專利名稱：軌道交通用空氣彈簧扭擺疲勞試驗機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種軌道交通用空氣彈簧的動態試驗裝置，它應用于鐵路、城市地鐵 等軌道交通用空氣彈簧或類似產品疲勞壽命的測試。
技術背景隨著經濟的發展，軌道交通運輸速度越來越高，人們對出乘工具的舒適度和環境質量 的要求也越來越高。為適應上述要求，鐵路車輛和城市軌道車輛普遍安裝了空氣彈簧作為 減振降噪的彈性元件。空氣彈簧作為一種重要的減振降噪元件，為了保證使用性能，必須 進行疲勞試驗檢査。目前， 一般的空氣彈簧疲勞試驗機是讓被測試件在軸向或橫向單個方 向產生直線往復運動來進行疲勞試驗。但是實際用于軌道交通運輸設備上的空氣彈簧是在 垂向、橫向、扭轉多個方向受力產生變形的扭擺運動，因此現有的試驗機在進行疲勞試驗 時不能全面、真實地模擬空氣彈簧的實際受力和變形狀態，試驗結果的準確性很低。為了提高空氣彈簧的質量和可靠性，市場迫切需要能真實模擬軌道交通用空氣彈簧實 際工作狀態的試驗設備，尤其需要能夠適用于各種規格和結構的空氣彈簧的疲勞試驗設 備，并且該試驗設備長期運行穩定可靠、精度高、維護方便、運行成本低。 實用新型內容本實用新型的目的在于，針對現有空氣彈簧試驗裝置的不足，提供能全面、真實地模 擬空氣彈簧的實際受力和變形狀態，試驗結果的準確的新型空氣彈簧試驗裝置。該試驗裝 置可提供空氣彈簧多個方向振動的動態疲勞試驗。本實用新型采用的技術方案是 一種空氣彈簧動態試驗機，包括機架、工作臺和電氣 控制柜等部份，其特點在于所述的機架為四立柱框架式結構，在機架的上部安有活動架， 在機架工作臺的側面安裝有搖擺機構。搖擺機構可以是曲柄搖桿機構，曲柄搖桿機構由連 桿、曲輪盤、曲柄銷、搖擺機構的擺臂等構成，呈水平布置，曲柄搖桿機構可帶動工作臺作以擺臂長度為半徑的圓弧擺動運動。曲輪盤安裝在立式向上輸出的減速裝置的輸出軸 上，工作臺安裝在擺臂與連桿的鉸接處，位于機架下部。被測空氣彈簧安裝于工作臺與活 動架之間，活動架上有垂向調節活動架位置的梯形螺桿，以保證空氣彈簧標準工作高度， 并提供空氣彈簧在試驗中所需的垂向載荷。活動架上還有橫向調節螺桿，通過活動架上的 橫向調節螺桿調節應急彈簧安裝銷的橫向偏移。本實用新型通過垂向、橫向、圓弧擺動多 維復合作用使空氣彈簧產生模擬實際使用狀態的扭擺運動。通過調節曲柄長度來調節振動 幅度，通過調節擺臂長度來調節擺動半徑，通過電氣控制系統的變頻器調節電動機轉速來 調節振動頻率，設定并記錄循環次數，達到設定的總次數自動停機。本實用新型的有益效果是可以全面、真實地模擬空氣彈簧的實際應用工況，進行垂 向、橫向、扭轉多維加載扭擺疲勞試驗，較為真實地反映空氣彈簧的扭擺性能和使用壽命。 試驗機采用機械結構進行加載和參數調節，運行穩定、可靠，控制系統簡單、方便，維護 簡易，運行成本低。
圖1是本實用新型的結構示意圖主視圖。 圖2是本實用新型的結構示意圖俯視圖。 圖3是本實用新型的結構示意圖左視圖。 圖4是本實用新型的A-A剖視圖。 圖5是本實用新型的滾動裝置布置示意圖。圖中l.機架2.活動架3.工作臺4.搖擺機構5.擺臂6.導柱7.頂板 8. 蝸輪蝸桿減速裝置9.垂向螺桿IO.支撐螺桿11.導柱鎖緊螺母12.滑動塊 13.手輪14.橫向調節螺桿15.被測空氣彈簧16.滑道板17.嵌塊18.調節塊 19.變頻電機20.電氣控制柜 21.減速機22.曲輪盤 23.曲柄銷 24.連桿 25.滾動裝置26.壓縮空氣進氣管具體實施方式
下面將結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步的描述。從附圖中可以看出，本實用新型包括機架、工作臺和電氣控制柜等部份，機架l為四 立柱框架式結構，活動架2安裝在機架1的上部，四角上配有支撐螺桿IO，搖擺機構4安 裝在機架工作臺1的側面，搖擺機構4為曲柄搖桿機構，曲柄搖桿機構由擺臂5、連桿24、 曲輪盤22、曲柄銷23等構成，為水平布置，曲柄搖桿機構可帶動工作臺作以擺臂長度為 半徑的圓弧擺動運動。曲輪盤22安裝在立式向上輸出的減速裝置的輸出軸上，所述的減 速裝置由變頻電機19和圓柱圓錐齒輪減速機21組成，減速機21為立式向上安裝，變頻 電機19自帶通風裝置，通過電氣控制柜20中的變頻器調節電機轉速，進而調節振動頻率， 變頻電機是由電氣控制柜內的變頻裝置所控制，通過變頻裝置調節變頻電機的轉速來調節 振動的頻率，變頻電機自帶通風裝置。滑道板16安裝在機架工作臺1的上平面，工作臺3 安裝在擺臂5與連桿24的鉸接處，工作臺3的下面裝有10套帶有滾動軸承的滾動裝置25， 當工作臺3在曲柄搖桿機構的驅動下作圓弧擺動時，滾動裝置25在滑道板16上滾動并承 受垂向力。被測空氣彈簧15通過兩端的安裝銷安裝于工作臺3與滑動塊12之間，頂板7 上的蝸輪蝸桿減速裝置8通過電動機驅動垂向螺桿9帶動活動架2沿導柱6上、下移動， 橫向調節螺桿14與滑動塊12相連。搖擺機構4、滑動塊12、曲輪盤22的相應位置均設 有刻度尺。減速裝置驅動曲柄搖桿機構帶動工作臺3在滑道板16上以擺臂長度為半徑圓 弧擺動，垂向、橫向、圓弧擺動多維復合作用使空氣彈簧15產生模擬實際使用狀態的扭 擺運動。曲柄銷23在曲輪盤22上的徑向位置即曲柄長度可調，并與振動幅度一一對應， 通過調節擺臂5長度來調節擺動半徑，通過電氣控制柜20的觸摸屏設置循環總次數并顯示 循環的次數，達到設定的總次數自動停機。具體實施步驟1.在工作臺3上安裝被測空氣彈簧15，將空氣彈簧15底板的下端安裝銷對準工作 臺3上的安裝孔，啟動蝸輪蝸桿減速裝置8，垂向螺桿9推動活動架2上、下移動以調整 空氣彈簧的工作高度。調節到位后，擰緊活動架2的鎖緊螺栓，使活動架2夾緊在4根導柱6上以承受側向力，并調整支撐螺桿IO，使它與活動架2接觸以承受垂向支反力，并用 鎖緊螺母鎖緊防松。2. 調整被測空氣彈簧15應急彈簧的偏移量。用手輪13旋轉橫向調節螺桿14，使滑 動塊12偏移中心位置，當刻度尺指示的偏移量達到要求后，鎖緊活動架2。打開壓縮空氣 進氣管26，給被測空氣彈簧15充入符合試驗要求的壓縮空氣。3. 調整被測空氣彈簧15的扭擺幅度。曲柄銷23在曲輪盤22上的徑向長度即為曲柄 長度，扭擺幅度與曲柄長度是一一對應的。將曲柄銷23中心刻度線對準曲輪盤22上的刻 度尺上對應要求振幅的刻度，曲柄銷23下部的齒條與曲輪盤22上的齒條嚙合，曲柄銷23 兩側的錐面與曲輪盤22的錐面接觸，然后將曲柄銷23緊固在曲輪盤22上。4. 調整扭擺半徑。將搖擺機構4上的嵌塊17中心線對準刻度尺的對應刻度，亥U度值 是調節塊18中心到機架工作臺1中心(即被測空氣彈簧中心)的距離。此距離為擺臂的 長度，也就是被測空氣彈簧在軌道車輛上的安裝位置到車輛中心銷的距離，車輛運行時空 氣彈簧繞此中心銷旋轉扭擺，故擺臂長度即為扭擺半徑。刻度對準后，緊固嵌塊17，扭擺 半徑調節完畢。5. 設定空氣彈簧扭擺頻率及總循環次數。扭擺頻率的調節是通過變頻器調節變頻電 機19的轉速來實現的，所述的變頻器安裝在電氣控制柜20中。通過電氣控制柜20面板 上的觸摸屏直接設置試驗所要求的振動頻率和總循環次數。6. 檢査各部位的緊固情況，確認無誤后啟動變頻電機19，進行疲勞試驗，達到設定 總循環次數后自動停機，并記錄保留各項試驗數據。
權利要求1.軌道交通用空氣彈簧扭擺疲勞試驗機，包括機架、工作臺和電氣控制柜等部份，其特征在于所述的機架為四立柱框架式結構，在機架的上部安有活動架，在機架工作臺的側面安裝有搖擺機構。
2. 如權利要求1所述的軌道交通用空氣彈簧扭擺疲勞試驗機，其特征在于所述的 搖擺機構是曲柄搖桿機構，曲柄搖桿機構由連桿、曲輪盤、曲柄銷、搖擺機構的擺臂構成， 呈水平布置，曲柄搖桿機構可帶動工作臺作以擺臂長度為半徑的圓弧擺動運動。
3. 如權利要求1或2所述的軌道交通用空氣彈簧扭擺疲勞試驗機，其特征在于所 述的曲輪盤安裝在立式向上輸出的減速裝置的輸出軸上，工作臺安裝在擺臂與連桿的鉸接 處，位于機架下部。
4. 如權利要求1或2所述的軌道交通用空氣彈簧扭擺疲勞試驗機，其特征在于所 述的活動架上有垂向調節活動架位置的梯形螺桿。
5. 如權利要求3所述的軌道交通用空氣彈簧扭擺疲勞試驗機，其特征在于所述的 減速裝置由變頻電機和硬齒面圓柱圓錐齒輪減速機組成，減速機為立式向上安裝，變頻電 機是由電氣控制柜內的變頻裝置所控制，通過變頻裝置調節變頻電機的轉速來調節振動的 頻率，變頻電機自帶通風裝置。
6. 如權利要求1所述的軌道交通用空氣彈簧扭擺疲勞試驗機，其特征在于工作臺 3的下面裝有帶滾動軸承的滾動裝置，在曲柄搖桿機構的驅動下工作臺在滑道上以擺臂長 度為半徑作圓弧擺動。
7. 如權利要求1所述的軌道交通用空氣彈簧扭擺疲勞試驗機，其特征在于所述的 活動架上有垂向調節螺桿和橫向調節螺桿，垂向螺桿由蝸輪蝸桿減速裝置電動驅動，橫向 調節螺桿為手輪操作結構。
8. 如權利要求1所述的軌道交通用空氣彈簧扭擺疲勞試驗機，其特征在于所述的 電氣控制柜上配有觸摸屏，通過觸摸屏直接設定振動的頻率、總循環次數。
專利摘要軌道交通用空氣彈簧扭擺疲勞試驗機，包括機架、工作臺和電氣控制柜等部份，機架為四立柱框架式結構，在機架的上部安有活動架，在機架工作臺的側面安裝有搖擺機構。搖擺機構可以是曲柄搖桿機構，曲柄搖桿機構可帶動工作臺作以擺臂長度為半徑的圓弧擺動運動。曲輪盤安裝在立式向上輸出的減速裝置的輸出軸上，工作臺安裝在擺臂與連桿的鉸接處，位于機架下部。被測空氣彈簧安裝于工作臺與活動架之間，活動架上有垂向調節活動架位置的梯形螺桿，活動架上還有橫向調節螺桿，通過活動架上的橫向調節螺桿調節橫向偏移，通過調節曲柄長度來調節振動幅度，通過調節擺臂長度來調節擺動半徑，通過變頻器調節振動頻率，達到設定的總次數自動停機。
文檔編號G01M99/00GK201083593SQ20072006448
公開日2008年7月9日 申請日期2007年9月18日 優先權日2007年9月18日
發明者曹建平, 林達文, 歐陽玉香, 進 王, 王永冠, 趙熙雍 申請人:株洲時代新材料科技股份有限公司