CN102628742B - 高速机车电机悬吊板弹簧双向仿真疲劳试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高速机车电机悬吊板弹簧双向仿真疲劳试验方法，用于获取电机悬吊板弹簧双向疲劳寿命数据，采用的实验方法包括以下措施：固定电机悬吊板弹簧的平板端，在悬吊板弹簧的耳孔端施加轴向交变载荷与垂直方向的位移；所述轴向载荷为上载荷量与下载荷量区间的拉-拉交变载荷，下载荷＝5-10KN，上载荷为20-35KN；所述垂直方向的载荷为恒定载荷量状态下的交变位移，位移幅度正负2-5mm。施载处的轴向载荷为机车运行时垂直方向，横向为机车运行时的横向。本发明方法完全模拟了电机悬吊板弹簧实际使用状态运行工况，实现了对电机悬吊板弹簧进行仿真疲劳试验。适用于CRH3高速机车转向架电机悬吊板弹簧实物疲劳寿命的评价。
Description
所属技术领域
本发明属于机车设备，尤其是高速机车电机悬吊板弹簧的制备方法技术领域。
背景技术
目前我国高速铁路飞速发展，对于关键的零部件急需开发我国自主知识产权的制造与检测技术。电机悬吊板弹簧是350公里/小时以上高速机车转向架的关键部件。在高速机车运行时，该部件主要经受横向与垂向两个方向的交变载荷与位移。疲劳性能是板弹簧最关键的力学性能。如何模拟实际运行工况，对电机悬吊板弹簧进行疲劳试验，目前国内尚无成熟的技术规范。这种试验方法与试验设备在国外均属于关键核心技术严格进行保密。
发明内容
鉴于现有技术的以上不足，本发明的目的是设计一种高速机车电机吊板弹簧双向仿真疲劳试验方法，本发明方法完全模拟了电机悬吊板弹簧实际使用状态运行工况，实现了对电机悬吊板弹簧进行仿真疲劳试验。克服现有技术的以上缺点。
本发明的目的是通过如下的手段实现的。
高速机车电机悬吊板弹簧双向仿真疲劳试验方法，用于获取电机悬吊板弹簧双向疲劳寿命数据，其特征在于，在悬吊板弹簧的耳孔端施加轴向交变载荷，同时施加横向位移；所述轴向的载荷为上载荷量与下载荷量区间的拉-拉交变载荷，下载荷＝5-10KN，上载荷为20-35KN；所述横向的载荷为交变载荷量，实现横向位移量交变，位移幅度正负2-5mm；施载处的轴向载荷为机车运行时垂直方向，横向为机车运行时的横向。
本发明方法完全模拟了电机悬吊板弹簧实际使用状态运行工况，实现了对电机悬吊板弹簧进行仿真疲劳试验。适用于CRH3高速机车转向架电机悬吊板弹簧实物疲劳性能的评价。
附图说明
图1是本电机悬吊板弹簧的外观图。
图2是图1的俯视图。
图3板弹簧服役状态下受力与位移示意图
图4板弹簧载荷-位移双向疲劳试验原理图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示为电机悬吊板弹簧的结构。电机悬吊板弹簧100具有孔101的平板端102和耳孔端103。试验时将电机悬吊板弹簧的平板端固定在图3所示的平板端夹台上，平板端宽度80mm，厚度20mm。在悬吊板弹簧的耳孔端B处施加轴向和横向两个方向的载荷，如图3所示。图中1为夹板座，2为夹板。所述轴向的载荷为上载荷量与下载荷量区间的拉-拉交变载荷，下载荷＝10KN，上载荷为35KN。所述横向的载荷为恒定载荷量状态下的位移交变，位移幅度正负2-5mm。图3中的轴向是电机悬吊板弹簧安装在机车上的垂直方向.图3中的横向是电机悬吊板弹簧安装在高速机车上的横向.
实际施载荷与位移是通过图4所示原理图予以实现的。图4中，1为夹板座，2为夹板，10为水平油缸，11和14为传感器，12为滚轮(共4个)，13为加力单元框架，15为轴力板，16为连接板，17诶配重丝杆，18为竖向油缸，19为配重块。
先在轴向通过水平油缸施以预加下载荷(下载荷5-10KN为转向架上每件板簧实际悬吊重量)，再施轴向的上载荷(20-35KN)平均载荷由下式确定：
Pm＝(上载荷+下载荷)/2
轴向载荷通过水平油缸实现。在图4的B处传力块和板弹簧耳孔通过销轴形成铰链连接。水平油缸施加轴向载荷时，由于轴向力下载荷始终保持10KN的拉力，保证了滚轮与轴力板紧密接触，水平油缸的交变载荷就通过轴力板、滚轮和传力块作用于板弹簧，使板弹簧在孔B承受轴向交变载荷。轴向拉-拉交变载荷的交变频率＝3-8HZ；
横向位移是通过竖直油缸的活塞杆往复运动实现的。如图4所示，通过连杆GF和传力块FB，将给定位移传递作用于板弹簧，使板弹簧在孔B承受按对称循环规律变化进行横向位移。板弹簧横向位移(图4孔B在竖直方向的位移)并不影响板弹簧轴向施加的载荷。拉压传感器14测出横向载荷代数量值(用正或负表示方向)传入电脑，电脑显示位移量，同时记录时间和次数。垂直方向的载荷位移交变频率＝1-2HZ。
实施例：
结合图1-4说明板弹簧进行仿真疲劳试验的具体实施过程。首先将板弹簧按照图3所示方式安装好。轴向的载荷为上载荷量与下载荷量区间的拉-拉交变载荷，下载荷＝5-10KN，上载荷为20-35KN，载荷与时间按照正弦波方式实现由下载荷到上载荷的交替变化；所述横向的载荷为交变载荷量，实现横向位移量交变，位移幅度正负2-5mm，载荷与时间按照正弦波方式实现由下载荷到上载荷的交替变化；施载处的轴向载荷为机车运行时垂直方向，横向为机车运行时的横向。轴向拉-拉交变载荷的交变频率＝3-8HZ；横向的载荷位移交变频率＝1-2HZ。
根据板弹簧实际工况，设定参数如下：
1.轴向(列车运行时的垂直方向)施加下载荷10KN、上载荷35KN；载荷在10-35KN区间内载荷与时间按照正弦波方式实现由下载荷到上载荷的交替变化。频率设定3HZ。
2.横向施加载荷正负7KN，位移达到正负5mm频率2HZ，位移与时间关系同样按照正弦波方式运行。
将这些数据输入计算机测控系统，启动油源电机，电机将液压油输入到油缸中，推动水平与竖直油缸按规定参数进行运动。按此条件进行1000万次疲劳试验后，板弹簧没有出现断裂情况，此件板弹簧视为合格产品。
Claims (1)
1.高速机车电机悬吊板弹簧双向仿真疲劳试验方法，用于获取电机悬吊板弹簧双向疲劳寿命数据，其特征在于，在悬吊板弹簧的耳孔端施加轴向交变载荷，同时施加横向位移；所述轴向的载荷为上载荷量与下载荷量区间的拉-拉交变载荷，下载荷=5-10KN，上载荷为20-35KN,载荷与时间按照正弦波方式实现由下载荷到上载荷的交替变化；所述横向的载荷为交变载荷量,实现横向位移量交变，位移幅度正负2-5mm,载荷与时间按照正弦波方式实现由下载荷到上载荷的交替变化；施载处的轴向载荷为机车运行时垂直方向，横向为机车运行时的横向；在轴向即机车运行时垂直方向与横向即机车运行时的横向独立施加载荷与位移，所述轴向拉-拉交变载荷的交变频率=3-8HZ；横向的载荷位移交变频率=1-2HZ。
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