CN108680297A - 一种轨道车辆用振动力测试系统及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种轨道车辆用振动力测试系统，包括试验台、测力组件以及数据处理设备；所述测力组件包括一组测力单件或至少并列设置的两组测力单件，所述测力单件包括测力部件，所述测力部件的上端通过活动连接件与被测设备可拆卸式连接，所述测力部件的下端通过所述支撑连接件与所述试验台相接触；所述测力部件与所述数据处理设备连接，所述数据处理设备用于对所述测力部件获得的数据进行处理。本发明结构简单、操作方便且能够精准地获得轨道车辆的振动动态力，便于掌握轨道车辆的运行情况。本发明还提供一种轨道车辆振动力的测试方法，步骤精简，便于实现。
Description
技术领域
本发明涉及车辆设备技术领域，具体涉及一种轨道车辆用振动力测试系统及测试方法。
背景技术
轨道客车车辆车载设备在运行过程中的振动对车辆的舒适性有很大的影响，尤其是装在车顶的机电设备，其旋转电机运转产生的振动通过车顶及侧墙向下传递，极大地影响乘客的舒适感。因此控制车顶设备的振动以及阻隔振动的传递就十分必要。
现有技术中车辆用振动测试系统及测试方法如下：
申请号为201210072837.8的发明专利公开了一种检测振动的方法及装置，包括获取运动物体的振动检测信息；根据所述振动检测信息判断所述运动物体是否正在通过振动区域；若判断结果为是，则生成监控报告信息，若所述判断结果为否，则不进行任何操作。
申请号为201610901528.5的发明专利公开了一种减振组件、车载空调及客车和基于电磁技术的减振方法，包括底板、电磁基座和基脚，所述电磁基座设置于所述底板上，所述基脚安装于所述电磁基座上，所述电磁基座能够产生磁场，已向所述基脚提供磁场力，使所述基脚悬浮于所述电磁基座中。本发明减振组件通过电磁基座使得基脚悬浮设置，减小基脚与底板的硬性接触，抑制了车载空调压缩机的振动通过基脚向客车的车身传递，也同样减小了客车的随机振动对空调压缩机的影响。
除此之外，还有其他的车辆用振动测试系统及测试方法，现有的此类技术存在以下缺陷：振动测量和评估手段主要是测量设备本身的振动速度和振动加速度，设备结构复杂；若当设备通过弹性元件安装在车顶时，该设备就具有一定的局限性，由于弹性元件存在一定的阻尼，弹性元件两端的振动值在一定程度上不具有可比拟性，设备上测得的振动值也无法表征设备通过弹性元件向车体传递的振动量，造成所测振动量准确度较低。
综上所述，急需一种结构简单和准确度高的轨道车辆用振动力测试系统及测试方法以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种结构简单和准确度高的轨道车辆用振动力测试系统，具体技术方案如下：
一种轨道车辆用振动力测试系统，包括试验台、测力组件以及数据处理设备；
所述测力组件包括一组测力单件或至少并列设置的两组测力单件，所述测力单件包括测力部件，所述测力部件的上端通过活动连接件与被测设备可拆卸式连接，所述测力部件的下端通过所述支撑连接件与所述试验台相接触；所述测力部件与所述数据处理设备连接，所述数据处理设备用于对所述测力部件获得的数据进行处理。
以上技术方案中优选的，所述活动连接件包括垫圈组、预紧套管、减震垫、连接螺栓和螺母，所述连接螺栓为倒置的T形结构，其下端端部设有用于容纳所述测力部件的凹槽；所述预紧套管和所述减震垫依次由内至外套设在所述连接螺栓上；所述垫圈组包括上垫圈和下垫圈，所述预紧套管和所述减震垫位于所述上垫圈和所述下垫圈之间，所述螺母套设在所述连接螺栓上且所述螺母位于所述上垫圈外侧，通过所述上垫圈、下垫圈、螺母以及连接螺栓的配合用于给所述预紧套管上施加预紧力，使得所述减震垫具有安装预紧力。
以上技术方案中优选的，所述测力部件为测力传感器；所述下垫圈为铝合金垫片。
以上技术方案中优选的，所述支撑连接件为帽状金属垫，且所述支撑连接件与所述试验台之间为点接触。
以上技术方案中优选的，所述数据处理设备包括测力采集器、数据处理器以及数据显示器，所述测力采集器与所述测力传感器连接，所述测力采集器和所述数据显示器分别与所述数据处理器连接。
应用本发明技术方案，具有以下有益效果：
(1)本发明的轨道车辆用振动力测试系统包括试验台、测力组件以及数据处理设备；所述测力组件包括一组测力单件或至少并列设置的两组测力单件，所述测力单件包括测力部件，所述测力部件的上端通过活动连接件与被测设备可拆卸式连接，所述测力部件的下端通过所述支撑连接件与所述试验台相接触；所述测力部件与所述数据处理设备连接，所述数据处理设备用于对所述测力部件获得的数据进行处理。该系统结构简单，操作方便且能够精准地获得轨道车辆设备的振动动态力，便于掌握设备振动对轨道车辆的影响。
(2)本发明中所述连接螺栓为薄头螺栓，所述下垫圈采用轻质铝合金垫片，以减小支撑螺栓与传感器之间的附加质量对设备振动传递的影响，保证所测振动力尽量接近设备本身的振动值。
(3)本发明中所述连接螺栓头部设有用于容纳所述测力传感器的凹槽，一方面对所述测力传感器进行限位，防止所述被测设备在测试过程中所述测力传感器滑落出来；另一方面，凹槽比所述测力传感器外径稍大，防止在自由测试状态下，受到径向传递力的干扰；此外，所述支承连接件为帽状金属垫，与所述试验台为点接触，能有效消除径向受迫振动传递的影响。
本发明的第二目的在于公开一种轨道车辆的振动力的测试方法，包括如下步骤：
第一步：将轨道车辆用振动力测试系统中的测力单件安装在被测设备的第i个安装点，i为大于等于1小于等于N的自然数，N为被测设备上总的被测点数；
第二步：将所述测力部件通过所述支撑连接件与所述试验台相接触，确保被测设备整体平放在所述试验台上；
第三步：启动被测设备，所述数据处理设备获得所述被测设备上第i个安装点的测力传感器的振动动态力Fi，并通过公式1)对所测振动动态力Fi进行计算处理后得到第i个安装点的力级Li；
其中，Fi为第i个安装点的振动动态力；Fref为参考力，Fref＝1N；Li为第i个安装点的力级。
第四步：取i＝i+1，若i大于N，则测试完毕；若i小于等于N，则返回第一步。
第五步：测得N个安装点的力级之后，根据公式2)对所有安装点的力级求和得到被测设备的总振动力级。
其中，Li为第i个安装点的力级；Lf为总振动力级；N表示从1开始的自然数。
以上技术方案中优选的，安装轨道车辆用振动力测试系统时需使用扭力扳手将所述连接螺栓和所述螺母拧紧，在所述预紧套管上施加设定的预紧力，使得所述减震垫具有相应的安装预紧力。
以上技术方案中优选的，所述测力组件包括至少并列设置的两组测力单件，测力单件和安装点一一对应设置，能够实现多个安装点同时测量。
应用本发明的测试方法，具有操作简单、易于实现且准确度高的特点。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明进一步理解，本发明示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例1中轨道车辆用振动力测试系统使用时的结构示意图；
其中，1、试验台，2、测力传感器，3、数据处理设备，4、活动连接件，4.1、垫圈组，4.11、上垫圈，4.12、下垫圈，4.2、预紧套管，4.3、减震垫，4.4、连接螺栓，4.5、螺母，5、支撑连接件，6、被测设备，6.1、被测设备安装梁。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1：
参见图1，一种轨道车辆用测试系统，包括试验台1、测力部件(优选采用测力传感器2)以及数据处理设备3；所述测力传感器2的上端通过活动连接件4与被测设备6可拆卸式连接，所述测力传感器2的下端通过所述支撑连接件5与所述试验台1相接触；所述测力传感器2与所述数据处理设备3连接，所述数据处理设备3用于对所述测力传感器2获得的数据进行处理。
所述活动连接件4包括垫圈组4.1、预紧套管4.2、减震垫4.3、连接螺栓4.4和螺母4.5，所述连接螺栓4.4为倒置的T形结构，其下端端部设有用于容纳所述测力传感器2的凹槽4.41，所述凹槽4.41有两方面用处：一方面对所述测力传感器2进行限位，防止所述被测设备6在测试过程中所述测力传感器2滑落出来；另一方面，凹槽比所述测力传感器2外径稍大(如测力传感器与凹槽留有0.05-5mm的间隙)，防止在自由测试状态下，受到径向传递力的干扰。所述预紧套管4.2和所述减震垫4.3依次由内至外套设在所述连接螺栓4.4上；所述垫圈组4.1包括上垫圈4.11和下垫圈4.12，所述预紧套管4.2和所述减震垫4.3位于所述上垫圈4.11和所述下垫圈4.12之间，所述螺母4.5套设在所述连接螺栓4.4上且所述螺母4.5位于所述上垫圈4.11外侧，安装轨道车辆用振动力测试系统时需使用扭力扳手将所述连接螺栓4.4和所述螺母4.5拧紧，通过所述上垫圈4.11、下垫圈4.12、螺母4.5以及连接螺栓4.4的配合用于给所述预紧套管4.2上施加设定的预紧力，使得所述减震垫4.3具有一定的安装预紧力。所述连接螺栓4.4为薄头螺栓，所述下垫圈4.12为轻质铝合金垫片，以减小支撑螺栓与测力传感器2之间的附加质量对被测设备6振动传递的影响，保证所测振动力尽量接近被测设备6本身的振动值。所述测力传感器2，测力精准度高。所述支撑连接件5为帽状金属垫，且所述支撑连接件5与所述试验台1之间为点接触，能有效消除径向受迫振动传递的影响。所述数据处理设备3包括测力采集器、数据处理器以及数据显示器，所述测力采集器与所述测力传感器2连接，所述测力采集器和所述数据显示器分别与所述数据处理器连接，所述数据处理设备3是一台具有嵌入测力软件的电脑。
一种轨道车辆的振动力的测试方法，通过上述轨道车辆用振动力测试系统进行测试，测试方法具体包括以下步骤：
第一步：将轨道车辆用振动力测试系统中的测力传感器2通过被测设备安装梁6.1安装在被测设备6的第i个安装点，i为大于等于1小于等于N的自然数，N为被测设备6上总的被测点数；安装轨道车辆用振动力测试系统时需使用扭力扳手将所述连接螺栓4.4和所述螺母4.5拧紧，按照标准DIN 25201-2在所述预紧套管4.2上施加设定的扭矩值,使得所述减震垫4.3具有130kN的安装预紧力；
第二步：将所述测力传感器2通过所述支撑连接件5与所述试验台1相接触，确保被测设备6整体平放在所述试验台1上；
第三步：启动被测设备6，所述数据处理设备3获得所述被测设备6上第i个安装点的测力传感器2的振动动态力Fi，并通过公式1)对所测振动动态力Fi进行计算处理后得到第i个安装点的力级Li；
其中，Fi为第i个安装点的振动动态力；Fref为参考力，Fref＝1N；Li为第i个安装点的力级。
第四步：取i＝i+1，若i大于N，则测试完毕；若i小于等于N，则返回第一步。
第五步：测得N个安装点的力级之后，根据公式2)对所有安装点的力级求和得到被测设备6的总振动力级。
其中，Li为第i个安装点的力级；Lf为总振动力级；N表示从1开始的自然数。
本实施例中：所述测力组件包括至少并列设置的两组测力单件时，测力单件和安装点一一对应设置，能够实现多个安装点同时测量。
在本实施例中，所述轨道车辆用振动力测试系统被应用于城际列车车顶冷却单元的动态振动力测试，直接测量冷却单元向车体传递的振动力级，避免采用加速度测量法时安装底座对测试结果产生的不确定性影响，对冷却单元的减振系统性能进行直接评估和优化，成功将冷却单元的减振系统的隔振率提高到85％以上。
以上所述仅为本发明优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护范围之内。
Claims (8)
1.一种轨道车辆用振动力测试系统，其特征在于，包括试验台(1)、测力组件以及数据处理设备(3)；
所述测力组件包括一组测力单件或至少并列设置的两组测力单件，所述测力单件包括测力部件，所述测力部件的上端通过活动连接件(4)与被测设备可拆卸式连接，所述测力部件的下端通过所述支撑连接件(5)与所述试验台(1)相接触；所述测力部件与所述数据处理设备(3)连接，所述数据处理设备(3)用于对所述测力部件获得的数据进行处理。
2.根据权利要求1所述的轨道车辆用振动力测试系统，其特征在于，所述活动连接件(4)包括垫圈组(4.1)、预紧套管(4.2)、减震垫(4.3)、连接螺栓(4.4)和螺母(4.5)，所述连接螺栓(4.4)为倒置的T形结构，其下端端部设有用于容纳所述测力部件的凹槽(4.41)；所述预紧套管(4.2)和所述减震垫(4.3)依次由内至外套设在所述连接螺栓(4.4)上；所述垫圈组(4.1)包括上垫圈(4.11)和下垫圈(4.12)，所述预紧套管(4.2)和所述减震垫(4.3)位于所述上垫圈(4.11)和所述下垫圈(4.12)之间，所述螺母(4.5)套设在所述连接螺栓(4.4)上且所述螺母(4.5)位于所述上垫圈(4.11)外侧，通过所述上垫圈(4.11)、下垫圈(4.12)、螺母(4.5)以及连接螺栓(4.4)的配合用于给所述预紧套管(4.2)上施加预紧力，使得所述减震垫(4.3)具有安装预紧力。
3.根据权利要求2所述的轨道车辆用振动力测试系统，其特征在于，所述测力部件为测力传感器(2)；所述下垫圈(4.12)为铝合金垫片。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的轨道车辆用振动力测试系统，其特征在于，所述支撑连接件(5)为帽状金属垫，且所述支撑连接件(5)与所述试验台(1)之间为点接触。
5.根据权利要求4所述的轨道车辆用振动力测试系统，其特征在于，所述数据处理设备(3)包括测力采集器、数据处理器以及数据显示器，所述测力采集器与所述测力传感器(2)连接，所述测力采集器和所述数据显示器分别与所述数据处理器连接。
6.一种轨道车辆用振动力测试方法，其特征在于，通过权利要求5所述的轨道车辆用振动力测试系统进行测试；测试方法具体包括以下步骤：
第一步：将轨道车辆用振动力测试系统中的测力单件安装在被测设备的第i个安装点，i为大于等于1小于等于N的自然数，N为被测设备上总的被测点数；
第二步：将所述测力传感器(2)通过所述支撑连接件(5)与所述试验台(1)相接触，确保被测设备整体平放在所述试验台(1)上；
第三步：启动被测设备，所述数据处理设备(3)获得所述被测设备上第i个安装点的所述测力传感器(2)的振动动态力Fi，并通过公式1)对所测振动动态力Fi进行计算处理后得到第i个安装点的力级Li；
其中，Fi为第i个安装点的振动动态力；Fref为参考力，Fref＝1N；Li为第i个安装点的力级；
第四步：取i＝i+1，若i大于N，则测试完毕；若i小于等于N，则返回第一步；
第五步：测得N个安装点的力级之后，根据公式2)对所有安装点的力级求和得到被测设备的总振动力级：
其中，Li为第i个安装点的力级；Lf为总振动力级；N表示从1开始的自然数。
7.根据权利要求6所述的振动力测试方法，其特征在于，安装轨道车辆用振动力测试系统时需使用扭力扳手将所述连接螺栓(4.4)和所述螺母(4.5)拧紧，在所述预紧套管(4.2)上施加设定的预紧力，使得所述减震垫(4.3)具有相应的安装预紧力。
8.根据权利要求6所述的振动力测试方法，其特征在于，所述测力组件包括至少并列设置的两组测力单件，测力单件和安装点一一对应设置，能够实现多个安装点同时测量。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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