CN104697735B - 轨道列车减振器正弦示功机 - Google Patents
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Abstract
一种轨道列车减振器正弦示功机，包括机架、动力箱、曲柄盘和曲柄轴，曲柄盘紧固连接在动力箱的主轴前端部，曲柄轴紧固连接在曲柄盘上，曲柄滑块上开有轴承座孔，轴承座孔与曲柄轴通过轴承副连接，第一正弦发生装置包括第一主滑块、第一主直线滑动副、第一副直线滑动副和第一主导轨座；曲柄滑块的远离轴承座孔处设有第一平台，第一平台通过第一副直线滑动副与第一主滑块连接，第一主滑块通过第一主直线滑动副与第一主导轨座连接，第一副直线滑动副与第一主直线滑动副的运动方向相互垂直布置；第二正弦发生装置与第一正弦发生装置的结构相同，第一主滑块、第二主滑块分别与待测试的轨道列车减振器连接。本发明正弦波激振精度高、制造成本低。
Description
技术领域
本发明涉及轨道列车测试领域，尤其是一种轨道列车减振器性能测试用的示功机(试验台)。
背景技术
轨道列车减振器示功机(也称试验台)技术长期以来没有突破，尤其能产生精确正弦波激振的示功机尚属空白。这个结论主要基于以下事实：
迄今为止，在轨道列车减振器示功机技术领域，国内外发表的科技成果(包括论文和专利)和在役示功机，为了实现正弦波激振无外乎采用两种技术方案：曲柄连杆机构或电液伺服激振系统。
众所周知，曲柄连杆机构产生不了正弦波激振。为了尽可能接近正弦波，业内在示功机设计时的曲杆比要求控制在1:10以下。但即使这样，示功机产生的激振运动波形与正弦波的误差仍然可达5％，这对于现代轨道列车减振器工业部门的产品性能控制是无法容忍的。
电液伺服激振系统，其原理是让液压缸(业内称为作动器)在伺服阀控制下按控制器产生的正弦波信号运动。控制器产生的正弦波信号可以极为精确，但是控制器的控制与驱动性能(涉及硬件与软件技术)、伺服阀的响应精度和速度、泵站的响应精度和速度、油管长度、蓄能器能力、负载波动等等许多环节和因素都影响着液压缸作动的实际正弦波精度。事实上，在役的电液伺服示功机都不敢堂堂正正的公布正弦波激振精度这项最为关键的技术指标，国际国内均如此。
轨道列车减振器在车辆上的布置有垂向和横向两种布置方式，因此其示功机必须能够满足垂向和横向两种方向的正弦波激振试验。相应地，轨道列车减振器示功机形成了两种技术方案：
一种是带有机架回转装置的示功机，这种示功机即能够满足垂向也能够满足横向的正弦波激振试验。机架回转装置比较复杂，设备抗振摆性要求特别高，使得制造成本较高。这种示功机基本都是进口的，早期的是曲柄连杆式示功机，近年进口的一般都是电液伺服式的。
另一种是采用两套独立的激振装置组成一台设备，其中一套装置承担垂直激振，另一套承担横向激振，没有机架回转装置。由于相当于两台设备，其制造成本更高，但是技术难度降低不少。国产示功机基本都采用这种技术方案，并且几乎都采用曲柄连杆机构。
发明内容
为了克服已有轨道列车减振器示功机正弦波激振精度不高和设备制造成本较高的不足，本发明提供一种正弦波激振精度高、制造成本低的轨道列车减振器正弦示功机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种轨道列车减振器正弦示功机，包括机架、动力箱、曲柄盘和曲柄轴，所述曲柄盘紧固连接在所述动力箱的主轴前端部，所述曲柄轴紧固连接在曲柄盘上，所述轨道列车减振器正弦示功机还包括曲柄滑块、第一正弦发生装置和第二正弦发生装置，所述曲柄滑块上开有轴承座孔，所述的轴承座孔与曲柄轴之间通过轴承副连接，所述第一正弦发生装置包括第一主滑块、第一主直线滑动副、第一副直线滑动副和第一主导轨座；所述曲柄滑块的远离轴承座孔处设有第一平台，所述的第一平台通过第一副直线滑动副与第一主滑块连接，所述第一主滑块通过第一主直线滑动副与第一主导轨座连接，所述第一副直线滑动副与所述第一主直线滑动副在运动方向上相互垂直布置；所述第二正弦发生装置包括第二主滑块、第二主直线滑动副、第二副直线滑动副和第二主导轨座，所述曲柄滑块的远离轴承座孔的另一处设有第二平台，所述第二平台通过第二副直线滑动副与第二主滑块连接，所述第二主滑块通过第二主直线滑动副与第二主导轨座连接，所述第二副直线滑动副与所述第二主直线滑动副在运动方向上相互垂直布置；
所述第一主滑块、第二主滑块分别与待测试的轨道列车减振器连接。
所述曲柄滑块的轴承座孔与曲柄轴之间通过轴承副连接，该处的轴承副可以是滚动轴承副，也可以是滑动轴承副。
进一步，所述第一主直线滑动副包括第一主导轨滑块和第一主导轨，第一副直线滑动副包括第一副导轨和第一副导轨滑块，所述的第一平台与第一副导轨滑块紧固连接，所述第一副导轨滑块可滑动套装在所述第一副导轨上，所述第一副导轨与第一主滑块紧固连接，所述第一主滑块与所述第一主导轨滑块紧固连接，所述第一主导轨滑块可滑动套装在第一主导轨上，所述第一主导轨紧固连接在第一主导轨座上，所述第一副导轨与所述第一主导轨相互垂直布置。该方式属于优选的一个实现方式，其中第一主直线滑动副中的第一主导轨滑块和第一主导轨可以互换，第一副直线滑动副中的第一副导轨和第一副导轨滑块也可以互换。并且，所述第一主导轨座可以紧固连接在动力箱上，也可以连接在机架上。
所述第二主直线滑动副包括第二主导轨滑块和第二主导轨，第二副直线滑动副包括第二副导轨和第二副导轨滑块，所述的第二平台与第二副导轨滑块紧固连接，所述第二副导轨滑块可滑动套装在所述第二副导轨上，所述第二副导轨与第二主滑块紧固连接，所述第二主滑块与所述第二主导轨滑块紧固连接，所述第二主导轨滑块可滑动套装在第二主导轨上，所述第二主导轨紧固连接在第二主导轨座上，所述第二副导轨与所述第二主导轨相互垂直布置。该方式属于优选的一个实现方式，其中第二主直线滑动副中的第二主导轨滑块和第二主导轨可以互换，第二副直线滑动副中的第二副导轨和第二副导轨滑块也可以互换。并且，所述第二主导轨座可以紧固连接在动力箱上，也可以连接在机架上。
本发明的直线滑动副包括直线滚动导轨部件、直线滚动导柱部件、直线滑动导轨部件、直线滑动导柱部件、活塞与缸筒滑动副等。
进一步，所述第一主导轨布置方向为垂向，第二主导轨布置方向为横向。该方式为优选的方案，第一主导轨与第二主导轨之间的布置方向相互垂直，当然，根据测试的需要，第一主导轨与第二主导轨之间的布置方向也可以不垂直，例如呈85°夹角等。
再进一步，所述轨道列车减振器正弦示功机还包括下夹具、上夹具、内夹具和外夹具，所述下夹具与第一主滑块紧固连接，所述上夹具与第一力传感器紧固连接，所述第一力传感器与第一支架紧固连接；所述内夹具与第二主滑块紧固连接，所述外夹具与第二力传感器紧固连接，所述第二力传感器与第二支架紧固连接；所述下夹具和上夹具之间、所述内夹具和外夹具之间为所述待测试的轨道列车减振器的安装工位。该方式为待测试的轨道列车减振器安装的一种优选的方式，当然，也可以采用其他方式。
所述第一主导轨座、第二主导轨座与动力箱呈一体，比如是同一个部件。
所述机架包括底座、立柱、第一支架和第二支架，所述立柱安装在底座上，所述第一支架安装在立柱上，所述第二支架安装在底座上。该方式为机架的一种实现方案，当然，根据需要，也可以采用其他结构形式。
所述第一支架可上下移动地安装在立柱上。
所述第二支架可左右移动地安装在底座上。
所述动力箱上安装有主轴、传动装置和电动机，所述主轴与传动装置连接，所述传动装置与电动机连接。该方式为电动机驱动的一种实现方式，也可以采用其他动力方式。
本发明的有益效果主要表现在：由一台电动机同时拖动垂向和横向布置的两套正弦机构作激振运动，因此该示功机垂向和横向不仅均可产生精确正弦波激振，并且制造成本较现有技术的同类设备低；由于减振器阻尼力特性和两个激振运动方向相互垂直的巧合，使得该示功机同时作两个方向激振试验所需的电动机功率并不需要成倍增加，而仅需要略大于作一个方向激振试验所需的功率，因此有效提高了电能利用率，还能降低对电网系统的波动冲击。
附图说明
图1是轨道列车减振器正弦示功机实施例的结构示意图。
图2是正弦发生装置实施例的结构示意图。
图3是曲柄滑块实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1～图3，一种轨道列车减振器正弦示功机，包括机架、动力箱5、曲柄盘6和曲柄轴7，所述曲柄盘6紧固连接在所述动力箱5的主轴前端部，所述曲柄轴7紧固连接在曲柄盘6上，并且曲柄轴7轴心可相对于曲柄盘中心偏置后紧固，所述轨道列车减振器正弦示功机还包括曲柄滑块20、第一正弦发生装置和第二正弦发生装置，所述曲柄滑块20上开有轴承座孔，所述的轴承座孔与曲柄轴7之间通过轴承副连接，所述第一正弦发生装置包括第一主滑块8、第一主直线滑动副、第一副直线滑动副和第一主导轨座11；所述曲柄滑块20的远离轴承座孔处设有第一平台21，所述的第一平台通过第一副直线滑动副与第一主滑块8连接，所述第一主滑块8通过第一主直线滑动副与第一主导轨座11连接，所述第一副直线滑动副与所述第一主直线滑动副在运动方向上相互垂直布置；所述第二正弦发生装置包括第二主滑块14、第二主直线滑动副、第二副直线滑动副和第二主导轨座17，所述曲柄滑块20的远离轴承座孔的另一处设有第二平台22，所述第二平台通过第二副直线滑动副与第二主滑块14连接，所述第二主滑块14通过第二主直线滑动副与第二主导轨座17连接，所述第二副直线滑动副与所述第二主直线滑动副在运动方向上相互垂直布置；
所述第一主滑块8、第二主滑块14分别与待测试的轨道列车减振器连接。
所述曲柄滑块的轴承座孔与曲柄轴之间通过轴承副连接，该处的轴承副可以是滚动轴承副，也可以是滑动轴承副。
进一步，所述第一主直线滑动副包括第一主导轨滑块10和第一主导轨9，第一副直线滑动副包括第一副导轨12和第一副导轨滑块13，所述的第一平台21与第一副导轨滑块紧固连接，所述第一副导轨滑块可滑动套装在所述第一副导轨上，所述第一副导轨与第一主滑块紧固连接，所述第一主滑块与所述第一主导轨滑块紧固连接，所述第一主导轨滑块可滑动套装在第一主导轨上，所述第一主导轨紧固连接在所述动力箱5上，所述第一副导轨与所述第一主导轨相互垂直布置。该方式属于优选的一个实现方式，其中第一主直线滑动副中的第一主导轨滑块和第一主导轨可以互换，第一副直线滑动副中的第一副导轨和第一副导轨滑块也可以互换。
所述第二主直线滑动副包括第二主导轨滑块16和第二主导轨15，第二副直线滑动副包括第二副导轨18和第二副导轨滑19块，所述的第二平台22与第二副导轨滑块紧固连接，所述第二副导轨滑块可滑动套装在所述第二副导轨上，所述第二副导轨与第二主滑块紧固连接，所述第二主滑块与所述第二主导轨滑块紧固连接，所述第二主导轨滑块可滑动套装在第二主导轨上，所述第二主导轨紧固连接在所述动力箱5上，所述第二副导轨与所述第二主导轨相互垂直布置。该方式属于优选的一个实现方式，其中第二主直线滑动副中的第二主导轨滑块和第二主导轨可以互换，第二副直线滑动副中的第二副导轨和第二副导轨滑块也可以互换。
所述直线滑动副是一种在市场上可以买到的直线滚动导轨部件。直线滑动副包括直线滚动导轨部件、直线滚动导柱部件、直线滑动导轨部件、直线滑动导柱部件、活塞与缸筒滑动副等。
所述轨道列车减振器正弦示功机还包括下夹具23、上夹具24、内夹具25和外夹具26，所述下夹具与第一主滑块紧固连接，所述上夹具与第一力传感器27紧固连接，所述第一力传感器与第一支架紧固连接；所述内夹具与第二主滑块紧固连接，所述外夹具与第二力传感器28紧固连接，所述第二力传感器与第二支架紧固连接；所述下夹具和上夹具之间、所述内夹具和外夹具之间为所述待测试的轨道列车减振器的安装工位。该方式为待测试的轨道列车减振器安装的一种优选的方式，当然，也可以采用其他方式。
所述第一主导轨座11、第二主导轨座17和动力箱5也可以是分开设置。第一主导轨座11、第二主导轨座17也可以安装在所述机架上。
所述机架包括底座1、立柱2、第一支架3和第二支架4，所述立柱2安装在底座1上，所述第一支架3安装在立柱2上，所述第二支架4安装在底座1上。该方式为机架的一种实现方案，当然，根据需要，也可以采用其他结构形式。
所述第一支架3可上下移动地安装在立柱2上。
所述第二支架4可左右移动地安装在底座1上。
所述动力箱5上安装有主轴、传动装置和电动机，所述主轴与传动装置连接，所述传动装置与电动机连接。该方式为动力及传动的一种实现方式，也可以采用其他动力及传动方式。
本实施例的轨道列车减振器正弦示功机的工作过程为：
将需要做垂向测试的减振器的两端分别与所述的下夹具和上夹具紧固连接；
将需要做横向测试的减振器的两端分别与所述的内夹具和外夹具紧固连接；
启动所述的电动机，通过所述的传动装置和主轴带动曲柄盘作匀速转动；
所述的曲柄盘上的偏心曲柄轴通过轴承带动曲柄滑块作平动；
所述的曲柄滑块通过所述的第一副导轨副带动所述的第一主滑块沿着第一主导轨副方向作具有正弦函数规律的垂向直线往复运动，进而对需要做垂向测试的减振器的一端施加了具有正弦函数规律的激振运动，位于减振器另一端的第一力传感器便可测得该减振器的阻尼力数据；
所述的曲柄滑块通过所述的第二副导轨副带动所述的第二主滑块沿着第二主导轨副方向作具有正弦函数规律的横向直线往复运动，进而对需要做横向测试的减振器的一端施加了具有正弦函数规律的激振运动，位于减振器另一端的第二力传感器便可测得该减振器的阻尼力数据。
Claims (10)
1.一种轨道列车减振器正弦示功机，包括机架、动力箱、曲柄盘和曲柄轴，所述曲柄盘紧固连接在所述动力箱的主轴前端部，所述曲柄轴紧固连接在曲柄盘上，其特征在于：所述轨道列车减振器正弦示功机还包括曲柄滑块、第一正弦发生装置和第二正弦发生装置，所述曲柄滑块上开有轴承座孔，所述的轴承座孔与曲柄轴之间通过轴承副连接，所述第一正弦发生装置包括第一主滑块、第一主直线滑动副、第一副直线滑动副和第一主导轨座；所述曲柄滑块的远离轴承座孔处设有第一平台，所述的第一平台通过第一副直线滑动副与第一主滑块连接，所述第一主滑块通过第一主直线滑动副与第一主导轨座连接，所述第一副直线滑动副与所述第一主直线滑动副在运动方向上相互垂直布置；所述第二正弦发生装置包括第二主滑块、第二主直线滑动副、第二副直线滑动副和第二主导轨座，所述曲柄滑块的远离轴承座孔的另一处设有第二平台，所述第二平台通过第二副直线滑动副与第二主滑块连接，所述第二主滑块通过第二主直线滑动副与第二主导轨座连接，所述第二副直线滑动副与所述第二主直线滑动副在运动方向上相互垂直布置；
所述第一主滑块、第二主滑块分别与待测试的轨道列车减振器连接。
2.如权利要求1所述的轨道列车减振器正弦示功机，其特征在于：所述第一主直线滑动副包括第一主导轨滑块和第一主导轨，第一副直线滑动副包括第一副导轨和第一副导轨滑块，所述的第一平台与第一副导轨滑块紧固连接，所述第一副导轨滑块可滑动套装在所述第一副导轨上，所述第一副导轨与第一主滑块紧固连接，所述第一主滑 块与所述第一主导轨滑块紧固连接，所述第一主导轨滑块可滑动套装在第一主导轨上，所述第一主导轨紧固连接在第一主导轨座上，所述第一副导轨与所述第一主导轨相互垂直布置。
3.如权利要求1或2所述的轨道列车减振器正弦示功机，其特征在于：所述第二主直线滑动副包括第二主导轨滑块和第二主导轨，第二副直线滑动副包括第二副导轨和第二副导轨滑块，所述的第二平台与第二副导轨滑块紧固连接，所述第二副导轨滑块可滑动套装在所述第二副导轨上，所述第二副导轨与第二主滑块紧固连接，所述第二主滑块与所述第二主导轨滑块紧固连接，所述第二主导轨滑块可滑动套装在第二主导轨上，所述第二主导轨紧固连接在第二主导轨座上，所述第二副导轨与所述第二主导轨相互垂直布置。
4.如权利要求1或2所述的轨道列车减振器正弦示功机，其特征在于：所述第一主导轨布置方向为垂向，第二主导轨布置方向为横向。
5.如权利要求1或2所述的轨道列车减振器正弦示功机，其特征在于：所述轨道列车减振器正弦示功机还包括下夹具、上夹具、内夹具和外夹具，所述下夹具与第一主滑块紧固连接，所述上夹具与第一力传感器紧固连接，所述第一力传感器与第一支架紧固连接；所述内夹具与第二主滑块紧固连接，所述外夹具与第二力传感器紧固连接，所述第二力传感器与第二支架紧固连接；所述下夹具和上夹具之间、所述内夹具和外夹具之间为所述待测试的轨道列车减振器的安装工位。
6.如权利要求1或2所述的轨道列车减振器正弦示功机，其特征在于：所述第一主导轨座、第二主导轨座与动力箱呈一体。
7.如权利要求1或2所述的轨道列车减振器正弦示功机，其特征在于：所述机架包括底座、立柱、第一支架和第二支架，所述立柱安装在底座上，所述第一支架安装在立柱上，所述第二支架安装在底座上。
8.如权利要求7所述的轨道列车减振器正弦示功机，其特征在于：所述第一支架可上下移动地安装在立柱上。
9.如权利要求7所述的轨道列车减振器正弦示功机，其特征在于：所述第二支架可左右移动地安装在底座上。
10.如权利要求1或2所述的轨道列车减振器正弦示功机，其特征在于：所述动力箱上安装有主轴、传动装置和电动机，所述主轴与传动装置连接，所述传动装置与电动机连接。
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
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| 减振器测试系统及试验台机构误差分析;蔡颖超等;《轻型汽车技术》;20071231(第1期);第19-22页 * |
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