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吊弦疲勞試驗機

322   編輯:中冶有色技術網   來源:濟南科匯試驗設備有限公司  
2024-04-08 13:58:52
權利要求書: 1.吊弦疲勞試驗機,其特征在于,包括上支撐件、下支撐件、力施力部件、力緩沖部件和傳感器,力施力部件固定設置在下支撐件上,力緩沖部件固定設置在上支撐件上,傳感器固定設置在拉力緩沖部件上,力施力部件和力緩沖部件同軸線,吊弦試樣放置在力施力部件與力緩沖部件之間,且吊弦試樣底端與力施力部件頂部接觸連接,頂端與力緩沖部件底部固定連接;

所述力緩沖部件包括彈簧座、拉桿和緩沖彈簧,所述彈簧座頂部固定在上支撐件上,彈簧座設有開口向下的豎直的彈簧安裝孔,緩沖彈簧安裝在彈簧安裝孔內,拉桿穿過緩沖彈簧且頂部固定在彈簧安裝孔頂部,底部向下伸出彈簧安裝孔并向下延伸,拉桿底部固定有傳感器,傳感器為力傳感器,力傳感器與吊弦試樣的頂部固定連接;

所述力施力部件包括電缸、托盤、砝碼,所述電缸包括伺服電機、絲杠和絲母,所述絲母上固定設有托盤,砝碼放置在托盤上,吊弦試樣的底部與砝碼接觸連接;所述托盤上設有緩沖墊,砝碼放置在緩沖墊上;

或,所述力施力部件包括電缸,所述電缸包括伺服電機、絲杠和絲母,吊弦試樣的底部與絲母接觸連接。

2.根據權利要求1所述的吊弦疲勞試驗機,其特征在于,所述伺服電機通過電機座固定在下支撐件上,電機座上設有豎直方向的導向桿,導向桿與其上方的導向橫梁配合導向。

3.根據權利要求1所述的吊弦疲勞試驗機,其特征在于,所述緩沖彈簧包括有一個。

4.根據權利要求1所述的吊弦疲勞試驗機,其特征在于,所述緩沖彈簧包括第一緩沖彈簧和第二緩沖彈簧,第一緩沖彈簧長度大于第二緩沖彈簧,第一緩沖彈簧的剛度小于第二緩沖彈簧的剛度。

5.根據權利要求1?4任一所述的吊弦疲勞試驗機,其特征在于,吊弦試樣達到下極限位置時作用在吊弦試樣的力等于試驗力。

6.根據權利要求1所述的吊弦疲勞試驗機,其特征在于,所述上支撐件包括上橫梁和吊環,吊環固定設置在上橫梁頂面;所述下支撐件包括有底座,電機座固定在底座的工作臺面上。

說明書: 吊弦疲勞試驗機技術領域[0001] 本發明涉及吊弦疲勞測試設備技術領域,特別涉及吊弦疲勞試驗機。背景技術[0002] 接觸網吊弦疲勞試驗,用于模擬承力索與接觸線之間的吊弦在受電弓頻繁“托放”狀態中的使用壽命。其中,接觸網是在電氣化鐵道中,沿鋼軌上空“之”字形架設的,供受電弓取流的高壓輸電線。接觸網是鐵路電氣化工程的主構架,是沿鐵路線上空架設的向電力機車供電的特殊形式的輸電線路。其由接觸懸掛、支持裝置、定位裝置、支柱與基礎幾部分組成。接觸網主要包含以下幾項內容:基礎構件,如水泥支柱、鋼柱及支撐這些結構物的基礎;基礎安裝結構件,這項內容的作用主要是連接接觸網導線和基礎構件接觸網導線,這部分作用就是傳輸電流給電力機車;其他輔助構件,包括回流線、附加懸掛等。而承力索是電氣化鐵道懸掛接觸導線的配套產品,主要通過吊弦將接觸線懸掛起來。承力索還可承載一定電流來減小牽引網阻抗,降低電壓損耗和能耗。電力牽引機車從接觸網取得電能的電氣設備,安裝在機車或動車車頂上;受電弓可分單臂弓和雙臂弓兩種,均由滑板、上框架、下臂桿、底架、升弓彈簧、傳動氣缸、支持絕緣子等部件組成。負荷電流通過接觸線和受電弓滑板接觸面的流暢程度,它與滑板與接觸線間的接觸壓力、過渡電阻、接觸面積有關,取決于受電弓和接觸網之間的相互作用。為保證試驗結果符合實際情況,吊弦的裝夾、加載與卸載應真實反映吊弦的工作狀態。[0003] 在實際使用過程中吊弦會發生疲勞破壞,因此按歐標EN50119要求吊弦應做疲勞試驗,試驗由一個變化載荷和壓縮周期組成[0004] 吊弦應與其特地的線夾進行試驗[0005] 應按正常使用的最低要求進行試驗[0006] 應指定壓縮幅度在20mm~200mm之間,吊弦內部力為100N~400N[0007] 頻率應為0.5Hz~10Hz,最小應進行2000000次試驗[0008] 吊弦不得在指定次數之前斷裂[0009] 在現有技術中,壓縮周期通常是以規定重量砝碼掛在吊弦下,以自由落體的形式對吊弦施加載荷,這種方式造成了對吊弦的沖擊,往往吊弦破壞不是由規定砝碼重量引起的,而是砝碼沖擊力造成的,這與吊弦實際使用狀態不符。本案目的就是消除砝碼沖擊力,使吊弦在疲勞試驗中的受力狀態與工作狀態一致,試驗結果反映吊弦的真實疲勞壽命。[0010] 該申請案要解決的問題是:[0011] 1、吊弦在200mm振幅下如何實現高頻疲勞試驗;[0012] 2、吊弦在下降至下極限位置時如何緩沖做用在吊弦上的慣性力,使吊弦承受恒定力(接觸線重力)。[0013] 即解決吊弦壓縮方式和對吊弦平穩加力的問題。發明內容[0014] 為克服現有技術中存在的問題,本發明提供了一種吊弦疲勞試驗機。[0015] 本發明解決其技術問題所采取的技術方案是:該種吊弦疲勞試驗機,包括上支撐件、下支撐件、力施力部件、力緩沖部件和傳感器,力施力部件固定設置在下支撐件上,力緩沖部件固定設置在上支撐件上,傳感器固定設置在拉力緩沖部件上,力施力部件和力緩沖部件同軸線,吊弦試樣放置在力施力部件與力緩沖部件之間,且吊弦試樣底端與力施力部件頂部接觸連接,頂端與力緩沖部件底部固定連接。[0016] 進一步地,所述力施力部件包括電缸、托盤、砝碼,所述電缸包括伺服電機、絲杠和絲母,所述絲母上固定設有托盤,砝碼放置在托盤上,吊弦試樣的底部與砝碼接觸連接。[0017] 進一步地,所述托盤上設有緩沖墊,砝碼放置在緩沖墊上。[0018] 進一步地,所述力施力部件包括電缸,所述電缸包括伺服電機、絲杠和絲母,吊弦試樣的底部與絲母接觸連接。[0019] 進一步地,所述伺服電機通過電機座固定在下支撐件上,電機座上設有豎直方向的導向桿,導向桿與其上方的導向橫梁配合導向。[0020] 進一步地,所述力緩沖部件包括彈簧座、拉桿和緩沖彈簧,所述彈簧座頂部固定在上支撐件上,彈簧座設有開口向下的豎直的彈簧安裝孔,緩沖彈簧安裝在彈簧安裝孔內,拉桿穿過緩沖彈簧且頂部固定在彈簧安裝孔頂部,底部向下伸出彈簧安裝孔并向下延伸,拉桿底部固定有傳感器,傳感器為力傳感器,力傳感器與吊弦試樣的頂部固定連接。[0021] 進一步地,所述緩沖彈簧包括有一個。[0022] 進一步地,所述緩沖彈簧包括第一緩沖彈簧和第二緩沖彈簧,第一緩沖彈簧長度大于第二緩沖彈簧,第一緩沖彈簧的剛度小于第二緩沖彈簧的剛度。[0023] 進一步地,吊弦試樣達到下極限位置時作用在吊弦試樣的力等于試驗力。[0024] 進一步地,所述上支撐件包括上橫梁和吊環,吊環固定設置在上橫梁頂面;所述下支撐件包括有底座,電機座固定在底座的工作臺面上。[0025] 綜上,本發明的上述技術方案的有益效果如下:[0026] 本方案采用高速電缸自下而上對吊弦試樣加載及卸載,加載及卸載各個階段的速度、位移可以通過預先編好的計算機程序進行控制。實現半個正弦波內完成壓縮,以及吊弦試樣在下降過程中緩沖慣性力。[0027] 吊弦試樣夾持模擬吊弦在承力索中的受力狀態,以彈簧替代承力索,彈簧處于豎直位置,下端固定,上端浮動,彈簧可以緩沖作用于吊弦試樣上的慣性力。附圖說明[0028] 圖1為本發明的整體結構示意圖;[0029] 圖2為圖1中A部分的局部放大圖;[0030] 圖3為圖1中B部分的局部放大圖。[0031] 圖中:[0032] 1.吊環,2.上橫梁,3.彈簧座,4.第一緩沖彈簧,5.第二緩沖彈簧,6.拉桿,7.傳感器,8.砝碼,9.緩沖墊,10.托盤,11.導向橫梁,12.導向桿13.絲杠,14.工作臺面,15.底座,16.吊弦試樣,17.彈簧安裝孔。

具體實施方式[0033] 以下結合附圖對本發明的特征和原理進行詳細說明,所舉實施例僅用于解釋本發明,并非以此限定本發明的保護范圍。[0034] 如圖1所示,該發明包括上支撐件、下支撐件、力施力部件、力緩沖部件和傳感器。其中上支撐件包括上橫梁2和吊環1,吊環1固定設置在上橫梁2頂面,使用時,可以將吊環懸掛固定。下支撐件包括有底座15,力施力部件固定在底座15的工作臺面14上。上橫梁2和工作臺面14之間用四根立柱緊固在一起形成一個剛性框架,為防止振動,底座15由厚鋼板焊接而成。

[0035] 力緩沖部件固定設置在上支撐件上,傳感器7固定設置在拉力緩沖部件上。力施力部件和力緩沖部件同軸線。[0036] 具體地,力緩沖部件包括彈簧座3、拉桿6和緩沖彈簧。彈簧座3為矩形或圓柱形座體,彈簧座3的頂部通過螺栓固定在上橫梁2的底面。彈簧座設有開口向下的豎直的彈簧安裝孔17,緩沖彈簧安裝在彈簧安裝孔17內,緩沖彈簧的底部固定在彈簧安裝孔內,頂部為自由端。拉桿6穿過緩沖彈簧且頂部固定在彈簧安裝孔頂部,底部向下伸出彈簧安裝孔并向下延伸,拉桿6底部固定有傳感器,傳感器為力傳感器,力傳感器與吊弦試樣16的頂部固定連接。力傳感器用于測量實際作用在吊弦試樣16上的力。[0037] 實際使用時緩沖彈簧可以設置一個,也可以設置兩個或多個。比如兩個緩沖彈簧時,如圖2所示,緩沖彈簧包括第一緩沖彈簧4和第二緩沖彈簧5,第一緩沖彈簧4長度大于第二緩沖彈簧5的長度。第一緩沖彈簧的剛度小于第二緩沖彈簧的剛度。這樣第一緩沖彈簧在壓縮到第二緩沖彈簧位置后繼續壓縮時,第二緩沖彈簧也與第一緩沖彈簧一起壓縮,緩沖力量加大。也就是說在開始緩沖階段吊弦試樣移動較快,緩沖階段的后半程緩沖壓力增大,吊弦試樣16移動變慢。第一緩沖彈簧的作用是防止吊弦試樣下降速度過慢,滿足不了試驗的頻率要求,第二緩沖彈簧的在緩沖過程中起到主要緩沖作用。第一緩沖彈簧主要調整吊弦下落速度,彈簧剛度太小,緩沖能力不夠,造成沖擊力;彈簧剛度太大,砝碼下落速度太慢,跟不上托盤的下降速度。第二緩沖彈簧和緩沖墊主要作用是吊弦接近下極限位置時起到主要緩沖作用。[0038] 試驗機實際使用過程中需要對彈簧預載荷進行調整,便于快速方便的調整緩沖彈簧的預載荷,滿足試驗要求,主要通過更換不同剛度、長度、結構和材料的緩沖彈簧來實現。[0039] 如圖3所示,具體地,力施力部件包括電缸、托盤10、砝碼8。電缸包括伺服電機、絲杠13和絲母,所述絲母上固定有托盤10,砝碼8放置在托盤10上,用于防止砝碼升降過程中擺動,吊弦試樣的底部與砝碼接觸連接。托盤上設有緩沖墊9,砝碼放置在緩沖墊9上,用于緩沖砝碼慣性力對吊弦試樣的沖擊。具體試驗時,調整緩沖彈簧剛度,使吊弦試樣下降到下極限位置時砝碼與托盤之間剛剛離開,砝碼重量全部作用在吊弦試樣上,砝碼的慣性力由緩沖彈簧緩沖。即吊弦試樣上面用彈簧吊掛,下端掛砝碼,吊弦試樣下端砝碼與施力部件頂部托盤接觸連接(并在砝碼與托盤之間設置緩沖墊),吊弦試樣在砝碼重力作用下自由下落。[0040] 另外一種實施方式,力施力部件包括電缸,所述電缸包括伺服電機、絲杠和絲母,吊弦試樣的底部與絲母接觸連接。即吊弦試樣下端不掛砝碼,直接與電缸上滾珠絲杠的絲母連接在一起,推動吊弦試樣上下運動,試驗時先根據傳感器讀數調整緩沖彈簧剛度,保證吊弦試樣到達下極限位置時作用于吊弦試樣上的力等于試驗力。即不使用砝碼,吊弦試樣上面用彈簧吊掛,下端與施力部件頂部固定連接,吊弦在施力部件拖動下上下運動,吊弦試樣達到下極限位置時受到的力由彈簧力設定。[0041] 吊弦試樣放置在力施力部件與力緩沖部件之間,且吊弦試樣底端與力施力部件頂部接觸連接,頂端與力緩沖部件底部固定連接。[0042] 伺服電機通過電機座固定在下支撐件上,電機座上設有豎直方向的導向桿12,導向桿12與其上方的導向橫梁11配合導向。[0043] 另外,電缸、液壓缸以及曲柄滑塊機構等實現上下往復運動的結構均可對吊弦試樣加載及卸載。因此,力施力部件的具體結構還可以是以上結構。[0044] 上述實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行的描述,并非對本發明的范圍進行限定,在不脫離本發明設計精神的前提下,本領域相關技術人員對本發明的各種變形和改進,均應擴入本發明權利要求書所確定的保護范圍內。



聲明:
“吊弦疲勞試驗機” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業用途,請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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