[實(shí)用新型]一種高速滾動接觸剛度和阻尼系數(shù)測試儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720210771.2
• 申請日: 2017-03-06
• 公開（公告）號: CN206772602U
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖乾;方姣;歐陽志許;蔣吳曦
• 申請（專利權(quán)）人: 華東交通大學(xué)
• 主分類號: G01M17/08
• 分類號: G01M17/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于滾動接觸剛度和阻尼系數(shù)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高速滾動接觸剛度和阻尼系數(shù)測試儀。

背景技術(shù)

隨著鐵路列車不斷提速及向高速化方向發(fā)展，列車在運(yùn)行過程中的振動將不可避免地增大，與此同時(shí)，人們對列車乘坐的舒適性的要求也越來越高。如何化解或緩和這一矛盾，已成為當(dāng)今鐵路研究人員的一項(xiàng)課題。鐵路運(yùn)輸向科學(xué)研究提出一系列挑戰(zhàn)，許多關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題急需解決，其中輪軌滾動接觸剛度和阻尼的研究就是最復(fù)雜問題之一，它的解決對列車安全運(yùn)營和降低振動以及發(fā)展高速列車具有重要的意義。眾所周知，軌道幾何不平順是導(dǎo)致機(jī)車車輛振動的直接根源，國內(nèi)外均對此進(jìn)行了大量卓有成效的研究。然而輪軌滾動接觸剛度和阻尼對列車運(yùn)行的影響尚未得到深入研究，其影響規(guī)律還未被認(rèn)識清楚，由于缺少理想的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，故沒有得到系統(tǒng)性的研究。本實(shí)用新型在現(xiàn)有的測試剛度和阻尼系數(shù)儀器上進(jìn)行改進(jìn)，提供出一種高速滾動接觸剛度和阻尼系數(shù)測試儀，以實(shí)時(shí)模擬檢測出高速列車輪軌滾動接觸剛度和阻尼系數(shù)特性。

該方法解決以下幾個(gè)問題：

（1）工作原理簡單、可靠性高，可實(shí)時(shí)檢測試件高速滾動接觸剛度和阻尼系數(shù)；

（2）操縱方便，避免傳感器長電纜繞線問題；

（3）維修保養(yǎng)費(fèi)用低，采用高速伺服電機(jī)，可以模擬高速列車輪軌滾動接觸。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有的技術(shù)不足，本實(shí)用新型提供了一種高速滾動接觸剛度和阻尼系數(shù)測試儀，該測試儀能實(shí)時(shí)檢測高速滾動接觸剛度和阻尼系數(shù)特性。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：為了克服現(xiàn)有的剛度和阻尼系數(shù)測試設(shè)備不能實(shí)時(shí)檢測高速滾動接觸工況下的滾動接觸剛度和阻尼系數(shù)，并為研究輪軌滾動接觸剛度和阻尼特性提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。本實(shí)用新型依據(jù)的原理是主動軸運(yùn)動部分臥式安裝于主機(jī)工作臺[7]之上，主動軸[15]通過彈性聯(lián)軸器[20]與無線加速度傳感器[25]串聯(lián)，由交流伺服電機(jī)1[5]驅(qū)動，下試環(huán)[19]裝于主動軸[15]前端，并由固定螺母[17]和擋圈[18]緊固，可隨主動軸[15]以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，主動帶輪[24]通過同步圓弧齒型帶和從動帶輪[23]傳遞帶動傳動軸[22]旋轉(zhuǎn)，同時(shí)通過帶輪[21]傳遞帶動陪試主軸[12]同步旋轉(zhuǎn)，傳動軸組件通過左、右軸支撐座[2]固定于工作臺[7]上，陪試主軸[12]安裝于杠桿保持架[26]一端，杠桿保持架[26]可以傳動軸[22]為支點(diǎn)做杠桿運(yùn)動以傳遞試驗(yàn)力，以車輪材料為主試件[14]，鋼軌材料為陪試件[13]，使得主試件[14]與陪試件[13]可以實(shí)現(xiàn)高速滾動接觸。功率放大器[10]的輸入接口與信號發(fā)生器[11]連接，將其發(fā)生的信號放大，輸出端口與非接觸激振器[27]連接，固定在激振盒[8]中的非接觸激振器[27]持續(xù)給試樣受迫振動作為主要激勵(lì)，輸出頻率連續(xù)變化的信號，在下試環(huán)上通過螺紋安裝無線渦流傳感器[16]，測量試樣的振動響應(yīng)信號，最終將數(shù)據(jù)顯示在計(jì)算機(jī)[9]上，即可完成高速滾動接觸剛度和阻尼系數(shù)的測試。

該高速滾動接觸剛度和阻尼系數(shù)測試儀主要由五部分構(gòu)成：機(jī)架、主動運(yùn)動機(jī)構(gòu)、陪試運(yùn)動機(jī)構(gòu)、自動測試裝置和微機(jī)控制裝置，主動運(yùn)動機(jī)構(gòu)、陪試運(yùn)動機(jī)構(gòu)、信號測試裝置都安裝在機(jī)架的工作臺[7]上，主動運(yùn)動機(jī)構(gòu)通過帶輪與陪試運(yùn)動機(jī)構(gòu)連接，信號測試裝置通過彈性聯(lián)軸器[20]與主動運(yùn)動機(jī)構(gòu)連接，信號測試裝置中測試信號通過導(dǎo)線將數(shù)據(jù)傳到微機(jī)控制裝置。其中機(jī)架主要由工作臺[7]、支架[3]、底板[4]組成；主動運(yùn)動機(jī)構(gòu)主要由主動運(yùn)動部分高速伺服電機(jī)1 [1]、支撐座[2]、主動軸[15]、主試件[14]、彈性聯(lián)軸器[20]、下試環(huán)[19]組成；陪試運(yùn)動機(jī)構(gòu)主要由陪試運(yùn)動部分高速伺服電機(jī)2 [5]、陪試主軸[12]、陪試件[13]、試驗(yàn)力加載器[6]、主動帶輪[24]、從動帶輪[23]、傳動軸[22]組成；自動測試裝置主要由功率放大器[10]、非接觸式激振器[27]、無線渦流傳感器[16]、信號接收器[11]組成；微機(jī)控制機(jī)構(gòu)主要由電器測控系統(tǒng)、軟件部分、計(jì)算機(jī)[9]及輔助件組成。

現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

（1）本實(shí)用新型與現(xiàn)有測試剛度和阻尼系數(shù)的設(shè)備最大不同之處在于可以實(shí)現(xiàn)避免長電纜繞線，實(shí)時(shí)檢測出高速滾動接觸剛度和阻尼系數(shù)特性，為研究輪軌滾動接觸剛度和阻尼模型的科研工作提供依據(jù)。

（2）改進(jìn)了現(xiàn)有測試剛度和阻尼的設(shè)備不能進(jìn)行高速工況下的滾動接觸，主動運(yùn)動機(jī)構(gòu)、陪試運(yùn)動機(jī)構(gòu)均運(yùn)用了高速伺服電機(jī)，可仿真高速滾動接觸工況下試件滾動接觸現(xiàn)象。