CN111272409B - 一种下驱动式整体吊弦疲劳试验装置 - Google Patents

一种下驱动式整体吊弦疲劳试验装置 Download PDF

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Abstract

一种下驱动式整体吊弦疲劳试验装置，属于轨道交通领域，是一种用于进行电气化铁路整体吊弦疲劳试验的装置，包括机械框架系统、驱动系统、弹簧缓冲系统；机械框架系统包括底座(1)、导杆(2)、位移传感器(3)、限位锁(4)、限位传感器(5)、下移动板(6)、上固定板(7)、下底座(8)；驱动系统为电机(9)；弹簧缓冲系统为弹簧缓冲底座(10)，包括压缩弹簧(11)、连接导杆(12)、螺母(13)、固定杆(14)、固定板(15)、橡胶垫(16)、力传感器(17)、上连接底座(18)、承力索线夹连接底座(19)和上紧固螺钉(20)。整体吊弦(24)安装在下移动板(6)和上固定板(7)上，通过电机(9)带动其上下运动实现疲劳试验。

Description

一种下驱动式整体吊弦疲劳试验装置
技术领域
本发明属于轨道交通领域，适用于进行电气化铁路(含高速铁路)接触网整体吊弦的振动疲劳试验。
背景技术
整体吊弦是电气化铁路及高速铁路接触网的重要组成部分，其一端与承力索连接，另一端与接触线连接；在列车运行过程中主要起悬吊和载流作用，对保证列车的平稳可靠运行具有重要作用。
整体吊弦在实际服役过程中，当列车经过时，由于列车顶部受电弓的抬升作用，整体吊弦发生弯曲；列车经过后整体吊弦在重力作用下快速向下垂落，此时整体吊弦承受动态力的冲击作用。因此，实际服役过程中整体吊弦承受反复弯曲以及动态冲击力的双重作用。
目前电气化铁路以及高速铁路整体吊弦的振动疲劳试验主要依据《TB/T2075.7-2010电气化铁路接触网零部件第7部分：整体吊弦及吊弦线夹》进行，试验过程中首先进行振动试验，然后再进行拉-拉疲劳试验。通过研究发现，目前的试验方法将整体吊弦的振动和疲劳过程分成两部分进行试验，并且未考虑实际服役过程中整体吊弦的反复弯曲过程，其试验结果与现场应用现状存在一定的差异。
针对目前整体吊弦试验过程中存在的不足，为了真实反映整体吊弦实际应用过程中的服役过程，提出了将整体吊弦的反复弯曲、振动与疲劳综合考虑的一种试验方法，并根据此试验方法设计了一种下驱动式整体吊弦疲劳试验装置，可以通过此试验装置进行模拟整体吊弦现场服役过程的振动疲劳试验。
发明内容
本发明专利所要解决的技术是针对电气化铁路柔性接触网整体吊弦的振动疲劳试验，设计了一种下驱动式整体吊弦疲劳试验装置。
本发明专利所采用的技术方案是：一种下驱动式整体吊弦疲劳试验装置，由机械框架系统、驱动系统、弹簧缓冲系统三部分组成；机械框架系统主要用于试验装置的连接和固定，包括底座(1)、导杆(2)、位移传感器(3)、限位锁(4)、限位传感器(5)、下移动板(6)、上固定板(7)、下底座(8)；驱动系统主要用于驱动试验装置进行运动，由电机(9)组成；弹簧缓冲系统则主要实现试验过程中动态力的缓冲，主要为弹簧缓冲底座(10)，由压缩弹簧(11)、连接导杆(12)、螺母(13)、固定杆(14)、固定板(15)、橡胶垫(16)、力传感器(17)、上连接底座(18)、承力索线夹连接底座(19)和上紧固螺钉(20)组成。
疲劳试验过程中，整体吊弦(24)安装在机械框架系统中的下移动板(6)、上固定板(7)上，并通过驱动系统中的电机(9)带动其进行上下运动，实现整体吊弦(24)的振动疲劳试验过程，并通过弹簧缓冲系统缓解试验过程中整体吊弦(24)的动态受力。
所述机械框架系统中的4根导杆(2)固定在底座(1)上，16个限位锁(4)、下移动板(6)、上固定板(7)依次安装在导杆(2)上。
所述机械框架系统中的下底座(8)包括下连接底座(21)、接触线线夹连接底座(22)、下紧固螺钉(23)。
下底座(8)通过下连接底座(21)固定在下移动板(7)上，接触线线夹连接底座(22)通过下连接底座(21)上的倒T型滑槽安装在下连接底座(21)上，然后通过下紧固螺钉(23)固定，保证接触线线夹连接底座(22)不发生转动和平动运动。
所述疲劳试验装置中的弹簧缓冲系统主要为弹簧缓冲底座(10)，弹簧缓冲底座(10)固定在上固定板(7)上。
弹簧缓冲底座(10)中的压缩弹簧(11)通过螺母(13)安装在连接导杆(12)上，连接导杆(12)固定在由固定杆(14)连接的固定板(15)上。连接导杆(12)下方依次连接有橡胶垫(16)、力传感器(17)，橡胶垫(16)可以用于缓冲压缩弹簧(11)压缩过程中的载荷，避免力传感器(17)与固定板(15)直接发生碰撞。
力传感器(17)下方通过螺母安装有上连接底座(18)，承力索线夹连接底座(19)通过倒T型滑槽安装在上连接底座(18)里面，并通过上紧固螺钉(20)固定，保证承力索线夹连接底座(19)不发生转动和平动。
所述疲劳试验装置中的弹簧缓冲系统主要通过弹簧缓冲底座(10)中的压缩弹簧(11)缓解整体吊弦(24)上下运动过程中整体吊弦(24)所受的力值，并通过弹簧缓冲底座(10)中的力传感器(17)实时测试整体吊弦(24)所受到的力。
所述机械框架系统中的限位锁(4)分别固定在下移动板(6)与上固定板(7)的上下两侧的导杆上，限位锁(4)上安装有限位传感器(5)，可以实时监测下移动板(6)和上固定板(7)位置，并保证下移动板(6)在带动整体吊弦(24)在做上下运动时不会超出上下限位。
所述试验装置中的整体吊弦(24)通过接触线连接线夹(25)、承力索连接线夹(26)分别与下底座(8)中的接触线线夹连接底座(22)和弹簧缓冲底座(10)中的承力索线夹连接底座(19)连接，最终实现整体吊弦(24)一端与下移动板(6)连接，另一端与上固定板(7)连接。
所述疲劳试验装置中的位移传感器(3)和电机(9)一端固定在底座(1)上，另一端连接在下移动板(6)上；试验装置通过驱动系统中的电机(9)带动下移动板(6)上下运动，并通过位移传感器(3)监测下移动板(6)的位移量，从而实现控制整体吊弦(24)上下运动。
本发明专利具有如下特点：
一种下驱动式整体吊弦疲劳试验装置，主要组成部分包括机械框架系统、驱动系统、弹簧缓冲系统，其中机械框架系统由底座(1)、导杆(2)、位移传感器(3)、限位锁(4)、限位传感器(5)、下移动板(6)、上固定板(7)、下底座(8)等连接和固定部件组成；驱动系统主要通过电机(9)进行驱动；弹簧缓冲系统主要通过弹簧缓冲底座(10)进行动态力的缓冲，包括压缩弹簧(11)、连接导杆(12)、螺母(13)、固定杆(14)、固定板(15)、橡胶垫(16)、力传感器(17)、上连接底座(18)、承力索线夹连接底座(19)和上紧固螺钉(20)。
所述试验装置中整体吊弦(24)的下端通过承力索连接线夹(26)与下底座(8)中接触线线夹连接底座(22)连接，接触线线夹连接底座(22)安装在下连接底座(21)的倒T型滑槽中，并通过下紧固螺钉(23)固定，防止整体吊弦(24)下端发生平动和转动。
所述试验装置中整体吊弦(24)的上端通过接触线连接线夹(25)连接到弹簧缓冲底座(10)中的承力索线夹连接底座(19)上；承力索线夹连接底座(19)连接至上连接底座(18)的倒T型滑槽中，并通过上紧固螺钉(20)进行固定，防止整体吊弦(24)的上端发生平动和转动。
所述试验装置中的弹簧缓冲系统通过弹簧缓冲底座(10)与整体吊弦(24)的上端连接，其在振动疲劳试验过程中通过压缩弹簧(11)可以缓解整体吊弦(24)的动态冲击力的力值大小，并通过力传感器(17)实时监测整体吊弦(24)的受力。
弹簧缓冲底座(10)中的压缩弹簧(11)通过螺母(13)安装在连接导杆(12)上，连接导杆(12)固定在由固定杆(14)连接的固定板(15)上。连接导杆(12)下方依次连接有橡胶垫(16)、力传感器(17)，橡胶垫(16)可以用于缓冲压缩弹簧(11)压缩过程中的载荷，避免力传感器(17)与固定板(15)直接发生碰撞。
所述机械框架系统中的下移动板(6)与上固定板(7)的上下两侧的导杆上各安装有4个限位锁(4)，限位锁(4)上安装有限位传感器(5)，可以实时监测下移动板(6)和上固定板(7)位置，并保证下移动板(6)在带动整体吊弦(24)在做上下运动时不会超出上下限位。
所述驱动系统中的电机(9)的一端固定在底座(1)上，另一端连接在下移动板(6)上，试验装置通过电机(9)带动连接整体吊弦(24)下端的下移动板(6)进行上下运动，从而带动整体吊弦发生反复弯曲以及振动疲劳运动，并使得整体吊弦(24)承受动态力作用，模拟实际服役过程中整体吊弦(24)的振动疲劳过程。
所述试验装置中的位移传感器(3)的一端固定在底座(1)上，另一端连接在下移动板(6)上，通过位移传感器(3)实时监测整体吊弦(24)的位移量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种下驱动式整体吊弦疲劳试验装置的整体示意图，图中，底座1、导杆2、位移传感器3、限位锁4、限位传感器5、下移动板6、上固定板7、下底座8、电机9、弹簧缓冲底座10、整体吊弦24、触线连接线夹25、承力索连接线夹26。
图2为本发明实施例提供的试验装置的弹簧缓冲系统的组成示意图，图中，压缩弹簧11、连接导杆12、螺母13、固定杆14、固定板15、橡胶垫16、力传感器17、上连接底座18、承力索线夹连接底座19、上紧固螺钉20。
图3为本发明实施例提供的试验装置中连接整体吊弦下端的下底座的组成示意图，图中，下连接底座21、接触线线夹连接底座22、下紧固螺钉23。
具体实施方式
一种下驱动式整体吊弦疲劳试验装置结构示意如图1所示，包括底座(1)、导杆(2)、位移传感器(3)、限位锁(4)、限位传感器(5)、下移动板(6)、上固定板(7)、下底座(8)、电机(9)、弹簧缓冲底座(10)、整体吊弦(24)、触线连接线夹(25)、承力索连接线夹(26)。
弹簧缓冲系统的组成示意图如图2所示，包括压缩弹簧(11)、连接导杆(12)、螺母(13)、固定杆(14)、固定板(15)、橡胶垫(16)、力传感器(17)、上连接底座(18)、承力索线夹连接底座(19)、上紧固螺钉(20)。
连接整体吊弦下端的下底座的组成示意图如图3所示，包括下连接底座(21)、接触线线夹连接底座(22)、下紧固螺钉(23)。
一种下驱动式整体吊弦疲劳试验装置，主要包括机械框架系统、驱动系统、弹簧缓冲系统三个部分；机械框架系统由底座(1)、导杆(2)、位移传感器(3)、限位锁(4)、限位传感器(5)、下移动板(6)、上固定板(7)、下底座(8)组成；驱动系统由电机(9)组成；弹簧缓冲系统为弹簧缓冲底座(10)，由压缩弹簧(11)、连接导杆(12)、螺母(13)、固定杆(14)、固定板(15)、橡胶垫(16)、力传感器(17)、上连接底座(18)、承力索线夹连接底座(19)和上紧固螺钉(20)组成。下底座(8)由下连接底座(21)、接触线线夹连接底座(22)、下紧固螺钉(23)组成。
试验装置的机械框架系统中的4根导杆(2)固定在底座(1)的四角，16个限位锁(4)、下移动板(6)、上固定板(7)依次安装在导杆(2)上。其中，下移动板(6)、上固定板(7)的上下两侧各安装8个限位锁(4)，每个限位锁(4)上安装有限位传感器(5)。
试验装置的驱动系统中的电机(9)安装在底座(1)和下移动板(6)上。同时，位移传感器(3)也安装在底座(1)和下移动板(6)上。通过电机(9)带动下移动板(6)上下运动，通过位移传感器(3)监测下移动板(6)的位移量。
机械框架系统中的下底座(8)通过下连接底座(21)固定在下移动板(7)上，接触线线夹连接底座(22)通过下连接底座(21)上的倒T型滑槽安装在下连接底座(21)上，然后通过下紧固螺钉(23)固定，保证接触线线夹连接底座(22)不发生转动和平动运动。
所述疲劳试验装置的弹簧缓冲系统中的弹簧缓冲底座(10)固定在上固定板(7)上。弹簧缓冲底座(10)中的压缩弹簧(11)通过螺母(13)安装在连接导杆(12)上，连接导杆(12)固定在由固定杆(14)连接的固定板(15)上。连接导杆(12)下方依次连接橡胶垫(16)、力传感器(17)，橡胶垫(16)可以用于缓冲压缩弹簧(11)压缩过程中的载荷，避免力传感器(17)与固定板(15)直接发生碰撞。力传感器(17)下方通过螺母安装上连接底座(18)，承力索线夹连接底座(19)通过倒T型滑槽安装在上连接底座(18)里面，并通过上紧固螺钉(20)固定，保证承力索线夹连接底座(19)不发生转动和平动。
所述试验装置中的整体吊弦(24)通过接触线连接线夹(25)、承力索连接线夹(26)分别与下底座(8)中的接触线线夹连接底座(22)和弹簧缓冲底座(10)中的承力索线夹连接底座(19)连接，最终实现整体吊弦(24)一端与下移动板(6)连接，另一端与上固定板(7)连接。
试验过程中，根据整体吊弦(24)的长度，调整上固定板(7)在导杆(2)上的位置，并使用上固定板(7)上下两侧的8个限位锁(4)固定住上固定板(7)。根据试验参数调整下移动板(6)的位置以及下移动板(6)上下两侧的8个限位锁(4)的位置。
试验时，开启电机(9)，带动下移动板(6)和位移传感器(3)一起上下运动，从而带动整体吊弦(24)上下运动，模拟实际服役过程中整体吊弦(24)的振动疲劳过程以及动态受力。
以上所述，仅为本发明一种较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种下驱动式整体吊弦疲劳试验装置，其特征在于，由吊弦系统、机械框架系统、驱动系统、弹簧缓冲系统组成；机械框架系统包括底座（1）、导杆（2）、位移传感器（3）、限位锁（4）、限位传感器（5）、下移动板（6）、上固定板（7）和下底座（8）；驱动系统包括电机（9）；
所述机械框架系统中的多根导杆（2）固定在底座（1）上，多个限位锁（4）、下移动板（6）、上固定板（7）安装在导杆（2）上；
所述机械框架系统中的下底座（8）包括下连接底座（21）、接触线线夹连接底座（22）、下紧固螺钉（23）；
下底座（8）通过下连接底座（21）固定在下移动板（6）上，接触线线夹连接底座（22）通过下连接底座（21）上的倒T型滑槽安装在下连接底座（21）上，然后通过下紧固螺钉（23）固定，保证接触线线夹连接底座（22）不发生转动和平动运动；
弹簧缓冲系统为弹簧缓冲底座（10），弹簧缓冲底座（10）固定在上固定板（7）上；
弹簧缓冲系统通过弹簧缓冲底座（10）中的压缩弹簧（11）缓解整体吊弦（24）上下运动过程中整体吊弦（24）所受的力值，并通过弹簧缓冲底座（10）中的力传感器（17）实时测试整体吊弦（24）所受到的力；
吊弦系统中整体吊弦（24）通过接触线连接线夹（25）、承力索连接线夹（26）分别与下底座（8）中的接触线线夹连接底座（22）和弹簧缓冲底座（10）中的承力索线夹连接底座（19）连接，最终实现整体吊弦（24）一端与下移动板（6）连接，另一端与上固定板（7）连接；
位移传感器（3）和电机（9）一端固定在底座（1）上，另一端连接在下移动板（6）上；通过驱动系统中的电机（9）带动下移动板（6）上下运动，并通过位移传感器（3）监测下移动板（6）的位移量，从而实现控制整体吊弦（24）上下运动；
弹簧缓冲底座（10），由压缩弹簧（11）、连接导杆（12）、螺母（13）、固定杆（14）、固定板（15）、橡胶垫（16）、力传感器（17）、上连接底座（18）、承力索线夹连接底座（19）和上紧固螺钉（20）组成；
弹簧缓冲底座（10）中的压缩弹簧（11）通过螺母（13）安装在连接导杆（12）上，连接导杆（12）固定在由固定杆（14）连接的固定板（15）上；连接导杆（12）下方依次连接有橡胶垫（16）、力传感器（17），橡胶垫（16）用于缓冲压缩弹簧（11）压缩过程中的载荷，避免力传感器（17）与固定板（15）直接发生碰撞；
力传感器（17）下方通过螺母安装有上连接底座（18），承力索线夹连接底座（19）通过滑槽安装在上连接底座（18）里面，并通过上紧固螺钉（20）固定，保证承力索线夹连接底座（19）不发生转动和平动；
试验时，开启电机（9），带动下移动板（6）和位移传感器（3）一起上下运动，从而带动整体吊弦（24）上下运动，模拟实际服役过程中整体吊弦（24）的振动疲劳过程以及动态受力。
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