一種無齒輪箱變頻式減振器疲勞壽命和性能試驗臺的製作方法

2023-09-13 22:44:30 1

專利名稱：一種無齒輪箱變頻式減振器疲勞壽命和性能試驗臺的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於一種振動試驗裝置，用於一種機械部件的測試，特別是指對減振器部件的抗疲勞壽命和性能進行試驗的試驗裝置。主要用於檢測鐵路油壓減振器的疲勞壽命和性能試驗，也可以用於檢測其它機動車輛的減振器。
背景技術：
目前，隨著工業現代化的不斷發展，交通是越來越方便，交通工具特別是機械化的交通工具(機動車輛)也越來越多，減振器是現代交通工具(機動車輛)中很重要的一個部件，它將直接關係到機動車輛運行的舒適性和穩定性，因此新開發研製的機動車輛的減振器都必須進行抗疲勞和性能試驗，這種試驗通常是在一種專門的試驗臺上進行的。由於在試驗臺上進行抗疲勞和性能試驗都是通過一模擬的振動系統來實現的。而現有的這種模擬的振動系統往往都是通過一個電機帶動一個變速齒輪箱，再由變速齒輪箱經過一個皮帶輪傳動裝置帶動一個偏心機構來實現多頻率的振動模式進行試驗的。這種試驗方法很重要的一點不足就是不能根據實際的運行工況來設定振動頻率，因此試驗的結果往往不能真實的反映試驗產品在實際工況運行的性能。而且現有的抗疲勞和性能試驗臺大多是通過一個曲柄連杆機構來直接與試驗產品連接進行試驗的，如中國專利ZL95226272.X所公開的「一種用於車輛減振器性能試驗的試驗臺」就是這樣一種結構。它試驗臺的雙立柱橫梁支架裝在機座的檯面上，橫梁連接兩根立柱，並可作上下移動。機座內部橫置支座，支座軸一端裝有曲柄連杆機構，另一端裝有電動機帶動的大皮帶輪。通過曲柄連杆機構可進行產品單純垂直的振動試驗。但這種方式與實際的運行工況仍是有差距的，因為在實際運行工況中減振器是處於一種無定向的搖擺狀態，所以單純以上下的振動來做試驗是不夠真實的。因此很有必要對此加以改進。

發明內容
本實用新型的目的在於針對目前各種減振器試驗臺，特別是機車車輛油壓減振器抗疲勞和性能試驗臺的不足，提出一種能在減振器試驗運行時提供模擬機車車輛的實際運行工況的，且能實現無齒輪箱變頻式無級調整振動頻率的減振器抗疲勞和性能試驗臺，以便能真實的檢測出產品的性能。
根據本實用新型的目的所提出的技術實施方案是將減振器性能試驗臺分成驅動裝置和計算機測試系統兩部分。驅動裝置包括變頻調速器控制的電機、皮帶傳動機構和曲柄軸機構，其特點在於驅動裝置沒有變速齒輪箱，電動機為一由變頻調速器控制的電機，電機直接帶動皮帶輪傳動機構，而皮帶輪傳動機構又直接與曲柄軸機構相連，並直接帶動曲柄軸機構轉動。曲柄軸機構安裝在機架上，在曲柄軸機構與一搖擺機構或帶橫向施力機構的滑塊機構相連，在搖擺機構或帶橫向施力機構的滑塊機構下固定有試驗產品，通過曲柄軸機構與搖擺機構的聯合作用可以對試驗產品進行各種抗疲勞和性能試驗。驅動裝置的功能是對安裝在其上面的試驗減振器端部產生一定規律的周期性運動。減振器的動態信號由計算機測試系統來拾取、放大、計算、記錄和顯示，並在其相關部位安裝有拉壓力傳感器、位移傳感器、計數傳感器和溫度傳感器。油壓減振器振動的位移、速度、阻力、振動次數、溫度分別由位移傳感器、拉壓傳感器、計數傳感器和溫度傳感器測出，構成各種被測減振器的動態信號。組成減振器測試系統的硬體由傳感器及信號調理設備、數據採集卡及通用計算機三部分組成。試驗臺的測試及數據處理系統由一臺計算機進行採集並處理，它將位移傳感器和拉壓傳感器所測試的油壓減振器的位移和所承受的拉壓力兩個物理量轉換為電壓信號，經過放大處理後由A/D轉換器變為數字量信息輸入計算機，再經過數據處理得到拉壓力F與位移S的關係曲線(即示功圖)，以及拉壓力F與速度V的關係曲線，計算機還可隨時顯示並列印出被測試減振器的位移S、拉壓力F、速度V、及阻尼係數C＝F/V、減振器的溫度、振動總次數、振動頻率等有關數據報告。試驗臺提供的激勵力頻率在1～10Hz之間可調。試驗臺提供的最大激勵力不小於60KN。
由於本實用新型是根據鐵路機車車輛油壓減振器實際裝車時的安裝角度和實際運行工況而設計，具有一定的仿真效果。特別是主電機是通過變頻調速系統經皮帶輪直接帶動偏心輪軸作旋轉運動的，無通常的齒輪變速系統，因此結構簡單而緊湊，這使它除了運動平穩、無振動、無異音、使用壽命長之外，設備製造成本低也是它的突出優點，是一種既能作油壓減振器的性能試驗又能作疲勞壽命試驗的綜合性試驗臺。
附圖及說明

圖1為本實用新型的一個實施例的結構示意圖；圖2為本實用新型的一個實施例的結構示意圖的側視圖；圖3為本實用新型的另一個實施例的結構示意圖；
圖4為本實用新型的另一個實施例的結構示意圖的側視圖。圖中；1-冷卻泵及冷卻液儲存池 2-搖臂機構 3-冷卻液流量控制閥4-主電機 5-皮帶傳動機構 6-驅動裝置 7-曲柄軸機構 8-橫向施力機構 9-計數傳感器 10-滑塊機構 11-機架 12-位移傳感器 13-拉壓傳感器 14-溫度傳感器 15-被測減振器 16-冷卻箱 17-變頻控制器 18-計算機測試系統具體實施方式
實施例一附圖1和2給出了本實用新型的一種實施例，從附圖可以看出，本實用新型將減振器性能試驗臺分成驅動裝置6和計算機測試系統18兩部分。驅動裝置6包括變頻調速器控制的主電機4、皮帶傳動機構5和曲柄軸機構7，其特點在於驅動裝置6沒有變速齒輪箱，主電動機4為一由變頻調速器17控制的電機，保證被測減振器15的運動頻率在1～10Hz之間可調。主電機4直接帶動皮帶傳動機構5，而皮帶傳動機構5又直接與曲柄軸機構7相連，並直接帶動曲柄軸機構7轉動。曲柄軸機構7安裝在機架11上，曲柄軸機構7與帶橫向施力機構的滑塊機構10相連，在滑塊機構10下固定有被測減振器15，此外，在被測減振器15旁還安有可以向被測減振器15施加橫向力的橫向施力機構8，通過曲柄軸機構7、滑塊機構10和橫向施力機構8的聯合作用可以對試驗產品進行各種抗疲勞和性能試驗。考慮減振器的疲勞壽命試驗應模仿安裝效果，試驗時被測減振器15的安裝角度應與實際裝車角度接近，根據機車的運行情況，將被測減振器傾斜安裝垂直運動，並可通過橫向施力機構8外加橫向力，安裝角度的範圍為實際裝車角度範圍，試驗安裝尺寸為裝車安裝尺寸，安裝尺寸在300～600mm之間可調。驅動裝置6的功能是對安裝在其上面的試驗減振器端部產生一定規律的周期性運動，驅動裝置6提供的最大激勵力不小於60KN。被測減振器的動態信號由計算機測試系統18來拾取、放大、計算、記錄和顯示，並在其相關部位安裝有拉壓力傳感器13、位移傳感器12、計數傳感器9和溫度傳感器14。被測減振器振動的位移、速度、阻力、振動次數、溫度分別由位移傳感器、拉壓傳感器、計數傳感器和溫度傳感器測出，構成各種被測減振器的動態信號。組成減振器測試系統的硬體由傳感器及信號調理設備、數據採集卡及通用計算機三部分組成。試驗臺的測試及數據處理系統由一臺計算機進行採集並處理，它將位移傳感器和拉壓傳感器所測試的油壓減振器的位移和所承受的拉壓力兩個物理量轉換為電壓信號，經過放大處理後由A/D轉換器變為數字量信息輸入計算機，再經過數據處理得到拉壓力F與位移S的關係曲線(即示功圖)，以及拉壓力F與速度V的關係曲線，計算機還可隨時顯示並列印出被測試減振器的位移S、拉壓力F、速度V、及阻尼係數C＝F/V、減振器的溫度、振動總次數、振動頻率等有關數據報告。在本實用新型上還可以增設由冷卻泵及冷卻液儲存池1、冷卻液流量控制閥3和冷卻箱16構成的冷卻系統。
本實用新型的工作原理是由位於計算機測試系統18中的變頻調速器17控制主電機4的轉速，主電機4通過一級皮帶變速傳動系統5直接帶動曲柄軸7旋轉，曲柄軸7通過滑塊機構10帶動被測減振器15往復運動，實現被測減振器15的往復運動頻率在1～10HZ之間無級可調。
實施例二附圖3和4給出了本實用新型的另一種實施例，從附圖可以看出，本實用新型將減振器性能試驗臺分成驅動裝置6和計算機測試系統18兩部分。驅動裝置6包括變頻調速主電機4、皮帶傳動機構5和曲柄軸機構7，其特點在於驅動裝置6沒有變速齒輪箱，主電動機4為一由變頻調速器17控制的電機，保證被測減振器15的運動頻率在1～10Hz之間可調。主電機4直接帶動皮帶傳動機構5，而皮帶傳動機構5又直接與曲柄軸機構7相連，並直接帶動曲柄軸機構7轉動。曲柄軸機構7安裝在機架11上，曲柄軸機構7與搖臂機構2相連，搖臂機構2下固定有被測減振器15，通過曲柄軸機構7和搖臂機構2的聯合作用可以對試驗產品進行各種抗疲勞和性能試驗。考慮減振器的疲勞壽命試驗應模仿安裝效果，試驗時被測減振器的安裝角度應與實際裝車角度接近，根據機車的運行情況，將被測減振器傾斜安裝擺動運動，安裝角度的範圍為實際裝車角度範圍，試驗安裝尺寸為裝車安裝尺寸，安裝尺寸在300～600mm之間可調。其結構無連杆、滑塊、導軌裝置，由曲柄軸通過搖臂直接帶動油壓減振器的上端作搖擺運動，這是模仿機車車輛運行時減振器的振動的特殊試驗方式。此結構能很好地在模仿機車車輛運行時減振器的振動型式的基礎上試驗減振器各部分(尤其是端部橡膠關節)的疲勞壽命。其結構在滿足試驗要求的基礎上簡單可靠，製造方便，成本低。驅動裝置6的功能是對安裝在其上面的試驗減振器端部產生一定規律的周期性運動，驅動裝置6提供的最大激勵力不小於60KN。計算機測試系統18與實施例一是一樣的。此外，在本實用新型上也可以增設由冷卻泵及冷卻液儲存池1、冷卻液流量控制閥3和冷卻箱16構成的冷卻系統。
本實用新型的工作原理是由位於計算機測試系統18中的變頻調速器17控制主電機4的轉速，主電機4通過一級皮帶變速傳動系統5直接帶動曲柄軸7旋轉，曲柄軸7通過搖臂機構2帶動被測減振器15作搖擺運動，實現被測減振器15的運動頻率在1～10HZ之間無級可調。
權利要求1.一種無齒輪箱變頻式減振器疲勞壽命和性能試驗臺，將減振器試驗臺分成驅動裝置(6)和計算機測試系統(18)兩部分，驅動裝置(6)包括主電機(4)、皮帶傳動機構(5)和曲柄軸機構(7)，其特徵在於驅動裝置(6)沒有變速齒輪箱，主電動機(4)為一由變頻調速器(17)控制的電機，主電機(4)直接帶動皮帶傳動機構(5)，而皮帶傳動機構(5)又直接與曲柄軸機構(7)相連，並直接帶動曲柄軸機構(7)轉動，曲柄軸機構(7)安裝在機架(11)上，曲柄軸機構(7)與帶橫向施力機構的滑塊機構(10)或搖臂機構(2)相連，在滑塊機構(10)或搖臂機構(2)下固定有被測減振器(15)，通過曲柄軸機構(7)、滑塊機構(10)和橫向施力機構(8)的聯合作用可以對試驗產品進行各種抗疲勞和性能試驗。
2.如權利要求1所述的一種無齒輪箱變頻式減振器疲勞壽命和性能試驗臺，其特徵在於在被測減振器(15)旁還安有可以向被測減振器(15)施加橫向力的橫向施力機構(8)。
3.如權利要求1所述的一種無齒輪箱變頻式減振器疲勞壽命和性能試驗臺，其特徵在於被測減振器(15)是傾斜安裝的，安裝角度的範圍為實際裝車角度範圍，試驗安裝尺寸為裝車安裝尺寸，安裝尺寸在300～600mm之間可調。
4.如權利要求1所述的一種無齒輪箱變頻式減振器疲勞壽命和性能試驗臺，其特徵在於驅動裝置(6)的功能是對安裝在其上面的試驗減振器端部產生一定規律的周期性運動，驅動裝置(6)提供的最大激勵力不小於60KN。
5.如權利要求1所述的一種無齒輪箱變頻式減振器疲勞壽命和性能試驗臺，其特徵在於變頻變速系統保證被測減振器的運動頻率在1～10Hz之間無級可調。
專利摘要一種無齒輪箱變頻式減振器疲勞壽命和性能試驗臺，將減振器性能試驗臺分成驅動裝置和計算機測試系統兩部分。驅動裝置包括變頻調速電機、皮帶傳動機構和曲柄軸機構，驅動裝置沒有變速齒輪箱，電動機為一由變頻調速器控制的電機，電機直接帶動皮帶輪傳動機構，而皮帶輪傳動機構又直接與曲柄軸機構相連，並直接帶動曲柄軸機構轉動。曲柄軸機構安裝在機架上，在曲柄軸機構與一搖擺機構或帶橫向施力機構的滑塊機構相連，在搖擺機構或帶橫向施力機構的滑塊機構下固定有試驗產品，通過曲柄軸機構與搖擺機構的聯合作用可以對試驗產品進行各種抗疲勞和性能試驗。驅動裝置的功能是對安裝在其上面的試驗減振器端部產生一定規律的周期性運動。
文檔編號G01M17/007GK2718556SQ200420034878
公開日2005年8月17日 申請日期2004年1月14日 優先權日2004年1月14日
發明者王三槐, 戴世海 申請人:株洲聯誠集團有限責任公司減振器分公司