[發(fā)明專利]一種地鐵中心銷螺栓振動加速試驗方法與裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910548301.0
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110207916A
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發(fā)明（設計）人: 蔡洋濤;潘駿;吳啟勇;張雯;何若晗;魏中偉;祁佳磊
• 申請（專利權）人: 杭州中車車輛有限公司;浙江理工大學
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

本發(fā)明公開了一種地鐵中心銷螺栓振動加速試驗方法與裝置。地鐵中心銷螺栓兩連接件間并沒有相對位移，難以用橫向振動試驗來研究。本發(fā)明在墊塊通孔粘貼應變片；等效螺母由振動試驗夾具的基板頂部嵌入基板；墊塊設置在基板底部；將被測中心銷螺栓穿過墊塊的通孔，并與等效螺母緊固連接；利用振動臺進行振動加速試驗，通過應變片采集振動軸向夾緊力，在不同振動量級下進行振動試驗；對墊塊軸向應變數(shù)據(jù)進行處理得到被測中心銷螺栓的退化方程和加速方程。本發(fā)明提供了地鐵中心銷螺栓的可靠性鑒定試驗方法，為地鐵中心銷螺栓篩選提供了指導依據(jù)；并且提供了涂膠對地鐵中心銷螺栓防松性能的影響測試方法，為地鐵中心銷螺栓防松措施提供了指導依據(jù)。

技術領域

本發(fā)明屬于螺栓振動試驗技術領域，具體涉及一種地鐵中心銷螺栓振動加速試驗方法與裝置。

背景技術

螺栓因其結構簡單、標準統(tǒng)一、安裝方便等優(yōu)點，在地鐵軌道交通上得到了廣泛的應用。由于螺栓聯(lián)接受到工作場合、使用環(huán)境、安裝情況以及后期維護等多種因素的影響，在設計和使用前應最大限度保證其安全可靠，并給出一定的安全系數(shù)。但是，由于影響因素眾多，完全避免失效仍然十分困難。一旦連接部分發(fā)生失效，尤其是系統(tǒng)重要部位的聯(lián)接螺栓發(fā)生失效，將會產(chǎn)生嚴重的后果。因此，為保證地鐵安全有序的運行，十分有必要對螺栓的失效機理進行研究。

螺栓聯(lián)接的主要失效形式有松動、斷裂、脫扣、腐蝕及疲勞等，其中松動是最常見的螺栓聯(lián)接失效形式。螺栓預緊力下降標志著螺栓聯(lián)接的失效，隨著失效程度的進一步惡化，可能會導致連接件之間發(fā)生分離。因此可以選用預緊力作為螺栓失效研究的應力之一。

目前我國用于評價螺紋緊固件防松性能的試驗方法主要有地腳螺栓試驗法、套筒橫向沖擊法和橫向振動試驗法三種，其中應用最廣泛的是橫向振動試驗法，其原理是讓兩個螺栓聯(lián)接板間產(chǎn)生一定的相對位移，從而促使螺栓松動。而地鐵中心銷螺栓兩連接件間并沒有相對位移，而是在運行時整車均受到隨機振動，因此難以用橫向振動試驗來研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是基于螺栓失效原因研究的基礎上，提出一種地鐵中心銷螺栓振動加速試驗方法及裝置。該方法是一種可實現(xiàn)地鐵中心銷螺栓性能快速退化的加速試驗方法，該裝置能模擬中心銷螺栓的真實安裝情況，并實時監(jiān)測中心銷螺栓的軸向夾緊力變化情況，整體可以通過短時間的振動試驗完成地鐵中心銷螺栓的性能退化過程模擬，為地鐵中心銷螺栓的篩選提供可行的試驗方法依據(jù)，以驗證和提高地鐵中心銷螺栓的防松能力。

本發(fā)明一種地鐵中心銷螺栓振動加速試驗方法，具體如下：

步驟一、用酒精擦拭墊塊的通孔孔壁上沿周向均布的n個軸向槽的側(cè)壁以及槽底，4≤n≤8；在每個軸向槽內(nèi)粘貼一片應變片；墊塊的通孔外沿開設有環(huán)形槽；等效螺母由振動試驗夾具的基板頂部嵌入基板；振動試驗夾具固定在振動臺的振動臺臺面上；墊塊設置在基板底部；將被測中心銷螺栓穿過墊塊的通孔，并與等效螺母緊固連接；通過振動臺自帶的振動臺控制系統(tǒng)調(diào)整激勵信號來設置振動試驗量級K＝k0。

步驟二、利用扭矩扳手給被測中心銷螺栓施加預緊力，在被測中心銷螺栓和墊塊上各畫一條豎直線，兩條豎直線對齊；然后，啟動振動臺，加速度傳感器檢測振動臺臺面的振動加速度，并反饋給振動臺控制系統(tǒng)；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲取應變片檢測到的墊塊軸向應變數(shù)據(jù)，并傳給計算機；計算機對墊塊軸向應變數(shù)據(jù)進行處理得到被測中心銷螺栓的退化方程，并計算退化方程在墊塊軸向應變數(shù)據(jù)的各采集時刻對應的被測中心銷螺栓退化率，然后求解這些退化率的最大值并存儲。

步驟三、如果被測中心銷螺栓的退化率最大值小于20％，則以步長為h增大振動試驗量級K的值，回到步驟二，否則振動臺控制系統(tǒng)記錄振動試驗量級的當前值k1，取下已經(jīng)退化的被測中心銷螺栓，計算機根據(jù)各振動試驗量級K以及K對應的退化方程求得加速方程。

進一步，步驟三中取下已經(jīng)退化的被測中心銷螺栓后，進入步驟四。