火車空氣彈簧扭擺疲勞試驗機的製作方法
2023-06-01 02:21:26
專利名稱：火車空氣彈簧扭擺疲勞試驗機的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種火車空氣彈簧的動態試驗裝置，它應用於鐵路、城市地鐵等軌道交 通用空氣彈簧或類似產品的動態性能和疲勞壽命的測試。
技術背景隨著經濟的發展，鐵路和軌道交通運輸速度越來越高，人們對出乘工具的舒適度和環 境質量的要求也越來越高。為適應上述要求，鐵路車輛和城市軌道車輛普遍安裝了空氣彈 簧作為減振降噪的彈性元件。空氣彈簧作為一種重要的減振降噪元件，為了保證使用性能, 在出廠前都需要進行疲勞試驗檢査。目前， 一般的彈簧疲勞試驗機是讓被試件在軸向產生 直線往復運動來檢驗其疲勞壽命，試驗機只在一個方向產生運動。但是用於軌道交通運輸 設備上的空氣彈簧是橫向、垂向、扭擺多個方向受力產生變形，因此現有的試驗機在檢測 空氣彈簧動態性能和疲勞壽命時不能全面真實地模擬其實際受力和變形狀態，試驗結果的 準確性很低。為了提高空氣彈簧的質量和可靠性，市場迫切需要能真實模擬火車空氣彈簧實際工作 狀態的試驗設備，尤其需要能夠適用於各種規格空氣彈簧結構、產生與實際工作狀態相符 合的多維運動、而且長期運行可靠、精度高、運行成本低的疲勞試驗機。通過査找"空氣彈簧疲勞試驗機"、"空氣彈簧扭擺疲勞試驗機"等關鍵詞方面的專利 情報和有關文章，未發現有火車空氣彈簧扭擺疲勞試驗機方面的專利申請記錄和相關論文。 實用新型內容本實用新型提供一種長期可靠運行，主要參數可調，多個方向振動的火車空氣彈簧動 態性能和疲勞試驗機。本實用新型採用的技術方案是 一種空氣彈簧動態試驗機，包括機架、工作檯、活動 架、滑道板和電氣控制櫃，工作檯安裝在機架的下部，活動架安裝在機架的上部，在工作
臺與活動架之間安裝用於安裝被測的空氣彈簧的空間，在試驗機工作檯側面聯接有曲柄連 杆機構輸出裝置，並利用曲柄連杆機構產生直線往復運動；同時，在試驗機上還設有可調 中心距的搖擺機構；被試空氣彈簧安裝在曲柄連杆機構輸出裝置和可調中心距的搖擺機構 上，由曲柄連杆機構輸出裝置和可調中心距的搖擺機構兩機構共同作用處於圓弧擺動的復 合運動狀態。且曲柄連杆機構輸出裝置是由工業用電系統和變頻調速裝置可切換供電驅動 的變頻電動機，與變頻電動機聯接的立式向上輸出的硬齒面圓柱圓錐齒輪減速機，以及曲 柄連杆機構所組合構成，變頻電動機與硬齒面圓柱圓錐齒輪減速機相聯，硬齒面圓柱圓錐 齒輪減速機又與曲柄連杆機構相聯，最後曲柄連杆機構又與工作檯相聯，工作檯利用曲柄 連杆機構產生直線往復運動；調節電動機轉速來調節振動頻率，調節曲柄銷偏心距來調節振 動幅度，調節搖杆位置來調節搖擺臂長。利用四立柱框架式機架和蝸輪蝸杆裝置，通過梯 形螺杆調節活動工作檯的高度，以適應不同空氣彈簧的工作高度。同時提供空氣彈簧在試 驗中所需的垂向載荷。通過螺杆用手輪人工調節空氣彈簧應急彈簧的偏移量。本試驗機提供空氣彈簧試驗時通用的夾緊接口裝置，充分考慮到各種空氣彈簧上、下 面安裝銷的安裝空間。提供填充壓縮空氣的空氣通道，以及各種安裝緊固措施，方便使用。本實用新型的有益效果是可以檢測軌道交通用空氣彈簧的扭擺、橫向位移性能和扭 擺振動下的疲勞壽命，各種振動條件是模擬空氣彈簧的實際應用環境，可真實反映空氣彈 簧扭擺性能和使用壽命。
以下結合附圖和實施實例對本實用新型進一步說明。 圖1是本實用新型的結構示意圖主視圖。 圖2是本實用新型的結構示意圖俯視圖。 圖3是本實用新型的結構示意圖左視圖。圖中l.搖擺機構 2.減速裝置 3.工作檯 4.活動架 5.滑道板 6.機架 7.電氣控制櫃8.被試空氣彈簧 9.電動機10.曲柄連杆機構
具體實施方案附圖給出了本實用新型的一個實例。從附圖中可以看出，本火車空氣彈簧扭擺疲勞試 驗機包括機架6、工作檯3、活動架4、滑道板5和電氣控制櫃，工作檯3安裝在機架6的 下部，活動架4安裝在機架6的上部，在工作檯3與活動架4之間安裝用於安裝被測的空 氣彈簧的空間，在工作檯3的側面聯接有曲柄連杆機構8，曲柄連杆機構10與減速裝置2 聯接，減速裝置2又與電動機9相聯，曲柄連杆機構10由電動機9和減速裝置2驅動，使 工作檯3產生直線往復運動。所述的電動機9為變頻調速電動機，電動機9由電氣控制櫃 內的變頻裝置所控制，在電氣控制柜上安裝有變頻調速裝置可以切換連接工業用電系統， 用觸控螢幕輸入要設置的參數，用累記記數器自動記錄循環次數，變頻電機自帶通風裝置； 所述的減速裝置2為立式向上輸出的硬齒面圓柱圓錐齒輪減速機，圓柱圓錐齒輪減速機垂 直向上安裝，曲柄連杆機構的曲柄位置可調；在工作檯3的下面設有搖擺機構1，為可調 中心距的搖擺機構，工作檯自帶可改換安裝位置的滾動體，滾動體在滑道板5上作圓弧擺 動或橫向大位移運動，滾動體帶有球面滾子軸承，搖擺機構可以調節支點位置。工作檯3 在曲柄連杆機構IO和搖擺機構1兩機構共同作用處於圓弧擺動的複合運動狀態。實施時，將被試件火車空氣彈簧8安裝在工作檯3上，根據試驗大綱調節空氣彈簧8 的工作高度。開啟安裝在機架6頂板上的小電動機驅動蝸輪蝸杆，旋轉梯形螺杆推動活動 架上下移動。調節到位後，擰緊活動架4上彈性套的鎖緊螺栓，使活動架4夾緊在4根導 柱上以承受側向力，並調整安裝在機架6頂板上的4個梯形螺栓，使它與活動架4接觸以 承受垂向支反力，並用鎖緊螺母鎖緊防松。如果試驗大綱要求空氣彈簧的應急彈簧偏移一 定的偏移量，則用活動架4上的手輪旋轉螺杆，使安裝在活動架4上的滑動板偏移中心位 置，偏移量達到要求後，用T型螺栓將滑動塊固定在活動架4上。打開安裝在工作檯3中 的壓縮空氣進氣管，按試驗大綱要求的壓縮空氣壓力給被試空氣彈簧8充壓縮空氣。根據試驗大綱要求調節空氣彈簧扭擺頻率。振動頻率的調節通過電動機轉速的調節來 實現，振動頻率與電動機的轉速有一一對應關係。如振動頻率是2Hz，則直接用電氣櫃7上的開關給電動機送380V、 50Hz普通工業用電。如振動頻率為小於2Hz的某一頻率，則用 變頻裝置通過觸控螢幕輸入對應的電氣參數，使變頻電機保持在相應的轉速。電氣控制柜上 安裝變頻調速裝置可以切換連接工業用電系統，用觸控螢幕輸入要設置的參數，用累記記數 器自動記錄循環次數，變頻電機自帶通風裝置。根據試驗大綱要求調節被試空氣彈簧的扭擺幅度。扭擺幅度對應曲柄連杆機構10上的 曲柄銷偏心量。調節時將曲柄銷中心刻度線對準曲輪盤上的鋼板尺上對應要求振幅的刻度， 曲柄銷下部的齒條與曲輪盤上的齒條嚙合，曲柄銷兩側的錐面與曲輪盤的錐面接觸，將曲 柄銷緊固在曲輪盤上。曲柄銷偏心量直接由連杆傳遞到安裝在工作檯上的被試空氣彈簧8 上，產生要求的扭擺幅度。根據試驗大綱要求調節被試空氣彈簧的扭擺臂長。將搖擺機構1上的嵌塊中心線刻度 對準搖板上鋼板尺的對應刻度，鋼板尺的刻度值是調節塊中心到工作檯中心(即被試空氣 彈簧中心)的距離。此距離即為扭擺臂的長度，也就是被試空氣彈簧在軌道車輛上的安裝 位置到車輛中心銷的距離。車輛運行時，空氣彈簧繞著此中心銷旋轉扭擺。刻度對準後， 緊固嵌塊，扭擺臂長度調節完畢。空氣彈簧扭擺疲勞試驗的操作步驟是按上述步驟調節扭擺頻率、扭擺幅度、扭擺臂 長等參數，按試驗大綱要求的循環次數設置安裝在電氣櫃中的累記記數器，啟動主電動機， 經減速機減速後驅動曲柄連杆機構作往復運動，被試空氣彈簧8在曲柄連杆機構10和搖擺 機構l的共同作用下，繞搖臂中心作擺動。到達預定循環次數後自動停機，並記錄保留各 項試驗數據。
權利要求1、火車空氣彈簧扭擺疲勞試驗機，包括機架、工作檯、活動架、滑道板和電氣控制櫃，工作檯安裝在機架的下部，活動架安裝在機架的上部，在工作檯與活動架之間安裝用於安裝被測的空氣彈簧的空間，其特徵在於在試驗機工作檯側面聯接有曲柄連杆機構輸出裝置，並利用曲柄連杆機構產生直線往復運動；同時，在試驗機上還設有可調中心距的搖擺機構；被試空氣彈簧安裝在曲柄連杆機構輸出裝置和可調中心距的搖擺機構上，由曲柄連杆機構輸出裝置和可調中心距的搖擺機構兩機構共同作用處於圓弧擺動的複合運動狀態。
2、 如權利要求1所述的火車空氣彈簧扭擺疲勞試驗機，其特徵在於所述的曲柄連杆 機構輸出裝置是由變頻電動機，與變頻電動機聯接的減速機，以及曲柄連杆機構所組合構 成，變頻電動機與減速機相聯，減速機又與曲柄連杆機構相聯，曲柄連杆機構又與工作檯 相聯，工作檯在曲柄連杆機構作用下產生直線往復運動。
3、 如權利要求1所述的火車空氣彈簧扭擺疲勞試驗機，其特徵在於所述的減速機為 立式向上輸出的硬齒面圓柱圓錐齒輪減速機，圓柱圓錐齒輪減速機垂直向上安裝，曲柄連 杆機構的曲柄位置可調。
專利摘要火車空氣彈簧扭擺疲勞試驗機，包括機架、工作檯、活動架、滑道板和電氣控制櫃，工作檯安裝在機架的下部，活動架安裝在機架的上部，在工作檯與活動架之間安裝用於安裝被測的空氣彈簧的空間，在試驗機工作檯側面聯接有曲柄連杆機構輸出裝置，並利用曲柄連杆機構產生直線往復運動；同時，在試驗機上還設有可調中心距的搖擺機構；被試空氣彈簧安裝在曲柄連杆機構輸出裝置和可調中心距的搖擺機構上，由曲柄連杆機構輸出裝置和可調中心距的搖擺機構兩機構共同作用處於圓弧擺動的複合運動狀態。且曲柄連杆機構輸出裝置是由變頻電動機，與齒輪減速機，以及曲柄連杆機構所組合構成，工作檯利用曲柄連杆機構產生直線往復運動。
文檔編號G01N3/34GK201047820SQ200720062559
公開日2008年4月16日 申請日期2007年2月15日 優先權日2007年2月15日
發明者曹建平, 李爭榮, 林達文, 歐陽玉香, 進 王, 王永冠, 趙熙雍 申請人:株洲時代新材料科技股份有限公司