铁路长大货物车动力学检测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及车体动力学检测领域，提供一种铁路长大货物车动力学检测系统，包括检测模块、分析模块以及显示模块，检测模块与分析模块连接，分析模块与显示模块连接，检测模块包括：轮轨力模块，其包括测力轮对，设置在车体的轮对轴颈上；振动加速度模块，其包括第一振动加速度传感器和第二振动加速度传感器，第一振动加速度传感器横向布置在铁路长大货物车的小底架心盘上，第二振动加速度传感器竖直布置在小底架心盘上；以及轴箱弹簧挠度模块，其包括拉线式位移传感器，拉线式位移传感器固定在与轴箱固定连接的转向架上，其拉绳固定在轴箱弹簧的底端。本实用新型通过几个关键方面的检测能够了解车体的实时动力学运动状态。
【专利说明】铁路长大货物车动力学检测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及车体动力学检测领域，特别涉及一种铁路长大货物车动力学检测系统。
【背景技术】
[0002]车辆的动力学分析是为了解车辆的动力学性能，对车辆各个关键结构的受力以及车辆的运动状态进行分析，在车辆的关键结构上布置各种不同类型的传感装置，进行相关参量的采集与分析，检测车辆关键结构的应力、振动以及变形量等参数，取得理想的参数变化值。
[0003]根据车辆结构以及运行环境的不同，对车辆的检测项目也不同，现有对家用及一般货运车辆，都已经有了完备的动力学分析系统对其进行检测。而针对铁路长大货物车这种特殊的专用运输车，还未能有较为系统的动力学分析系统。
[0004]铁路长大货物车是运输特长和特重货物的专有运输车辆，如车辆长度一般在19米以上的长大平车；纵向梁中部做成下凹而呈元宝型的凹底平车；底架中央部分做成空心，货物通过支承架坐落在孔内的落下孔车；将车辆制成两节，货物钳夹在两节车之间或通过专门的货物承载架装载在两节车之间的钳夹车等。国家电力建设项目所需的大型变压器、发电机等超重、超限设备的铁路运输都需要使用长大货物车进行装载。
[0005]由于此种大型车自重和载重量都很大，在行驶的过程中，车体的轮对对轨道产生垂直压力和横向压力，是决定车体承载量和行驶速度的关键参数。由于轨道有一定的承受极限，若载重量过大，会对轨道造成破坏，造成行驶不安全；若将载重量大幅减小，虽然满足了轨道行驶的安全性，但其经济性就会降低。
[0006]因车体各个部件的性能、行驶路段的路况，载重重量以及行驶速度等原因，车体在行驶的过程中会产生垂直振动或水平振动，若振动的强度过大，会对轨道及运载设备造成破坏，根据路况和车体自身的性能，调整车体的载重重量，控制行驶速度，将振动的强度控制在一定的范围内，对车体的行驶安全显得尤为重要。小底架是特种车辆的主要承载部件，它介于车体和转向架之间，起到承上启下的作用，故小底架的振动强度可近乎等同于车体的振动强度。
[0007]车体的轴箱，为套在轮对轴颈上联结轮对和转向架构架的部件。其作用是把车体重量和载荷传递给轮对，润滑轮对轴颈，减少摩擦，降低运行阻力，轴箱弹簧起到缓冲车体重量和载荷与轮对之间作用力的作用，综合车体重量与车体在驶入或驶出坡路时所产生的冲击力，保证轴箱弹簧在合理的压缩的范围内，确保车体运行的平稳。但是目前，还没有针对铁路长大货物车的动力学检测系统，无法掌握铁路长达货物车的运行状态。
实用新型内容
[0008](一)要解决的技术问题
[0009]本实用新型提出一种铁路长大货物车动力学检测系统，以解决还未有针对铁路长大货物车的动力学检测系统，以实时掌握铁路长大货物车的运行状态的技术空白。
[0010](二)技术方案
[0011]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种铁路长大货物车动力学检测系统，其包括检测模块、分析模块以及显示模块，所述检测模块与所述分析模块连接，所述分析模块与所述显示模块连接，所述检测模块包括:
[0012]轮轨力模块，其包括测力轮对，设置在车体的轮对轴颈上，用于检测轮轨垂直力和轮轨横向力；
[0013]振动加速度模块，其包括第一振动加速度传感器和第二振动加速度传感器，所述第一振动加速度传感器横向布置在所述铁路长大货物车的小底架心盘上，用于检测车体横向振动加速度，所述第二振动加速度传感器竖直布置在所述小底架心盘上，用于检测车体竖直方向振动加速度；以及
[0014]轴箱弹簧挠度模块，其包括拉线式位移传感器，所述拉线式位移传感器固定在与轴箱固定连接的转向架上，其拉绳固定在轴箱弹簧的底端，用于检测轴箱弹簧的静挠度和动挠度。
[0015]进一步地，所述测力轮对为辐板式测力轮对。
[0016]进一步地，车体两侧轮对轴颈皆设置有所述测力轮对。
[0017]进一步地，所述测力轮对为多组，设置在车体的不同轮对轴颈上。
[0018]进一步地，所述拉线式位移传感器包括第一拉线式位移传感器和第二拉线式位移传感器，所述第一拉线式位移传感器设置在车体前进方向的左侧轴箱，所述第二拉线式位移传感器设置在车体前进方向的右侧轴箱。
[0019]进一步地，所述第一拉线式位移传感器为多个，设置在不同的左侧轴箱上。
[0020]进一步地，所述第二拉线式位移传感器为多个，设置在不同的右侧轴箱上。
[0021](三)有益效果
[0022]本实用新型提出的一种铁路长大货物车动力学检测系统，包括轮轨力模块，振动加速度模块以及轴箱弹簧挠度模块，通过测力轮对检测轮对的轮轨力；通过加速度传感器检测车体的横向振动加速度和竖直方向振动加速度；通过拉线式位移传感器检测轴箱弹簧的静挠度和动挠度，将上述检测结果传输给分析模块分析，分析模块再将分析结构传输给显示模块显示，以了解车体的实时动力学运行状态。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本实用新型实施例的一种铁路长大货物车动力学检测系统的结构框图。【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0025]如图1，本实用新型实施例的一种铁路长大货物车动力学检测系统，其包括检测模块、分析模块以及显示模块，所述检测模块与所述分析模块连接，所述分析模块与所述显示模块连接，其中，分析模块可为单片机，显示模块可为触摸屏，所述检测模块包括:
[0026]轮轨力模块，其包括测力轮对，设置在车体的轮对轴颈上，其为具有测力功能的轮对，用于检测轮轨垂直力和轮轨横向力，所述轮轨垂直力为车体的轮对竖直方向上对轨道的压力，所述轮轨横向力为车体的轮对对轨道侧面的作用力，测力轮对将检测到的轮轨垂直力和轮轨横向力的信息传输给分析模块，分析模块对信息进行分析后传输给显示模块显示，由于铁轨有一定的安全承载极限，而车体在驶入转弯段或坡路时，由于向心加速度和竖直方向的加速度的影响，轮轨横向力和轮轨垂直力会加大，所以在装载货物时，不能只考虑静止状态下的轮轨力，还应在行驶的过程中检测轮轨垂直力和轮轨横向力，利用检测到的轮轨力信息，调整货物的装载重量以及车体的行驶速度，使车体在安全的轮轨垂直力和轮轨横向力下行驶；
[0027]振动加速度模块，其包括第一振动加速度传感器和第二振动加速度传感器，由于小底架的振动强度可近乎等同于车体的振动强度，所述第一振动加速度传感器横向布置在所述铁路长大货物车的小底架心盘上，用于检测车体横向振动加速度，所述第二振动加速度传感器竖直布置在所述小底架心盘上，用于检测车体竖直方向振动加速度，所述第一振动加速度传感器和第二振动加速度传感器将检测到的小底架的横向振动加速度和竖直方向振动加速度信息传输给分析模块，分析模块对信息进行分析后传输给显不模块显不，根据铁路的实际路况，车体行驶过程中会发生横向和竖直方向不同程度的振动，若振动强度过大，会对铁轨和车体以及承载货物造成强烈的冲击，可能导致铁轨、车体或运载的货物损坏，根据检测到的振动强度，适当调整车体的行驶速度，避免车体振动过大；以及
[0028]轴箱弹簧挠度模块，其包括拉线式位移传感器，所述拉线式位移传感器固定在与轴箱固定连接的转向架上，其拉绳固定在轴箱弹簧的底端，用于检测轴箱弹簧的静挠度和动挠度，由于拉线式位移传感器固定在转向架上，而车体的轴箱固定在转向架下方，轴箱弹簧的顶端固定在了轴箱的内部，相当于拉线式位移传感器间接固定在轴箱弹簧的一端，而拉绳固定在了轴箱弹簧的另一端，轴箱弹簧压缩和伸展时，拉绳被拉出的长度也会发生变化，由此检测轴箱弹簧的静挠度和动挠度。车体载重后静止状态下，轴箱弹簧被压缩一定程度，此时检测轴箱弹簧的静挠度；车体途径弯道或驶入坡路时，部分轴箱弹簧会受到进一步压缩，车体行驶过程中，轴箱弹簧的被压缩程度也会产生变化，此过程中检测轴箱弹簧的动挠度。载重重量、弯道半径的大小、驶入坡路的坡度大小以及车体的行驶速度共同决定了轴箱弹簧受压缩的程度，若车体转弯时车体一侧的轴箱弹簧被过于压缩，表示车体向该侧的倾斜角度过大，车体有发生侧翻的危险，应适当降低行驶速度，或在装载时适当减轻装载重量；若车体在驶入坡路时轴箱弹簧被压缩到了极限，轴箱弹簧失去了减震的作用，车体会发生较大强度的振动，可能导致车体零部件或运载货物的损坏，轴箱弹簧模块将检测到的轴箱弹簧的静挠度和动挠度信息传输给分析模块，分析模块将信息分析后传输给显示模块，根据显示模块显示的轴箱弹簧被压缩的程度，将载重重量和行驶速度控制在安全范围以内。
[0029]较佳的，所述测力轮对为辐板式测力轮对，辐板式测力轮对能够更精确的检测轮轨垂直力和轮轨横向力。
[0030]较佳的，车体两侧轮对轴颈皆设置所述测力轮对，较佳的，所述测力轮对为多组，设置在车体的不同轮对轴颈上，从而更全面的从车体的两侧和各个不同轮对轴颈上获取轮轨横向力和轮轨垂直力信息，将信息传输给分析系统，分析系统将接收到的信息综合分析，使分析结果更加合理。[0031]较佳的，所述拉线式位移传感器包括第一拉线式位移传感器和第二拉线式位移传感器，所述第一拉线式位移传感器设置在车体前进方向的左侧轴箱，所述第二拉线式位移传感器设置在车体前进方向的右侧轴箱。较佳的，所述第一拉线式位移传感器为多个，设置在不同的左侧轴箱上。较佳的，所述第二拉线式位移传感器为多个，设置在不同的右侧轴箱上。从而使得拉线式位移传感器均匀的布置于整个车体的两侧轴箱，将检测的信息传输给分析系统，分析系统再将接收到的信息综合分析，使得分析结果更加合理。
[0032]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种铁路长大货物车动力学检测系统，其特征在于，其包括检测模块、分析模块以及显示模块，所述检测模块与所述分析模块连接，所述分析模块与所述显示模块连接，所述检测模块包括: 轮轨力模块，其包括测力轮对，设置在车体的轮对轴颈上，用于检测轮轨垂直力和轮轨横向力； 振动加速度模块，其包括第一振动加速度传感器和第二振动加速度传感器，所述第一振动加速度传感器横向布置在所述铁路长大货物车的小底架心盘上，用于检测车体横向振动加速度，所述第二振动加速度传感器竖直布置在所述小底架心盘上，用于检测车体竖直方向振动加速度；以及 轴箱弹簧挠度模块，其包括拉线式位移传感器，所述拉线式位移传感器固定在与轴箱固定连接的转向架上，其拉绳固定在轴箱弹簧的底端，用于检测轴箱弹簧的静挠度和动挠度。
2.根据权利要求1所述的铁路长大货物车动力学检测系统，其特征在于，所述测力轮对为辐板式测力轮对。
3.根据权利要求1所述的铁路长大货物车动力学检测系统，其特征在于，车体两侧轮对轴颈皆设置有所述测力轮对。
4.根据权利要求1所述的铁路长大货物车动力学检测系统，其特征在于，所述测力轮对为多组，设置在车体的不同轮对轴颈上。
5.根据权利要求1所述的铁路长大货物车动力学检测系统，其特征在于，所述拉线式位移传感器包括第一拉线式位移传感器和第二拉线式位移传感器，所述第一拉线式位移传感器设置在车体前进方向的左侧轴箱，所述第二拉线式位移传感器设置在车体前进方向的右侧轴箱。
6.根据权利要求5所述的铁路长大货物车动力学检测系统，其特征在于，所述第一拉线式位移传感器为多个，设置在不同的左侧轴箱上。
7.根据权利要求5所述的铁路长大货物车动力学检测系统，其特征在于，所述第二拉线式位移传感器为多个，设置在不同的右侧轴箱上。
【文档编号】B61K9/00GK203681576SQ201420024671
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年1月15日 优先权日:2014年1月15日
【发明者】周卫仁, 郭锡文, 蒋小广, 熊玉峰 申请人:中特物流有限公司