CN115077833A - 一种接触网定位器振动疲劳试验系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种接触网定位器振动疲劳试验系统，涉及弹性吊索试验装置技术领域，包括框架、固定组件、驱动系统和缓冲组件；固定组件和缓冲组件均设置于框架顶部，固定组件和缓冲组件分别用于与定位器的两端连接；驱动系统设置于框架上且位于缓冲组件下方。实现定位器的上下位移振幅、角度和张力开展振动疲劳试验，试验系统占用场地少，节省空间；将多个试验过程结合在一起开展试验，避免了分开试验过程，提高了试验效率；控制系统精度高，稳定性好；从多个角度进行监测和控制，保证了试验装置的精度和准确性；试验系统结构相对简单，操作方便，定位器的载荷可通过弹簧缓冲，避免大载荷的冲击，提高设备使用寿命。

Description

一种接触网定位器振动疲劳试验系统

技术领域

本发明涉及弹性吊索试验装置技术领域，特别是涉及一种接触网定位器振动疲劳试验系统。

背景技术

定位器是电气化铁路接触网的重要组成部分，其主要起定位作用。在实际服役过程中，定位器主要用于保持接触线处于固定的高度，并张紧接触线使其保持固定的拉出值。当列车通过时，由于受电弓的抬升作用，定位器向上运动，列车经过后又向下垂落，随后上下振动。同时，定位器的定位器与定位支座一般采用勾环连接，在张紧接触线以及上下振动时，勾环位置会产生疲劳磨损。

现有定位器主要根据《TB/T 2074-2020电气化铁路接触网零部件试验方法》、《TB/T 2075.3-2020电气化铁路接触网零部件第3部分：限位型定位器》、《TB/T 2075.4-2020电气化铁路接触网零部件第4部分：非限位型定位器》开展试验，其分别对定位器开展振动试验、疲劳试验，其中振动试验采用等幅振动，只是控制接触网的抬升位移；疲劳试验主要施加拉拉疲劳，两种试验是独立开展，未充分考虑实际服役过程中振动、疲劳之间的相互影响因素，并且现有试验控制参数与实际现场定位器的服役工况存在较大差异，包括定位勾环的旋转角度、接触网的弹性缓冲等，无法真实反映定位器的实际服役工况。

目前现有定位器的振动疲劳试验是独立进行，先开展振动试验，在模拟振动场上安装定位器，然后定位点处施加位移，对其振动过程中的定位器的载荷、弹性缓冲、勾环旋转角度等未进行有效控制；而疲劳试验过程中只是模拟拉拉疲劳，未考虑振动过程对疲劳的相互作用影响。现有试验方法和装置未全面考虑振动疲劳试验的关联性，不能有效反应实际服役工况参数。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种接触网定位器振动疲劳试验系统，其在试验过程中综合考虑定位器的上下振动、拉拉疲劳、勾环磨损等振动疲劳过程，并闭环控制定位器的位移、载荷、运动角度、弹性缓冲等，在试验过程中将振动与疲劳过程综合考虑，振动和疲劳过程相互作用，与实际服役过程和服役参数更加匹配，有效实现模拟实际定位器振动疲劳过程的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种接触网定位器振动疲劳试验系统，包括框架、固定组件、驱动系统和缓冲组件；所述固定组件和所述缓冲组件均设置于所述框架顶部，所述固定组件和所述缓冲组件分别用于与定位器的两端连接；所述驱动系统设置于所述框架上且位于所述缓冲组件下方。

可选的，所述固定组件包括固定底座和定位支座；所述固定底座设置于所述框架顶部，所述定位支座的顶部与所述固定底座相连接，所述定位支座的底部用于与所述定位器转动连接。

可选的，所述缓冲组件包括固定支座、弹簧、弹簧连接线夹和定位线夹；所述固定支座设置于所述框架顶部，所述固定支座底部与所述弹簧的一端相连接，所述弹簧的另一端与所述弹簧连接线夹相连接，所述定位线夹与所述弹簧连接线夹相连接，所述定位线夹用于与所述定位器转动连接。

可选的，所述驱动系统包括作动缸；所述作动缸的缸体与所述框架的底部相连接，所述作动缸的缸杆自由端与所述缓冲组件之间设置有位移传感器和纵向力传感器。

可选的，所述纵向力传感器与一作动缸连接线夹，所述作动缸连接线夹和所述定位线夹均与一接触线相连接；所述接触线与所述框架之间设置有一横向力传感器。

可选的，所述接触线与所述横向力传感器通过线索连接。

可选的，所述框架上设置有激光测角仪。

可选的，所述框架包括底座、左立柱、右立柱和横梁；所述底座的左右两侧分别设置有所述左立柱和所述右立柱，所述横梁的两端分别与所述左立柱的顶部和所述右立柱的顶部相连接。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

1、通过将定位器的定位器、定位支座、定位线夹、接触线等安装在一起，施加作动缸的位移、线索的张力来控制定位器的上下位移振幅、角度和张力开展振动疲劳试验，试验系统占用场地少，节省空间；将多个试验过程结合在一起开展试验，避免了分开试验过程，提高了试验效率；

2、通过控制位移、角度、纵向载荷、水平载荷四个主要参数来实现闭环控制，并通过调节作动缸的位移、速度、加速度，线索的张力，弹簧的弹性等参数来匹配控制参数的精度，控制系统精度高，稳定性好；

3、试验系统包括位移传感器、力传感器、测角仪，从多个角度进行监测和控制，保证了试验装置的精度和准确性；

4、试验系统结构相对简单，操作方便，定位器的载荷可通过弹簧缓冲，避免大载荷的冲击，提高设备使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明接触网定位器振动疲劳试验系统的结构示意图。

附图标记说明：1、底板；2、左立柱；3、右立柱；4、横管；5、定位器；6、定位支座；7、定位线夹；8、接触线；9、线索；10、作动缸连接线夹；11、弹簧连接线夹；12、固定底座；13、固定支座；14、作动缸；15、弹簧；16、纵向力传感器；17、位移传感器；18、横向力传感器；19、激光测角仪。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本实施例提供一种接触网定位器振动疲劳试验系统，包括框架、固定组件、驱动系统和缓冲组件；固定组件和缓冲组件均设置于框架顶部，固定组件和缓冲组件分别用于与定位器5的两端连接；驱动系统设置于框架上且位于缓冲组件下方。

于本具体实施例中，框架包括底座、左立柱2、右立柱3和横梁；底座固定在地面上；底座的左右两侧分别设置有左立柱2和右立柱3，横梁的两端分别与左立柱2的顶部和右立柱3的顶部相连接。

作动缸14安装在底板1上，向上依次连接有位移传感器17、纵向力传感器16、作动缸连接线夹10，然后通过作动缸连接线夹10与接触线8连接在一起。作动缸14上下运动，带动位移传感器17、纵向力传感器16、作动缸连接线夹10和接触线8一起进行上下运动，位移传感器17监测运动过程中的位移，纵向力传感器16监测运动过程中的动态载荷变化。

定位支座6通过固定底座12竖直安装在横管4上，然后通过定位支座6的勾环与定位器5连接在一起。定位器5的另一端分别连接定位线夹7和接触线8。接触线8与线索9和横向力传感器18水平串联在一起，线索9另一端固定在左立柱2上。通过线索9向定位器5的定位器5上施加水平拉力载荷，并通过横向力传感器18检测水平载荷的变化。

接触线8的上端同时依次连接弹簧连接线夹11和弹簧15缓冲器，弹簧15缓冲器安装在固定底座12上，固定底座12安装在横管4上。接触线8在上下运动过程中，通过弹簧15缓冲器模拟接触网的弹性缓冲作用，缓冲定位器5中的动态载荷，并通过纵向力传感器16监测定位器5纵向载荷的变化。

激光测角仪19安装在底板1上，其实时监测定位器5在上下运动过程中与定位支座6的夹角变化，用于评估定位器5中勾环的磨损情况。

试验过程中，通过作动缸14的上下运动，带动接触线8和定位器5上下一起运动，同时通过线索9施加水平张力载荷，并通过横向力传感器18检测横向载荷动态变化；通过弹簧15缓冲器减缓定位器5上下运动时的动态冲击载荷，并通过纵向力传感器16监测其动态载荷变化。在定位器5的定位器5上下运动过程中，带动定位器5与定位支座6的勾环连接部位上下摆动并模拟连接部位磨损，通过激光测角仪19监测定位器5的角度变化。通过该系统达到模拟定位器5的上下振动、疲劳载荷、疲劳磨损以及上下缓冲等，达到模拟现场服役工况的目的，研究定位器5的振动疲劳服役性能和服役寿命。其中，上下运动的位移、纵向动态载荷、水平动态载荷、定位器5勾环夹角是四个重点控制的参数，并且四个参数均通过测量系统进行监测，并反馈给控制系统，通过调整线索9上的初始张力、弹簧15缓冲器的弹性、作动缸14的运动速度及加速度来动态调控并闭环控制，提高各个参数的控制精度和试验系统的稳定性。

定位器5振动疲劳试验过程中，首先将作动缸14安装在底板1上，然后依次在其上安装位移传感器17、纵向力传感器16、作动缸连接线夹10。再将定位支座6通过固定底座12纵向安装在横管4上，然后在定位支座6的环孔上连接定位器5勾，定位器5的另一端依次安装定位线夹7、接触线8；接触线8与作动缸连接线夹10连接在一起。同时，接触线8与线索9、横向力传感器18依次连接在一起，并在线索9上施加固定的张力后，然后将线索9的另一端固定在左立柱2上。再将弹簧15缓冲器通过固定底座12安装在横管4上，弹簧15缓冲器的下端通过弹簧连接线夹11与接触线8连接在一起。再将激光测角仪19安装在底板1，并将其对准定位器5。安装完成后，开启作动缸14电源及控制系统，通过作动缸14带动位移传感器17、纵向力传感器16、接触线8一起上下运动，向上运动模拟列车受电弓的冲击作用，向下运动模拟列车经过后定位器5的静态载荷作用，通过位移传感器17监测上下运动过程中的位移变化，通过纵向力传感器16监测上下运动过程中的纵向动态载荷变化。接触线8在上下运动过程中，带动定位器5一起上下运动，定位器5与定位支座6通过勾环连接，通过激光测角仪19监测定位器5上下运动过程中的角度变化。同时，接触线8与定位器5上下运动过程中，横向力传感器18监测定位器5的水平动态载荷变化；同时，弹簧15缓冲器缓冲接触线8与定位器5一起上下运动过程中的动态冲击载荷。

作动缸14向上运动，模拟列车通过时受电弓向上的动态抬升作用，其带动接触线8、定位器5一起向上运动，弹簧15缓冲器被压缩，纵向力传感器16以及横向力传感器18的载荷有增大趋势，激光测角仪19的角度增大；作动缸14向下运动，模拟列车经过后定位器5向下垂落过程，纵向力传感器16以及横向力传感器18的载荷也是从小变大，激光测角仪19的角度变小。作动缸14的上下运动模拟纵向振动，在上下运动过程中，通过线索9施加的载荷模拟疲劳载荷作用，通过定位器5与定位支座6的勾环连接及夹角变化模拟其磨损过程，并且实时监测位移、载荷、角度的变化特征，与作动缸14以及控制系统形成闭环，实时调整相关参数，达到动态模拟定位器5实际服役过程中的振动疲劳特征。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种接触网定位器振动疲劳试验系统，其特征在于，包括框架、固定组件、驱动系统和缓冲组件；所述固定组件和所述缓冲组件均设置于所述框架顶部，所述固定组件和所述缓冲组件分别用于与定位器的两端连接；所述驱动系统设置于所述框架上且位于所述缓冲组件下方。

2.根据权利要求1所述的接触网定位器振动疲劳试验系统，其特征在于，所述固定组件包括固定底座和定位支座；所述固定底座设置于所述框架顶部，所述定位支座的顶部与所述固定底座相连接，所述定位支座的底部用于与所述定位器转动连接。

3.根据权利要求1所述的接触网定位器振动疲劳试验系统，其特征在于，所述缓冲组件包括固定支座、弹簧、弹簧连接线夹和定位线夹；所述固定支座设置于所述框架顶部，所述固定支座底部与所述弹簧的一端相连接，所述弹簧的另一端与所述弹簧连接线夹相连接，所述定位线夹与所述弹簧连接线夹相连接，所述定位线夹用于与所述定位器转动连接。

4.根据权利要求3所述的接触网定位器振动疲劳试验系统，其特征在于，所述驱动系统包括作动缸；所述作动缸的缸体与所述框架的底部相连接，所述作动缸的缸杆自由端与所述缓冲组件之间设置有位移传感器和纵向力传感器。

5.根据权利要求4所述的接触网定位器振动疲劳试验系统，其特征在于，所述纵向力传感器与一作动缸连接线夹，所述作动缸连接线夹和所述定位线夹均与一接触线相连接；所述接触线与所述框架之间设置有一横向力传感器。

6.根据权利要求5所述的接触网定位器振动疲劳试验系统，其特征在于，所述接触线与所述横向力传感器通过线索连接。

7.根据权利要求1所述的接触网定位器振动疲劳试验系统，其特征在于，所述框架上设置有激光测角仪。

8.根据权利要求1所述的接触网定位器振动疲劳试验系统，其特征在于，所述框架包括底座、左立柱、右立柱和横梁；所述底座的左右两侧分别设置有所述左立柱和所述右立柱，所述横梁的两端分别与所述左立柱的顶部和所述右立柱的顶部相连接。

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