专利名称：轨道交通用空气弹簧扭摆疲劳试验机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种轨道交通用空气弹簧的动态试验装置，它应用于铁路、城市地铁 等轨道交通用空气弹簧或类似产品疲劳寿命的测试。
技术背景随着经济的发展，轨道交通运输速度越来越高，人们对出乘工具的舒适度和环境质量 的要求也越来越高。为适应上述要求，铁路车辆和城市轨道车辆普遍安装了空气弹簧作为 减振降噪的弹性元件。空气弹簧作为一种重要的减振降噪元件，为了保证使用性能，必须 进行疲劳试验检査。目前， 一般的空气弹簧疲劳试验机是让被测试件在轴向或横向单个方 向产生直线往复运动来进行疲劳试验。但是实际用于轨道交通运输设备上的空气弹簧是在 垂向、横向、扭转多个方向受力产生变形的扭摆运动，因此现有的试验机在进行疲劳试验 时不能全面、真实地模拟空气弹簧的实际受力和变形状态，试验结果的准确性很低。为了提高空气弹簧的质量和可靠性，市场迫切需要能真实模拟轨道交通用空气弹簧实 际工作状态的试验设备，尤其需要能够适用于各种规格和结构的空气弹簧的疲劳试验设 备，并且该试验设备长期运行稳定可靠、精度高、维护方便、运行成本低。 实用新型内容本实用新型的目的在于，针对现有空气弹簧试验装置的不足，提供能全面、真实地模 拟空气弹簧的实际受力和变形状态，试验结果的准确的新型空气弹簧试验装置。该试验装 置可提供空气弹簧多个方向振动的动态疲劳试验。本实用新型采用的技术方案是 一种空气弹簧动态试验机，包括机架、工作台和电气 控制柜等部份，其特点在于所述的机架为四立柱框架式结构，在机架的上部安有活动架， 在机架工作台的侧面安装有摇摆机构。摇摆机构可以是曲柄摇杆机构，曲柄摇杆机构由连 杆、曲轮盘、曲柄销、摇摆机构的摆臂等构成，呈水平布置，曲柄摇杆机构可带动工作台作以摆臂长度为半径的圆弧摆动运动。曲轮盘安装在立式向上输出的减速装置的输出轴 上，工作台安装在摆臂与连杆的铰接处，位于机架下部。被测空气弹簧安装于工作台与活 动架之间，活动架上有垂向调节活动架位置的梯形螺杆，以保证空气弹簧标准工作高度， 并提供空气弹簧在试验中所需的垂向载荷。活动架上还有横向调节螺杆，通过活动架上的 横向调节螺杆调节应急弹簧安装销的横向偏移。本实用新型通过垂向、横向、圆弧摆动多 维复合作用使空气弹簧产生模拟实际使用状态的扭摆运动。通过调节曲柄长度来调节振动 幅度，通过调节摆臂长度来调节摆动半径，通过电气控制系统的变频器调节电动机转速来 调节振动频率，设定并记录循环次数，达到设定的总次数自动停机。本实用新型的有益效果是可以全面、真实地模拟空气弹簧的实际应用工况，进行垂 向、横向、扭转多维加载扭摆疲劳试验，较为真实地反映空气弹簧的扭摆性能和使用寿命。 试验机采用机械结构进行加载和参数调节，运行稳定、可靠，控制系统简单、方便，维护 简易，运行成本低。
图1是本实用新型的结构示意图主视图。 图2是本实用新型的结构示意图俯视图。 图3是本实用新型的结构示意图左视图。 图4是本实用新型的A-A剖视图。 图5是本实用新型的滚动装置布置示意图。图中l.机架2.活动架3.工作台4.摇摆机构5.摆臂6.导柱7.顶板 8. 蜗轮蜗杆减速装置9.垂向螺杆IO.支撑螺杆11.导柱锁紧螺母12.滑动块 13.手轮14.横向调节螺杆15.被测空气弹簧16.滑道板17.嵌块18.调节块 19.变频电机20.电气控制柜 21.减速机22.曲轮盘 23.曲柄销 24.连杆 25.滚动装置26.压縮空气进气管具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的描述。从附图中可以看出，本实用新型包括机架、工作台和电气控制柜等部份，机架l为四 立柱框架式结构，活动架2安装在机架1的上部，四角上配有支撑螺杆IO，摇摆机构4安 装在机架工作台1的侧面，摇摆机构4为曲柄摇杆机构，曲柄摇杆机构由摆臂5、连杆24、 曲轮盘22、曲柄销23等构成，为水平布置，曲柄摇杆机构可带动工作台作以摆臂长度为 半径的圆弧摆动运动。曲轮盘22安装在立式向上输出的减速装置的输出轴上，所述的减 速装置由变频电机19和圆柱圆锥齿轮减速机21组成，减速机21为立式向上安装，变频 电机19自带通风装置，通过电气控制柜20中的变频器调节电机转速，进而调节振动频率， 变频电机是由电气控制柜内的变频装置所控制，通过变频装置调节变频电机的转速来调节 振动的频率，变频电机自带通风装置。滑道板16安装在机架工作台1的上平面，工作台3 安装在摆臂5与连杆24的铰接处，工作台3的下面装有10套带有滚动轴承的滚动装置25， 当工作台3在曲柄摇杆机构的驱动下作圆弧摆动时，滚动装置25在滑道板16上滚动并承 受垂向力。被测空气弹簧15通过两端的安装销安装于工作台3与滑动块12之间，顶板7 上的蜗轮蜗杆减速装置8通过电动机驱动垂向螺杆9带动活动架2沿导柱6上、下移动， 横向调节螺杆14与滑动块12相连。摇摆机构4、滑动块12、曲轮盘22的相应位置均设 有刻度尺。减速装置驱动曲柄摇杆机构带动工作台3在滑道板16上以摆臂长度为半径圆 弧摆动，垂向、横向、圆弧摆动多维复合作用使空气弹簧15产生模拟实际使用状态的扭 摆运动。曲柄销23在曲轮盘22上的径向位置即曲柄长度可调，并与振动幅度一一对应， 通过调节摆臂5长度来调节摆动半径，通过电气控制柜20的触摸屏设置循环总次数并显示 循环的次数，达到设定的总次数自动停机。具体实施步骤1.在工作台3上安装被测空气弹簧15，将空气弹簧15底板的下端安装销对准工作 台3上的安装孔，启动蜗轮蜗杆减速装置8，垂向螺杆9推动活动架2上、下移动以调整 空气弹簧的工作高度。调节到位后，拧紧活动架2的锁紧螺栓，使活动架2夹紧在4根导柱6上以承受侧向力，并调整支撑螺杆IO，使它与活动架2接触以承受垂向支反力，并用 锁紧螺母锁紧防松。2. 调整被测空气弹簧15应急弹簧的偏移量。用手轮13旋转横向调节螺杆14，使滑 动块12偏移中心位置，当刻度尺指示的偏移量达到要求后，锁紧活动架2。打开压缩空气 进气管26，给被测空气弹簧15充入符合试验要求的压縮空气。3. 调整被测空气弹簧15的扭摆幅度。曲柄销23在曲轮盘22上的径向长度即为曲柄 长度，扭摆幅度与曲柄长度是一一对应的。将曲柄销23中心刻度线对准曲轮盘22上的刻 度尺上对应要求振幅的刻度，曲柄销23下部的齿条与曲轮盘22上的齿条啮合，曲柄销23 两侧的锥面与曲轮盘22的锥面接触，然后将曲柄销23紧固在曲轮盘22上。4. 调整扭摆半径。将摇摆机构4上的嵌块17中心线对准刻度尺的对应刻度，亥U度值 是调节块18中心到机架工作台1中心(即被测空气弹簧中心)的距离。此距离为摆臂的 长度，也就是被测空气弹簧在轨道车辆上的安装位置到车辆中心销的距离，车辆运行时空 气弹簧绕此中心销旋转扭摆，故摆臂长度即为扭摆半径。刻度对准后，紧固嵌块17，扭摆 半径调节完毕。5. 设定空气弹簧扭摆频率及总循环次数。扭摆频率的调节是通过变频器调节变频电 机19的转速来实现的，所述的变频器安装在电气控制柜20中。通过电气控制柜20面板 上的触摸屏直接设置试验所要求的振动频率和总循环次数。6. 检査各部位的紧固情况，确认无误后启动变频电机19，进行疲劳试验，达到设定 总循环次数后自动停机，并记录保留各项试验数据。
权利要求1.轨道交通用空气弹簧扭摆疲劳试验机，包括机架、工作台和电气控制柜等部份，其特征在于所述的机架为四立柱框架式结构，在机架的上部安有活动架，在机架工作台的侧面安装有摇摆机构。
2. 如权利要求1所述的轨道交通用空气弹簧扭摆疲劳试验机，其特征在于所述的 摇摆机构是曲柄摇杆机构，曲柄摇杆机构由连杆、曲轮盘、曲柄销、摇摆机构的摆臂构成， 呈水平布置，曲柄摇杆机构可带动工作台作以摆臂长度为半径的圆弧摆动运动。
3. 如权利要求1或2所述的轨道交通用空气弹簧扭摆疲劳试验机，其特征在于所 述的曲轮盘安装在立式向上输出的减速装置的输出轴上，工作台安装在摆臂与连杆的铰接 处，位于机架下部。
4. 如权利要求1或2所述的轨道交通用空气弹簧扭摆疲劳试验机，其特征在于所 述的活动架上有垂向调节活动架位置的梯形螺杆。
5. 如权利要求3所述的轨道交通用空气弹簧扭摆疲劳试验机，其特征在于所述的 减速装置由变频电机和硬齿面圆柱圆锥齿轮减速机组成，减速机为立式向上安装，变频电 机是由电气控制柜内的变频装置所控制，通过变频装置调节变频电机的转速来调节振动的 频率，变频电机自带通风装置。
6. 如权利要求1所述的轨道交通用空气弹簧扭摆疲劳试验机，其特征在于工作台 3的下面装有带滚动轴承的滚动装置，在曲柄摇杆机构的驱动下工作台在滑道上以摆臂长 度为半径作圆弧摆动。
7. 如权利要求1所述的轨道交通用空气弹簧扭摆疲劳试验机，其特征在于所述的 活动架上有垂向调节螺杆和横向调节螺杆，垂向螺杆由蜗轮蜗杆减速装置电动驱动，横向 调节螺杆为手轮操作结构。
8. 如权利要求1所述的轨道交通用空气弹簧扭摆疲劳试验机，其特征在于所述的 电气控制柜上配有触摸屏，通过触摸屏直接设定振动的频率、总循环次数。
专利摘要轨道交通用空气弹簧扭摆疲劳试验机，包括机架、工作台和电气控制柜等部份，机架为四立柱框架式结构，在机架的上部安有活动架，在机架工作台的侧面安装有摇摆机构。摇摆机构可以是曲柄摇杆机构，曲柄摇杆机构可带动工作台作以摆臂长度为半径的圆弧摆动运动。曲轮盘安装在立式向上输出的减速装置的输出轴上，工作台安装在摆臂与连杆的铰接处，位于机架下部。被测空气弹簧安装于工作台与活动架之间，活动架上有垂向调节活动架位置的梯形螺杆，活动架上还有横向调节螺杆，通过活动架上的横向调节螺杆调节横向偏移，通过调节曲柄长度来调节振动幅度，通过调节摆臂长度来调节摆动半径，通过变频器调节振动频率，达到设定的总次数自动停机。
文档编号G01M99/00GK201083593SQ20072006448
公开日2008年7月9日 申请日期2007年9月18日 优先权日2007年9月18日
发明者曹建平, 林达文, 欧阳玉香, 进 王, 王永冠, 赵熙雍 申请人:株洲时代新材料科技股份有限公司