专利名称：一种高速铁路动荷载现场模拟试验系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高速铁路动荷载现场模拟试验系统。
背景技术：
目前，我国高速铁路建设进入了大发展时期。高速铁路运行速度高，对其线 路结构物如路基、桥梁、隧道、桩基等的动态性能和长期使用性能提出了高标 准的要求。在线路结构物投入运营之前，需要通过动荷载现场模拟试验装置对 结构物在动荷载作用下，进行现场动态试验，获得技术参数，测试线路的下沉 特性，明确其动力性能，考察结构物下沉是否符合高速铁路的维修模式等，以 保证高速铁路的安全运行。现有的动荷载现场模拟试验装置，如铁道科学研究
院研制的可调频调幅SBZ30动态激振试验机，该试〗全机将混凝土块作为配重， 并通过预埋件将结构物与试验机连接，通过电动机直接连接偏心机构对配重及 其结构物产生上下振动力。其不足之处是振动部分直接与电机相连，试验过 程中电机也一同振动，电机寿命大受影响，系统可靠性差；作为配重的混凝土 块体积大，安装、更换极不方便；受激振机电机功率的限制，激振力不足，与 真实的铁路动载荷相差较多，且其激振频率偏低，不能满足铁路原型动态试验 的需要,尤其是对于速度快、动载荷大的高速铁路，现有的动荷载现场模拟试验 系统更是难以适应。
发明内容
本发明的目的就是提供一种高速铁路动荷载现场模拟试验系统，该系统激振 力大、激振频率高、可靠性高，安装调试方便，能够满足高速铁路动荷载现场 模拟试验。
本发明实现其发明目的，所采用的技术方案为 一种高速铁路动荷载现场 模拟试验系统，其组成为变频调速的电动机固定安装在电动机安装台车上， 电动机轴通过万向联轴器与增速器一侧的输入轴相连，增速器另一侧的等高的 前、后输出轴键连接相同的前、后偏心块，且前、后输出轴的转速相等、转动 方向相反，增速器固定于振动架上表面的中心。
3本试验系统的使用方法及工作原理是先将电动机安装台车及振动架通过 螺栓与铁路现场的路基、桥梁、隧道、桩基等结构物上的预埋件相连固定，即 可开始试验。试验过程中，电动机通过万向联轴器带动增速器转动，增速器的 两个输出轴再带动等高的前、后两个输出轴转动，从而使连接在输出轴上的两 个相同的偏心块也转动。由于两个偏心块的形状和位置完全相同，方向相反的 转速转动，因此由两个偏心块所产生的对结构物的作用力，在水平方向上大小 相等而方向相反，故而合力为零；而在垂直方向上的力则为两个偏心块所产生 的力的迭加，合成一个按正弦规律变化的垂向激振力，从而实现了铁路现场结 构物的动荷载试验。
与现有技术相比，本发明的有益效果是
通过万向联轴器将振动部件(偏心块)和激励部件(电动机)连接，既使电 机的转动能够传递给偏心块，同时也使二者能够发生相对的上下、左右位移， 因此当振动部件垂向振动时，电机不会随之一起剧烈振动，大大延长电动机的 使用寿命，并提高试验系统的可靠性，解决了高转速条件下动力传递和动力稳 定问题。
并且由于电动机在工作时振动小，因此可以选用动力更强频率更高的变频调 速电机，作为动力输出设备，提高了本发明的激振力和激振频率及其调节范围； 还可通过调节偏心块质量及偏心距和振动架自重等改变激振力大小，使其激振 力和激振频率的选择范围大大增加，从而本发明可在结构物表面产生符合要求 的高频强荷载，可适用于不同铁路现场的动荷载模拟试验，尤其适用于高速重 栽铁路的动荷载试验。
万向联轴器的连接方式，还降低了振动部件和激励部件间的连接精度，现场 安装方便。
上述的偏心块由偏心块基体和弧形砝码组成，其中偏心块基体由上部的键连 接套筒和下部扇形的连接基板构成，弧形砝码螺栓连接于所述的连接基板上。
上述的弧形砝码为多个，螺紋连接于偏心块基体的连接基板上，且弧形砝码 相互间有适配的键槽。
使用时，偏心块的键连接套筒连接在增速器的输出轴上，弧形砝码螺栓连接 于砝码连接板上，可采用不同的弧形砝码及其组合，从而实现不同的激振力， 以满足不同试-睑工况的要求。由于弧形砝码相互间适配的键槽，工作时可避免弧形砝码相互间发生偏移与 摩擦，提高了弧形砝码的可靠性及使用寿命，并增强系统的转动稳定性。
上述的偏心块基体的连接基板连接于键连接套筒轴线的中部，多个弧形砝 码螺栓固定于连接基板的两面。
这样可延长偏心块基体连接套筒的受力均匀，延长其使用寿命。 上述的振动架上，螺栓固定有钢板叠合构成的配重。这样可进一步增加振动 部件的激振力，且由于为钢板叠合而成，与现有的混凝土构成的配重相比，其 配重的大小可以任意组合，且其安装拆卸方便。
上述的增速器密封在增速器壳内，增速器壳通过上部的进油管和下部的出 油管与循环润滑冷却系统相连。这样实现了对增速器转动部分的冷却润滑问题， 保证增速器的安全平稳运行，从而使本发明装置可以长时间连续运行，满足了 模拟高速列车对线路结构物长期动力荷载作用的要求。
上述振动架上固定有将偏心块罩住的防护网。这样可防止偏心块在运行过 程中万一滑脱，造成伤害事故，确保安全。
下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图l为本发明实施例的正视结构示意图2为本发明实施例去掉配重和防护网后的左视结构示意图。
图3为本发明实施例的偏心块基体的结构示意图。
具体实施方式
实施例
图l、图2示出，本发明的一种具体实施方式
为 一种高速铁路动荷载现场 模拟试验系统，其组成为变频调速的电动机7固定安装在电动机安装台车8上， 电动机7轴通过万向联轴器3与增速器2—侧的输入轴相连，增速器2另一侧的等 高的前、后输出轴21、 22连接有相同的偏心块4，且前、后输出轴21、 22的转速 相等、转动方向相反，增速器2固定于振动架1上表面的中心。
图3、图4示出，偏心块4由偏心块基体41和弧形砝码42组成，其中偏心 块基体41由上部的键连接套筒411和下部扇形的连接基^反412构成，弧形砝码 42螺栓连接于砝码连接板412上。图4示出，弧形砝码42为多个，均螺紋连接于且偏心块基体的连接基板412 上，且弧形砝码42相互间有适配的键槽。偏心块基体的连接基板412连接于键 连接套筒411轴线的中部，多个弧形砝码42螺栓固定于连接基板412的两面。 如图4所示，本例共有7对不同的弧形条码42,成对地螺栓固定于连接基板412 的两面。
图l示出，振动架l上，螺栓固定有钢板叠合构成的配重9。增速器2密封 在增速器壳23内，增速器壳23通过上部的进油管和下部的出油管与循环润滑 冷却系统相连。振动架1上固定有将偏心块4罩住的防护网81。
实施时，本发明的增速器可以采用现有的各种增速器，如图1所示的1: 2的 增速器2，该增速器2由与输入轴相连的主齿轮10和与主齿轮啮合的前齿轮11 及换向齿轮13，换向齿轮13再与后齿轮12啮合，前、后齿轮ll、 12及换向齿 轮13的结构完全相同。两个偏心块4分别与前后齿4仑11、 12的轴相连。这样 即可^f吏两个偏心块4转速相同，转动方向相反。
显然，本发明所采用的各种螺栓应为高强度螺栓，且螺栓上应加垫弹簧垫 圈，以保证试验系统连接部位的牢固可靠。
权利要求
1、一种高速铁路动荷载现场模拟试验系统，其组成为变频调速的电动机(7)固定安装在电动机安装台车(8)上，电动机(7)轴通过万向联轴器(3)与增速器(2)一侧的输入轴相连，增速器(2)另一侧的等高的前、后输出轴(21、22)连接有相同的偏心块(4)，且前、后输出轴(21、22)的转速相等、转动方向相反，增速器(2)固定于振动架(1)上表面的中心。
2、 如权利要求1所述的一种高速铁路动荷载现场模拟试验系统，其特征在 于所述的偏心块(4)由偏心块基体(41)和弧形砝码(42)组成，其中偏心 块基体(41)由上部的键连接套筒(411 )和下部扇形的连接基板(412)构成， 弧形砝码(42)螺栓连接于所述的连接基板(412)上。
3、 如权利要求2所述的一种高速铁路动荷载现场模拟试验系统，其特征在 于所述的弧形砝码(42)为多个，螺紋连接于偏心块基体的连接基板(412) 上，且弧形砝码(42)相互间有适配的键槽。
4、 如权利要求3所述的一种高速铁路动荷载现场模拟试验系统，其特征在 于所述的偏心块基体的连接基板(412)连接于键连接套筒(411)轴线的中 部，多个弧形砝码(42)螺栓固定于连接基板(412)的两面。
5、 如权利要求1所述的一种高速铁路动荷载现场模拟试验系统，其特征在 于所述的振动架(1)上，螺栓固定有钢板叠合构成的配重(9)。
6、 如权利要求1所述的一种高速铁路动荷载现场模拟试验系统，其特征在 于所述的增速器(2)密封在增速器壳(23)内，增速器壳(23)通过上部的 进油管和下部的出油管与循环润滑冷却系统相连。
7、 如权利要求1所述的一种高速铁路动荷载现场模拟试验系统，其特征在 于所述的振动架(1)上固定有将偏心块(4)罩住的防护网(81)。
全文摘要
一种高速铁路动荷载现场模拟试验系统，其组成为变频调速的电动机(7)固定安装在电动机安装台车(8)上，电动机(7)轴通过万向联轴器(3)与增速器(2)一侧的输入轴相连，增速器(2)另一侧的等高的前、后输出轴(21、22)连接有相同的偏心块(4)，且前、后输出轴(21、22)的转速相等、转动方向相反，增速器(2)固定于振动架(1)上表面的中心。该系统激振力大、激振频率高、可靠性高，安装调试方便，尤其适用于高速铁路动荷载现场模拟试验。
文档编号H02K7/08GK101465575SQ20091005822
公开日2009年6月24日 申请日期2009年1月21日 优先权日2009年1月21日
发明者放 刘, 深 刘, 燕 王, 迅 王, 皓 白, 程文明, 谦 苏 申请人:西南交通大学