专利名称：一种无齿轮箱变频式减振器疲劳寿命和性能试验台的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种振动试验装置，用于一种机械部件的测试，特别是指对减振器部件的抗疲劳寿命和性能进行试验的试验装置。主要用于检测铁路油压减振器的疲劳寿命和性能试验，也可以用于检测其它机动车辆的减振器。
背景技术：
目前，随着工业现代化的不断发展，交通是越来越方便，交通工具特别是机械化的交通工具(机动车辆)也越来越多，减振器是现代交通工具(机动车辆)中很重要的一个部件，它将直接关系到机动车辆运行的舒适性和稳定性，因此新开发研制的机动车辆的减振器都必须进行抗疲劳和性能试验，这种试验通常是在一种专门的试验台上进行的。由于在试验台上进行抗疲劳和性能试验都是通过一模拟的振动系统来实现的。而现有的这种模拟的振动系统往往都是通过一个电机带动一个变速齿轮箱，再由变速齿轮箱经过一个皮带轮传动装置带动一个偏心机构来实现多频率的振动模式进行试验的。这种试验方法很重要的一点不足就是不能根据实际的运行工况来设定振动频率，因此试验的结果往往不能真实的反映试验产品在实际工况运行的性能。而且现有的抗疲劳和性能试验台大多是通过一个曲柄连杆机构来直接与试验产品连接进行试验的，如中国专利ZL95226272.X所公开的“一种用于车辆减振器性能试验的试验台”就是这样一种结构。它试验台的双立柱横梁支架装在机座的台面上，横梁连接两根立柱，并可作上下移动。机座内部横置支座，支座轴一端装有曲柄连杆机构，另一端装有电动机带动的大皮带轮。通过曲柄连杆机构可进行产品单纯垂直的振动试验。但这种方式与实际的运行工况仍是有差距的，因为在实际运行工况中减振器是处于一种无定向的摇摆状态，所以单纯以上下的振动来做试验是不够真实的。因此很有必要对此加以改进。
发明内容
本实用新型的目的在于针对目前各种减振器试验台，特别是机车车辆油压减振器抗疲劳和性能试验台的不足，提出一种能在减振器试验运行时提供模拟机车车辆的实际运行工况的，且能实现无齿轮箱变频式无级调整振动频率的减振器抗疲劳和性能试验台，以便能真实的检测出产品的性能。
根据本实用新型的目的所提出的技术实施方案是将减振器性能试验台分成驱动装置和计算机测试系统两部分。驱动装置包括变频调速器控制的电机、皮带传动机构和曲柄轴机构，其特点在于驱动装置没有变速齿轮箱，电动机为一由变频调速器控制的电机，电机直接带动皮带轮传动机构，而皮带轮传动机构又直接与曲柄轴机构相连，并直接带动曲柄轴机构转动。曲柄轴机构安装在机架上，在曲柄轴机构与一摇摆机构或带横向施力机构的滑块机构相连，在摇摆机构或带横向施力机构的滑块机构下固定有试验产品，通过曲柄轴机构与摇摆机构的联合作用可以对试验产品进行各种抗疲劳和性能试验。驱动装置的功能是对安装在其上面的试验减振器端部产生一定规律的周期性运动。减振器的动态信号由计算机测试系统来拾取、放大、计算、记录和显示，并在其相关部位安装有拉压力传感器、位移传感器、计数传感器和温度传感器。油压减振器振动的位移、速度、阻力、振动次数、温度分别由位移传感器、拉压传感器、计数传感器和温度传感器测出，构成各种被测减振器的动态信号。组成减振器测试系统的硬件由传感器及信号调理设备、数据采集卡及通用计算机三部分组成。试验台的测试及数据处理系统由一台计算机进行采集并处理，它将位移传感器和拉压传感器所测试的油压减振器的位移和所承受的拉压力两个物理量转换为电压信号，经过放大处理后由A/D转换器变为数字量信息输入计算机，再经过数据处理得到拉压力F与位移S的关系曲线(即示功图)，以及拉压力F与速度V的关系曲线，计算机还可随时显示并打印出被测试减振器的位移S、拉压力F、速度V、及阻尼系数C＝F/V、减振器的温度、振动总次数、振动频率等有关数据报告。试验台提供的激励力频率在1～10Hz之间可调。试验台提供的最大激励力不小于60KN。
由于本实用新型是根据铁路机车车辆油压减振器实际装车时的安装角度和实际运行工况而设计，具有一定的仿真效果。特别是主电机是通过变频调速系统经皮带轮直接带动偏心轮轴作旋转运动的，无通常的齿轮变速系统，因此结构简单而紧凑，这使它除了运动平稳、无振动、无异音、使用寿命长之外，设备制造成本低也是它的突出优点，是一种既能作油压减振器的性能试验又能作疲劳寿命试验的综合性试验台。
附图及说明
图1为本实用新型的一个实施例的结构示意图；图2为本实用新型的一个实施例的结构示意图的侧视图；图3为本实用新型的另一个实施例的结构示意图；
图4为本实用新型的另一个实施例的结构示意图的侧视图。图中；1-冷却泵及冷却液储存池 2-摇臂机构 3-冷却液流量控制阀4-主电机 5-皮带传动机构 6-驱动装置 7-曲柄轴机构 8-横向施力机构 9-计数传感器 10-滑块机构 11-机架 12-位移传感器 13-拉压传感器 14-温度传感器 15-被测减振器 16-冷却箱 17-变频控制器 18-计算机测试系统具体实施方式
实施例一附图1和2给出了本实用新型的一种实施例，从附图可以看出，本实用新型将减振器性能试验台分成驱动装置6和计算机测试系统18两部分。驱动装置6包括变频调速器控制的主电机4、皮带传动机构5和曲柄轴机构7，其特点在于驱动装置6没有变速齿轮箱，主电动机4为一由变频调速器17控制的电机，保证被测减振器15的运动频率在1～10Hz之间可调。主电机4直接带动皮带传动机构5，而皮带传动机构5又直接与曲柄轴机构7相连，并直接带动曲柄轴机构7转动。曲柄轴机构7安装在机架11上，曲柄轴机构7与带横向施力机构的滑块机构10相连，在滑块机构10下固定有被测减振器15，此外，在被测减振器15旁还安有可以向被测减振器15施加横向力的横向施力机构8，通过曲柄轴机构7、滑块机构10和横向施力机构8的联合作用可以对试验产品进行各种抗疲劳和性能试验。考虑减振器的疲劳寿命试验应模仿安装效果，试验时被测减振器15的安装角度应与实际装车角度接近，根据机车的运行情况，将被测减振器倾斜安装垂直运动，并可通过横向施力机构8外加横向力，安装角度的范围为实际装车角度范围，试验安装尺寸为装车安装尺寸，安装尺寸在300～600mm之间可调。驱动装置6的功能是对安装在其上面的试验减振器端部产生一定规律的周期性运动，驱动装置6提供的最大激励力不小于60KN。被测减振器的动态信号由计算机测试系统18来拾取、放大、计算、记录和显示，并在其相关部位安装有拉压力传感器13、位移传感器12、计数传感器9和温度传感器14。被测减振器振动的位移、速度、阻力、振动次数、温度分别由位移传感器、拉压传感器、计数传感器和温度传感器测出，构成各种被测减振器的动态信号。组成减振器测试系统的硬件由传感器及信号调理设备、数据采集卡及通用计算机三部分组成。试验台的测试及数据处理系统由一台计算机进行采集并处理，它将位移传感器和拉压传感器所测试的油压减振器的位移和所承受的拉压力两个物理量转换为电压信号，经过放大处理后由A/D转换器变为数字量信息输入计算机，再经过数据处理得到拉压力F与位移S的关系曲线(即示功图)，以及拉压力F与速度V的关系曲线，计算机还可随时显示并打印出被测试减振器的位移S、拉压力F、速度V、及阻尼系数C＝F/V、减振器的温度、振动总次数、振动频率等有关数据报告。在本实用新型上还可以增设由冷却泵及冷却液储存池1、冷却液流量控制阀3和冷却箱16构成的冷却系统。
本实用新型的工作原理是由位于计算机测试系统18中的变频调速器17控制主电机4的转速，主电机4通过一级皮带变速传动系统5直接带动曲柄轴7旋转，曲柄轴7通过滑块机构10带动被测减振器15往复运动，实现被测减振器15的往复运动频率在1～10HZ之间无级可调。
实施例二附图3和4给出了本实用新型的另一种实施例，从附图可以看出，本实用新型将减振器性能试验台分成驱动装置6和计算机测试系统18两部分。驱动装置6包括变频调速主电机4、皮带传动机构5和曲柄轴机构7，其特点在于驱动装置6没有变速齿轮箱，主电动机4为一由变频调速器17控制的电机，保证被测减振器15的运动频率在1～10Hz之间可调。主电机4直接带动皮带传动机构5，而皮带传动机构5又直接与曲柄轴机构7相连，并直接带动曲柄轴机构7转动。曲柄轴机构7安装在机架11上，曲柄轴机构7与摇臂机构2相连，摇臂机构2下固定有被测减振器15，通过曲柄轴机构7和摇臂机构2的联合作用可以对试验产品进行各种抗疲劳和性能试验。考虑减振器的疲劳寿命试验应模仿安装效果，试验时被测减振器的安装角度应与实际装车角度接近，根据机车的运行情况，将被测减振器倾斜安装摆动运动，安装角度的范围为实际装车角度范围，试验安装尺寸为装车安装尺寸，安装尺寸在300～600mm之间可调。其结构无连杆、滑块、导轨装置，由曲柄轴通过摇臂直接带动油压减振器的上端作摇摆运动，这是模仿机车车辆运行时减振器的振动的特殊试验方式。此结构能很好地在模仿机车车辆运行时减振器的振动型式的基础上试验减振器各部分(尤其是端部橡胶关节)的疲劳寿命。其结构在满足试验要求的基础上简单可靠，制造方便，成本低。驱动装置6的功能是对安装在其上面的试验减振器端部产生一定规律的周期性运动，驱动装置6提供的最大激励力不小于60KN。计算机测试系统18与实施例一是一样的。此外，在本实用新型上也可以增设由冷却泵及冷却液储存池1、冷却液流量控制阀3和冷却箱16构成的冷却系统。
本实用新型的工作原理是由位于计算机测试系统18中的变频调速器17控制主电机4的转速，主电机4通过一级皮带变速传动系统5直接带动曲柄轴7旋转，曲柄轴7通过摇臂机构2带动被测减振器15作摇摆运动，实现被测减振器15的运动频率在1～10HZ之间无级可调。
权利要求1.一种无齿轮箱变频式减振器疲劳寿命和性能试验台，将减振器试验台分成驱动装置(6)和计算机测试系统(18)两部分，驱动装置(6)包括主电机(4)、皮带传动机构(5)和曲柄轴机构(7)，其特征在于驱动装置(6)没有变速齿轮箱，主电动机(4)为一由变频调速器(17)控制的电机，主电机(4)直接带动皮带传动机构(5)，而皮带传动机构(5)又直接与曲柄轴机构(7)相连，并直接带动曲柄轴机构(7)转动，曲柄轴机构(7)安装在机架(11)上，曲柄轴机构(7)与带横向施力机构的滑块机构(10)或摇臂机构(2)相连，在滑块机构(10)或摇臂机构(2)下固定有被测减振器(15)，通过曲柄轴机构(7)、滑块机构(10)和横向施力机构(8)的联合作用可以对试验产品进行各种抗疲劳和性能试验。
2.如权利要求1所述的一种无齿轮箱变频式减振器疲劳寿命和性能试验台，其特征在于在被测减振器(15)旁还安有可以向被测减振器(15)施加横向力的横向施力机构(8)。
3.如权利要求1所述的一种无齿轮箱变频式减振器疲劳寿命和性能试验台，其特征在于被测减振器(15)是倾斜安装的，安装角度的范围为实际装车角度范围，试验安装尺寸为装车安装尺寸，安装尺寸在300～600mm之间可调。
4.如权利要求1所述的一种无齿轮箱变频式减振器疲劳寿命和性能试验台，其特征在于驱动装置(6)的功能是对安装在其上面的试验减振器端部产生一定规律的周期性运动，驱动装置(6)提供的最大激励力不小于60KN。
5.如权利要求1所述的一种无齿轮箱变频式减振器疲劳寿命和性能试验台，其特征在于变频变速系统保证被测减振器的运动频率在1～10Hz之间无级可调。
专利摘要一种无齿轮箱变频式减振器疲劳寿命和性能试验台，将减振器性能试验台分成驱动装置和计算机测试系统两部分。驱动装置包括变频调速电机、皮带传动机构和曲柄轴机构，驱动装置没有变速齿轮箱，电动机为一由变频调速器控制的电机，电机直接带动皮带轮传动机构，而皮带轮传动机构又直接与曲柄轴机构相连，并直接带动曲柄轴机构转动。曲柄轴机构安装在机架上，在曲柄轴机构与一摇摆机构或带横向施力机构的滑块机构相连，在摇摆机构或带横向施力机构的滑块机构下固定有试验产品，通过曲柄轴机构与摇摆机构的联合作用可以对试验产品进行各种抗疲劳和性能试验。驱动装置的功能是对安装在其上面的试验减振器端部产生一定规律的周期性运动。
文档编号G01M17/007GK2718556SQ200420034878
公开日2005年8月17日 申请日期2004年1月14日 优先权日2004年1月14日
发明者王三槐, 戴世海 申请人:株洲联诚集团有限责任公司减振器分公司