一种接触网弹性吊索振动疲劳试验装置的制作方法

1.本发明涉及弹性吊索试验装置技术领域，特别是涉及一种接触网弹性吊索振动疲劳试验装置。


背景技术：

2.弹性吊索是电气化铁路接触网的重要组成部分，其两端分别通过弹性吊索线夹安装了承力索上，在列车通过时起弹性缓冲作用，提高接触网的弹性均匀性。在实际服役过程中，弹性吊索通过弹性吊索线夹夹紧在承力索上，并且内部承受张力载荷作用；当列车经过时，弹性吊索承受向上的抬升作用向上运动，列车经过后弹性吊索垂落并上下振动。
3.目前弹性吊索试验主要根据《tb/t 2074-2020电气化铁路接触网零部件试验方法》、《tb/t 2075.8-2020电气化铁路接触网零部件第8部分：弹性吊索装置》开展试验，其主要是对弹性吊索的线夹开展试验，其中振动试验采用等幅振动，只是控制接触网的抬升位移，而对弹性吊索装置的载荷、运动位移、角度等未进行有效控制，与实际现场弹性吊索的服役工况存在较大差异，该振动试验无法真实反映弹性吊索装置的实际服役工况。
4.目前现有弹性吊索主要是进行弹性吊索线夹的试验，即将弹性吊索线夹安装在模拟的振动场上，控制接触网的位移、频率等；而实际弹性吊索是整套装置，包括弹性吊索线夹、弹性吊索线等，并且弹性吊索装置在服役过程中的位移、载荷、与承力索的夹角均在变化，现有试验方法只是针对线夹试验，并且与实际工况的参数存在一定差异，无法有效弹性吊索整个装置的服役工况和性能。


技术实现要素：

5.为解决以上技术问题，本发明提供一种接触网弹性吊索振动疲劳试验装置，实现模拟实际弹性吊索振动疲劳过程的目的。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
7.本发明提供一种接触网弹性吊索振动疲劳试验装置，包括框架、承力索、弹性吊索、驱动系统和缓冲系统；所述承力索两端分别与所述框架的两侧相连接，所述弹性吊索一端与所述框架的一侧相连接，所述弹性吊索另一端与所述承力索相连接；所述承力索一端与所述框架之间设置有第一测力机构，所述弹性吊索一端与所述框架之间设置有第二测力机构；所述第二测力机构与所述框架之间还设置有所述缓冲机构；所述驱动系统设置于所述框架上，所述驱动系统的自由端与所述弹性吊索相连接，所述驱动系统的自由端与所述弹性吊索之间设置有第三测力机构。
8.可选的，所述缓冲系统包括螺旋弹簧，所述螺旋弹簧的一端与所述弹性吊索的一端相连接，所述螺旋弹簧另一端与所述第二测力机构的一端相连接。
9.可选的，所述第一测力机构、所述第二测力机构和所述第三测力机构均为拉力计。
10.可选的，所述承力索与所述弹性吊索之间通过线夹连接。
11.可选的，所述驱动系统包括作动缸，所述作动缸的缸体与所述框架的底部相连接，
所述作动缸的缸杆自由端与所述第三测力机构的一端相连接，所述第三测力机构的另一端与所述弹性吊索的中部相连接。
12.可选的，所述作动缸的缸杆自由端与所述第三测力机构之间设置有位移传感器。
13.可选的，所述框架上设置有承力索激光测角仪和弹性吊索激光测角仪。
14.可选的，所述框架包括底座、左立柱、右立柱和横梁；所述底座的左右两侧分别设置有所述左立柱和所述右立柱，所述横梁的两端分别与所述左立柱的顶部和所述右立柱的顶部相连接。
15.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
16.本发明中的一种接触网弹性吊索振动疲劳试验装置，对整体弹性吊索装置开展试验，试验对象包括弹性吊索线夹、弹性吊索线等，并且试验过程中通过控制作动缸的位移、速度和加速度，达到调控弹性吊索试验中的位移、张力以及与承力索的夹角等参数，并且采用下驱动方式，有效实现模拟实际弹性吊索振动疲劳过程的目的。试验方法和装置操作简便，闭环控制，控制精度高，试验稳定性好，实现有效评估弹性吊索性能和寿命的目的。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明接触网弹性吊索振动疲劳试验装置的结构示意图。
19.附图标记说明：1、底座；2、左立柱；3、右立柱；4、横梁；5、作动缸；6、螺旋弹簧；7、承力索；8、弹性吊索线夹；9、弹性吊索；10、位移传感器；11、吊弦拉力计；12、承力索拉力计；13、弹吊拉力计；14、承力索激光测角仪；15、弹性吊索激光测角仪。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.如图1所示，本实施例提供一种接触网弹性吊索振动疲劳试验装置，包括框架、承力索7、弹性吊索9、驱动系统和缓冲系统；承力索7两端分别与框架的两侧相连接，弹性吊索9一端与框架的一侧相连接，弹性吊索9另一端与承力索7相连接；承力索7一端与框架之间设置有第一测力机构，弹性吊索9一端与框架之间设置有第二测力机构；第二测力机构与框架之间还设置有缓冲机构；驱动系统设置于框架上，驱动系统的自由端与弹性吊索9相连接，驱动系统的自由端与弹性吊索9之间设置有第三测力机构。
22.于本具体实施例中，第一测力机构为承力索拉力计12；第二测力机构为弹吊拉力计13；第三测力机构为吊弦拉力计11。
23.框架包括底座1、左立柱2、右立柱3和横梁4；底座1固定在地面上；底座1的左右两侧分别设置有左立柱2和右立柱3，横梁4的两端分别与左立柱2的顶部和右立柱3的顶部相
连接。
24.驱动系统包括作动缸5，作动缸5的缸体安装在底座1上，作动缸5的缸杆自由端依次与位移传感器10和吊弦拉力计11连接，吊弦拉力计11的上端通过线夹与弹性吊索9连接。通过作动缸5的上下运动，从而驱动弹性吊索9线上下运动，并带动弹性吊索线夹8和承力索7运动。位移传感器10监测作动缸5上下运动过程中的位移，并通过调控速度、加速度等来实现控制试验装置的波形。吊弦拉力计11实时监测作动缸5作用到弹性吊索9线上的载荷大小。
25.承力索7一端固定在左立柱2上，另一端连接承力索拉力计12，然后固定在右立柱3上。通过承力索拉力计12可以调节施加到承力索7上的张力，模拟实际现场接触网承力索7的实际张力。并且通过其监测振动疲劳试验过程中承力索7的张力变化。
26.弹性吊索9一端通过弹性吊索线夹8安装在承力索7上，然后通过弹性吊索9依次与弹吊拉力计13和螺旋弹簧6连接，最后固定在右立柱3上。其中，弹吊拉力计13实测振动疲劳试验过程中弹性吊索9的张力变化。螺旋弹簧6模拟接触网的缓冲作用，缓冲振动疲劳试验过程中弹性吊索9的张力，并与作动缸5的位移控制过程形成闭环，通过调控作动缸5的运动位移、速度、加速度，并与螺旋弹簧6的弹性进行匹配，达到调控振动疲劳试验过程中的弹性吊索9的张力的目的。
27.在右立柱3上分别安装有承力索激光测角仪14和弹性吊索激光测角仪15，通过承力索激光测角仪14测量振动疲劳试验过程中承力索7与水平面的夹角，通过弹性吊索激光测角仪15测量振动疲劳试验过程中倾斜段弹性吊索9与水平面的夹角，测试的两个夹角和即为弹性吊索9试验过程中的弹性吊索9角度参数。
28.在弹性吊索9的振动疲劳试验过程中，通过作动缸5驱动弹性吊索9上下运动，作动缸5的位移、弹性吊索9的夹角、弹性吊索9的张力是振动疲劳试验的三个关键参数，其参数通过调节承力索7的张力、螺旋弹簧6的弹性、弹性吊索9的张力、作动缸5的位移等进行调控，并通过作动缸5形成控制波形。
29.弹性吊索9振动疲劳试验过程中，首先将作动缸5安装在底座1上，然后依次在其上安装位移传感器10、吊弦拉力计11。再将承力索7一端固定在左立柱2上，然后再与承力索拉力计12连接，按照工况要求施加固定的张力，然后将另一端固定在右立柱3上。再将弹性吊索9的弹性吊索线夹8安装在承力索7上，并与弹性吊索9的一端连接，然后将弹性吊索9与作动缸5连接，其后弹性吊索9另一端分别安装弹吊拉力计13、螺旋弹簧6，在弹性吊索9上施加固定的张力，然后将弹性吊索9另一端固定在右立柱3上。在弹性吊索9安装过程中，需要调节作动缸5的输出位移、弹性吊索9与承力索7的夹角，通过调整施加在弹性吊索9上的张力，使得弹性吊索9与作动缸5连接后的右侧为水平，然后再固定弹性吊索9至右立柱3上。
30.线索安装、张力施加等完成后，开启作动缸5使其缓慢上下运动，监测位移传感器10、吊弦拉力计11、承力索拉力计12、弹吊拉力计13、承力索激光测角仪14、弹性吊索激光测角仪15各个测量系统的数据变化，根据实际服役工况要求的弹性吊索9位移、弹性吊索9的夹角、弹性吊索9的张力，控制作动缸5的运动速度和加速度，达到试验要求的参数，然后按照试验频率开展振动疲劳试验。
31.在右立柱3依次安装承力索激光测角仪14、弹性吊索激光测角仪15，其分别对应监测承力索7、弹性吊索9与水平的夹角，弹性吊索9的角度即为承力索激光测角仪14和弹性吊
索激光测角仪15的角度之和。
32.振动疲劳试验过程中，作动缸5向下运动，带动弹性吊索9、承力索7等向下运动，承力索7与弹性吊索9的夹角增大，此时弹吊拉力计13的载荷也缓慢增大；当作动缸5快速向上运动，模拟实际列车受电弓的动态抬升，承力索7与弹性吊索9的夹角快速减小，弹吊拉力计13的载荷也快速增大。在夹角变化过程中，由于螺旋弹簧6的缓冲作用，弹吊拉力计13实测的弹性吊索9的张力也受到缓冲，其张力随之不断波动。作动缸5的一上一下运动构成一个循环过程。
33.需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
34.本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。