CN203981412U - 轨道车辆转向架自振频率测试系统 - Google Patents
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Abstract
一种轨道车辆转向架自振频率测试系统，属于机械性能测试技术领域，由测试平台、垂向作动器、半车质量模拟装置和纵向作动器构成，测试平台上安装有轮对夹紧机构，测试平台的四个角的底部分别连接有一个向下的垂向作动器，半车质量模拟装置在测试平台上方。测试时，通过轮对夹紧机构将转向架的车轮固定在测试平台上，再将半车质量模拟装置与转向架摇枕固定连接，转向架构架侧梁上方四个角分别布置有一个激光位移传感器于，激光位移传感器与数据采集系统连接，通过液压伺服系统对垂向作动器施加激励信号，数据采集系统记录构架侧梁端部位移变化，从而得到位移与频率的响应曲线，确定构架和车体相应阵型下的自振频率。本系统结构简单，测试精度高，能够真实反映出车辆的自振特性。
Description
技术领域
本实用新型属于机械性能测试技术领域，涉及轨道车辆转向架自振频率测试装置。
背景技术
随着中国铁路的快速发展，轨道车辆线路运行速度越来越快，这使得车辆的安全运行问题越来越突出，并且随着中国经济的飞速发展，人民物质生活越来越好，使得乘客对轨道车辆运行的平稳性与舒适性要求越来越高，需要更准确更快捷的检测技术来指导高铁的设计开发与制造，确保高铁安全运行，提高车体内部的平稳，减少噪声，让乘客在乘车过程感觉更加舒适。
轨道车辆转向架自振频率是影响轨道车辆安全运行的重要因素。轨道车辆转向架自振频率直接关系到整车的自振特性，影响整车运行的动力学性能。转向架共振可能会导致车内噪声过大，同时会造成构架及车体的疲劳性损坏，减小车辆的使用寿命。目前国内外轨道车辆试验台多为整车试验台，虽然可以进行轨道车辆的自振特性试验，但其一般都属于综合性试验台，测试项目广泛，试验台研发、制造、使用及维护成本较高，同时轨道车辆试验台通常只能对整车进行试验，无法单独对转向架进行自振特性测试，这就造成转向架研发过程中对转向架自振特性进行测试时必须将车体与转向架组装在一起，导致转向架自振特性试验周期长且试验成本高，从而增加转向架的研发周期。
目前，国内的转向架自振频率单独测试系统还不多，主要是依托转向架参数试验台进行测试，如西南交通大学的轨道车辆转向架测试台(专利号：ZL200610022671.3；授权公告号：CN100445721C；)以及吉林大学专利四柱式轨道车辆转向架刚度测试系统（专利号：ZL200810050261.9；授权公告号：CN101216376B；）等，但测试系统设计结构复杂，没有针对性地测试转向架自振频率，从而降低了试验测试的精度，不能真实反映出车辆的自振特性。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种轨道车辆转向架自振频率测试系统。
本实用新型由测试平台、垂向作动器、半车质量模拟装置和纵向作动器构成，测试平台的台面四角处分别安装有一个轮对夹紧机构，测试平台的四个角的底部分别通过铰链支座连接有一个向下的垂向作动器，每个垂向作动器的底部通过铰链支座连接有固定座，半车质量模拟装置在测试平台上方，有两个纵向作动器分别通过铰链支座水平安装在半车质量模拟装置后侧面，纵向作动器另一端通过铰链支座连接有固定座。
本系统通过以下步骤对轨道车辆转向架自振频率进行测试：
1、将所有垂向作动器的固定座固定在地面上，四个垂向作动器分别连接有液压伺服系统；
2、通过轮对夹紧机构将转向架的车轮固定在测试平台上，再将半车质量模拟装置与转向架摇枕固定连接，纵向作动器的固定座固定在牢固的物体上；
3、转向架构架侧梁上方四个角分别布置有一个激光位移传感器于，即转向架四个角每一个角上方布置一个激光位移传感器，激光位移传感器与数据采集系统连接；
4、通过液压伺服系统对垂向作动器施加激励信号，使测试平台垂向激振，测试平台垂向激振将带着转向架一起振动，通过激光位移传感器测得转向架构架侧梁端部的位移变化，数据采集系统记录构架侧梁端部位移变化，从而得到位移与频率的响应曲线，得到车体振动的时域波形以及频域波形，通过响应曲线，可以获取车体或构架的最大振动响应点的振动频率，从而确定构架和车体相应阵型下的自振频率。
其中，垂向作动器振幅2mm，激振频率从0.1hz到10hz连续线性扫频，扫频速度为0.035hz/s。
本实用新型结构简单，测试精度高，能够真实反映出车辆的自振特性。
附图说明
附图1为本测试系统的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
本发明系统由测试平台1、垂向作动器2、半车质量模拟装置3和纵向作动器4构成，测试平台1的台面四角处分别安装有一个轮对夹紧机构5，测试平台1的四个角的底部分别通过铰链支座7连接有一个向下的垂向作动器2，每个垂向作动器2的底部通过铰链支座7连接有固定座8，半车质量模拟装置3在测试平台1上方，有两个纵向作动器4分别通过铰链支座7水平安装在半车质量模拟装置3后侧面，纵向作动器4另一端通过铰链支座7连接有固定座8。
将所有垂向作动器的固定座固定在地面上，四个垂向作动器分别连接有液压伺服系统，通过轮对夹紧机构5将转向架6的车轮固定在测试平台上，再将半车质量模拟装置与转向架摇枕固定连接，纵向作动器的固定座固定在牢固的物体上，转向架构架侧梁上方四个角分别布置有一个激光位移传感器于，即转向架四个角每一个角上方布置一个激光位移传感器，激光位移传感器与数据采集系统连接，通过液压伺服系统对作动器施加激励信号，使测试平台垂向激振，振幅2mm，激振频率从0.1hz到10hz连续线性扫频，扫频速度为0.035hz/s，测试平台垂向激振将带着转向架一起振动，通过激光位移传感器测得转向架构架侧梁端部的位移变化，数据采集系统记录构架侧梁端部位移变化，从而得到位移与频率的响应曲线，得到车体振动的时域波形以及频域波形，通过响应曲线，可以获取车体或构架的最大振动响应点的振动频率，从而确定构架和车体相应阵型下的自振频率。
其中半车质量模拟装置的上部可以增加砝码，砝码的大小与重量将根据车体的重量等效计算获取，使半车质量模拟装置更接近于真实车体。纵向作动器起到稳定作用，同时由于其能够伸缩自如，对测试过程不产生影响。
以自主研发300公里系转向架为实例
按照以上所述试验过程：
A、 将自主研发300公里转向架安装在测试试验平台上，参照本试验测试示意图，通过轮对夹紧机构将自主研发300公里转向架的车轮固定在测试平台上；
B． 将半车质量模拟装置与自主研发300公里转向架摇枕固定连接，纵向作动器的固定座固定在牢固的物体上;
C． 根据试验大纲要求对车体相应位置布位移传感器，所布位置如下：
在转向架构架构架端部处，布置四个位移传感器，一个端部处一个，即转向架四个角每一个角上方布置一个激光位移传感器，测构架端部的垂向位移变化量；
D. 编制自振工况的试验谱，设定参数为：正弦波形式连续加载，振幅2mm，激振频率从0.1hz到10hz连续线性扫频，扫频速度为0.035hz/s；
E． 通过以上工况测试得到的位移数据，经过数据处理和分析可以得到自主研发300公里转向架自振频率.
垂向扫频时，测试平台带着转向架垂向激振，振幅2mm，频率从0.1hz到10hz连续扫频，测得的转向架构架时域波形以及频域波形，根据测试的结果，构架的一阶浮沉频率为5.86HZ。
Claims (1)
1.一种轨道车辆转向架自振频率测试系统，其特征在于：它由测试平台、垂向作动器、半车质量模拟装置和纵向作动器构成，测试平台的台面四角处分别安装有一个轮对夹紧机构，测试平台的四个角的底部分别通过铰链支座连接有一个向下的垂向作动器，每个垂向作动器的底部通过铰链支座连接有固定座，半车质量模拟装置在测试平台上方，有两个纵向作动器分别通过铰链支座水平安装在半车质量模拟装置后侧面，纵向作动器另一端通过铰链支座连接有固定座。
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