CN112729737B - 一种轮轨滚动接触式振动实验台 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及振动检测设备技术领域，公开了一种轮轨滚动接触式振动实验台，包括主支架、驱动电机、车轮、连接组件以及工装台，所述主支架内部的一侧设置有电机支架，且所述电机支架的顶部固定有所述驱动电机，所述驱动电机的输出端安装有联轴器，且所述联轴器的一端固定有主轴，所述主轴的中部套装有所述车轮，所述车轮上方的所述主支架内部设置有所述连接组件，所述连接组件上方的所述主支架顶端水平设置有所述工装台。本发明不仅能够贴近实际地模拟轮轨滚动接触状态下的振动情况，提高演示效果，而且利用击振头对工装台及其顶端的被测试样品产生振动作用，从而便于测试和分析环境振动对受振对象的影响。

Description

一种轮轨滚动接触式振动实验台
技术领域
本发明涉及振动检测设备技术领域，具体是一种轮轨滚动接触式振动实验台。
背景技术
振动是一种在生活、工程和自然中常见的物理现象。一方面，振动可以用于振动环境实验评估、疲劳强度实验中载荷的循环加载、抗震研究等需要一定频率振源的领域；另一方面，各种振动和噪声污染日益频繁，对周围建筑物的结构安全、古文物的保护、精密仪器的正常使用、以及附近居民的生理心理健康等都产生了不可忽略的危害，减震降噪也是困扰轨道交通、工程机械等领域的重大技术难题。
特别是在轨道交通领域，振动与减振实验台在振动演示与模拟、轮轨关系分析和减振降噪等研究中具有十分重要的地位。由于轨道交通振动和噪声产生的原因复杂，包括线路沉降和钢轨波磨、车轮失圆、电气控制等方面。因此，开展振动与噪声产生的机理及影响因素研究，找出减震降噪方法，在提高列车乘坐舒适性、提高线路和轮对等部件可靠性和使用寿命、促进轨道交通更好的可持续发展等方面都具有重大的社会和经济意义。
选择合适的激振方式是振动成因分析及减振降噪研究的关键。根据振源的形式可以通常分类为实际线路激振、激振器激振、电磁激振和试验台激振。其中，实际线路激振是通过在实际轨道线路上进行实验，其结果相对更为接近轨道交通实际运营情况，但存在成本高、不易分析某特定因素所造成的影响；激振器激振和电磁激振存在难以反映振动成因及模拟不同工况变化的影响；而传统的实验台往往只考虑振动测试，而没有考虑减振效果分析；此外，振动成因方面也主要侧重于轮轨关系等机械方面，而忽视了牵引变流等电气控制方面所产生的影响。
因此，本领域技术人员提供了一种轮轨滚动接触式振动实验台，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轮轨滚动接触式振动实验台，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种轮轨滚动接触式振动实验台，包括主支架、驱动电机、车轮、连接组件以及工装台，所述主支架内部的一侧设置有电机支架，且所述电机支架的顶部固定有所述驱动电机，所述驱动电机的输出端安装有联轴器，且所述联轴器的一端固定有主轴，所述主轴的中部套装有所述车轮，所述车轮上方的所述主支架内部设置有所述连接组件，所述连接组件上方的所述主支架顶端水平设置有所述工装台。
作为本发明再进一步的方案：所述车轮下方的所述主支架内部水平安装有副轴，且所述副轴的左右两侧皆与所述主支架转动连接。
作为本发明再进一步的方案：所述副轴的中部套装有圆形轨道，且所述圆形轨道的顶端与所述车轮的底端滚动接触。
作为本发明再进一步的方案：所述连接组件包括连杆、滑块以及击振头，所述连杆顶端的左右两侧皆垂直固定有所述滑块，所述连杆顶端的中心位置处垂直安装有击振头，且所述击振头的顶端与所述工装台的底端相互接触。
作为本发明再进一步的方案：所述滑块皆与所述主支架的内侧壁滑动连接并构成限位结构。
作为本发明再进一步的方案：所述工装台内部的拐角位置处皆竖直贯穿有小支架，且所述小支架的底端皆与所述主支架的顶端固定连接。
与现有技术相比，本发明的创新点包括：
1、驱动电机通过联轴器带动主轴匀速旋转，使得车轮在同步旋转的同时与副轴外侧的圆形轨道滚动接触，从而贴近实际地模拟轮轨滚动接触状态下的振动情况，提高演示效果；
2、通过车轮实时向连接组件处反映滚动接触状态，则在滑块与主支架之间的滑动限位作用下，连杆将垂直升降，利用击振头对工装台及其顶端的被测试样品产生振动作用，从而便于测试和分析环境振动对受振对象的影响。
附图说明
图1为一种轮轨滚动接触式振动实验台的主视结构示意图；
图2为一种轮轨滚动接触式振动实验台中车轮的立体结构示意图；
图3为一种轮轨滚动接触式振动实验台的机械结构示意图。
图中：1、主支架；2、电机支架；3、驱动电机；4、联轴器；5、主轴；6、车轮；7、副轴；8、圆形轨道；9、连接组件；901、连杆；902、滑块；903、击振头；10、工装台；11、小支架。
具体实施方式
请参阅图1～3，本发明实施例中，一种轮轨滚动接触式振动实验台，包括主支架1、驱动电机3、车轮6、连接组件9以及工装台10，主支架1内部的一侧设置有电机支架2，且电机支架2的顶部固定有驱动电机3，该驱动电机3的型号可为Y90S-2，驱动电机3的输出端安装有联轴器4，且联轴器4的一端固定有主轴5，主轴5的中部套装有车轮6，车轮6上方的主支架1内部设置有连接组件9，连接组件9上方的主支架1顶端水平设置有工装台10。
在图1和图2中：车轮6下方的主支架1内部水平安装有副轴7，且副轴7的左右两侧皆与主支架1转动连接，用于副轴7的定位安装，并减小转动摩擦对测试实验的影响；副轴7的中部套装有圆形轨道8，且圆形轨道8的顶端与车轮6的底端滚动接触，用于模拟轮轨滚动接触状态；
在图1中：连接组件9包括连杆901、滑块902以及击振头903，连杆901顶端的左右两侧皆垂直固定有滑块902，连杆901顶端的中心位置处垂直安装有击振头903，且击振头903的顶端与工装台10的底端相互接触，用于传递车轮6的震动状态，并反映到工装台10上；滑块902皆与主支架1的内侧壁滑动连接并构成限位结构，用于限定升降轨迹，避免发生偏移；
在图1中：工装台10内部的拐角位置处皆竖直贯穿有小支架11，且小支架11的底端皆与主支架1的顶端固定连接，通过将工装台10及其顶端的被测试样品与四个小支架11过盈配合，限制工装台10的横向位移。
本发明的工作原理是：首先通过牵引变流器控制驱动电机3相应启停，使其通过联轴器4带动主轴5匀速旋转，使得车轮6在同步旋转的同时与副轴7外侧的圆形轨道8滚动接触，从而贴近实际地模拟轮轨滚动接触状态下的振动情况，提高演示效果；
在此过程中，通过车轮6实时向连接组件9处反映滚动接触状态，则在滑块902与主支架1之间的滑动限位作用下，连杆901将垂直升降，利用击振头903对工装台10及其顶端的被测试样品产生振动作用，同时利用四个小支架11限制工装台10的横向位移，从而便于测试和分析竖直方向的环境振动对受振对象的影响，进而有助于研究人员深入分析振动的产生机理和影响因素，进而针对性提出减振降噪举措；
另外，可以通过液压缸对主轴5进行加载，从而模拟不同工况下轮轨接触所产生的振动情况，也可以通过在副轴7的一端外接电机，形成外加阻力，从而模拟曲线通过、上坡和下坡等不同线路情况对车轮6不同阻力作用时的振动情况；
此外，该实验台还具有数据采集装置，主要包含振动传感器、采集仪、电脑主机等，其中，振动传感器采集的振动信号并传入采集仪中，采集仪实时分析变频等电气控制特性对滚动接触式振动所产生的影响，然后将数据传入电脑主机中进行储存。
以上所述的，仅为本发明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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种轮轨滚动接触式振动实验台，其特征在于，包括主支架(1)、驱动电机(3)、车轮(6)、连接组件(9)以及工装台(10)，所述主支架(1)内部的一侧设置有电机支架(2)，且所述电机支架(2)的顶部固定有所述驱动电机(3)，所述驱动电机(3)的输出端安装有联轴器(4)，且所述联轴器(4)的一端固定有主轴(5)，所述主轴(5)的中部套装有所述车轮(6)，所述车轮(6)上方的所述主支架(1)内部设置有所述连接组件(9)，所述连接组件(9)上方的所述主支架(1)顶端水平设置有所述工装台(10)；
所述连接组件(9)包括连杆(901)、滑块(902)以及击振头(903)，所述连杆(901)顶端的左右两侧皆垂直固定有所述滑块(902)，所述连杆(901)顶端的中心位置处垂直安装有击振头(903)，且所述击振头(903)的顶端与所述工装台(10)的底端相互接触；所述滑块(902)皆与所述主支架(1)的内侧壁滑动连接并构成限位结构。
2.根据权利要求1所述的一种轮轨滚动接触式振动实验台，其特征在于，所述车轮(6)下方的所述主支架(1)内部水平安装有副轴(7)，且所述副轴(7)的左右两侧皆与所述主支架(1)转动连接。
3.根据权利要求2所述的一种轮轨滚动接触式振动实验台，其特征在于，所述副轴(7)的中部套装有圆形轨道(8)，且所述圆形轨道(8)的顶端与所述车轮(6)的底端滚动接触。
4.根据权利要求1所述的一种轮轨滚动接触式振动实验台，其特征在于，所述工装台(10)内部的拐角位置处皆竖直贯穿有小支架(11)，且所述小支架(11)的底端皆与所述主支架(1)的顶端固定连接。
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