CN104793088B - 弓网关系试验台 - Google Patents

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本发明为解决现有试验台无法完全模拟机车真实线路上的弓网关系的技术问题,提供一种轨道车辆试验台。一种弓网关系试验台的龙门架通过螺栓固定安装在地基上,六自由度模拟电网装置和陪试受电弓总成固定安装在龙门架的龙门右侧立柱的两侧;两者的安装位置必须保证升弓时陪试受电弓的滑板能够与高压电线接触;试验车体受电弓运行姿态模拟总成通过六自由度运动平台中的作动器安装在地基上,模拟气流式风机总成固定安装在龙门架的水平横梁上和龙门立柱的顶端;电机传动联接装置通过螺栓固定安装在地基上。本发明可完全复现实际线路运行中接触网的运动姿态,模拟实际线路运行中受电弓的运行状态,使弓网关系的研究更加接近真实情况。

Description

弓网关系试验台
技术领域
[0001] 本发明涉及一种轨道车辆试验台,更具体地说,本发明涉及一种弓网关系试验台。
背景技术
[0002]当前,中国的铁路正处于蓬勃发展时期,随着高速列车的运行速度不断提高,越来 越多的问题亟待解决,弓网关系便是其中之一。高速运行中的受电弓通过与接触线的滑动 接触获取电能并传给电力机车,良好的弓网性能是快速、安全、高效实现铁路运营的重要保 证之一。
[0003]目前,国外有许多国家已建成高速铁路弓网关系试验台。意大利米兰理工大学的 磨耗试验台能够根据不同机车速度、不同受电弓压力、不同的对磨材料等组合方式进行了 大量的基础试验。日本铁道综合技术研宄所有关弓网关系、弓网受流以及弓网磨耗试验共 有5个试验台。其中集电试验装置可以进行受电弓动态性能试验、接触线性能试验和接触网 及零部件性能试验;受电弓综合实验装置可以测试受电弓的跟随性、离线率以及滑板的特 性试验;集电磨耗试验机可用于弓网磨耗试验;集电材磨耗试验机用来做滑板材料的摩擦 试验;高速用集电材磨耗试验机主要是用来在高速下做滑板材料磨耗试验。德国AEG公司的 磨耗试验台对纯铜、铜银合金、铜镁合金、铜锡合金接触线以及碳滑板等接触网重要器材进 行了大量的、系统的试验与研宄。日本的试验台功能较单一,注重基础研宄,即试验绝大部 分是定性试验。欧洲的试验台功能较多,做滑板磨耗试验时的速度高,做弓网关系试验时的 速度低。
[0004]国内中国铁道科学研宄院的弓网关系试验台包括接触线装置和受电弓装置,可以 开展磨耗性试验、弓网间受流试验、受电弓、接触网动态性能试验以及对磨材料间的高速摩 擦机理及影响因素的研究与试验。但是该试验台主盘只有三个自由度,振动台只能沿着垂 直方向振动,无法完全模拟机车真实线路上的弓网关系。
发明内容
[0005] 本发明为解决现有试验台无法完全模拟机车真实线路上的弓网关系的技术问题, 提供了一种弓网关系试验台。
[0006] 为解决上述技术问题,本发明是采用如下技术方案实现的,结合附图说明如下:
[0007] 一种弓网关系试验台,由地基1、龙门架2、六自由度模拟电网装置3、试验车体受电 弓运行姿态模拟总成4、陪试受电弓总成5、模拟气流式风机总成6和电机传动联接装置7组 成,所述龙门架2通过螺栓固定安装在地基1上,所述六自由度模拟电网装置3通过底端的六 自由度运动机构下层斜撑固定支架12固定安装在龙门架2的龙门右侧立柱的两侧;所述陪 试受电弓总成5通过陪试受电弓支撑架18固定安装在龙门架2的龙门右侧立柱的两侧,两者 的安装位置必须保证升弓时陪试受电弓总成5中的陪试受电弓19的滑板能够与六自由度模 拟电网装置3中的高压电线接触;所述试验车体受电弓运行姿态模拟总成4通过底端的六自 由度运动平台中的垂向、纵向和横向作动器安装在地基1上,通过调整六自由度模拟电网装 置3的安装位置保证试验车体受电弓运行姿态模拟总成4中的被试受电弓的滑板能够与六 自由度模拟电网装置3中的高压电线接触;所述模拟气流式风机总成6中的隧道专用对旋轴 流通风机总成22通过螺栓固定安装在龙门架2的水平横梁上,模拟气流式风机总成6中的风 机上端固定方管21通过螺栓固定安装在龙门架2的龙门立柱的顶端,安装位置能保证导流 喷口 20正对试验车体受电弓运行姿态模拟总成4中的被试受电弓运行方向;所述电机传动 联接装置7通过螺栓固定安装在地基1上。
[0008] 所述的六自由度模拟电网装置3由主盘总成8、六自由度运动机构上层框架总成9、 减速齿轮箱总成10、六自由度运动机构作动器总成11、六自由度运动机构下层斜撑固定支 架12、六自由度运动机构下层支座框架总成13和六通道分油器14组成;
[0009] 所述六自由度运动机构下层斜撑固定支架12包括两个结构对称的左、右侧六自由 度运动机构下层斜撑固定支架,所述六自由度运动机构下层支座框架总成13的下端面焊接 安装在六自由度运动机构下层斜撑固定支架I2上端面上,六自由度运动机构下层支座框架 总成13为一个等边三角形框架,所述六自由度运动机构作动器总成11中的6个作动器的底 端分别通过作动器底部球铰支座总成安装在六自由度运动机构下层支座框架总成13的三 个角的上端面上;所述六自由度运动机构上层框架总成9为一个正六边形框架,所述六自由 度运动机构作动器总成11中的6个作动器的顶端分别通过作动器上端球铰支座总成安装在 正六边形的三个角的下端面上,三个角形成一个等边三角形,与六自由度运动机构下层支 座框架总成26的等边三角形错位60°角,所述六自由度运动机构上层框架总成9、六自由度 运动机构作动器总成11和六自由度运动机构下层支座框架总成13组成一个stewart平台, 所述六通道分油器14包括6个出油口和6个进油口,6个出油口分别与6个作动器相连,所述 减速齿轮箱总成10中的减速器上端面通过螺栓与六自由度运动机构上层框架总成9的下端 面固定联接,所述主盘总成8中的轮毂通过键与减速齿轮箱总成1〇中的减速器转轴固定联 接,减速齿轮箱总成10可以带动主盘总成8中的主盘旋转,通过控制六自由度运动机构作动 器总成11中的6个作动器的杆长伸缩量,可以控制主盘总成8的运动姿态,从而模拟实际线 路运行中接触网的姿态。
[0010] 所述的试验车体受电弓运行姿态模拟总成4由试验车体半车质量模拟装置15、1# 六自由度运动平台16和2#六自由度运动平台17组成;试验车体受电弓运行姿态模拟总成4 中的转向架通过底端的轮对卡具固定安装在1#六自由度运动平台16和2#六自由度运动平 台17的运动平台上表面;所述1#六自由度运动平台16和2#六自由度运动平台17或由能够直 接将轨道对车体的激励作用在轮轨上的其他具有相同功能的试验台代替;试验车体受电弓 运行姿态模拟总成4顶端的被试受电弓在升弓状态下和六自由度模拟电网装置3中的高压 电线接触,将实际线路运行采集到的轨道谱作为指令输入到1#六自由度运动平台16和2#六 自由度运动平台17中的14个作动器中,1#六自由度运动平台I6和2#六自由度运动平台I7模 拟车体在实际线路运行时的线路情况,从而完全复现实际线路运行中受电弓的运行姿态。
[0011] 所述的陪试受电弓总成5由陪试受电弓支撑架18和陪试受电弓19组成;
[0012] 所述陪试受电弓19通过底端的3个受电弓支承绝缘子与陪试受电弓支撑架18上端 面相连,陪试受电弓支撑架18和六自由度模拟电网装置3的安装位置必须保证升弓时陪试 受电弓19的滑板能够与六自由度模拟电网装置3中的高压电线接触。
[0013] 所述陪试受电弓支撑架18为方管焊接件,陪试受电弓支撑架18上部分为由双排方 管组成的L型结构,包括2个横向长方管、2个纵向长方管、4个横向短方管和4个纵向短方管 组成,4个长方管组成两个L型,8个短方管将2个L连接在一起,8个短方管的两端均焊接在长 方管的内侧端面上;陪试受电弓支撑架18的中间部分结构与上部分相似,两者通过6个垂向 方管焊接在一起,左侧的两个垂向方管最长,每个方管内侧均焊接有四个均布的钢板,钢板 上钻有螺纹孔,通过螺栓将陪试受电弓支撑架18固定安装在龙门架2的龙门右侧立柱的两 侦L陪试受电弓支撑架18的中间部分结构与上部分结构不同的是2个纵向长方管端面为斜 切口,该端面与位于L型连接处的2个垂向方管的侧面焊接在一起,该纵向长方管的另一端 面分别通过2个短的垂向槽钢与上层的2个纵向长方管焊接在一起,左侧的两个垂向方管底 端分别通过两个斜向槽钢与中间的两个垂向槽钢焊接在一起。
[0014] 所述的模拟气流式风机总成6由导流喷口 20、风机上端固定方管21和隧道专用对 旋轴流通风机总成22组成;所述隧道专用对旋轴流通风机总成22通过螺栓固定安装在龙门 架2的水平横梁上,安装位置能保证导流喷口 20正对试验车体受电弓运行姿态模拟总成4中 的被试受电弓运行方向,从而模拟实际线路运行时的空气气流对受电弓的影响,导流喷口 20底端的弯管端面与隧道专用对旋轴流通风机总成22中的隧道风机出风口法兰28的上端 面焊接固定,风机上端固定方管21通过2个垂向方管与导流喷口 20两侧伸出的钢板焊接固 定。
[0015] 所述的导流喷口 20前端为一个扁平带栅格的长槽形结构,两侧焊接有2个对称的 矩形钢板,用以焊接风机上端固定方管21,导流喷口 20后端为一个弯管接头,与隧道风机出 风口法兰28的上端面焊接固定,导流喷口 20中间为一个扁平喇叭状的空心管,用以连接导 流喷口 20前端的喷口和后端的弯管;
[0016] 所述的风机上端固定方管21的底端为2个横向长方管,2个横向长方管两端的底面 各焊接有一块矩形钢板,矩形钢板通过螺栓将风机上端固定方管21固定在龙门架2的龙门 立柱的顶端,2个横向长方管的中间侧面焊接有一个纵向短方管,将2个横向长方管连接在 一起,1个横向长方管的上端面焊接有两个对称的垂向方管,垂向方管的顶端焊接有矩形钢 板,该矩形钢板焊接在导流喷口 20两侧的矩形钢板上,2个垂向方管的侧面各焊接有一个斜 拉方管,该斜拉方管的另一端与另一个横向长方管焊接,可以增加垂向方管的强度。
[0017] 所述电机传动联接装置7中的1#电机总成38通过四象限逆变器和两象限整流器与 厂房内的380V交流电相连,2#电机总成40通过四象限逆变器和四象限整流器与陪试受电弓 总成5中的陪试受电弓19相连,陪试受电弓19与六自由度模拟电网装置3中的高压电线接 触,高压电线另一端与试验车体受电弓运行姿态模拟总成4中的受电弓接触,试验车体受电 弓运行姿态模拟总成4中的被试受电弓再通过两象限整流器和四象限逆变器与1#电机总成 38相连,形成1个闭合回路。
[0018] 所述的弓网关系试验台从厂房:380V、580A交流电取电,经过启动与辅助补偿变压 器变成l5〇OV、250A的交流电后,经过两象限整流器整为直流,再经四象限逆变器变为交流 电后驱动1#电机总成38工作,1#电机总成38作为驱动电机带动2#电机总成40运动,再经过 四象限逆变器将交流电整为直流后经过四象限整流器又将直流电变为1770V的交流电,再 经过变压器变为550V,1000A的交流电经真空断路器后通到陪试受电弓19上,陪试受电弓19 与高压电线接触,高压电线另一端与被试受电弓接触,被试受电弓通过真空断路器、变压器 后变为1770V的交流电,再经过两象限整流器整为直流后,经过四象限逆变器变为交流通到 W电机总成3S,这样就可以形成一个闭环系统,系统正常运转后所消耗的电能由启动与辅 助补偿变压器提供。
[0019] 与现有技术相比本发明的有益效果是:
[0020] L本发明所述的弓网关系试验台可以模拟电网的六个自由度,并且可以模拟机车 实际线路运行时所受到的气流,可以完全复现实际线路运行中接触网的运动姿态。
[0021] 2•本发明所述的弓网关系试验台可以通过半车模拟装置模拟整车的质量分布,在 双六自由度运动平台上输入轨道谱之后,便可以模拟实际线路运行中机车的运动状态,从 而模拟实际线路运行中受电弓的运行状态。
[0022] 3 •本发明所述的弓网关系试验台可以完全模拟机车真实线路上的弓网关系,使弓 网关系的研究更加接近真实情况。
附图说明
[0023]下面结合附图对本发明作进一步的说明:
[0024] 图1为本发明所述的弓网关系试验台整体结构的轴测投影图;
[0025] 图2为本发明所述的弓网关系试验台中的六自由度模拟电网装置的轴测投影图;
[0026] 图3为本发明所述的弓网关系试验台中的试验车体受电弓运行姿态模拟总成的轴 测投影图;
[0027]图4为本发明所述的弓网关系试验台中的陪试受电弓总成的轴测投影图;
[0028]图5为本发明所述的弓网关系试验台中的受电弓支撑架的轴测投影图;
[0029]图6为本发明所述的弓网关系试验台中的模拟气流式风机总成的轴测投影图; [0030]图7为本发明所述的弓网关系试验台中的导流喷口的轴测投影图;
[0031]图8为本发明所述的弓网关系试验台中的风机上端固定方管的轴测投影图;
[0032]图9为本发明所述的弓网关系试验台中的SFD型隧道对旋轴流通风机的轴测投影 图;
[0033]图10为本发明所述的弓网关系试验台中的电机传动联接装置的轴测投影图;
[0034]图11为本发明所述的弓网关系试验台中的模拟弓网接触传输电流的电力闭环加 载试验电路图。
[0035]图中:1 •地基,2•龙门架,3•六自由度模拟电网装置,4•试验车体受电弓运行姿态 模拟总成,5 •陪试受电弓总成,6 •模拟气流式风机总成,7 •电机传动联接装置,8.主盘总成, 9 •六自由度运动机构上层框架总成,10.减速齿轮箱总成,11.六自由度运动机构作动器总 成,12•六自由度运动机构下层斜撑固定支架,13•六自由度运动机构下层支座框架总成, 14.六通道分油器,15 •试验车体半车质量模拟装置,16 • 1#六自由度运动平台,17 • 2#六自由 度运动平台,18 •陪试受电弓支撑架,19 •陪试受电弓,20 •导流喷口,21 •风机上端固定方管, 22隧道专用对旋轴流通风机总成,23 •隧道风机入口导流罩,24 •隧道风机入口消声器导流 罩,25.隧道风机入口风机组,26 •隧道风机单风机组,27 •隧道风机出风口消声器导流罩, 28 •隧道风机出风口法兰,29 • 1#固定方管,30 • 2#固定方管,31 • 1#橡胶减震器,32 • 2#橡胶减 震器,33 • 1#接线盒,M • 3#橡胶减震器,35 • 2#接线盒,36 • 4#橡胶减震器,37 • 1#驱动电机固 定工装卡具,38 • 1#电机总成,39 •扭矩传递装置总成,40 • 2#电机总成,41 • 2#驱动电机固定 工装卡具,42. T型槽平台。
具体实施方式
[0036]下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细的描述:
[0037]本发明所述的弓网关系试验台可以模拟电网的六个自由度、模拟机车实际线路运 行时所受到的气流、模拟整车的质量分布,从而可以完全模拟机车真实线路上的弓网关系。 [0038] 参阅图1,所述的弓网关系试验台主要由地基1、龙门架2、六自由度模拟电网装置 3、试验车体受电弓运行姿态模拟总成4、陪试受电弓总成5、模拟气流式风机总成6和电机传 动联接装置7组成。
[0039]所述的龙门架2通过螺栓固定安装在地基1上,为试验台加载机构、定位夹紧机构 提供反力支撑。六自由度模拟电网装置3通过底端的六自由度运动机构下层斜撑固定支架 12固定安装在龙门架2的龙门右侧立柱的两侧,陪试受电弓总成5通过陪试受电弓支撑架18 固定安装在龙门架2的龙门右侧立柱的两侧,两者的安装位置必须保证升弓时陪试受电弓 总成5中的陪试受电弓19的滑板能够与六自由度模拟电网装置3中的高压电线接触。试验车 体受电弓运行姿态模拟总成4通过底端的1#六自由度运动平台16和2#六自由度运动平台17 中的8个垂向作动器、4个纵向作动器和2个横向作动器安装在地基1上,通过调整六自由度 模拟电网装置3的安装位置保证试验车体受电弓运行姿态模拟总成4中的被试受电弓的滑 板能够与六自由度模拟电网装置3中的高压电线接触。模拟气流式风机总成6中的隧道专用 对旋轴流通风机总成22通过螺栓固定安装在龙门架2的水平横梁上,模拟气流式风机总成6 中的风机上端固定方管21通过螺栓固定安装在龙门架2的龙门立柱的顶端。安装位置能保 证导流喷口 20正对试验车体受电弓运行姿态模拟总成4中的被试受电弓运行方向,从而模 拟实际线路运行时的空气气流对受电弓的影响。电机传动联接装置7通过螺栓固定安装在 地基1上,电机传动联接装置7中的1#电机总成38通过四象限逆变器和两象限整流器与厂房 内的3S0V交流电相连,2#电机总成40通过四象限逆变器和四象限整流器与陪试受电弓总成 5中的陪试受电弓19相连,陪试受电弓19与六自由度模拟电网装置3中的高压电线接触,高 压电线另一端与试验车体受电弓运行姿态模拟总成4中的受电弓接触,试验车体受电弓运 行姿态模拟总成4中的被试受电弓再通过两象限整流器和四象限逆变器与1#电机总成38相 连,形成1个闭合回路,实现了功率流的闭环。
[0040] 参阅图2,所述的六自由度模拟电网装置3主要由主盘总成8、六自由度运动机构上 层框架总成9、减速齿轮箱总成10、六自由度运动机构作动器总成11、六自由度运动机构下 层斜撑固定支架12、六自由度运动机构下层支座框架总成13和六通道分油器14组成。
[0041]所述的六自由度模拟电网装置3通过底端的六自由度运动机构下层斜撑固定支架 I2固定安装在龙门架2的龙门右侧立柱的两侧,六自由度运动机构下层斜撑固定支架12包 括两个结构对称的左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架和右侧六自由度运动机构下 层斜撑固定支架。六自由度运动机构下层支座框架总成13的下端面焊接安装在六自由度运 动机构下层斜撑固定支架12上端面上,六自由度运动机构下层支座框架总成13为一个等边 三角形框架,六自由度运动机构作动器总成11中的6个作动器的底端分别通过作动器底部 球铰支座总成安装在六自由度运动机构下层支座框架总成13的三个角的上端面上。六自由 度运动机构上层框架总成9为一个正六边形框架,六自由度运动机构作动器总成11中的6个 作动器的顶端分别通过作动器上端球铰支座总成安装在正六边形的三个角的下端面上,三 个角形成一个等边三角形,与六自由度运动机构下层支座框架总成26的等边三角形错位 60。角。六自由度运动机构上层框架总成9、六自由度运动机构作动器总成11和六自由度运 动机构下层支座框架总成13组成一fstewart平台。六通道分油器14包括6个出油口和6个 进油口,6个出油口分别与6个作动器相连,给6个作动器供油。减速齿轮箱总成10中的减速 器上端面通过螺栓与六自由度运动机构上层框架总成9的下端面固定联接。主盘总成8中的 轮毂通过键与减速齿轮箱总成1〇中的减速器转轴固定联接,减速齿轮箱总成10可以带动主 盘总成8中的主盘旋转。通过控制六自由度运动机构作动器总成11中的6个作动器的杆长伸 缩量,可以控制主盘总成8的运动姿态,从而模拟实际线路运行中接触网的姿态。
[0042] 参阅图3,所述的试验车体受电弓运行姿态模拟总成4由试验车体半车质量模拟装 置15、1#六自由度运动平台16和2#六自由度运动平台17组成,其中1#六自由度运动平台16 和2#六自由度运动平台17结构对称。
[0043] 1#六自由度运动平台16和2#六自由度运动平台17通过8个垂向作动器联接座、4个 纵向作动器联接座和2个横向作动器联接座固定安装在地基上,试验车体受电弓运行姿态 模拟总成4中的转向架通过底端的轮对卡具固定安装在1#六自由度运动平台16和2#六自由 度运动平台17的运动平台上表面。1#六自由度运动平台16和2#六自由度运动平台17也可由 能够直接将轨道对车体的激励作用在轮轨上的其他具有相同功能的试验台代替。试验车体 受电弓运行姿态模拟总成4顶端的被试受电弓在升弓状态下可以和六自由度模拟电网装置 3中的高压电线接触。将实际线路运行采集到的轨道谱作为指令输入到1#六自由度运动平 台16和2#六自由度运动平台17中的14个作动器中,1#六自由度运动平台16和2#六自由度运 动平台17就可以模拟车体在实际线路运行时的线路情况,从而可以完全复现实际线路运行 中受电弓的运行姿态。
[0044] 参阅图4和图5,所述的陪试受电弓总成5由陪试受电弓支撑架18和陪试受电弓19 组成。陪试受电弓支撑架18固定安装在龙门架2的龙门右侧立柱的两侧,陪试受电弓19通过 底端的3个受电弓支承绝缘子与陪试受电弓支撑架18上端面相连。陪试受电弓支撑架18和 六自由度模拟电网装置3的安装位置必须保证升弓时陪试受电弓19的滑板能够与六自由度 模拟电网装置3中的高压电线接触。
[0045]陪试受电弓支撑架18为方管焊接件,陪试受电弓支撑架18上部分为由双排方管组 成的L型结构,包括2个横向长方管、2个纵向长方管、4个横向短方管和4个纵向短方管组成, 4个长方管组成两个L型,8个短方管将2个L连接在一起,8个短方管的两端均焊接在长方管 的内侧端面上。陪试受电弓支撑架18的中间部分结构与上部分相似,两者通过6个垂向方管 焊接在一起。左侧的两个垂向方管最长,每个方管内侧均焊接有四个均布的钢板,钢板上钻 有螺纹孔,通过螺栓将陪试受电弓支撑架18固定安装在龙门架2的龙门右侧立柱的两侧。陪 试受电弓支撑架18的中间部分结构与上部分结构不同的是2个纵向长方管端面为斜切口, 该端面与位于L型连接处的2个垂向方管的侧面焊接在一起,该纵向长方管的另一端面分别 通过2个短的垂向槽钢与上层的2个纵向长方管焊接在一起。左侧的两个垂向方管底端分别 通过两个斜向槽钢与中间的两个垂向槽钢焊接在一起。
[0046] 参阅图6至图9,模拟气流式风机总成6由导流喷口 20、风机上端固定方管21和隧道 专用对旋轴流通风机总成22组成。隧道专用对旋轴流通风机总成22通过螺栓固定安装在龙 门架2的水平横梁上,安装位置能保证导流喷口20正对试验车体受电弓运行姿态模拟总成4 中的被试受电弓运行方向,从而模拟实际线路运行时的空气气流对受电弓的影响。导流喷 口 20底端的弯管端面与隧道专用对旋轴流通风机总成2 2中的隧道风机出风口法兰28的上 端面焊接固定。风机上端固定方管21通过2个垂向方管与导流喷口 20两侧伸出的钢板焊接 固定。
[0047] 导流喷口 20前端为一个扁平带栅格的长槽形结构,两侧焊接有2个对称的矩形钢 板,用以焊接风机上端固定方管21。导流喷口 20后端为一个弯管接头,与隧道风机出风口法 兰28的上端面焊接固定。导流喷口 20中间为一个扁平喇叭状的空心管。用以连接导流喷口 20前端的喷口和后端的弯管。
[0048] 风机上端固定方管21的底端为2个横向长方管,2个横向长方管两端的底面各焊接 有一块矩形钢板,矩形钢板通过螺栓将风机上端固定方管21固定在龙门架2的龙门立柱的 顶端。2个横向长方管的中间侧面焊接有一个纵向短方管,将2个横向长方管连接在一起。1 个横向长方管的上端面焊接有两个对称的垂向方管,垂向方管的顶端焊接有矩形钢板,该 矩形钢板焊接在导流喷口 20两侧的矩形钢板上。2个垂向方管的侧面各焊接有一个斜拉方 管,该斜拉方管的另一端与另一个横向长方管焊接,可以增加垂向方管的强度。
[0049] 隧道专用对旋轴流通风机总成22由隧道风机入口导流罩23、隧道风机入口消声器 导流罩24、隧道风机入口风机组25、隧道风机单风机组26、隧道风机出风口消声器导流罩 27、隧道风机出风口法兰28、1#固定方管29、2#固定方管30、1#橡胶减震器31、2#橡胶减震器 32、1#接线盒33、3#橡胶减震器34、2#接线盒35和4#橡胶减震器36组成。其中1#固定方管29 和2#固定方管30结构相同,1#橡胶减震器31、2#橡胶减震器32、3#橡胶减震器34和蚀橡胶减 震器36结构相同,1#接线盒33和2#接线盒35结构相同。隧道专用对旋轴流通风机总成22为 外购件,型号为SFD-I_No5.6。
[0050] 隧道风机入口导流罩23右侧的法兰盘与隧道风机入口消声器导流罩24左侧的法 兰盘通过螺栓固定连接,隧道风机入口消声器导流罩24右侧的法兰盘与隧道风机入口风机 组25左侧的法兰盘通过螺栓固定连接,隧道风机入口风机组25右侧的法兰盘与隧道风机单 风机组26左侧的法兰盘通过螺栓固定连接,隧道风机单风机组26右侧的法兰盘与隧道风机 出风口消声器导流罩27左侧的法兰盘通过螺栓固定连接,隧道风机出风口消声器导流罩27 右侧的法兰盘与隧道风机出风口法兰28左侧的法兰盘通过螺栓固定连接。1#橡胶减震器31 下端通过螺栓与2#固定方管30相连,上端通过螺栓与隧道风机入口消声器导流罩24相连。 2#橡胶减震器32下端通过螺栓与2#固定方管3〇相连,上端通过螺栓与隧道风机入口风机组 25相连。3#橡胶减震器34下端通过螺栓与2#固定方管3〇相连,上端通过螺栓与隧道风机单 风机组26相连。4#橡胶减震器36下端通过螺栓与2#固定方管30相连,上端通过螺栓与隧道 风机出风口消声器导流罩27相连。1#固定方管29与2#固定方管30结构相同,1#固定方管29 上也连接有4个橡胶减震器,安装位置与1#橡胶减震器31、2#橡胶减震器32、橡胶减震器 34、4#橡胶减震器36对称。1#接线盒33焊接在隧道风机入口风机组25的圆柱侧面上,2#接线 盒35焊接在隧道风机单风机组26的圆柱侧面上。
[0051] 参阅图10,电机传动联接装置7由1#驱动电机固定工装卡具37、1#电机总成3S、扭 矩传递装置总成39、2#电机总成40、2#驱动电机固定工装卡具41和T型槽平台42组成。其中 1#驱动电机固定工装卡具37和2#驱动电机固定工装卡具41结构相同,1#电机总成38和2#电 机总成40结构相同。
[0052] T型槽平台42通过螺栓安装在地基1上,1#驱动电机固定工装卡具37、扭矩传递装 置总成39和2#驱动电机固定工装卡具41通过T型螺栓安装在T型槽平台42的上端面上。1#电 机总成38中的弹性支座通过螺栓与1#驱动电机固定工装卡具37中的联接吊耳板固定连接。 扭矩传递装置总成39通过键槽与1#电机总成38和2#电机总成40转动连接。2#电机总成40中 的弹性支座通过螺栓与2#驱动电机固定工装卡具41中的联接吊耳板固定连接。
[0053] 参阅图11,弓网关系试验台从厂房380V、580A交流电取电,经过启动与辅助补偿变 压器变成1500V、250A的交流电后,经过两象限整流器整为直流,再经四象限逆变器变为交 流电后驱动1#电机总成38工作,1#电机总成38作为驱动电机带动2#电机总成40运动,再经 过四象限逆变器将交流电整为直流后经过四象限整流器又将直流电变为1770V的交流电, 再经过变压器变为550V,1000A的交流电经真空断路器后通到陪试受电弓19上,550V,1000A 的高压电为能够模拟实际线路运行时速为380km/h时的接触网通过的高压电,陪试受电弓 19与高压电线接触,高压电线另一端与被试受电弓接触,被试受电弓通过真空断路器、变压 器后变为1770V的交流电,再经过两象限整流器整为直流后,经过四象限逆变器变为交流通 到1#电机总成38,这样就可以形成一个闭环系统,系统正常运转后所消耗的电能由启动与 辅助补偿变压器提供。
[0054]弓网关系试验台的工作原理:
[0055] 将实际线路运行采集到的轨道谱作为指令输入到1#六自由度运动平台16和2#六 自由度运动平台17中的14个作动器中,1#六自由度运动平台16和2#六自由度运动平台17就 可以模拟车体在实际线路运行时的线路情况,从而可以完全复现实际线路运行中受电弓的 运行姿态。六自由度模拟电网装置3中的主盘总成8在电机驱动下绕减速器转轴旋转,六通 道分油器14给六自由度运动机构作动器总成11中的6个作动器供油,6个作动器运动可以带 动主盘总成8运动,主盘总成8可以模拟接触网的六个自由度。主盘总成8不仅可以绕减速器 转轴旋转,还可以实现六个自由度的运动,因此可以复现实际线路运行中接触网的运行姿 态。模拟气流式风机总成6中的导流喷口20向试验车体受电弓运行姿态模拟总成4中的被试 受电弓提供实际线路运行时受电弓所受的气流。闭合室内380V高压电和1#电机总成38之间 的启动开关后,整个电路系统开始运转,六自由度模拟电网装置3中的高压电线持续流过 550V,1000A的高压电,可以提供能够模拟实际线路运行时速为380km/h时的接触网通过的 高压电。因此弓网关系试验台可以模拟实际线路运行时的弓网关系。

Claims (9)

1. 一种弓网关系试验台,由地基⑴、龙门架⑵、六自由度模拟电网装置(3)、试验车体 受电弓运行姿态模拟总成(4)、陪试受电弓总成⑸、模拟气流式风机总成⑹和电机传动联 接装置(7)组成,其特征在于: 所述龙门架(2)通过螺栓固定安装在地基(1)上,所述六自由度模拟电网装置(3)通过 底端的六自由度运动机构下层斜撑固定支架(12)固定安装在龙门架(2)的龙门右侧立柱的 两侧;所述陪试受电弓总成⑸通过陪试受电弓支撑架as)固定安装在龙门架⑵的龙门右 侧立柱的两侧,两者的安装位置必须保证升弓时陪试受电弓总成(5)中的陪试受电弓(19) 的滑板能够与六自由度模拟电网装置(3)中的高压电线接触;所述试验车体受电弓运行姿 态模拟总成(4)通过底端的六自由度运动平台中的垂向、纵向和横向作动器安装在地基(1) 上,通过调整六自由度模拟电网装置(3)的安装位置保证试验车体受电弓运行姿态模拟总 成⑷中的被试受电弓的滑板能够与六自由度模拟电网装置(3)中的高压电线接触;所述模 拟气流式风机总成(6)中的隧道专用对旋轴流通风机总成(22)通过螺栓固定安装在龙门架 (2)的水平横梁上,模拟气流式风机总成(6)中的风机上端固定方管(21)通过螺栓固定安装 在龙门架(2)的龙门立柱的顶端,安装位置能保证导流喷口(20)正对试验车体受电弓运行 姿态模拟总成⑷中的被试受电弓运行方向;所述电机传动联接装置C7)通过螺栓固定安装 在地基⑴上。
2. 按照权利要求1所述的弓网关系试验台,其特征在于: 所述的六自由度模拟电网装置(3)由主盘总成(8)、六自由度运动机构上层框架总成 (9)、减速齿轮箱总成(10)、六自由度运动机构作动器总成(11)、六自由度运动机构下层斜 撑固定支架(12)、六自由度运动机构下层支座框架总成(13)和六通道分油器(14)组成; 所述六自由度运动机构下层斜撑固定支架(12)包括两个结构对称的左、右侧六自由度 运动机构下层斜撑固定支架,所述六自由度运动机构下层支座框架总成(13)的下端面焊接 安装在六自由度运动机构下层斜撑固定支架(12)上端面上,六自由度运动机构下层支座框 架总成(13)为一个等边三角形框架,所述六自由度运动机构作动器总成(11)中的6个作动 器的底端分别通过作动器底部球铰支座总成安装在六自由度运动机构下层支座框架总成 (13)的三个角的上端面上;所述六自由度运动机构上层框架总成(9)为一个正六边形框架, 所述六自由度运动机构作动器总成(11)中的6个作动器的顶端分别通过作动器上端球铰支 座总成安装在正六边形的三个角的下端面上,三个角形成一个等边三角形,与六自由度运 动机构下层支座框架总成(26)的等边三角形错位60°角,所述六自由度运动机构上层框架 总成(9)、六自由度运动机构作动器总成(11)和六自由度运动机构下层支座框架总成(1¾ 组成一个stewart平台,所述六通道分油器(14)包括6个出油口和6个进油口,6个出油口分 别与6个作动器相连,所述减速齿轮箱总成(10)中的减速器上端面通过螺栓与六自由度运 动机构上层框架总成(9)的下端面固定联接,所述主盘总成(8)中的轮毂通过键与减速齿轮 箱总成(10)中的减速器转轴固定联接,减速齿轮箱总成(10)带动主盘总成(8)中的主盘旋 转,通过控制六自由度运动机构作动器总成(11)中的6个作动器的杆长伸缩量,控制主盘总 成⑻的运动姿态,从而模拟实际线路运行中接触网的姿态。
3. 按照权利要求1所述的弓网关系试验台,其特征在于: 所述的试验车体受电弓运行姿态模拟总成(4)由试验车体半车质量模拟装置(15)、1# 六自由度运动平台(16)和2#六自由度运动平台(17)组成;试验车体受电弓运行姿态模拟总 成⑷中的转向架通过底端的轮对卡具固定安装在1#六自由度运动平台(16)和2#六自由度 运动平台(17)的运动平台上表面;所述1#六自由度运动平台(16)和2#六自由度运动平台 (17)或由能够直接将轨道对车体的激励作用在轮轨上的其他具有相同功能的试验台代替; 试验车体受电弓运行姿态模拟总成(4)顶端的被试受电弓在升弓状态下和六自由度模拟电 网装置(3)中的高压电线接触,将实际线路运行采集到的轨道谱作为指令输入到1#六自由 度运动平台(16)和2#六自由度运动平台(17)中的14个作动器中,1#六自由度运动平台(16) 和2#六自由度运动平台(17)模拟车体在实际线路运行时的线路情况,从而完全复现实际线 路运行中受电弓的运行姿态。
4. 按照权利要求1所述的弓网关系试验台,其特征在于: 所述的陪试受电弓总成⑸由陪试受电弓支撑架(18)和陪试受电弓(19)组成; 所述陪试受电弓(19)通过底端的3个受电弓支承绝缘子与陪试受电弓支撑架(18)上端 面相连,陪试受电弓支撑架(18)和六自由度模拟电网装置(3)的安装位置必须保证升弓时 陪试受电弓(19)的滑板能够与六自由度模拟电网装置(3)中的高压电线接触。
5. 按照权利要求4所述的弓网关系试验台,其特征在于: 所述陪试受电弓支撑架(18)为方管焊接件,陪试受电弓支撑架(18)上部分为由双排方 管组成的L型结构,包括2个横向长方管、2个纵向长方管、4个横向短方管和4个纵向短方管 组成,4个长方管组成两个L型,8个短方管将2个L连接在一起,8个短方管的两端均焊接在长 方管的内侧端面上;陪试受电弓支撑架(18)的中间部分结构与上部分相似,两者通过6个垂 向方管焊接在一起,左侧的两个垂向方管最长,每个方管内侧均焊接有四个均布的钢板,钢 板上钻有螺纹孔,通过螺栓将陪试受电弓支撑架(18)固定安装在龙门架2的龙门右侧立柱 的两侧,陪试受电弓支撑架(18)的中间部分结构与上部分结构不同的是2个纵向长方管端 面为斜切口,该端面与位于L型连接处的2个垂向方管的侧面焊接在一起,该纵向长方管的 另一端面分别通过2个短的垂向槽钢与上层的2个纵向长方管焊接在一起,左侧的两个垂向 方管底端分别通过两个斜向槽钢与中间的两个垂向槽钢焊接在一起。
6. 按照权利要求1所述的弓网关系试验台,其特征在于: 所述的模拟气流式风机总成(6)由导流喷口(20)、风机上端固定方管(21)和隧道专用 对旋轴流通风机总成(22)组成;所述隧道专用对旋轴流通风机总成(22)通过螺栓固定安装 在龙门架(2)的水平横梁上,导流喷口(2〇)喷出的气体模拟实际线路运行时的空气气流对 受电弓的影响,导流喷口(20)底端的弯管端面与隧道专用对旋轴流通风机总成(22)中的隧 道风机出风口法兰(28)的上端面焊接固定,风机上端固定方管(21)通过2个垂向方管与导 流喷口(20)两侧伸出的钢板焊接固定。
7.按照权利要求6所述的弓网关系试验台,其特征在于: 所述的导流喷口(20)前端为一个扁平带栅格的长槽形结构,两侧焊接有2个对称的矩 形钢板,用以焊接风机上端固定方管(21),导流喷口(20)后端为一个弯管接头,与隧道风机 出风口法兰(28)的上端面焊接固定,导流喷口(20)中间为一个扁平喇叭状的空心管,用以 连接导流喷口(20)前端的喷口和后端的弯管; 所述的风机上端固定方管(21)的底端为2个横向长方管,2个横向长方管两端的底面各 焊接有一块矩形钢板,矩形钢板通过螺栓将风机上端固定方管(21)固定在龙门架(2)的龙 门立柱的顶端,2个横向长方管的中间侧面焊接有一个纵向短方管,将2个横向长方管连接 在一起,1个横向长方管的上端面焊接有两个对称的垂向方管,垂向方管的顶端焊接有矩形 钢板,该矩形钢板焊接在导流喷口(20)两侧的矩形钢板上,2个垂向方管的侧面各焊接有一 个斜拉方管,该斜拉方管的另一端与另一个横向长方管焊接,增加垂向方管的强度。
8. 按照权利要求1所述的弓网关系试验台,其特征在于: 所述电机传动联接装置(7)中的1#电机总成(38)通过四象限逆变器和两象限整流器与 厂房内的380V交流电相连,2#电机总成(40)通过四象限逆变器和四象限整流器与陪试受电 弓总成⑸中的陪试受电弓(19)相连,陪试受电弓(19)与六自由度模拟电网装置⑶中的高 压电线接触,高压电线另一端与试验车体受电弓运行姿态模拟总成(4)中的受电弓接触,试 验车体受电弓运行姿态模拟总成⑷中的被试受电弓再通过两象限整流器和四象限逆变器 与1#电机总成(38)相连,形成1个闭合回路。
9. 按照权利要求1所述的弓网关系试验台,其特征在于: 所述的弓网关系试验台从厂房380V、580A交流电取电,经过启动与辅助补偿变压器变 成1500V、250A的交流电后,经过两象限整流器整为直流,再经四象限逆变器变为交流电后 驱动1#电机总成(38)工作,1#电机总成(38)作为驱动电机带动2#电机总成(40)运动,再经 过四象限逆变器将交流电整为直流后经过四象限整流器又将直流电变为1770V的交6充电, 再经过变压器变为550V,1000A的交流电经真空断路器后通到陪试受电弓(19)上,陪试受电 弓(I9)与高压电线接触,高压电线另一端与被试受电弓接触,被试受电弓通过真空断路器、 变压器后变为1770V的交流电,再经过两象限整流器整为直流后,经过四象限逆变器变为交 流通到1#电机总成(38),这样就形成一个闭环系统,系统正常运转后所消耗的电能由启动 与辅助补偿变压器提供。
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