一种坠坨式整体吊弦疲劳试验装置
技术领域
本发明属于轨道交通领域,适用于进行电气化铁路(含高速铁路)接触网整体吊弦的振动疲劳试验。
背景技术
整体吊弦是电气化铁路及高速铁路接触网的重要组成部分,其一端与承力索连接,另一端与接触线连接;在列车运行过程中主要起悬吊和载流作用,对保证列车的平稳可靠运行具有重要作用。
整体吊弦在实际服役过程中,当列车经过时,由于列车顶部受电弓的抬升作用,整体吊弦发生弯曲;列车经过后整体吊弦在重力作用下快速向下垂落,此时整体吊弦承受动态力的冲击作用。因此,实际服役过程中整体吊弦承受反复弯曲以及动态冲击力的双重作用。
目前电气化铁路以及高速铁路整体吊弦的振动疲劳试验主要依据《TB/T2075.7-2010电气化铁路接触网零部件第7部分:整体吊弦及吊弦线夹》进行,试验过程中首先进行振动试验,然后再进行拉-拉疲劳试验。通过研究发现,目前的试验方法将整体吊弦的振动和疲劳过程分成两部分进行试验,并且未考虑实际服役过程中整体吊弦的反复弯曲过程,其试验结果与现场应用现状存在一定的差异。
针对目前整体吊弦试验过程中存在的不足,为了真实反映整体吊弦实际应用过程中的服役过程,提出了将整体吊弦的反复弯曲、振动与疲劳综合考虑的一种试验方法,并根据此试验方法设计了一种坠坨式整体吊弦疲劳试验装置,可以通过此试验装置进行模拟整体吊弦现场服役过程的振动疲劳试验。
发明内容
本发明专利所要解决的技术是针对电气化铁路柔性接触网整体吊弦的振动疲劳试验,设计了一种坠坨式整体吊弦疲劳试验装置。
一种坠坨式整体吊弦疲劳试验装置,其特征在于,由吊弦系统、机械辅助系统、连接系统和坠坨缓冲系统组成;机械辅助系统包括下底座(1)、导杆(2)、定位卡箍(3)、下固定板(4)、限位卡箍(5)、上移动板(6)、电机(7)、激光位移传感器(8)和上底座(9);连接系统由力传感器(10)、下连接底座(11)和上连接底座(12)组成;坠坨缓冲系统为坠坨缓冲装置(13),由橡胶平垫(14)、三角套筒(15)、三角导杆(16)、坠坨(17)和液压缓冲器(18)组成。
吊弦系统中的整体吊弦(19)分别通过接触线连接线夹(20)、承力索连接线夹(21)与连接系统中的下连接底座(11)、上连接底座(12)连接。
连接系统中的上连接底座(12)固定在上移动板(9)上;下连接底座(11)与力传感器(10)连接,然后通过力传感器(10)固定在下固定板(4)上,力传感器(10)实时监测整体吊弦(19)的受力;
坠坨缓冲系统与下连接底座(11)连接,能与整体吊弦(19)一起进行上下运动。
通过电机(7)驱动上移动板(9)上下运动,从而带动整体吊弦(19)以及坠坨缓冲系统同时运动,通过坠坨缓冲系统向整体吊弦(19)施加动态力并缓冲动态力的大小,并进行整体吊弦(19)的疲劳试验。
机械辅助系统中的限位卡箍(5)分别安装在下固定板(4)与上移动板(6)上下两侧的导杆(2)上,限制下固定板(4)、上移动板(6)的位置。
机械辅助系统中的电机(7)的固定一端安装在上底座(9)上,移动一端与上移动板(6)连接,通过电机(7)的上下运动带动上移动板(6)进行上下运动。
机械辅助系统中的激光位移传感器(8)安装在上底座(9)上,激光位移传感器(8)通过发送激光信号至上移动板(6)从而实现实时记录装置的运动位移量。
坠坨缓冲系统的坠坨缓冲装置(13)通过连接系统、整体吊弦(19)与上移动板(6)、电机(7)依次连接在一起,在疲劳试验过程向整体吊弦(19)施加动态力并缓冲对下固定板(4)的冲击。
坠坨缓冲系统中的橡胶平垫(14)可以缓冲力传感器(10)与三角套筒(15)之间的动态冲击;
坠坨缓冲系统中的三角套筒(15)固定在下固定板(4)上,三角导杆(16)安装在三角套筒(15)中,只能进行上下运动,可以防止坠坨缓冲系统上下运动时三角导杆(16)发生转动;
坠坨缓冲系统中的液压缓冲器(18)固定在下底座(1)上,疲劳试验过程中液压缓冲器(18)上端与坠坨(17)接触,缓解坠坨缓冲系统对下固定板(4)的冲击。
本发明专利具有如下特点:
一种坠坨式整体吊弦疲劳试验装置,主要组成部分包括机械辅助系统、连接系统、坠坨缓冲系统,其中机械辅助系统由下底座(1)、导杆(2)、定位卡箍(3)、下固定板(4)、限位卡箍(5)、上移动板(6)、电机(7)、激光位移传感器(8)和上底座(9)组成,主要为装置提供试验框架和辅助固定、测试作用;连接系统包括力传感器(10)、下连接底座(11)、上连接底座(12),主要将整体吊弦(19)连接至装置上并进行动态力监测;坠坨缓冲系统为坠坨缓冲装置(13),包括橡胶平垫(14)、三角套筒(15)、三角导杆(16)、坠坨(17)和液压缓冲器(18),其主要通过向整体吊弦(19)施加作用力并缓冲力值大小。
所述装置通过电机(7)驱动上移动板(6)带动整体吊弦(19)、坠坨缓冲装置(13)一起上下运动,模拟实际服役过程中整体吊弦(19)的反复弯曲和振动疲劳过程。
电机(7)带动上移动板(6)、整体吊弦(19)、坠坨缓冲装置(13)向上运动直至整体吊弦(19)处于张紧状态,此时整体吊弦(19)受到坠坨缓冲装置(13)中坠坨(17)的拉力作用;电机(7)带动上移动板(6)、整体吊弦(19)、坠坨缓冲装置(13)向下运动并直至整体吊弦(19)处于弯曲状态,此时整体吊弦(19)发生反复弯曲并不受力作用。通过装置中整体吊弦(19)的张紧与弯曲状态的往复过程模拟实际服役过程中整体吊弦(19)的反复弯曲与振动疲劳过程,进行振动疲劳试验。
所述装置的整体吊弦(19)的上端通过承力索连接线夹(21)与上移动板(9)连接,整体吊弦(19)的下端通过接触线连接线夹(20)、力传感器(10)与坠坨缓冲系统的坠坨缓冲装置(13)连接,实现上移动板(9)、整体吊弦(19)与坠坨缓冲装置(13)在试验过程中串联一起运动,并通过力传感器(10)测量整体吊弦(19)的受力。
所述装置的机械辅助系统中限位卡箍(5)安装在下固定板(4)与上移动板(6)上下两侧的导杆(2)上,可以固定并限制下固定板(4)与上移动板(6)的位置。
所述装置的机械辅助系统中的电机(7)运动端与上移动板(9)连接在一起,可以带动上移动板(9)一起进行上下直线运动,并通过激光位移传感器(8)的激光信号实时监测上移动板(9)的位移量从而实现记录整体吊弦(19)的位移量。
所述装置的坠坨缓冲系统中的坠坨缓冲装置(13)主要用于缓冲力传感器(10)对下固定板(4)的动态冲击。
所述装置的坠坨缓冲系统中的三角套筒(15)固定在下固定板(4)上,橡胶平垫(14)位于三角套筒(15)上方,可以避免力传感器(10)与三角套筒(15)直接刚性接触,缓冲两者之间的作用力;
所述装置的坠坨缓冲系统中的三角导杆(16)安装在三角套筒(15)中,这样与三角导杆(16)连接的整体吊弦(19)只能进行上下运动,可以防止整体吊弦(19)在试验过程中发生转动;
所述装置的坠坨缓冲系统中的液压缓冲器(18)固定在下底座(1)上,疲劳试验过程中液压缓冲器(18)上端与坠坨(17)接触,可以缓解坠坨缓冲系统对下固定板(4)的冲击。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例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个实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种坠坨式整体吊弦疲劳试验装置的整体示意图,图中,下底座1、导杆2、定位卡箍3、下固定板4、限位卡箍5、上移动板6、电机7、激光位移传感器8、上底座9、力传感器10、下连接底座11、上连接底座12、坠坨缓冲装置13、整体吊弦19、接触线连接线夹20、承力索连接线夹21。
图2为本发明实施例提供的试验装置的坠坨缓冲系统的组成示意图,图中,力传感器10、下连接底座11、橡胶平垫14、三角套筒15、三角导杆16、坠坨17、液压缓冲器18。
具体实施方式
一种坠坨式整体吊弦疲劳试验装置结构示意如图1所示,包括下底座(1)、导杆(2)、定位卡箍(3)、下固定板(4)、限位卡箍(5)、上移动板(6)、电机(7)、激光位移传感器(8)、上底座(9)、力传感器(10)、下连接底座(11)、上连接底座(12)、坠坨缓冲装置(13)、整体吊弦(19)、接触线连接线夹(20)、承力索连接线夹(21)。
坠坨缓冲系统的组成示意图如图2所示,包括力传感器(10)、下连接底座(11)、橡胶平垫(14)、三角套筒(15)、三角导杆(16)、坠坨(17)、液压缓冲器(18)。
一种坠坨式整体吊弦疲劳试验装置,主要由机械辅助系统、连接系统、坠坨缓冲系统组成;机械辅助系统包括下底座(1)、导杆(2)、定位卡箍(3)、下固定板(4)、限位卡箍(5)、上移动板(6)、电机(7)、激光位移传感器(8)、上底座(9);连接系统由力传感器(10)、下连接底座(11)、上连接底座(12)组成;坠坨缓冲系统为坠坨缓冲装置(13),由橡胶平垫(14)、三角套筒(15)、三角导杆(16)、坠坨(17)、液压缓冲器(18)组成。
所述装置的机械辅助系统中,4根导杆(2)固定在下底座(1)与上底座(9)之间的四角,下固定板(4)、上移动板(6)安装在4根导杆(2)上,并在下固定板(4)、上移动板(6)上下两侧各安装有8个限位卡箍(5),用于控制下固定板(4)与上移动板(6)的位置。
所述装置的机械辅助系统中的电机(7)固定端安装在上底座(9)上,电机(7)移动端与上移动板(6)连接在一起,通过电机(7)可以驱动上移动板(6)一起上下做直线运动。
所述装置的机械辅助系统中的激光位移传感器(8)安装在上底座(9)上,激光位移传感器(8)的激光信号作用在上移动板(6)上,从而监测上移动板(6)在上下运动过程中的位移量。
所述装置的机械辅助系统中的上连接底座(12)固定在上移动板(6)上。
所述装置的坠坨缓冲系统中的液压缓冲器(18)通过三角套筒(15)固定在下固定板(4)上,三角导杆(16)安装在三角套筒(15)中,这样三角导杆(16)只能做上下直线运动,不能转动和平动。三角导杆(16)的上端安装橡胶平垫(14),然后再依次安装力传感器(10)、下连接底座(11);三角导杆(16)的下端安装坠坨(17)。液压缓冲器(18)安装在下底座(1)上,并调整液压缓冲器(18)的高度使得其与坠坨(17)处于接触状态。
试验过程中,将整体吊弦(19)依次通过接触线连接线夹(20)、承力索连接线夹(21)与下连接底座(11)、上连接底座(12)连接,这样整体吊弦(19)则分别与电机(7)、坠坨缓冲装置(13)串联在一起,并且坠坨(17)与液压缓冲器(18)处于接触状态。
试验过程中,当电机(7)带动上移动板(6)、整体吊弦(19)、坠坨缓冲装置(13)向上运动直至整体吊弦(19)处于张紧状态,此时整体吊弦(19)受到坠坨缓冲装置(13)中坠坨(17)的拉力作用;当电机(7)带动上移动板(6)、整体吊弦(19)、坠坨缓冲装置(13)向下运动并直至整体吊弦(19)处于弯曲状态时,此时整体吊弦(19)发生反复弯曲并不受力作用。通过装置中整体吊弦(19)的张紧与弯曲状态的往复过程模拟实际服役过程中整体吊弦(19)的反复弯曲与振动疲劳过程,进行振动疲劳试验。
以上所述,仅为本发明一种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,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。