一种接触网吊弦疲劳试验装置的制作方法

本实用新型属于接触网技术领域，尤其涉及一种接触网吊弦疲劳试验装置。

背景技术：

接触网是沿电气化铁路架设的，专门用于向电力机车或动车组提供电能的电能传输结构，主要由接触悬挂、定位与支持装置、支柱与基础构成，在电气化铁路上运行的电力机车或动车组靠安装在其车顶的受电弓与接触悬挂滑动接触，从而完成电能从电力系统向机车的传输，进而驱动列车前进。

其中，吊弦是用来连接承力索与接触线的关键部件，其作用是确定接触线在空间的位置，并使接触线在空中保持相对平直的状态，从而使受电弓在与接触线滑动接触过程中更为平顺，因此，在受电弓与接触网相互作用过程中，吊弦承受了复杂的载荷，包括静态载荷、吊弦松弛过程的弯曲载荷、吊弦绷直瞬间的冲击载荷以及后续振动过程中的交变载荷等。

接触网现场运营过程中已经发现了不同规模的吊弦疲劳失效事件，吊弦一旦发生失效，轻则损坏受电弓，重则导致弓网系统故障、变电所跳闸等导致列车停车等事件，尤其是高速铁路，列车意外停电的影响更恶劣。

因此，在关于吊弦疲劳的实验室研究过程中，需要开展定量的吊弦疲劳试验，现有的吊弦疲劳试验方法大多采用上部加载的方式。

而现有的吊弦疲劳试验方法主要存在如下缺点：

1.吊弦的驱动方式和运动过程与吊弦现场实际工况有明显区别；吊弦现场典型的实际工况是受电弓将接触线抬高，即吊弦下部抬高，在承力索上升速度小于接触线上升速度的情况下，吊弦发生松弛，在受电弓通过后，接触线快速向下运动，随之带动吊弦绷直，现有的吊弦疲劳试验方法中从上部提起的过程和吊弦现场实际工况不符。

2.吊弦疲劳试验结果与单个运动周期的执行频率有关；从理论分析来看，吊弦绷直瞬间，吊弦内部的受力是影响吊弦疲劳寿命的重要因素，而现有吊弦疲劳试验方法中吊弦绷直瞬间的受力除了取决于配重物的质量以外，还与冲击前吊弦上部的向上运行速度有关，速度越快，瞬间受力越大。现有吊弦上部的运行轨迹一般按照正弦运动设置，所以，每一个运动周期的执行频率如果越高，则吊弦上部经过同一点的运行速度越快。若吊弦疲劳试验结果与单个运动周期的执行频率有关的话，则需要精确计算应该采用的试验频率，而现有标准在这方面并没有规定，且计算困难，另外，在现有吊弦疲劳试验方法基础上盲目开展加速疲劳试验更是缺乏依据，若仍要执行加速试验，则直接影响了实验结果的说服力。而吊弦受到的瞬间力的作用时间会受试验装置的驱动能力影响，若驱动能力较差，吊弦上部在冲击瞬间可能发生短暂的减速再加速，再如果试验装置加工公差较大，可能在冲击瞬间受公差旷量的影响下，导致吊弦上部运动瞬间停止而在通过旷量后再次启动，导致吊弦冲击的瞬间受力很难控制或不可控。

技术实现要素：

为了克服现有技术方法的不足，本实用新型的目的在于提出一种接触网吊弦疲劳试验装置，使吊弦的疲劳试验中疲劳载荷加载过程不受机械驱动装置本身个别参数不易控制的影响；同时，能够模拟更真实的吊弦现场实际工况，提高吊弦疲劳试验结果的精准性。

为实现以上目的，本实用新型采用技术方案是：一种接触网吊弦疲劳试验装置，包括主体框架、吊弦固定件、抬升装置、配重物、动力传动轴和电动机，所述吊弦固定件设置在主体框架的顶部，所述抬升装置设置在主体框架的底部，所述抬升装置的下端连接配重物，所述电动机通过动力传动轴驱动抬升装置，抬升装置使配重物垂直运动。

进一步的是，在所述吊弦固定件上设置有高度调节机构；能够随意调节吊弦高度。

进一步的是，所述高度调节机构为伸缩杆，调节过程方便可靠。

进一步的是，所述抬升装置为旋转抬升件，所述旋转抬升件包括旋转圆柱体、爬升坡道和旋转轴，所述爬升坡道置于旋转圆柱体的外表面上，所述旋转轴置于所述旋转圆柱体的轴线上；抬升精度高，提高了实验结果的准确性。

采用本技术方案的有益效果：

1.本发明中通过使吊弦下部主动抬起再自由下落，实现吊弦上部被动运动，从而实现了整个吊弦的运动状态和真实现场工况一致；

2.利用本发明的实验方法和装置，使吊弦内部最大拉应力在其他条件一致的情况下，仅与配重物质量和吊弦下部抬升高度有关，使得实验过程完全可控；且吊弦内部最大拉应力不受抬升驱动结构零部件配合公差影响，使得吊弦冲击的瞬间受力可控；

3.本发明中的驱动装置能将吊弦下部抬升至设定最高点的前提下，电机或其他驱动方式的功率大小不会影响吊弦内部最大拉应力，即驱动装置转速不恒定不影响吊弦内部最大拉应力；

4.本发明中吊弦上部的固定方式可更改，在吊弦受冲击力瞬间与其固定的载体弹性可控，从而使吊弦绷直瞬间内部最大冲击力可控，同时可以模拟更复杂的吊弦现场工况；

5.本发明可以随意加快试验进程或减慢试验进程，即加快或减慢旋转抬升机构的转速不影响吊弦内部最大拉应力；因为吊弦内部最大拉应力仅与配重物质量、抬升高度和吊弦上部安装点刚度阻尼有关，只要吊弦可以自由下落至最低位置，就与整体驱动装置的运行速度无关，提高实验过程的可控性。

附图说明

图1为本实用新型的一种接触网吊弦疲劳试验装置的结构示意图；

图2为本实用新型的实施例中抬升装置的结构示意图；

其中，1是主体框架，2是吊弦固定件，3是抬升装置，4是配重物，5是动力传动轴，6是高度调节机构；31是旋转圆柱体，32是爬升坡道，33是旋转轴。

具体实施方式

为了使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。

在本实施例中，参见图1所示，一种接触网吊弦疲劳试验装置，包括主体框架1、吊弦固定件2、抬升装置3、配重物4、动力传动轴5和电动机，所述吊弦固定件2设置在主体框架1的顶部，所述抬升装置3设置在主体框架1的底部，所述抬升装置3的下端连接配重物4，所述电动机通过动力传动轴5驱动抬升装置3，抬升装置3使配重物4垂直运动。

作为上述实施例的优化方案，在所述吊弦固定件2上设置有高度调节机构6；能够随意调节吊弦高度。

所述高度调节机构6为伸缩杆，调节过程方便可靠。

作为上述实施例的优化方案，如图2所示，所述抬升装置3为旋转抬升件，所述旋转抬升件包括旋转圆柱体31、爬升坡道32和旋转轴33，所述爬升坡道32置于旋转圆柱体31的外表面上，所述旋转轴33置于所述旋转圆柱体31的轴线上；抬升精度高，提高了实验结果的准确性。

为了更好的理解本实用新型，下面对本实用新型的工作原理作一次完整的描述：

驱动吊弦下部抬升，并在一定高度释放，使吊弦的下部依靠重力自由下落，吊弦的上部可以是保持刚性固定，也可以采用被动弹性固定，也可以采用模拟承力索运动的方式主动配合吊弦下部运动。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。