CN106353058B

CN106353058B - 高速动车组车轮振动试验台

Info

Publication number: CN106353058B
Application number: CN201610734327.0A
Authority: CN
Inventors: 秦玉冬; 胡明; 张鹏; 赵永翔; 周迅; 钱萍; 陈文华
Original assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Current assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date: 2016-08-25
Filing date: 2016-08-25
Publication date: 2019-01-04
Anticipated expiration: 2036-08-25
Also published as: CN106353058A

Abstract

本发明公开了高速动车组车轮振动试验台。目前还没有高速动车组车轮振动试验台。本发明包括Z向夹紧机构、Y向夹紧机构、X向夹紧机构和振动台；X向夹紧机构、Y向夹紧机构和Z向夹紧机构用于夹紧高速动车组车轮，将高速动车组车轮固定在振动平板上；振动台用于提供振动激励、振动频率和振动幅值。本发明可用于验证高速动车组车轮在振动工况下的结构强度是否满足要求，验证高速动车组车轮在长期振动工况下可靠性是否达到要求，测试高速动车组车轮在长期振动工况下的使用寿命，且成本低廉、占据空间小、拆卸容易、易于维修。

Description

高速动车组车轮振动试验台

技术领域

本发明属于振动试验技术领域，特别涉及一种高速动车组车轮振动试验台。

背景技术

高速动车组列车在行驶过程中，由于轨道的不平顺等原因会引起车轮振动，而车轮在振动工况下的结构强度是否满足要求及长期振动工况下车轮是否可靠等都需要试验验证，以便设计人员对车轮结构进行优化、完善。虽然近些年来我国高铁发展迅猛，但与高铁相关的试验平台却是相当缺乏。

发明内容

本发明的目的是针对高速动车组车轮试验平台的缺乏，提供一种高速动车组车轮振动试验台，该试验台可以有效夹紧高速动车组车轮，通过调节振动电机的振动频率、振动激励和振动幅值，来模拟高速动车组车轮在运行过程中受到的振动，以此检验车轮在振动工况下的结构强度是否满足要求及长期振动工况下车轮是否可靠等。

本发明采用的技术方案是：

本发明包括Z向夹紧机构、Y向夹紧机构、X向夹紧机构和振动台；两个Y向夹紧机构和两个X向夹紧机构沿圆周均布，且Y向夹紧机构与X向夹紧机构交错布置。所述的振动台由振动台底座、振动平板、振动台支柱、空气弹簧、空气弹簧安装座、X向振动电机、电机安装板、Y向振动电机和Z向振动电机组成；所述的振动台支柱顶端与振动平板底面固定；空气弹簧安装在空气弹簧安装座中；空气弹簧安装座一端与振动台支柱底端固定，另一端与振动台底座固定；X向振动电机和Y向振动电机固定在各自的电机安装板上；电机安装板固定在振动平板底面；Z向振动电机通过螺钉固定在振动平板上。所述X向振动电机和Y向振动电机的转子轴竖直设置，Z向振动电机转子轴水平设置；初始位置时，两个X向振动电机的转子轴轴心指向各自偏心块中心的方向相同，均为X向正向或负向；初始位置时，两个Y向振动电机的转子轴轴心指向各自偏心块中心的方向相同，均为Y向正向或负向；X向与Y向相互垂直，且均位于水平面内；初始位置时，两个Z向振动电机的转子轴轴心指向各自偏心块中心的方向相同，均为Z向正向或负向；Z向垂直于水平面。两个X向振动电机转向相反，转速相同；两个Y向振动电机转向相反，转速相同；两个Z向振动电机转向相反，转速相同。

所述的Z向夹紧机构由缸体安装板、垂向液压缸、连接套、V型连接杆、连接板、短连接杆、长连接杆和压紧头组成；所述的缸体安装板固定在振动台的振动平板上；所述垂向液压缸的缸体与缸体安装板铰接，垂向液压缸的活塞杆与连接套通过螺纹连接；所述的连接套与V型连接杆的一个臂顶端铰接；连接板焊接在缸体安装板上；V型连接杆的底端及长连接杆的一端均与连接板铰接；V型连接杆的另一臂顶端与短连接杆的一端铰接；短连接杆的另一端与长连接杆中部铰接；长连接杆的另一端与压紧头铰接。

所述的Y向夹紧机构由夹紧爪、水平液压缸和液压缸安装座组成；所述夹紧爪的头部为圆弧面；夹紧爪的尾部与水平液压缸的活塞杆通过螺纹连接；水平液压缸的缸体固定在液压缸安装座中；液压缸安装座固定在振动平板上。X向夹紧机构与Y向夹紧机构的结构和安装方式相同。

所述的垂向液压缸、水平液压缸、X向振动电机、Z向振动电机和Y向振动电机均由控制器控制。

本发明具有的有益效果：

1、本发明能验证高速动车组车轮在振动工况下的结构强度是否满足要求；

2、本发明能验证高速动车组车轮在长期振动工况下可靠性是否达到要求；

3、本发明能测试高速动车组车轮在长期振动工况下的使用寿命；

4、本发明的杆件减小了冲击力对垂向液压缸径向的冲击，特别是短连接杆和V型连接杆的综合作用，有效延长了垂向液压缸的寿命；

5、本发明成本低廉，占据空间小，拆卸容易，易于维修。

附图说明

图1是本发明的一个侧视立体图；

图2是本发明的另一个侧视立体图；

图3是本发明中Z向夹紧机构的立体图；

图4是本发明中Z向夹紧机构的机构简图；

图5是本发明中Y向夹紧机构的立体图。

图中：1、振动台底座，2、Z向夹紧机构，2-1、缸体安装板，2-2、垂向液压缸，2-3、连接套，2-4、V型连接杆，2-5、连接板，2-6、短连接杆，2-7、长连接杆，2-8、压紧头，3、Y向夹紧机构，3-1、夹紧爪，3-2、水平液压缸，3-3、液压缸安装座，4、X向夹紧机构，5、高速动车组车轮，6、振动平板，7、振动台支柱，8、空气弹簧，9、空气弹簧安装座，10、Z向振动电机，11、X向振动电机，12、电机安装板，13、Y向振动电机。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

如图1和2所示，高速动车组车轮振动试验台，由控制器、Z向夹紧机构2、Y向夹紧机构3、X向夹紧机构4和振动台组成；两个Y向夹紧机构3和两个X向夹紧机构4沿圆周均布，且Y向夹紧机构3与X向夹紧机构4交错布置。控制器控制Z向夹紧机构的垂向液压缸2-2以及Y向夹紧机构3和X向夹紧机构4的水平液压缸3-2动作，从而夹紧或松开高速动车组车轮5，并控制振动台中X向振动电机11、Z向振动电机10和Y向振动电机13的启动与停止。

如图1和2所示，振动台由振动台底座1、振动平板6、振动台支柱7、空气弹簧8、空气弹簧安装座9、X向振动电机11、电机安装板12、Y向振动电机13和Z向振动电机10组成；振动台支柱7顶端与振动平板6底面通过螺钉固定；空气弹簧8安装在空气弹簧安装座9中；空气弹簧安装座9一端通过螺栓与振动台支柱7底端连接，另一端与振动台底座1通过螺栓连接；振动台底座1固定在地面上；X向振动电机11和Y向振动电机13通过螺栓固定在各自的电机安装板12上；电机安装板12通过螺钉固定在振动平板6底面；Z向振动电机10通过螺钉固定在振动平板6上。X向振动电机11和Y向振动电机13的转子轴竖直设置，Z向振动电机10转子轴水平设置；初始位置时，两个X向振动电机11的转子轴轴心指向各自偏心块中心的方向相同，均为X向正向或负向；初始位置时，两个Y向振动电机13的转子轴轴心指向各自偏心块中心的方向相同，均为Y向正向或负向；X向与Y向相互垂直，且均位于水平面内；初始位置时，两个Z向振动电机10的转子轴轴心指向各自偏心块中心的方向相同，均为Z向正向或负向；Z向垂直于水平面。两个X向振动电机11转向相反，转速相同；两个Y向振动电机13转向相反，转速相同；两个Z向振动电机10转向相反，转速相同。

如图3和4所示，Z向夹紧机构2由缸体安装板2-1、垂向液压缸2-2、连接套2-3、V型连接杆2-4、连接板2-5、短连接杆2-6、长连接杆2-7和压紧头2-8组成；缸体安装板2-1通过螺钉固定在振动台的振动平板6上；垂向液压缸2-2的缸体与缸体安装板2-1铰接，垂向液压缸2-2的活塞杆与连接套2-3通过螺纹连接；连接套2-3与V型连接杆2-4的一个臂顶端铰接；连接板2-5焊接在缸体安装板2-1上；V型连接杆2-4的底端及长连接杆2-7的一端均与连接板2-5铰接；V型连接杆2-4的另一臂顶端与短连接杆2-6的一端铰接；短连接杆2-6的另一端与长连接杆2-7中部铰接；长连接杆2-7的另一端与压紧头2-8铰接。

如图5所示，Y向夹紧机构3由夹紧爪3-1、水平液压缸3-2和液压缸安装座3-3组成；夹紧爪3-1的头部为圆弧面；夹紧爪3-1的尾部与水平液压缸3-2的活塞杆通过螺纹连接；水平液压缸3-2的缸体固定在液压缸安装座3-3中；液压缸安装座3-3通过螺钉固定在振动平板6上。X向夹紧机构4与Y向夹紧机构3的结构和安装方式相同。

该高速动车组车轮振动试验台的工作原理：

首先根据试验需要的振动激励和振动幅值调试好X向振动电机11、Y向振动电机13和Z向振动电机10，将高速动车组车轮5放置在振动平板6中心位置，接着通过控制器控制X向夹紧机构4和Y向夹紧机构3，使X向夹紧机构4和Y向夹紧机构3夹紧高速动车组车轮5，再通过控制器控制Z向夹紧机构夹紧高速动车组车轮5，最后根据需要的振动工况启动X向振动电机11、Y向振动电机13和Z向振动电机10，待试验结束后，关闭X向振动电机11、Y向振动电机13和Z向振动电机10，松开X向夹紧机构、Y向夹紧机构和Z向夹紧机构，卸下高速动车组车轮5。

Claims

1.高速动车组车轮振动试验台，包括Z向夹紧机构、Y向夹紧机构、X向夹紧机构和振动台，其特征在于：两个Y向夹紧机构和两个X向夹紧机构沿圆周均布，且Y向夹紧机构与X向夹紧机构交错布置；所述的振动台由振动台底座、振动平板、振动台支柱、空气弹簧、空气弹簧安装座、X向振动电机、电机安装板、Y向振动电机和Z向振动电机组成；所述的振动台支柱顶端与振动平板底面固定；空气弹簧安装在空气弹簧安装座中；空气弹簧安装座一端与振动台支柱底端固定，另一端与振动台底座固定；X向振动电机和Y向振动电机固定在各自的电机安装板上；电机安装板固定在振动平板底面；Z向振动电机通过螺钉固定在振动平板上；所述X向振动电机和Y向振动电机的转子轴竖直设置，Z向振动电机转子轴水平设置；初始位置时，两个X向振动电机的转子轴轴心指向各自偏心块中心的方向相同，均为X向正向或负向；初始位置时，两个Y向振动电机的转子轴轴心指向各自偏心块中心的方向相同，均为Y向正向或负向；X向与Y向相互垂直，且均位于水平面内；初始位置时，两个Z向振动电机的转子轴轴心指向各自偏心块中心的方向相同，均为Z向正向或负向；Z向垂直于水平面；两个X向振动电机转向相反，转速相同；两个Y向振动电机转向相反，转速相同；两个Z向振动电机转向相反，转速相同；

所述的Z向夹紧机构由缸体安装板、垂向液压缸、连接套、V型连接杆、连接板、短连接杆、长连接杆和压紧头组成；所述的缸体安装板固定在振动台的振动平板上；所述垂向液压缸的缸体与缸体安装板铰接，垂向液压缸的活塞杆与连接套通过螺纹连接；所述的连接套与V型连接杆的一个臂顶端铰接；连接板焊接在缸体安装板上；V型连接杆的底端及长连接杆的一端均与连接板铰接；V型连接杆的另一臂顶端与短连接杆的一端铰接；短连接杆的另一端与长连接杆中部铰接；长连接杆的另一端与压紧头铰接；

所述的Y向夹紧机构由夹紧爪、水平液压缸和液压缸安装座组成；所述夹紧爪的头部为圆弧面；夹紧爪的尾部与水平液压缸的活塞杆通过螺纹连接；水平液压缸的缸体固定在液压缸安装座中；液压缸安装座固定在振动平板上；X向夹紧机构与Y向夹紧机构的结构和安装方式相同。

2.根据权利要求1所述的高速动车组车轮振动试验台，其特征在于：所述的垂向液压缸、水平液压缸、X向振动电机、Z向振动电机和Y向振动电机均由控制器控制。