CN116858524A - 一种弹性阻尼定位线夹的耗能性能测试装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电气化铁路和机械工程技术领域，公开了一种弹性阻尼定位线夹的耗能性能测试装置，包括弹性阻尼定位线夹、力传感器连接体、力传感器、模拟质量块、作动器、位移传感器、机架、测控平台和测试连接体等；一种弹性阻尼定位线夹的耗能性能测试方法，能够测定弹性阻尼定位线夹的抬升移动载荷Fts，避免形成接触硬点，同时，能够测定弹性阻尼定位线夹不同振动范围内的耗能值，从而评估弹性阻尼定位线夹的耗能性能，保障弹性阻尼定位线夹的减振效果。本发明提出的测试装置结构简单，测试方法正确合理，有效保障弹性阻尼定位线夹性能，延长接触线和定位线夹的使用寿命，充分保障电气化铁路接触网的工作可靠性，具有广泛的应用前景。

Description

一种弹性阻尼定位线夹的耗能性能测试装置及方法
技术领域
本发明公开了一种弹性阻尼定位线夹的耗能性能测试装置及方法，涉及电气化铁路和机械工程技术领域。
背景技术
高速铁路接触网是保证电气化铁路运输安全的设备，定位线夹是接触网系统重要组成部分之一，起到承载力和载流的作用。一种弹性阻尼定位线夹（申请号：2023108922425）通过弹性阻尼总成，把定位杆的轴向作用力转换成摩擦阻尼块对定位杆的径向压紧力。当电力机车运行通过时，受电弓对接触线形成抬升作用，引起接触线和定位线夹产生振动，定位杆上下运动，摩擦阻尼块产生摩擦阻尼力，吸收和消耗弹性阻尼定位线夹的振动能量，对接触线和定位线夹起到减振和消振作用。
对于弹性阻尼定位线夹来说，如果摩擦阻尼力过大，受电弓通过时，无法正常抬升接触线，受电弓和接触线之间会产生过大的接触载荷，严重影响受电弓和接触网的安全运行；如果摩擦阻尼力过小，影响接触线和定位线夹的减振效果。所以，弹性阻尼定位线夹的摩擦阻尼力必须控制在合适的范围内。
发明内容
为了解决上述难题，本发明提出一种弹性阻尼定位线夹的耗能性能测试装置及方法，通过对弹性阻尼定位线夹耗能性能的测试，准确反映弹性阻尼定位线夹的减振能力，并有效控制摩擦阻尼力的大小。
本发明的技术方案如下：
一种弹性阻尼定位线夹的耗能性能测试装置，用于对弹性阻尼定位线夹进行耗能性能测试，所述弹性阻尼定位线夹包括汇流排、定位杆、调节挂板、弹性阻尼总成；所述测试装置包括力传感器连接体、力传感器、模拟质量块、作动器、位移传感器、机架、测控平台和测试连接体；
所述力传感器连接体上部加工有与接触线上部形状一致的Ω形连接头，下部外周加工有力传感器连接体螺纹；
所述模拟质量块用于模拟接触线挂接质量，模拟质量块的上部加工有模拟质量块上螺纹，模拟质量块的下部加工有模拟质量块T形槽；
所述作动器包括作动器本体、作动器安装座和活塞杆，所述活塞杆的顶部加工有活塞杆T形头；
所述位移传感器包括位移传感器本体和位移传感器测量部；
所述机架包括机架底座、机架左立柱、机架右立柱、机架左安装平台、机架右安装平台和机架顶梁；
所述测控平台控制作动器动作，并采集力传感器和位移传感器的测量信号，进行处理，计算弹性阻尼定位线夹的耗能量，形成测试曲线和报告；
所述测试连接体的上部加工有测试连接体T形头，所述测试连接体的下部加工有测试连接体T形槽；
所述作动器通过作动器安装座可靠安装在机架底座上，所述位移传感器本体可靠安装在机架顶梁上，所述力传感器的上部与力传感器连接体螺纹形成可靠连接，所述模拟质量块的上部通过上螺纹与力传感器的下部形成可靠连接，所述位移传感器通过数据线束与测控平台相连接，所述力传感器通过数据线束与测控平台相连接，弹性阻尼定位线夹进行测试前，通过调节挂板的左右部分别可靠安装在机架左安装平台和机架右安装平台上，所述位移传感器测量部和定位杆的顶部形成可靠连接，所述Ω形连接头可靠夹装在汇流排的底部，使得力传感器和模拟质量块可靠挂接在弹性阻尼定位线夹的底部，所述测试连接体的上部通过测试连接体T形头插入模拟质量块T形槽内，所述测试连接体的下部通过测试连接体T形槽套装在活塞杆T形头上。
优选地，上述测试连接体上下均是螺纹结构。
优选地，上述位移传感器是拉线式位移传感器、激光位移传感器、磁致伸缩位移传感器、涡流位移传感器、光线尺中的一种。
一种弹性阻尼定位线夹的耗能性能测试方法，利用上述述的弹性阻尼定位线夹的耗能性能测试装置，包括如下步骤：
（1）、准备工作
所述位移传感器通过数据线束与测控平台相连接，所述力传感器通过数据线束与测控平台相连接，被测弹性阻尼定位线夹通过调节挂板的左右部分别可靠安装在机架左安装平台和机架右安装平台上，所述位移传感器测量部和定位杆的顶部形成可靠连接，所述Ω形连接头可靠夹装在汇流排的底部，使得力传感器和模拟质量块可靠挂接在弹性阻尼定位线夹的底部，此时，定位杆受到力传感器和模拟质量块的重力作用后，克服弹性阻尼总成的弹性力和阻尼力，向下移动，并达到平衡位置；测控平台通过力传感器获取平衡位置的载荷值F0，测控平台通过位移传感器获取平衡位置的位移值S0；
所述测试连接体的上部通过测试连接体T形头发明插入模拟质量块T形槽内，所述测试连接体的下部通过测试连接体T形槽套装在活塞杆T形头上；
（2）、弹性阻尼定位线夹抬升移动载荷Fts的测试
通过测控平台控制作动器，逐步提高作动器向上的作用力，模拟受电弓对接触线的抬升力，力传感器采集记录定位杆产生向上移动瞬间时的载荷值F01，F0- F01即为弹性阻尼定位线夹的抬升移动载荷Fts，如果抬升移动载荷Fts大于受电弓的实际抬升力，受电弓在过弓时将无法抬升定位线夹和接触线向上移动，形成接触硬点，影响受电弓和接触线的正常工作；
（3）、弹性阻尼定位线夹耗能性能的测试
（3.1）、通过测控平台控制作动器向下移动，使得力传感器记录的载荷值从F1逐步增加到F2，位移从S1增加到S2，得到曲线a；
（3.2）逐步降低作动器向下的作用力，直至到零，并改变成向上的抬升力，并逐步增加作动器的抬升力，使得S2发生变化，得到曲线b；
（3.3）继续增加作动器的抬升力，使得位移从S2变化到S1，得到曲线c；
（3.4）位移到达S1后，作动器逐步降低抬升力，直至位移发生变化，得到曲线d；
（3.5）、a、b、c、d四条曲线形成封闭图形，通过测控平台计算封闭图形的面积，便可获得被测弹性阻尼定位线夹位移从S1到S2一个循环振动下耗能值；
（3.6）、调整位移S1和S2的值，获得被测弹性阻尼定位线夹不同振动范围内的耗能值，从而评估弹性阻尼定位线夹的耗能性能。
本发明的有益效果：
本发明一种弹性阻尼定位线夹的耗能性能测试方法，能够测定弹性阻尼定位线夹的抬升移动载荷Fts，避免形成接触硬点，同时，能够测定弹性阻尼定位线夹不同振动范围内的耗能值，从而评估弹性阻尼定位线夹的耗能性能，保障弹性阻尼定位线夹的减振效果。本发明提出的测试装置结构简单，测试方法正确合理，有效保障弹性阻尼定位线夹性能，延长接触线和定位线夹的使用寿命，充分保障电气化铁路接触网的工作可靠性，具有广泛的应用前景。
附图说明
图1是弹性阻尼定位线夹的耗能测试装置的结构示意图；
图2是图1的局部结构图；
图3是图1中作动器的结构示意图；
图4是弹性阻尼定位线夹理论耗能曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1-3所示，一种弹性阻尼定位线夹的耗能性能测试装置，用于对弹性阻尼定位线夹1进行耗能性能测试，所述弹性阻尼定位线夹包括汇流排1-1、定位杆1-2、调节挂板1-3、弹性阻尼总成1-4；所述测试装置包括力传感器连接体2、力传感器3、模拟质量块4、作动器5、位移传感器6、机架7、测控平台8和测试连接体9；
所述力传感器连接体2上部加工有与接触线上部形状一致的Ω形连接头2-1，下部外周加工有力传感器连接体螺纹2-2；
所述模拟质量块4用于模拟接触线挂接质量，模拟质量块4的上部加工有模拟质量块上螺纹4-1，模拟质量块4的下部加工有模拟质量块T形槽4-2；
所述作动器5包括作动器本体5-1、作动器安装座5-2和活塞杆5-3，所述活塞杆5-3的顶部加工有活塞杆T形头5-4；
所述位移传感器6包括位移传感器本体6-1和位移传感器测量部6-2；
所述机架7包括机架底座7-1、机架左立柱7-2、机架右立柱7-3、机架左安装平台7-4、机架右安装平台7-5和机架顶梁7-6；
所述测控平台8控制作动器5动作，并采集力传感器3和位移传感器6的测量信号，进行处理，计算弹性阻尼定位线夹的耗能量，形成测试曲线和报告；
所述测试连接体9的上部加工有测试连接体T形头9-1，所述测试连接体9的下部加工有测试连接体T形槽9-2；
所述作动器5通过作动器安装座5-2可靠安装在机架底座7-1上，所述位移传感器本体6-1可靠安装在机架顶梁7-6上，所述力传感器3的上部与力传感器连接体螺纹2-2形成可靠连接，所述模拟质量块4的上部通过上螺纹4-1与力传感器3的下部形成可靠连接，所述位移传感器6通过数据线束与测控平台8相连接，所述力传感器3通过数据线束与测控平台8相连接，弹性阻尼定位线夹进行测试前，通过调节挂板1-3的左右部分别可靠安装在机架左安装平台7-4和机架右安装平台7-5上，所述位移传感器测量部6-2和定位杆1-2的顶部形成可靠连接，所述Ω形连接头2-1可靠夹装在汇流排1-1的底部，使得力传感器3和模拟质量块4可靠挂接在弹性阻尼定位线夹1的底部，所述测试连接体9的上部通过测试连接体T形头9-1插入模拟质量块T形槽4-2内，所述测试连接体9的下部通过测试连接体T形槽9-2套装在活塞杆T形头5-4上。
优选地，上述测试连接体9上下均是螺纹结构。
优选地，上述位移传感器6是拉线式位移传感器、激光位移传感器、磁致伸缩位移传感器、涡流位移传感器、光线尺中的一种。
一种弹性阻尼定位线夹的耗能性能测试方法，利用上述述的弹性阻尼定位线夹的耗能性能测试装置，包括如下步骤：
（1）、准备工作
所述位移传感器6通过数据线束与测控平台8相连接，所述力传感器3通过数据线束与测控平台8相连接，被测弹性阻尼定位线夹1通过调节挂板1-3的左右部分别可靠安装在机架左安装平台7-4和机架右安装平台7-5上，所述位移传感器测量部6-2和定位杆1-2的顶部形成可靠连接，所述Ω形连接头2-1可靠夹装在汇流排1-1的底部，使得力传感器3和模拟质量块4可靠挂接在弹性阻尼定位线夹1的底部，此时，定位杆1-2受到力传感器3和模拟质量块4的重力作用后，克服弹性阻尼总成1-4的弹性力和阻尼力，向下移动，并达到平衡位置；测控平台8通过力传感器3获取平衡位置的载荷值，对应图4中的F0，测控平台8通过位移传感器6获取平衡位置的位移值，对应图4中的S0；
所述测试连接体9的上部通过测试连接体T形头9-1插入模拟质量块T形槽4-2内，所述测试连接体9的下部通过测试连接体T形槽9-2套装在活塞杆T形头5-4上；
（2）、弹性阻尼定位线夹1抬升移动载荷Fts的测试
通过测控平台8控制作动器5，逐步提高作动器5向上的作用力，模拟受电弓对接触线的抬升力，力传感器3采集记录定位杆1-2产生向上移动瞬间时的载荷值，如图4中的F01，F0- F01即为弹性阻尼定位线夹的抬升移动载荷Fts，如果抬升移动载荷Fts大于受电弓的实际抬升力，受电弓在过弓时将无法抬升定位线夹和接触线向上移动，形成接触硬点，影响受电弓和接触线的正常工作；
（3）、弹性阻尼定位线夹耗能性能的测试
（3.1）、通过测控平台8控制作动器5向下移动，使得力传感器3记录的载荷值从F1逐步增加到F2，位移从S1增加到S2，得到如图4所示的曲线a；
（3.2）逐步降低作动器5向下的作用力，直至到零，并改变成向上的抬升力，并逐步增加作动器5的抬升力，使得S2发生变化，得到如图4所示的曲线b；
（3.3）继续增加作动器5的抬升力，使得位移从S2变化到S1，得到曲线c；
（3.4）位移到达S1后，作动器5逐步降低抬升力，直至位移发生变化，得到如图4所示的曲线d；
（3.5）、a、b、c、d四条曲线形成封闭图形，通过测控平台8计算封闭图形的面积，便可获得被测弹性阻尼定位线夹1位移从S1到S2一个循环振动下耗能值；
（3.6）、调整位移S1和S2的值，获得被测弹性阻尼定位线夹不同振动范围内的耗能值，从而评估弹性阻尼定位线夹的耗能性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种弹性阻尼定位线夹的耗能性能测试装置，用于对弹性阻尼定位线夹（1）进行耗能性能测试，所述弹性阻尼定位线夹包括汇流排（1-1）、定位杆（1-2）、调节挂板（1-3）、弹性阻尼总成（1-4）；其特征在于：所述测试装置包括力传感器连接体（2）、力传感器（3）、模拟质量块（4）、作动器（5）、位移传感器（6）、机架（7）、测控平台（8）和测试连接体（9）；
所述力传感器连接体（2）上部加工有与接触线上部形状一致的Ω形连接头（2-1），下部外周加工有力传感器连接体螺纹（2-2）；
所述模拟质量块（4）用于模拟接触线挂接质量，模拟质量块（4）的上部加工有模拟质量块上螺纹（4-1），模拟质量块（4）的下部加工有模拟质量块T形槽（4-2）；
所述作动器（5）包括作动器本体（5-1）、作动器安装座（5-2）和活塞杆（5-3），所述活塞杆（5-3）的顶部加工有活塞杆T形头（5-4）；
所述位移传感器（6）包括位移传感器本体（6-1）和位移传感器测量部（6-2）；
所述机架（7）包括机架底座（7-1）、机架左立柱（7-2）、机架右立柱（7-3）、机架左安装平台（7-4）、机架右安装平台（7-5）和机架顶梁（7-6）；
所述测控平台（8）控制作动器（5）动作，并采集力传感器（3）和位移传感器（6）的测量信号，进行处理，计算弹性阻尼定位线夹的耗能量，形成测试曲线和报告；
所述测试连接体（9）的上部加工有测试连接体T形头（9-1），所述测试连接体（9）的下部加工有测试连接体T形槽（9-2）；
所述作动器（5）通过作动器安装座（5-2）可靠安装在机架底座（7-1）上，所述位移传感器本体（6-1）可靠安装在机架顶梁（7-6）上，所述力传感器（3）的上部与力传感器连接体螺纹（2-2）形成可靠连接，所述模拟质量块（4）的上部通过上螺纹（4-1）与力传感器（3）的下部形成可靠连接，所述位移传感器（6）通过数据线束与测控平台（8）相连接，所述力传感器（3）通过数据线束与测控平台（8）相连接，弹性阻尼定位线夹进行测试前，通过调节挂板（1-3）的左右部分别可靠安装在机架左安装平台（7-4）和机架右安装平台（7-5）上，所述位移传感器测量部（6-2）和定位杆（1-2）的顶部形成可靠连接，所述Ω形连接头（2-1）可靠夹装在汇流排（1-1）的底部，使得力传感器（3）和模拟质量块（4）可靠挂接在弹性阻尼定位线夹（1）的底部，所述测试连接体（9）的上部通过测试连接体T形头（9-1）插入模拟质量块T形槽（4-2）内，所述测试连接体（9）的下部通过测试连接体T形槽（9-2）套装在活塞杆T形头（5-4）上。
2.根据权利要求1所述的一种弹性阻尼定位线夹的耗能性能测试装置，其特征在于：所述测试连接体（9）上下均是螺纹结构。
3.根据权利要求1所述的一种弹性阻尼定位线夹的耗能性能测试装置，其特征在于：所述位移传感器（6）是拉线式位移传感器、激光位移传感器、磁致伸缩位移传感器、涡流位移传感器、光线尺中的一种。
4.一种弹性阻尼定位线夹的耗能性能测试方法，利用权利要求1-3任一权利要求所述的弹性阻尼定位线夹的耗能性能测试装置，其特征在于包括如下步骤：
（1）、准备工作
所述位移传感器（6）通过数据线束与测控平台（8）相连接，所述力传感器（3）通过数据线束与测控平台（8）相连接，被测弹性阻尼定位线夹（1）通过调节挂板（1-3）的左右部分别可靠安装在机架左安装平台（7-4）和机架右安装平台（7-5）上，所述位移传感器测量部（6-2）和定位杆（1-2）的顶部形成可靠连接，所述Ω形连接头（2-1）可靠夹装在汇流排（1-1）的底部，使得力传感器（3）和模拟质量块（4）可靠挂接在弹性阻尼定位线夹（1）的底部，此时，定位杆（1-2）受到力传感器（3）和模拟质量块（4）的重力作用后，克服弹性阻尼总成（1-4）的弹性力和阻尼力，向下移动，并达到平衡位置；测控平台（8）通过力传感器（3）获取平衡位置的载荷值F0，测控平台（8）通过位移传感器（6）获取平衡位置的位移值S0；
所述测试连接体（9）的上部通过测试连接体T形头（9-1）插入模拟质量块T形槽（4-2）内，所述测试连接体（9）的下部通过测试连接体T形槽（9-2）套装在活塞杆T形头（5-4）上；
（2）、弹性阻尼定位线夹（1）抬升移动载荷Fts的测试
通过测控平台（8）控制作动器（5），逐步提高作动器（5）向上的作用力，模拟受电弓对接触线的抬升力，力传感器（3）采集记录定位杆（1-2）产生向上移动瞬间时的载荷值F01，F0-F01即为弹性阻尼定位线夹的抬升移动载荷Fts，如果抬升移动载荷Fts大于受电弓的实际抬升力，受电弓在过弓时将无法抬升定位线夹和接触线向上移动，形成接触硬点，影响受电弓和接触线的正常工作；
（3）、弹性阻尼定位线夹耗能性能的测试
（3.1）、通过测控平台（8）控制作动器（5）向下移动，使得力传感器（3）记录的载荷值从F1逐步增加到F2，位移从S1增加到S2，得到曲线a；
（3.2）逐步降低作动器（5）向下的作用力，直至到零，并改变成向上的抬升力，并逐步增加作动器（5）的抬升力，使得S2发生变化，得到曲线b；
（3.3）继续增加作动器（5）的抬升力，使得位移从S2变化到S1，得到曲线c；
（3.4）位移到达S1后，作动器（5）逐步降低抬升力，直至位移发生变化，得到曲线d；
（3.5）、a、b、c、d四条曲线形成封闭图形，通过测控平台（8）计算封闭图形的面积，便可获得被测弹性阻尼定位线夹（1）位移从S1到S2一个循环振动下耗能值；
（3.6）、调整位移S1和S2的值，获得被测弹性阻尼定位线夹不同振动范围内的耗能值，从而评估弹性阻尼定位线夹的耗能性能。
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