弓网关系试验台的制作方法
【专利摘要】一种弓网关系试验台，包括接触线装置及受电弓装置，接触线装置包括接触线安装支架，接触线固定于接触线安装支架上并且接触线通过电流传输装置连接有试验电源，接触线安装支架连接有主驱动装置，主驱动装置连接于升降驱动装置上，升降驱动装置安装于水平移动装置上，受电弓装置包括受电弓、振动台、振动台驱动装置、测量支架，受电弓底部固定于振动台上，振动台固定于振动台驱动装置上，受电弓滑板位于所述接触线下方，测量支架固定于受电弓上靠近所述接触线的位置，所述测量支架上安装有传感器，所述传感器连接到系统控制及数据采集控制系统。本实用新型弓网关系试验台，可以全方位模拟电力机车在实际运行过程中的弓网关系，试验结果更具有参考价值。
【专利说明】弓网关系试验台
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种试验装置，具体说涉及一种弓网关系试验台。
【背景技术】
[0002]在电气化铁路中，牵引动力采用了电力机车，供给电力机车电能的是沿铁路线布置的接触网，电气化铁道的接触网沿铁道线布置，是供给电力机车电能的一个很特殊的输电线路，凡是有股道的铁道线上空，都布置有接触网，为保证机车稳定取流，接触网上的接触线与承力索都施加有一定的张力，因此接触网是一个十分庞大的既有张力作用、又能传递电流的机械系统。为防止接触线与机车滑板间产生定点磨损，接触线沿轨道中心布置成“之”字形状。当机车受电弓沿接触网高速运动时，牵引电流经过如下途径进入到机车内部，接触线一弓网接触点一机车滑板一受电弓一机车内部高压系统，上述途径中最容易发生问题、对行车速度影响最大的为弓网接触点。因为弓网接触点是固定的接触网与移动的机车受电弓两个系统在高速运行中的接触，只有可靠接触机车才能获得稳定的牵引电流。但弓网间的高速滑动接触既受到接触网、又受到机车的共同影响，尤其在高速时，弓、网接触点振动加剧，可靠接触更加困难。若受电弓与接触网在接触点不断出现时接时断，即离线现象严重，便会限制机车速度进一步提高。因此如何确保受流稳定，需要对弓、网两个系统进行深入研究，研究的手段之一就是建设实验台，在实验台上反复的模拟各种工况进行实验，进而找到最佳的弓网配合方案，这就是建设弓网试验台的目的。
[0003]现有的弓网试验台试验时使用的是模拟受电弓，而且模拟受电弓为固定安装，无法模拟实际高速运行时车辆的振动，并且安装接触线的机构无法模拟实际工况中接触网的弹性，从而导致现有的弓网试验台无法十分逼真地模拟机车实际运行过程中弓网之间的关系，试验数据的参考价值不大；另外，现有弓网试验台最高模拟的运行速度为500公里/小时，达不到高速的要求。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提供一种弓网关系试验台，其可以全方位模拟电力机车在实际运行过程中的弓网关系，使试验结果更具有参考价值。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型的技术解决方案为:一种弓网关系试验台，包括接触线装置及受电弓装置，接触线装置包括接触线安装支架，接触线固定于接触线安装支架上并且接触线通过电流传输装置连接有试验电源，接触线安装支架连接有主驱动装置，主驱动装置连接于升降驱动装置上，升降驱动装置安装于水平移动装置上，受电弓装置包括受电弓、振动台、振动台驱动装置、测量支架，受电弓顶部设有受电弓滑板，受电弓底部固定于振动台上，振动台固定于振动台驱动装置上，受电弓滑板位于所述接触线下方，测量支架固定于受电弓上靠近所述接触线的位置，所述测量支架上安装有传感器，所述传感器连接到系统控制及数据采集控制系统。
[0006]本实用新型弓网关系试验台，其中，所述接触线安装支架为主盘，主盘为圆盘状，所述接触线为圆环状，所述接触线固定于所述主盘下表面靠近边缘处，主盘可在主驱动装置的带动下旋转。
[0007]本实用新型弓网关系试验台，其中，所述主驱动装置包括主轴、主驱动电机及主传动装置，所述主盘固定于主轴顶部并且主盘和主轴之间设有绝缘层，主驱动电机通过主传动装置带动主轴转动，所述电流传输装置包括主导电杆、水银滑环及导电板，所述主轴为空心轴，所述主导电杆设置于主轴内，主导电杆上端连接主盘、下端通过所述水银滑环连接导电板，导电板连接试验电源。
[0008]本实用新型弓网关系试验台，其中，所述升降驱动装置包括主轴套筒、主盘升降驱动油缸、连接块，连接块一端固定于所述主轴套筒上、另一端铰接于所述主盘升降驱动油缸的活塞杆上，所述主轴设于主轴套筒内，主轴和主轴套筒之间设有轴承并且主轴和主轴套筒轴向相互固定。
[0009]本实用新型弓网关系试验台，其中，所述水平移动装置包括基座、主机架及水平驱动装置，基座上表面设有导轨，主机架通过导轨连接于基座上，所述水平驱动装置为水平往复油缸，水平往复油缸固定于基座上，水平往复油缸的活塞杆固定于所述主机架上，所述导电板、主驱动电机、主盘升降驱动油缸均固定于主机架上，所述主轴套筒一侧通过直线齿条连接于主机架上。
[0010]本实用新型弓网关系试验台，其中，所述主传动装置包括固定于所述主驱动电机上的电机皮带轮、固定于所述主轴上的主轴皮带轮及设置于电机皮带轮、主轴皮带轮上的齿形皮带。
[0011 ] 本实用新型弓网关系试验台，其中，所述主盘由铝合金制成。
[0012]本实用新型弓网关系试验台，其中，所述系统控制及数据采集控制系统连接有显示器。
[0013]本实用新型弓网关系试验台，其中，所述传感器包括温度扫描仪、激光测厚仪、电弧传感器、力测量框架及电流电压传感器。
[0014]本实用新型弓网关系试验台，其中，所述振动台驱动装置为振动台油缸，所述振动台固定于振动台油缸的活塞杆上。
[0015]采用上述方案后，由于本实用新型弓网关系试验台的接触线安装支架连接有主驱动装置，主驱动装置连接于升降驱动装置上，升降驱动装置安装于水平移动装置上，接触线安装支架可在升降驱动装置、水平移动装置的带动下在垂直方向上及水平方向上移动，真实模拟实际工况中接触网的弹性，受电弓装置的振动台驱动装置可带动受电弓在垂直方向上振动，改善了现有的试验台中模拟受电弓为固定安装，无法模拟实际高速运行时车辆的振动的情况，能更好的还原实际高速弓网的工作状态，可准确模拟电力机车的实际运行过程，从而使试验数据更具有参考价值。
[0016]另外，接触线安装支架为主盘，主盘为圆盘状，主盘可在主驱动装置的带动下旋转，通过旋转的主盘模拟电力机车的运动，因此可以模拟运行速度更高的电力机车，最高模拟的运行速度达530公里/小时，并且整个试验台的体积小、结构简单。
[0017]另外，主盘由铝合金制成，重量轻、惯性小，便于快速启动或停止。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型弓网关系试验台的局部剖视图。
【具体实施方式】
[0019]如图1所示，本实用新型弓网关系试验台包括接触线装置及受电弓装置02，接触线装置包括接触线安装支架及主机01，主机01包括基座11、主机架12，基座11、主机架12均由钢板焊接而成，基座11上表面设有导轨111，主机架12通过导轨111连接于基座11上，主机架12连接有水平驱动装置，水平驱动装置可推动主机架12沿导轨111相对基座11左右移动，水平驱动装置、主机架12、基座11、导轨111构成水平移动装置，主机架12上设有主驱动电机181及主传动装置,主驱动电机181通过主传动装置带动主轴14转动,主传动装置包括固定于主驱动电机181上的电机皮带轮51、固定于主轴14上的主轴皮带轮52及设置于电机皮带轮51、主轴皮带轮52上的齿形皮带，主轴14、主驱动电机181、主传动装置构成主驱动装置，主轴14顶部通过螺栓连接有接触线安装支架，接触线安装支架即为主盘16，主盘16和主轴14之间设有绝缘层，主盘16为铝合金制成的圆盘状，直径达4米，主盘16下表面边缘设有圆环状接触线，主轴14为空心轴，主轴14内设有主导电杆15，并且主导电杆15上端连接主盘16、下端连接有水银滑环17的转动端，水银滑环17的固定端连接有导电板，导电板连接试验电源并且导电板固定于主机架12上，主导电杆15、水银滑环17、导电板构成电流传输装置，主轴14外套有主轴套筒13，主轴14和主轴套筒13轴向相互固定,并且主轴14和主轴套筒13之间设有轴承，主轴套筒13 —侧通过直线齿条连接于主机架12上、另一侧固定有连接块42，主机架12上设有主盘升降驱动油缸41，连接块42的另一端铰接于主盘升降驱动油缸41的活塞杆43上，主盘升降驱动油缸41可通过主轴套筒13带动主轴14相对主机架12上下移动，主轴套筒13、主盘升降驱动油缸41、连接块42构成升降驱动装置，受电弓装置02包括受电弓21、振动台22、振动台驱动装置、测量支架24，受电弓21顶部固定有受电弓滑板211,受电弓21底部固定于振动台22上,振动台22连接于振动台驱动装置上，受电弓滑板211位于接触线下方，当受电弓21升弓后，受电弓滑板211和接触线相接触，测量支架24固定于受电弓上靠近接触线的位置，测量支架24上安装有温度扫描仪、两个激光测厚仪、电弧传感器、力测量框架及电流电压传感器等传感器，传感器连接到系统控制及数据采集控制系统，系统控制及数据采集控制系统连接到电视墙进行显
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[0020]水平驱动装置可选用油缸驱动，包括水平往复油缸31，水平往复油缸31固定于基座11上，水平往复油缸31的活塞杆固定于主机架12上，基座11固定在地面上，水平往复油缸31受到的往返平动的交变力直接传至地面，另外水平驱动装置还可以选用气缸驱动及齿轮齿条驱动等其他驱动方式。
[0021]主盘升降驱动油缸41还可以由驱动气缸及齿轮齿条等其他驱动方式代替。
[0022]振动台驱动装置包括振动台驱动油缸23，振动台驱动油缸23固定于安装地基231上，安装地基231固定于地面上，振动台22固定于振动台油缸23的活塞杆上。
[0023]试验时，试验电流通过主导电杆15导向主盘16，可模拟单台机车的负载，电流最大为1000A，主盘16有三个自由度，即主盘16可在主驱动电机181的驱动下随主轴14旋转，以获得试验所需的试验速度，同时还在升降驱动装置的带动下，随主轴套筒13 —起在垂直方向上上、下运动，以模拟柔性接触网在受电弓垂向力作用下的抬升量，主盘16还可在水平驱动装置的带动下随主机架12 —起沿水平方向作往复平动，用以模拟接触网拉出值。试验台各部件之间的运动轨迹与协调动作的目的是对机车真实线路上弓网关系的模拟，因此试验台上各部件运动与真实弓网关系之间有着数量上的关联关系，正是基于此，在试验台上的模拟试验才有价值，其对应关系为:主盘每旋转一圈对应于机车走行实际接触网一个跨距，主盘每旋转一圈，弓、网接触点在滑板上的轨迹换向一次，对应机车走行接触网一个跨距，弓、网接触点在滑板上的轨迹换向一次。主盘每旋转一圈需上、下运动一次，对应机车走行接触网一个跨距，接触线抬升量循环一个周期等，这些变换速率又与机车运行速度有关，主盘旋转速度即机车运行速度的模拟，受电弓安装在主机旁边的振动台22上，受电弓升弓后正好接触到主盘16边缘的接触线，静止时弓网间的垂向压力正好等于真实动车组弓网间的压力。做试验时，受电弓在振动台上在振动台驱动装置的作用下按照动车组受电弓的频率与振幅做垂向振动，以模拟动车组在运动过程中受电弓的振动，受电弓升弓后接触到高速旋转的主盘，并给主盘一定垂向压力，试验电流通过主盘上的接触线，再经过弓网接触点、受电弓滑板受电弓形成试验回路。
[0024]弓网关系试验主要步骤如下:
[0025]1.启动试验控制及数据采集控制柜以对整个试验系统的动作、测量及传感器数据等进行控制和采集；
[0026]2.开启弓网关系试验台的冷却水系统、除尘风冷装置、保护装置为试验提供试验环境和安全保护措施；
[0027]3.开启505.180油源，通过试验系统中的液压油管道给各作动器供液压油；
[0028]4.升起受电弓与主盘上的接触线接触，形成试验回路；
[0029]5.根据试验要求，对主盘16的旋转速度、主盘16的上下左右位移、受电弓的振动台频率振幅及试验电流等试验参数进行设定，启动试验驱动系统使试验系统中各组件按试验参数运行；
[0030]6.利用温度扫描仪、激光测厚仪、电流电压传感器、力测量框架及电弧传感器等对滑板接触线间接触力、温度及电弧，滑板接触线磨耗等试验数据进行测量，并将试验数据传送到试验控制及数据采集控制柜，最后将经处理的试验数据及主盘速度、试验电流等试验状态信息显示到电视墙上。
[0031]本实用新型弓网关系试验台主要试验功能如下:
[0032]1.能够开展磨耗性试验:包括接触线机、电磨耗性能试验，电力机车用滑板机、电磨耗性能试验；
[0033]2.能够开展弓网间受流试验:包括接触线、滑板摩擦在机电联合作用下的动态温升(接触点)、接触线动态温升试验、滑板动态温升试验等；
[0034]3.能够开展部分受电弓、接触网动态性能试验:包括弓、网间动态接触压力、水平摩擦力试验、离线率试验(电弧试验)等；
[0035]4.能够开展对磨材料间的高速摩擦机理及影响因素的研究与试验。
[0036]以上所述实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种弓网关系试验台，其特征在于:包括接触线装置及受电弓装置(02)，接触线装置包括接触线安装支架，接触线固定于接触线安装支架上并且接触线通过电流传输装置连接有试验电源，接触线安装支架连接有主驱动装置，主驱动装置连接于升降驱动装置上，升降驱动装置安装于水平移动装置上，受电弓装置(02)包括受电弓(21)、振动台(22)、振动台驱动装置、测量支架(24)，受电弓(21)顶部设有受电弓滑板(211)，受电弓(21)底部固定于振动台(22)上，振动台(22)固定于振动台驱动装置上，受电弓滑板(211)位于所述接触线下方，测量支架(24)固定于受电弓上靠近所述接触线的位置，所述测量支架(24)上安装有传感器，所述传感器连接到系统控制及数据采集控制系统。
2.如权利要求1所述的弓网关系试验台，其特征在于:所述接触线安装支架为主盘(16)，主盘(16)为圆盘状，所述接触线为圆环状，所述接触线固定于所述主盘(16)下表面靠近边缘处，主盘(16)可在主驱动装置的带动下旋转。
3.如权利要求2所述的弓网关系试验台，其特征在于:所述主驱动装置包括主轴(14)、主驱动电机(181)及主传动装置，所述主盘(16)固定于主轴(14)顶部并且主盘(16)和主轴(14)之间设有绝缘层，主驱动电机(181)通过主传动装置带动主轴(14)转动，所述电流传输装置包括主导电杆(15)、水银滑环(17)及导电板，所述主轴(14)为空心轴，所述主导电杆(15)设置于主轴(14)内，主导电杆(15)上端连接主盘(16)、下端通过所述水银滑环(17)连接导电板，导电板连接试验电源。
4.如权利要求3所述的弓网关系试验台，其特征在于:所述升降驱动装置包括主轴套筒(13)、主盘升降驱动油缸(41)、连接块(42)，连接块(42) —端固定于所述主轴套筒(13)上、另一端铰接于所述主盘升降驱动油缸(41)的活塞杆(43)上，所述主轴(14)设于主轴套筒(13)内，主轴(14)和主轴套筒(13)之间设有轴承并且主轴(14)和主轴套筒(13)轴向相互固定。
5.如权利要求4所述的弓网关系试验台，其特征在于:所述水平移动装置包括基座(11)、主机架(12)及水平驱动装置，基座(11)上表面设有导轨(111)，主机架(12)通过导轨(111)连接于基座(11)上，所述水平驱动装置为水平往复油缸(31)，水平往复油缸(31)固定于基座(11)上，水平往复油缸(31)的活塞杆固定于所述主机架(12)上，所述导电板、主驱动电机(181)、主盘升降驱动油缸(41)均固定于主机架(12)上，所述主轴套筒(13) —侧通过直线齿条连接于主机架(12)上。
6.如权利要求5所述的弓网关系试验台，其特征在于:所述主传动装置包括固定于所述主驱动电机(181)上的电机皮带轮(51)、固定于所述主轴(14)上的主轴皮带轮(52)及设置于电机皮带轮(51)、主轴皮带轮(52)上的齿形皮带。
7.如权利要求6所述的弓网关系试验台，其特征在于:所述主盘(16)由铝合金制成。
8.如权利要求7所述的弓网关系试验台，其特征在于:所述系统控制及数据采集控制系统连接有显示器。
9.如权利要求8所述的弓网关系试验台，其特征在于:所述传感器包括温度扫描仪、激光测厚仪、电弧传感器、力测量框架及电流电压传感器。
10.如权利要求9所述的弓网关系试验台，其特征在于:所述振动台驱动装置为振动台油缸(23)，所述振动台(22)固定于振动台油缸(23)的活塞杆上。
【文档编号】G01N3/56GK204044263SQ201420470356
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月20日 优先权日:2014年8月20日
【发明者】朱少彤, 王亚春, 任兴堂, 杨广英, 徐超, 陈立明, 张海波, 张治国, 邢彤, 黄岳群, 马远征, 贾志洋, 刘宇航, 雷栋, 张晨云, 杨才智 申请人:中国铁道科学研究院标准计量研究所