外径和辊轴端部外径。
16.本发明所述的一种辊轮体滚动疲劳性能测试方法，作为优选方式，上方向检测工装包括第一上方向安装板、第二上方向安装板、上方向安装座，上方向安装座两相对边竖直向下设置第一上方向安装板和第二上方向安装板，第一上方向安装板底边设置有两个相互平行的安装槽，第二上方向安装板底边设置有两个相互平行的安装槽，第一上方向安装板和第二上方向安装板等高且高度大于等于辊轮半径，第一上方向安装板的安装槽槽宽和第二上方向安装板的安装槽槽宽等于辊轮的辊轴宽度，上方向安装座宽度大于等于辊轮滚动外圈宽度小于等于辊轮滚轴长度。
17.本发明所述的一种辊轮体滚动疲劳性能测试方法，作为优选方式，下方向检测工装包括第一下方向安装板、第二下方向安装板、下方向安装座，下方向安装座两相对边竖直向下设置第一下方向安装板和第二下方向安装板，第一下方向安装板底边设置有两个相互平行的安装槽，第二下方向安装板底边设置有两个相互平行的安装槽，第一下方向安装板和第二下方向安装板等高且高度大于等于辊轮半径，第一下方向安装板的安装槽槽宽和第二下方向安装板的安装槽槽宽等于辊轮的辊轴宽度，下方向安装座宽度大于等于辊轮滚动外圈宽度小于等于辊轮滚轴长度。
18.尖轨转换过程中的横向位移一般在0mm-160mm之间，转换时间一般为5s-9s，因此转换过程中尖轨的速度不超过160/5＝32mm/s，即辊轮转动的最大线速度为32mm/s，辊轮体直径一般为47mm，因此，辊轮体转动角速度不超过1.36rad/s，转速较低。
19.辊轮装置安装于道岔转辙器区滑床板上。一般间隔4-6根岔枕设置一对辊轮装置，因此，正常使用条件下，当尖轨转换时，单个辊轮体将承受2.4m-3.6m长度的60at1或60at2钢轨重量。60at1钢轨质量为70.34kg/m，60at2钢轨质量为82.34kg/m，则单个辊轮体承受的重量在1654n-2905n范围。考虑预留一定的安全裕量，设定单个辊轮体工作状态下承受的垂向荷载不小于5kn(因此，后面疲劳性能测试中竖向荷载取值10kn，2个辊轮体，单个辊轮体5kn)。
20.道岔反复转换过程对应着辊轮体的往复滚动行为，需要对辊轮体的滚动疲劳性能进行评价和测试。道岔转辙机有明确的疲劳性能要求：动作杆伸出+拉入总次数不小于100万次。转辙机动作杆的伸出和拉入与尖轨的斥离和密贴运动以及辊轮装置的往返滚动严格对应，因此，考虑与转辙机的疲劳性能匹配，辊轮装置往返滚动的疲劳寿命也应不小于100万次。
21.本发明有益效果如下：
22.为了对辊轮的滚动疲劳性能进行测试和检查，专门设计了测试平台。可为铁路实际运营条件下辊轮装置的长期安全服役提供重要保证，为道岔用辊轮装置的质量控制、服役性能以及道岔实际运营安全提供重要保证。
附图说明
23.图1为一种辊轮体滚动疲劳性能测试方法示意图；
24.图2为一种辊轮体滚动疲劳性能测试方法检测平台示意图；
25.图3为一种辊轮体滚动疲劳性能测试方法上方向检测工装示意图；
26.图4为一种辊轮体滚动疲劳性能测试方法下方向检测工装示意图。
27.附图标记：
28.1、竖向加载装置；2、水平加载装置；3、水平加载钢板；4、上方向检测工装；41、第一上方向安装板；42、第二上方向安装板；43、上方向安装座；5、下方向检测工装；51、第一下方向安装板；52、第二下方向安装板；53、下方向安装座。
具体实施方式
29.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。
30.实施例1
31.如图1所示，一种辊轮体滚动疲劳性能测试方法，包括以下步骤：
32.s1、调整试验环境温度为20
±
5℃；
33.s2、将试验用的所有部件和设备在20
±
5℃的环境中至少静置24h；
34.s3、检查辊轮体形式尺寸，测试辊轮体摩擦系数；
35.s4、清理测试平台表面，保证其光滑、平整，将辊轮体组装于测试平台内；
36.s5、设定竖向荷载f＝10kn，向水平加载钢板3施加0～150mm的循环位移荷载；
37.s6、重复步骤s5的荷载循环100万次；
38.s7、检查辊轮体形式尺寸，测试辊轮体摩擦系数，检查辊轮体各部件有无开裂、变形、卡阻、松动等明显的失效行为，有无影响辊轮体工作功能的行为。
39.辊轮体形式尺寸包括滚动外圈最大外径、滚动外圈最大内径，辊轴中部外径和辊轴端部外径。
40.如图2所示，检测平台包括竖向加载装置1、水平加载装置2、水平加载钢板3、上方向检测工装4和下方向检测工装5，下方向检测工装5为上表面抽壳座体，下方向检测工装5两相对面每面分别设置位置对应的至少两个辊轮辊轴端部安装槽，上方向检测工装4为下表面抽壳座体，上方向检测工装4两相对面每面分别设置位置对应的至少两个辊轮辊轴端部安装槽，上方向检测工装4内和下方向检测工装5内分别安装至少两个辊轮，上方向检测工装4内设置的辊轮下表面和下方向检测工装5内设置的辊轮上表面接触水平加载钢板3，水平加载装置2和竖向加载装置1为动力装置，水平加载装置2水平加载水平加载钢板3上，竖向加载装置1向下加载在上方向检测工装4上。
41.如图3所示，上方向检测工装4包括第一上方向安装板41、第二上方向安装板42、上方向安装座43，上方向安装座43两相对边竖直向下设置第一上方向安装板41和第二上方向安装板42，第一上方向安装板41底边设置有两个相互平行的安装槽，第二上方向安装板42底边设置有两个相互平行的安装槽，第一上方向安装板41和第二上方向安装板42等高且高度大于等于辊轮半径，第一上方向安装板41的安装槽槽宽和第二上方向安装板42的安装槽槽宽等于辊轮的辊轴宽度，上方向安装座43宽度大于等于辊轮滚动外圈宽度小于等于辊轮滚轴长度。
42.如图4所示，下方向检测工装5包括第一下方向安装板51、第二下方向安装板52、下方向安装座53，下方向安装座53两相对边竖直向下设置第一下方向安装板51和第二下方向
安装板52，第一下方向安装板51底边设置有两个相互平行的安装槽，第二下方向安装板52底边设置有两个相互平行的安装槽，第一下方向安装板51和第二下方向安装板52等高且高度大于等于辊轮半径，第一下方向安装板51的安装槽槽宽和第二下方向安装板52的安装槽槽宽等于辊轮的辊轴宽度，下方向安装座53宽度大于等于辊轮滚动外圈宽度小于等于辊轮滚轴长度。
43.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种辊轮体滚动疲劳性能测试方法，其特征在于：包括以下步骤：s1、调整试验环境温度为20
±
5℃；s2、将试验用的所有部件和设备在20
±
5℃的环境中至少静置24h；s3、检查辊轮体形式尺寸，测试辊轮体摩擦系数；s4、清理测试平台表面，保证其光滑、平整，将辊轮体组装于测试平台内；s5、设定竖向荷载f＝10kn，向水平加载钢板(3)施加0～150mm的循环位移荷载；s6、重复步骤s5的荷载循环100万次；s7、检查辊轮体形式尺寸，测试辊轮体摩擦系数，检查辊轮体各部件有无开裂、变形、卡阻、松动等明显的失效行为，有无影响辊轮体工作功能的行为。2.根据权利要求1所述的一种辊轮体滚动疲劳性能测试方法，其特征在于：所述检测平台包括竖向加载装置(1)、水平加载装置(2)、水平加载钢板(3)、上方向检测工装(4)和下方向检测工装(5)，所述下方向检测工装(5)为上表面抽壳座体，所述下方向检测工装(5)两相对面每面分别设置位置对应的至少两个辊轮辊轴端部安装槽，所述上方向检测工装(4)为下表面抽壳座体，所述上方向检测工装(4)两相对面每面分别设置位置对应的至少两个辊轮辊轴端部安装槽，所述上方向检测工装(4)内和所述下方向检测工装(5)内分别安装至少两个辊轮，所述上方向检测工装(4)内设置的辊轮下表面和所述下方向检测工装(5)内设置的辊轮上表面接触所述水平加载钢板(3)，所述水平加载装置(2)和所述竖向加载装置(1)为动力装置，所述水平加载装置(2)水平加载所述水平加载钢板(3)上，所述竖向加载装置(1)向下加载在所述上方向检测工装(4)上。3.根据权利要求1所述的一种辊轮体滚动疲劳性能测试方法，其特征在于：所述辊轮体形式尺寸包括滚动外圈最大外径、滚动外圈最大内径，辊轴中部外径和辊轴端部外径。4.根据权利要求2所述的一种辊轮体滚动疲劳性能测试方法，其特征在于：所述上方向检测工装(4)包括第一上方向安装板(41)、第二上方向安装板(42)、上方向安装座(43)，所述上方向安装座(43)两相对边竖直向下设置所述第一上方向安装板(41)和所述第二上方向安装板(42)，所述第一上方向安装板(41)底边设置有两个相互平行的安装槽，所述第二上方向安装板(42)底边设置有两个相互平行的安装槽，所述第一上方向安装板(41)和所述第二上方向安装板(42)等高且高度大于等于所述辊轮半径，所述第一上方向安装板(41)的安装槽槽宽和所述第二上方向安装板(42)的安装槽槽宽等于所述辊轮的辊轴宽度，所述上方向安装座(43)宽度大于等于所述辊轮滚动外圈宽度小于等于辊轮滚轴长度。5.根据权利要求2所述的一种辊轮体滚动疲劳性能测试方法，其特征在于：所述下方向检测工装(5)包括第一下方向安装板(51)、第二下方向安装板(52)、下方向安装座(53)，所述下方向安装座(53)两相对边竖直向下设置所述第一下方向安装板(51)和所述第二下方向安装板(52)，所述第一下方向安装板(51)底边设置有两个相互平行的安装槽，所述第二下方向安装板(52)底边设置有两个相互平行的安装槽，所述第一下方向安装板(51)和所述第二下方向安装板(52)等高且高度大于等于所述辊轮半径，所述第一下方向安装板(51)的安装槽槽宽和所述第二下方向安装板(52)的安装槽槽宽等于所述辊轮的辊轴宽度，所述下方向安装座(53)宽度大于等于所述辊轮滚动外圈宽度小于等于辊轮滚轴长度。
技术总结
本发明公开了一种辊轮体滚动疲劳性能测试方法，包括以下步骤：S1、调整试验环境温度为20
技术研发人员：
王璞 李彦山 王树国 肖俊恒 王猛 赵振华 李伟 杨东升 葛晶 司道林 张立军 樊小平 钱坤 高原 王钟苑 杨亮 赵磊 徐旸
受保护的技术使用者：
中国铁道科学研究院集团有限公司
技术研发日：
2022.07.08
技术公布日：
2022/11/25
