CN104634650A

CN104634650A - 一种带磁力对中功能的路基动力响应试验用激振装置

Info

Publication number: CN104634650A
Application number: CN201410734379.9A
Authority: CN
Inventors: 杨浩; 陈新元; 余峰; 张龙博; 湛从昌; 陈善雄; 余飞; 林又红; 但斌斌; 卢艳
Original assignee: Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Current assignee: Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority date: 2014-12-06
Filing date: 2014-12-06
Publication date: 2015-05-20

Abstract

本发明公开一种带磁力对中功能的路基动力响应试验用激振装置，属于路基试验装备领域；该装置包括油源装置、激振装置、磁力对中装置；油源装置通过变频调速，提供流量可调节的压力油源；液压马达带动两组偏心块旋转，使激振器产生竖直方向周期性简谐振动，作为路基动力响应试验激振装置；改变激振频率可模拟不同速度和载荷的车辆通过时对路基的激振作用；在现场激振试验中，用磁力对中装置限制激振装置的水平位置偏移；磁力对中装置是由四个安装有对中导向磁钢条的对中导向边组成的限位框，限位框的对中导向磁钢条与激振装置的激振板四个侧面安装的对中导向磁钢条同极相对，通过磁钢条之间的斥力作用实现激振装置的对中功能。

Description

一种带磁力对中功能的路基动力响应试验用激振装置

技术领域

本发明属于路基试验装备领域，具体涉及一种带磁力对中功能的路基动力响应试验用激振装置。

背景技术

公路、铁路，尤其是高速铁路的勘探选址和竣工验收，都离不开路基动力响应试验，高频重载的激振装置是路基动力响应试验系统的核心设备。路基动力响应试验中常使用激振器，主要通过电机或者液压马达带动一对偏心块周期性回转，对试验路基产生激振力。工程中，通常采用两组偏心块反向旋转产生高频重载垂直激振力的工作方式。回转过程中，两组偏心块产生的水平分力大小相等，方向相反，理论上可不考虑激振器水平偏移。但由于机加工误差，或者使用磨损等原因所致激振器偏心块的对称度变化，被测试路基也存在一定的倾斜度，这些因素导致实际工作中易出现激振器水平偏移现象。路基动力响应试验时，在指定试验区域路基土层中埋设有很多检测传感器，对路基土层的力学特性进行实时检测分析，如果激振器工作过程中累积水平偏移过大，将会导致激振受力区域与传感器测试区域不重合，使测试出现较大误差或失效。工程中必须对激振器水平位置偏移量进行限制。本专利技术设计出一种带磁力对中功能的路基动力响应试验用激振装置主要解决这一工程技术难题。

发明内容

本发明旨在解决路基动力响应激振器的水平位置偏离问题，目的是提供一种简单、有效、可靠的带磁力对中功能的路基动力响应试验用激振装置。

实现上述目的的技术方案是，一种带磁力对中功能的路基动力响应试验用激振装置，包括磁力对中装置101、激振装置201、油源装置301，磁力对中装置101放置在试验路基上，激振装置201放置于磁力对中装置101的限位框中，油源装置301的出油口9和回油口8与激振装置201的进油口5和回油口6分别通过高压软管7连接；

其中磁力对中装置101，是四个对中导向边2组成的一个矩形限位框，每一个对中导向边2正对激振装置201的一侧设有安装槽，槽内安装一块对中导向磁钢条29, 对中导向磁钢条29右侧面安装防碰撞护板30，对中导向边2通过配重质量块1紧压在试验路基上，对中导向磁钢条29竖直方向高度大于激振装置201的激振振幅；

其中激振装置201，包括激振板18，激振板18正对着对中导向边2的四个侧面设有安装槽，槽内均安装有对中导向磁钢条28，激振板18上方安装有箱体3，在箱体3侧板上开两对通孔，贯穿前、后侧板，主动轴23和从动轴19通过通孔安装在箱体3中，主动齿轮22、从动齿轮21分别安装在主动轴23、从动轴19的中间，主动齿轮22和从动齿轮21外啮合，在主动齿轮22两侧分别安装偏心块26和偏心块27，在从动齿轮21两侧分别安装偏心块24和偏心块25，在箱体3的侧板上安装有液压马达4，液压马达4输出轴与主动轴23连接，在液压马达4的进油口、出油口处设有激振装置201的进油口5和回油口6，在箱体3的侧板上，从动轴19的端部，装有动平衡配重块20；

其中油源装置301，吸油过滤器16安装在油箱17的出油口，液压泵11进油口与吸油过滤器16相连，液压泵11的出油口接至油源装置301的出油口9，变频器14控制电机13，电机13驱动液压泵11，液压泵11与出油口9之间的管道上安装有溢流阀15和压力表10，油箱17的进油口接至油源装置301的回油口8，油源装置301安装在可移动推车12上。

所述激振板18为不导磁奥氏体型不锈钢板，激振板18正对着对中导向边2的四个侧面设有安装槽，槽内均安装有对中导向磁钢条28，对中导向磁钢条28与对中导向磁钢条29磁极方向为同极相对，相互间的作用力为斥力。

所述磁力对中装置101中的对中导向边2，正对激振装置201一侧设有安装槽，槽内安装一个对中导向磁钢条29，对中导向磁钢条29右侧面安装防碰撞护板30，对中导向边2的左侧有一平面，用于放置配重质量块1，对中导向边2底部为带波纹槽的防滑面。

所述激振装置201通过变频器14，可调节控制电机13和液压泵11的转速，液压泵11输出液压油的流量可调，从而控制液压马达4转速改变，调节激振装置201的激振频率，可以模拟不同车型运行时对路基的激振效果。

由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：

1、采用本发明中的磁力对中装置限位，对激振器水平位置偏移量进行限制，可以避免激振器工作过程中累积水平偏移过大，导致激振受力区域与传感器测试区域不重合，使测试出现较大误差或失效的问题；

2、通过变频器进行电机调速，方便调节激振频率，可以模拟不同时速、不同轴重的车辆通行时对路基的激振效果；

3、整个激振装置采用分体式设计，方便运输和安装。

因此，本发明结构简单、易于实现，能够解决路基动力响应激振器的位置偏离问题。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图。

图2为本发明的激振装置的结构示意图。

图3为本发明的激振装置的A-A剖结构示意图。

图4为本发明的磁力对中装置局部放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述，并非对其保护范围的限制。

本发明提供的一种带磁力对中功能的路基动力响应试验用激振装置包括磁力对中装置101、激振装置201、油源装置301，磁力对中装置101放置在试验路基上，激振装置201放置于磁力对中装置101限位框中，油源装置301的出油口9和回油口8与激振装置201的进油口5和回油口6分别通过高压软管7连接。

所述磁力对中装置101，如图1、图4所示，利用永磁铁同极性之间的斥力作对中力，具体方法是四个对中导向边2组成的一个矩形限位框，每一个对中导向边2正对激振装置201一侧设有安装槽，槽内安装一块对中导向磁钢条29, 对中导向磁钢条29右侧面安装防碰撞护板30，对中导向边2通过配重质量块1紧压在试验路基上，限位框竖直方向高度大于激振装置201的激振振幅。所述磁力对中装置101包括：

配重质量块1，将对中导向边2紧压在试验路基上，固定限位框位置；

对中导向边2，正对激振装置201一侧设有安装槽，槽内安装一个对中导向磁钢条29，对中导向磁钢条右侧面安装防碰撞护板30，对中导向边2的左侧有一平面，用来放置配重质量块1，对中导向边2底部为带波纹槽的防滑面；

对中导向磁钢条29，为条形永磁铁，材料为钕铁硼强磁铁，牌号为N45，宽度为50mm，长度比对中导向磁钢条28长60mm，高度比对中导向磁钢条28高20mm，对中导向磁钢条29与对中导向磁钢条28极性分布为同极相对，相互间的作用力为斥力；

防碰撞护板30，材料为天然橡胶，安装在对中导向磁钢条29的碰撞面上。

所述激振装置201，如图1、图2、图3所示，通过液压马达带动两轴对称偏心机构做回转运动，产生竖直方向周期性简谐振动，作为路基动力响应试验激振装置。所述激振装置201包括：

激振板18，为不导磁奥氏体型不锈钢板，正对着对中导向边2的四个侧面均设有安装槽，槽内均安装有对中导向磁钢条28；

对中导向磁钢条28，为条形永磁铁，材料选钕铁硼强磁铁，牌号为N45，宽度为50mm，长度和高度略小于激振板18侧面的长度和高度，通过螺钉紧固，安装在激振板18的安装槽内；

箱体3，安装在激振板18上方，固定激振装置201的元件，保护内部装置；

主动轴23，贯穿箱体3的前、后侧板，与液压马达4的输出轴相连；

从动轴19，贯穿箱体3的前、后侧板，与主动轴23一起工作；

液压马达4，安装在箱体3的侧板上，其输出轴与主动轴23连接，在液压马达4的进油口、出油口分别设有激振装置201的进油口5、回油口6；

动平衡配重块20，安装在箱体3的侧板上，从动轴19的端部所在位置，用来平衡激振装置201的配重；

主动齿轮22，安装在主动轴23中间，为驱动轮，与从动齿轮21型号相同；

从动齿轮21，安装在从动轴19中间，与主动齿轮22外啮合；

偏心块24、偏心块25、偏心块26、偏心块27，四块偏心块为型号相同的半圆偏心块，偏心块24、偏心块25安装在从动轴19上，位置在从动齿轮21的两侧，偏心块26、偏心块27安装在主动轴23上，位置在主动齿轮22的两侧。

所述油源装置301，如图1所示，给激振装置201提供压力油，用以驱动激振装置201，各液压元件之间通过液压管连接，一起安装在可移动推车12上，构成移动式液压站，油源装置301主要包括：

可移动推车12，为一个带四个工业脚轮的移动式机架，用来安装液压元件；

油箱17，用来给整个液压系统供油；

吸油过滤器16，固定在油箱17侧面，用来过滤压力油；

变频器14，安装在油源装置301可移动推车12上，控制电机13的转速，调节激振频率；

电机13，用来驱动液压泵11；

液压泵11，安装在可移动推车12上，作液压系统动力装置，与电机13组成泵机组，其进油口接吸油过滤器16的出油口，其出油口接至油源装置301的出油口9；

溢流阀15，用来调定液压系统压力，其进油口接在液压泵11与油源装置301的出油口9之间管道上，其出油口接油箱17；

压力表10，安装在油源装置301的出油口9附近的管道上，用来显示系统压力；

出油口9，为一快速接头，作为油源装置301的出油口，与液压泵11的出油口相通；

回油口8，为一快速接头，作为油源装置301的回油口，与油箱17的回油口相通。

关于磁力对中装置101工作原理的说明。激振板18在中心位置时，水平方向上，两侧对中导向边2上的对中导向磁钢条29对激振板18上的对中导向磁钢条28斥力较小，且合力为0。当激振板18出现水平方向位置偏移时，小间距一侧对中导向磁钢条29对激振板18上的对中导向磁钢条28的斥力迅速增大，大间距一侧的斥力迅速减小，斥力合力指向水平位置偏移的反方向，以此方式来进行对中。在本实施案例中，取4个对中导向边2与激振板18的四个侧面初始间距均为30mm，工程实践中根据传感器的检测区域来确定允许偏离范围，从而确定这个间距的值。在磁力对中装置101的对中力作用下，可限制激振器水平位置偏移量，在限位框的作用下，激振器也不会偏离极限位置。

在路基动力响应试验时，先将激振装置201放置于路基试验地，然后将磁力对中装置101的4个对中导向边2分别对应激振板18的四个侧面，间距30mm放置，放置配重质量块1压紧对中导向边2。然后用高压软管7将油源装置301的出油口9接激振装置201的进油口5，油源装置301的回油口8接激振装置201的回油口6。接通电源，通过变频器14进行调速，调定激振频率，进行激振试验。

3、整个激振装置采用分体式设计，方便运输和安装。

Claims

1.一种带磁力对中功能的路基动力响应试验用激振装置，包括磁力对中装置[101]、激振装置[201]、油源装置[301]，磁力对中装置[101]放置在试验路基上，激振装置[201]放置于磁力对中装置[101]的限位框中，油源装置[301]的出油口[9]和回油口[8]与激振装置[201]的进油口[5]和回油口[6]分别通过高压软管[7]连接；

所述磁力对中装置[101]，是四个对中导向边[2]组成的一个矩形限位框，每一个对中导向边[2]正对激振装置[201]的一侧设有安装槽，槽内安装一块对中导向磁钢条[29], 对中导向磁钢条[29]右侧面安装防碰撞护板[30]，对中导向边[2]通过配重质量块[1]紧压在试验路基上，对中导向磁钢条[29]竖直方向高度大于激振装置[201]的激振振幅；

所述激振装置[201]，包括激振板[18]，激振板[18]正对着对中导向边[2]的四个侧面设有安装槽，槽内均安装有对中导向磁钢条[28]，激振板[18]上方安装有箱体[3]，在箱体[3]侧板上开两对通孔，贯穿前、后侧板，主动轴[23]和从动轴[19]通过通孔安装在箱体[3]中，主动齿轮[22]、从动齿轮[21]分别安装在主动轴[23]、从动轴[19]的中间，主动齿轮[22]和从动齿轮[21]外啮合，在主动齿轮[22]两侧分别安装偏心块[26]和偏心块[27]，在从动齿轮[21]两侧分别安装偏心块[24]和偏心块[25]，在箱体[3]的侧板上安装有液压马达[4]，液压马达[4]输出轴与主动轴[23]连接，在液压马达[4]的进油口、出油口处设有激振装置[201]的进油口[5]和回油口[6]，在箱体[3]的侧板上，从动轴[19]的端部，装有动平衡配重块[20]；

所述油源装置[301]，吸油过滤器[16]安装在油箱[17]的出油口，液压泵[11]进油口与吸油过滤器[16]相连，液压泵[11]的出油口接至油源装置[301]的出油口[9]，变频器[14]控制电机[13]，电机[13]驱动液压泵[11]，液压泵[11]与出油口[9]之间的管道上安装有溢流阀[15]和压力表[10]，油箱[17]的进油口接至油源装置[301]的回油口[8]，油源装置[301]安装在可移动推车[12]上。

2.根据权利要求1所述的一种带磁力对中功能的路基动力响应试验用激振装置，其特征在于激振板[18]为不导磁奥氏体型不锈钢板，激振板[18]正对着对中导向边[2]的四个侧面设有安装槽，槽内均安装有对中导向磁钢条[28]，对中导向磁钢条[28]与对中导向磁钢条[29]磁极方向为同极相对，相互间的作用力为斥力。

3.根据权利要求1所述的一种带磁力对中功能的路基动力响应试验用激振装置，其特征在于磁力对中装置[101]中的对中导向边[2]，正对激振装置[201]一侧设有安装槽，槽内安装一个对中导向磁钢条[29]，对中导向磁钢条[29]右侧面安装防碰撞护板[30]，对中导向边[2]的左侧有一平面，用于放置配重质量块[1]，对中导向边[2]底部为带波纹槽的防滑面。

4.根据权利要求1所述的一种带磁力对中功能的路基动力响应试验用激振装置，其特征在于变频器[14]可调节电机[13]和液压泵[11]的转速，液压泵[11]输出液压油的流量可调，从而控制液压马达[4]转速改变，调节激振装置[201]的激振频率。