CN203455153U - 高速轨道车辆受电弓风洞测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种高速轨道车辆受电弓风洞测试装置，包括风洞、受电弓、绝缘子，在所述风洞的垂直方向上设置有可转动的上转盘和下转盘，所述绝缘子下方连接第一测力天平，所述第一测力天平的底部连接所述下转盘，所述受电弓的弓头连接第二测力天平，所述第二测力天平通过天平支杆与所述上转盘连接。本实用新型可以同时测量受电弓的气动阻力、侧向力及弓头气动升力等，测试更加方便、准确，还可以提高风洞试验的效率，降低风洞试验成本。通过上转盘和下转盘的转动，实现受电弓侧滑角的连续变化，更为真实地模拟列车运行工况，使试验数据更加准确，并且可以连续测量。另外，用于测试弓头气动升力的测力天平通过天平支杆与上方的上转盘连接，可以使弓头气动升力测试更加方便、准确。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种风洞试验设备，特别涉及一种高速轨道车辆受电弓风洞测试装置。
背景技术
随着列车速度的进一步提高，不仅空气阻力急剧增加，弓头抬升力、车-弓-网耦合振动的变化也将更为复杂，直接影响受流质量。受电弓良好的气动特性是确保弓网系统跟随性、稳定性和减小弓网磨损及降低气动阻力、气动噪音的重要因素，从而提高弓网使用寿命和保证运行安全。
研究高速列车受电弓的空气动力特性，可以采用理论计算、实车线路测试和风洞试验等手段，相比较而言，风洞试验具有既简单、快捷、又经济、可靠的显著特点。目前，国内外通常使用的风洞试验方法是拉绳测试，但是这种方法存在气动升力受拉绳本身气动力、拉绳角度、拉绳振动等问题的影响，存在无法准确获得弓头气动升力，且无法实现360°侧偏角连续吹风试验的缺点。
实用新型内容
本实用新型主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种测量准确，且能实现360度侧偏角连接吹风试验的高速轨道车辆受电弓风洞测试装置。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种高速轨道车辆受电弓风洞测试装置，包括风洞、受电弓、绝缘子，在所述风洞的垂直方向上设置有可转动的上转盘和下转盘，所述绝缘子下方连接第一测力天平，所述第一测力天平的底部连接所述下转盘，所述受电弓的弓头连接第二测力天平，所述第二测力天平通过天平支杆与所述上转盘连接。
进一步，所述绝缘子为三个，每个所述绝缘子的下方分别连接一个所述第一测力天平。
进一步，所述受电弓的弓头与所述第二测力天平之间通过万向球轴承连接。
进一步，所述上转盘和下转盘同步转动。
进一步，所述上转盘和下转盘360°旋转。
进一步，所述绝缘子的底部通过垫板与所述第一测力天平连接。
进一步，所述第一测力天平通过下连接板与所述下转盘连接。
进一步，所述天平支杆通过上连接板与所述上转盘连接。
进一步，所述第一测力天平为六分量测力天平，所述第二测力天平为单分量测力天平。
进一步，所述风洞为再增压风洞。
综上内容，本实用新型所述的高速轨道车辆受电弓风洞测试装置，与现有技术相比，具有如下优点：
（1）该装置可以同时测量受电弓的气动阻力、侧向力及弓头气动升力等，测试更加方便、准确，还可以提高风洞试验的效率，降低风洞试验成本。
（2）通过上转盘和下转盘的转动，实现受电弓侧滑角的连续变化，更为真实地模拟列车运行工况，使试验数据更加准确，并且可以连续测量。
（3）用于测试弓头气动升力的测力天平通过天平支杆与上方的上转盘连接，可以使弓头气动升力测试更加方便、准确。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图；
图2是本实用新型受电弓上部的测试装置结构示意图；
图3是本实用新型受电弓底部的测试装置结构示意图。
如图1至图3所示，风洞试验段1，受电弓2，绝缘子3，上转盘4，下转盘5，第一测力天平6，垫板7，下连接板8，弓头9，第二测力天平10，天平支杆11，上连接板12，万向球轴承13。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：
如图1所示，本实用新型所述的高速轨道车辆受电弓风洞测试装置，包括一个风洞试验段1，在风洞试验段1内设置有被测试的受电弓2，受电弓2的下方设置有三个绝缘子3。该风洞试验段1可实现0—500km/h的受电弓测力风洞试验。
风洞试验段1的内部在垂直方向上设置有可转动的上转盘4和下转盘5，受电弓2安装在上转盘4和下转盘5之间。
如图1和图3所示，为了能够准确测试受电弓2的气动阻力、气动升力、侧向力， 在每个绝缘子3的下方固定连接一个第一测力天平（六分量）6。绝缘子3的底部与第一测力天平6之间设置一层垫板7，绝缘子3、垫板7和第一测力天平6之间通过螺栓固定连接在一起，垫板7可以起到调节高度的作用，使三个第一测力天平6处于同一平面。第一测力天平6的底部通过螺栓固定连接一块下连接板8上，下连接板8为一块圆形板，三个第一测力天平6同时固定在一块下连接板8上，下连接板8再通过螺栓与下转盘5固定连接。下连接板8的利用下转盘5的既有螺栓孔连接，而三个第一测力天平6通过螺栓与下连接板8连接，避免在下转盘5上打孔，因为下转盘5与一套私服电机转动机构相连接，拆装复杂，且加工成本高，下连接板8的使用可以有效避免上述问题。第一测力天平6采用六分量测力天平，可以更准确的测量受电弓2的多分量气动阻力、气动升力、侧向力等，而且易于拆卸、安装。
如图1和图2所示，受电弓2顶部的弓头9上部设置一个连接万向球轴承13与第二测力天平10相连接，第二测力天平10采用单分量测力天平，第二测力天平10用于测量弓头气动抬升力。第二测力天平10通过一根天平支杆11与上转盘4固定连接，天平支杆11采用刚性的金属杆，天平支杆11的顶端通过螺栓固定连接一块上连接板12，上连接板12再通过螺栓与上转盘4固定连接，天平支杆11的底端通过螺栓与第二测力天平10固定连接。上连接板12的利用上转盘4的既有螺栓孔连接，而天平支撑杆11通过螺栓与上连接板12连接，避免在上转盘4上打孔，因为上转盘4与一套私服电机转动机构相连接，拆装复杂，且加工成本高，上连接板12的使用可以有效避免上述问题。第二测力天平10通过天平支杆11固定在上转盘4上，可以避免现有技术中采用拉绳连接测力天平所带来的拉绳本身气动力、拉绳角度、拉绳振动等对测试结果的影响。弓头9的滑板与第二测力天平10之间通过万向球轴承13连接，使第二测力天平10与弓头9的滑板之间为滚珠接触，避免在此处因为旋转产生力矩，影响气动升力测试的准确性。
上转盘4和下转盘5嵌入安装在风洞试验段1的内壁上，上转盘4和下转盘5由电机带动在360°范围内旋转，上转盘4和下转盘5通过控制实现同步转动。上转盘4和下转盘5同步转动时，带动下连接板8、三个第一测力天平6、三个绝缘子3、受电弓2及上连接板12、天平支杆11、第二测力天平10等一起转动。
试验时，风洞试验段1向受电弓2吹风，模拟高速列车直线运行时的工况，此时，通过第一测力天平6和第二测力天平10读取相关数据，进而同步得到该工况下的受电 弓2的气动阻力、气动升力、侧向力及弓头气动抬升力。
进一步，驱动上转盘4和下转盘5同步转动，在风洞试验段1的基础上，使受电弓2侧滑角连续变化，模拟列车运行时不同迎风角的工况，进行受电弓360°侧偏角连续吹风试验。上转盘4和下转盘5连续转动，实现360°连续测量，通过第一测力天平6和第二测力天平10实时读取相关数据，同步得到该工况下的受电弓2的气动阻力、气动升力、侧向力及弓头气动抬升力等。可以实现不同速度等级（0—500km/h根据需要任选速度级），不同侧偏角（0—360°根据需要任选速侧偏角）连续测试。
本实施例中，还可以在增压风洞中使用，可以通过增压改变雷诺数，进而更加真实的模拟列车运行工况，使测试数据更为精确，为列车设计提供更为可靠地保证。
如上所述，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种高速轨道车辆受电弓风洞测试装置，包括风洞、受电弓、绝缘子，其特征在于：在所述风洞的垂直方向上设置有可转动的上转盘和下转盘，所述绝缘子下方连接第一测力天平，所述第一测力天平的底部连接所述下转盘，所述受电弓的弓头连接第二测力天平，所述第二测力天平通过天平支杆与所述上转盘连接。
2.根据权利要求1所述的高速轨道车辆受电弓风洞测试装置，其特征在于：所述绝缘子为三个，每个所述绝缘子的下方分别连接一个所述第一测力天平。
3.根据权利要求1所述的高速轨道车辆受电弓风洞测试装置，其特征在于：所述受电弓的弓头与所述第二测力天平之间通过万向球轴承连接。
4.根据权利要求1所述的高速轨道车辆受电弓风洞测试装置，其特征在于：所述上转盘和下转盘同步转动。
5.根据权利要求4所述的高速轨道车辆受电弓风洞测试装置，其特征在于：所述上转盘和下转盘360°旋转。
6.根据权利要求1所述的高速轨道车辆受电弓风洞测试装置，其特征在于：所述绝缘子的底部通过垫板与所述第一测力天平连接。
7.根据权利要求1所述的高速轨道车辆受电弓风洞测试装置，其特征在于：所述第一测力天平通过下连接板与所述下转盘连接。
8.根据权利要求1所述的高速轨道车辆受电弓风洞测试装置，其特征在于：所述天平支杆通过上连接板与所述上转盘连接。
9.根据权利要求1所述的高速轨道车辆受电弓风洞测试装置，其特征在于：所述第一测力天平为六分量测力天平，所述第二测力天平为单分量测力天平。
10.根据权利要求1所述的高速轨道车辆受电弓风洞测试装置，其特征在于：所述风洞为再增压风洞。
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