專利名稱：疲勞與振動實驗?zāi)K的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵路車輛技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種疲勞與振動實驗?zāi)K。
背景技術(shù)：
隨著我國鐵路貨運"重載和快捷運輸"的快速發(fā)展，鐵路車輛的載重及運營速度不 斷提高，線路運行工況對鐵路車輛性能提出了更高的要求。為提高鐵路車輛設(shè)計水平，確保 鐵路車輛運營的安全，"重載、快捷"鐵路車輛研發(fā)中的可靠性實驗是非常重要的。其中，鐵 路車輛零部件的疲勞實驗和振動實驗均是整車可靠性實驗的主要構(gòu)成部分。 在現(xiàn)有技術(shù)中，由于疲勞實驗和振動實驗是由單獨的疲勞實驗臺和振動實驗臺來 完成，因此，存在著兩實驗臺建設(shè)投資成本較高，占地面積較大的缺陷。而且，目前的振動實 驗臺只能對兩軸轉(zhuǎn)向架進行實驗，對三軸轉(zhuǎn)向架則束手無策。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種疲勞與振動實驗?zāi)K，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中由于疲勞實驗和振動 實驗是由單獨的疲勞實驗臺和振動實驗臺來完成，因此存在著兩實驗臺建設(shè)投資成本較 高、占地面積較大的缺陷，以實現(xiàn)采用一個模塊既可進行振動實驗，又可進行疲勞實驗的目 的，同時具有建設(shè)投資成本低和占地面積小的特點。 本發(fā)明提供一種疲勞與振動實驗?zāi)K，其特征在于，包括兩振動單元、一疲勞單元 和一支承平臺； 兩所述振動單元滑設(shè)于所述支承平臺上； 所述疲勞單元固定設(shè)置于所述支承平臺上，并位于兩所述振動單元之間。
所述振動單元包括一振動橫梁、一第一橫向作動器結(jié)構(gòu)和兩第一垂向作動器；
所述第一垂向作動器的一端鉸接于所述振動橫梁的下部，另一端鉸接于第一支 座，且所述第一支座滑設(shè)于所述支承平臺上； 所述第一橫向作動器結(jié)構(gòu)與所述基礎(chǔ)座的軸向相垂直，所述第一橫向作動器結(jié)構(gòu) 包括第一橫向作動器和第一連接桿，所述第一連接桿的一端鉸接于所述第一橫向作動器的 一端，所述第一連接桿的另一端鉸接于所述振動橫梁的側(cè)部，且所述第一橫向作動器的另 一端固定設(shè)置于第二支座上，所述第二支座固定設(shè)置于基礎(chǔ)座的一側(cè)壁上，所述基礎(chǔ)座放 置整個疲勞與振動實驗?zāi)K。 所述振動橫梁的頂部設(shè)置有調(diào)整軌道，所述調(diào)整軌道的軌道間距根據(jù)輪間距進行 調(diào)整。 所述振動單元還包括與所述基礎(chǔ)座的軸向相平行的四搖桿，四所述搖桿的一端分
別鉸接于所述振動橫梁的側(cè)部，每個所述搖桿的另一端分別鉸接于固定支架上，所述固定
支架垂直設(shè)置于所述支承平臺上，且分布于所述疲勞與振動模塊的兩側(cè)。 所述疲勞單元包括一模擬搖枕、一第二橫向作動器結(jié)構(gòu)、兩第二垂向作動器和兩
縱向作動器結(jié)構(gòu)；
3
所述第二垂向作動器的一端鉸接于所述模擬搖枕的下部，另一端鉸接于第三支 座，且所述第三支座固定設(shè)置于所述支承平臺上； 所述第二橫向作動器結(jié)構(gòu)與所述基礎(chǔ)座的軸向相垂直，所述第二橫向作動器結(jié)構(gòu) 包括第二橫向作動器和第二連接桿，所述第二連接桿的一端鉸接于所述第二橫向作動器的 一端，所述第二連接桿的另一端鉸接于所述模擬搖枕的側(cè)部，且所述第二橫向作動器的另 一端固定設(shè)置于第四支座上，所述第四支座固定設(shè)置于基礎(chǔ)座的側(cè)壁上，所述基礎(chǔ)座放置 整個疲勞與振動實驗?zāi)K； 所述縱向作動器結(jié)構(gòu)與所述基礎(chǔ)座的軸向相平行，所述縱向作動器結(jié)構(gòu)包括縱
向作動器和第三連接桿，所述第三連接桿的一端鉸接于所述縱向作動器的一端，所述第三
連接桿的另一端鉸接于所述模擬搖枕的側(cè)部，且所述縱向作動器的另一端連接于固定支架
上，所述固定支架垂直設(shè)置于所述支承平臺上，且分布于所述疲勞與振動模塊的兩側(cè)。 所述模擬搖枕的頂部設(shè)置有一下心盤和兩下旁承，兩所述下旁承滑設(shè)于所述模擬
搖枕的頂部，并位于所述下心盤的兩側(cè)。 進一步地，所述疲勞單元還包括四空氣彈簧支承器，四所述空氣彈簧支承器對稱 地分布于所述模擬搖枕的兩側(cè)，且每個所述空氣彈簧支承器的一端鉸接于所述模擬搖枕 上，另一端固定設(shè)置于所述支承平臺上。 本發(fā)明的疲勞與振動實驗?zāi)K，通過兩振動單元滑設(shè)于支承平臺上、疲勞單元固 定設(shè)置于支承平臺上并位于兩振動單元之間的結(jié)構(gòu)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中由于疲勞實驗和振 動實驗是由單獨的疲勞實驗臺和振動實驗臺來完成，因此存在著兩實驗臺建設(shè)投資成本較 高、占地面積較大的缺陷，實現(xiàn)了一個模塊兼具振動實驗功能和疲勞實驗功能的目的，同時 該疲勞與振動實驗?zāi)K還具有建設(shè)投資成本低和占地面積小的特點。


為了更清楚地說明本發(fā)明或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù) 描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一 些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這 些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明疲勞與振動實驗?zāi)K的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明疲勞與振動實驗?zāi)K中的振動單元結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明疲勞與振動實驗?zāi)K中的疲勞單元結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖，對本 發(fā)明中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例， 而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞 動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。 本發(fā)明的疲勞與振動實驗?zāi)K可對鐵路車輛的兩軸轉(zhuǎn)向架、三軸轉(zhuǎn)向架進行疲勞 振動實驗，或在車體疲勞實驗時，可同時對被測車體一端進行垂向、橫向及縱向加載。
圖1為本發(fā)明疲勞與振動實驗?zāi)K的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，具體為一疲勞與
4振動模塊設(shè)置于一支承平臺101且該支承平臺101固定于基礎(chǔ)座上的示意圖。
結(jié)合圖2為本發(fā)明疲勞與振動實驗?zāi)K中的振動單元結(jié)構(gòu)示意圖所示，以及結(jié)合 圖3為本發(fā)明疲勞與振動實驗?zāi)K中的疲勞單元結(jié)構(gòu)示意圖所示。本實施例的疲勞與振動 實驗?zāi)K包括兩振動單元和一疲勞單元，且支承平臺101上設(shè)置有固定支架106，該固定支 架106垂直于支承平臺IOI，且分布于兩振動單元的兩側(cè)；其中， 為清楚示意起見，圖2只示意出本實施例疲勞與振動模塊的振動單元，而將疲勞 單元從疲勞與振動模塊先去除。振動單元包括一振動橫梁103、一第一橫向作動器結(jié)構(gòu)104 和兩第一垂向作動器105 ;其中， 該振動橫梁103的頂部設(shè)置有調(diào)整軌道107 ;每個第一垂向作動器105的一端鉸 接于振動橫梁103的下部，而另一端鉸接于第一支座108，且第一支座108滑設(shè)于支承平臺 IOI上，再者，支承平臺101的上表面軸向設(shè)置有T形槽，下表面設(shè)置有螺栓通孔；
該第一橫向作動器結(jié)構(gòu)104與基礎(chǔ)座112的軸向相垂直，且第一橫向作動器結(jié)構(gòu) 104包括第一橫向作動器109和第一連接桿IIO，其中，該第一連接桿110的一端鉸接于第 一橫向作動器109的一端，第一連接桿110的另一端鉸接于振動橫梁103的側(cè)部，且該第一 橫向作動器109的另一端固定設(shè)置于第二支座111上，第二支座111固定設(shè)置于用于放置 整個疲勞與振動實驗?zāi)K的基礎(chǔ)座112的側(cè)壁上，且第二支座111對第一橫向作動器109 起到支承的作用。 進一步地，本實施例的振動單元還包括與基礎(chǔ)座112的軸向相平行的四搖桿113， 以對振動橫梁103起到支承的作用，且每個搖桿113的一端鉸接于振動橫梁103的側(cè)部，而 另一端鉸接于固定支架106上。 由于疲勞單元位于兩振動單元之間，為清楚示意起見，在圖3中，而將兩振動單元 從整體的疲勞與振動模塊先去除，只示意出本實施例疲勞與振動模塊的疲勞單元。具體地， 疲勞單元包括一模擬搖枕114、一第二橫向作動器結(jié)構(gòu)115、兩第二垂向作動器116和兩縱 向作動器結(jié)構(gòu)117，其中， 模擬搖枕114的頂部設(shè)置有一下心盤118和兩下旁承119，兩下旁承119滑設(shè)于模 擬搖枕114的頂部，且兩該下旁承119位于該下心盤118的兩側(cè)；每個第二垂向作動器116 的一端鉸接于模擬搖枕114的下部，另一端鉸接于第三支座120，且該第三支座120固定設(shè) 置于支承平臺101上； 該第二橫向作動器結(jié)構(gòu)115與基礎(chǔ)座112的軸向相垂直，且第二橫向作動器結(jié)構(gòu) 115包括第二垂向作動器121和第二連接桿122，其中，該第二連接桿122的一端鉸接于第 二橫向作動器121的一端，該第二連接桿122的另一端鉸接于模擬搖枕114的側(cè)部，且該第 二橫向作動器121的另一端固定設(shè)置于第四支座123上，該第四支座123固定設(shè)置于基礎(chǔ) 座112的側(cè)壁上； 每個縱向作動器結(jié)構(gòu)117與基礎(chǔ)座112的軸向相平行，且每個縱向作動器結(jié)構(gòu)117 包括縱向作動器124和第三連接桿125，該第三連接桿125的一端鉸接于縱向作動器124的 一端，而該第三連接桿125的另一端鉸接于模擬搖枕114的側(cè)部，且縱向作動器124的另一 端連接于固定支架106上。 進一步地，本實施例的疲勞單元還包括四個空氣彈簧支承器126，四個空氣彈簧支 承器126對稱地分布于模擬搖枕114的兩側(cè)，具體地，其中兩個空氣彈簧支承器126可與兩個縱向作動器結(jié)構(gòu)117同側(cè)，另外兩個空氣彈簧支承器126設(shè)置于模擬搖枕114相對稱的 一側(cè)；且每個空氣彈簧支承器126的一端鉸接于模擬搖枕114上，而另一端固定設(shè)置于支承 平臺101上。 在實際應(yīng)用中，利用本實施例的疲勞與振動實驗?zāi)K對單個兩軸轉(zhuǎn)向架進行振動 實驗的過程為 根據(jù)兩軸轉(zhuǎn)向架的固定軸距，通過將第一支座108在支承平臺IOI上滑動并固定， 以調(diào)整兩所述振動單元之間的距離；同時，根據(jù)該兩軸轉(zhuǎn)向架的輪間距，對調(diào)整軌道107的 軌道間距進行調(diào)整，即可將該兩軸轉(zhuǎn)向架通過前后兩組輪與調(diào)整軌道107相接觸，而放置 于已調(diào)整好各項間距的疲勞與振動實驗?zāi)K上；這時，第一橫向作動器結(jié)構(gòu)104所包括的 第一橫向作動器109開始激振，并通過第一連接桿110傳遞到振動橫梁103上，同時第一垂 向作動器105也開始激振，并帶動振動橫梁103振動，從而對該兩軸轉(zhuǎn)向架進行振動實驗。
進一步地，若利用兩個疲勞與振動實驗?zāi)K，也可對具有兩軸轉(zhuǎn)向架的被測整車 進行振動實驗，且兩個疲勞與振動實驗?zāi)K之間的距離，可根據(jù)具有兩軸轉(zhuǎn)向架的被測整 車的車輛定距進行調(diào)整。 在被測車體進行疲勞實驗時，本發(fā)明的疲勞與振動實驗?zāi)K能夠同時對被測車體 進行垂向、橫向以及縱向的加載，這里的被測車體為無轉(zhuǎn)向架的被測車輛。且在本實施例 中，通過兩個疲勞與振動實驗?zāi)K中疲勞單元的下心盤，分別支承被測車體的兩個上心盤， 以對被測車體進行疲勞實驗。具體過程為 根據(jù)被測車體的車輛定距，調(diào)整兩疲勞與振動實驗?zāi)K之間的距離，即兩疲勞單 元之間的距離；同時，根據(jù)被測車體上旁承間距，調(diào)整模擬搖枕114上兩下旁承119之間的 距離，之后，即可將被測車體通過其上心盤與模擬搖枕114的下心盤118相配合的方式，而 放置于已調(diào)整好間距的疲勞與振動實驗?zāi)K上；這時，由第二橫向作動器結(jié)構(gòu)115所包括 的第二橫向作動器121開始激振并通過第二連接桿122傳遞到模擬搖枕114上，縱向作動 器結(jié)構(gòu)117所包括縱向作動器124的激振通過第三連接桿125傳遞到模擬搖枕114上，且 第二垂向作動器116同時開始激振并帶動模擬搖枕114振動，從而對該被測車體進行疲勞 實驗。 進一步地，利用本實施例的疲勞與振動實驗?zāi)K對單個三軸轉(zhuǎn)向架進行振動實驗 的過程為 根據(jù)三軸轉(zhuǎn)向架的固定軸距和輪間距，對疲勞與振動實驗?zāi)K各間距的調(diào)整，及 與上述兩軸轉(zhuǎn)向架置于調(diào)整軌道107前的調(diào)整過程相同，這里不再贅述。
在對疲勞與振動實驗?zāi)K各間距的調(diào)整完成后，即可將三軸轉(zhuǎn)向架的前、后輪對 與調(diào)整軌道107相接觸，而放置于已調(diào)整好間距的疲勞與振動實驗?zāi)K上，且疲勞單元可 支承該三軸轉(zhuǎn)向架的中間輪對；這時，對于振動單元，第一橫向作動器結(jié)構(gòu)104所包括的第 一橫向作動器109開始激振，并通過第一連接桿IIO傳遞到振動橫梁103上，第一垂向作動 器105也開始激振，并帶動振動橫梁103振動，即對三軸轉(zhuǎn)向架的前、后輪對施加振動；與此 同時，對于疲勞單元，第二橫向作動器結(jié)構(gòu)115所包括的第二橫向作動器121開始激振，并 通過第二連接桿122傳遞到模擬搖枕114上，且第二垂向作動器116也開始激振，并帶動模 擬搖枕114振動，以對中間輪對施加振動，進而對該三軸轉(zhuǎn)向架實現(xiàn)振動實驗，但縱向作動 器結(jié)構(gòu)117所包括的縱向作動器124在此過程中并不產(chǎn)生激振，而只是通過第三連接桿125對模擬搖枕114起到支承的作用。 進一步地，當(dāng)然若利用兩個疲勞與振動實驗?zāi)K，也可對具有三軸轉(zhuǎn)向架的被測 整車進行振動實驗，且兩個疲勞與振動實驗?zāi)K之間的距離，可根據(jù)該具有三軸轉(zhuǎn)向架的 被測整車的車輛定距進行調(diào)整。 綜上所述，也可利用一個或兩個本實施例疲勞與振動實驗?zāi)K對其他物體施加垂 向、橫向以及縱向的加載，具體地，可先將該物體分別固定于每個疲勞與振動實驗?zāi)K的兩 振動單元和/或疲勞單元上；對于振動單元，可將第一橫向作動器結(jié)構(gòu)104所包括的第一橫 向作動器109的激振由第一連接桿110傳遞到振動橫梁103上，且將第一垂向作動器105 的激振傳遞到振動橫梁103上，以利用振動單元對該物體而施加振動；與此同時，對于疲勞 單元，可將第二橫向作動器結(jié)構(gòu)115所包括的第二橫向作動器121的激振由第二連接桿122 傳遞到模擬搖枕114上，將第二垂向作動器116的激振傳遞到模擬搖枕114上，再可將縱 向作動器結(jié)構(gòu)117所包括縱向作動器124的激振通過第三連接桿125傳遞到模擬搖枕114 上，以利用疲勞單元對該物體而施加振動；從而實現(xiàn)對該物體施加垂向、橫向以及縱向加載 的目的。 本實施例的疲勞與振動實驗?zāi)K，通過兩振動單元滑設(shè)于支承平臺上、疲勞單元 固定設(shè)置于支承平臺上并位于兩振動單元之間的結(jié)構(gòu)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中由于疲勞實驗和 振動實驗是由單獨的疲勞實驗臺和振動實驗臺來完成，因此存在著兩實驗臺建設(shè)投資成本 較高、占地面積較大的缺陷，可分別對兩軸轉(zhuǎn)向架和三軸轉(zhuǎn)向架進行振動實驗，或者對被測 車體進行疲勞實驗，實現(xiàn)了一個模塊兼具振動實驗功能和疲勞實驗功能的目的，同時該疲 勞與振動實驗?zāi)K還具有建設(shè)投資成本低和占地面積小的特點。 最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡 管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然 可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替 換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精 神和范圍。
權(quán)利要求
一種疲勞與振動實驗?zāi)K，其特征在于，包括兩振動單元、一疲勞單元和一支承平臺；兩所述振動單元滑設(shè)于所述支承平臺上；所述疲勞單元固定設(shè)置于所述支承平臺上，并位于兩所述振動單元之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的疲勞與振動實驗?zāi)K，其特征在于，所述振動單元包括一振 動橫梁、一第一橫向作動器結(jié)構(gòu)和兩第一垂向作動器；所述第一垂向作動器的一端鉸接于所述振動橫梁的下部，另一端鉸接于第一支座，且 所述第一支座滑設(shè)于所述支承平臺上；所述第一橫向作動器結(jié)構(gòu)與所述基礎(chǔ)座的軸向相垂直，所述第一橫向作動器結(jié)構(gòu)包 括第一橫向作動器和第一連接桿，所述第一連接桿的一端鉸接于所述第一橫向作動器的一 端，所述第一連接桿的另一端鉸接于所述振動橫梁的側(cè)部，且所述第一橫向作動器的另一 端固定設(shè)置于第二支座上，所述第二支座固定設(shè)置于基礎(chǔ)座的一側(cè)壁上，所述基礎(chǔ)座放置 整個疲勞與振動實驗?zāi)K。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的疲勞與振動實驗?zāi)K，其特征在于，所述振動橫梁的頂部設(shè) 置有調(diào)整軌道，所述調(diào)整軌道的軌道間距根據(jù)輪間距進行調(diào)整。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的疲勞與振動實驗?zāi)K，其特征在于，所述振動單元還包括與 所述基礎(chǔ)座的軸向相平行的四搖桿，四所述搖桿的一端分別鉸接于所述振動橫梁的側(cè)部， 每個所述搖桿的另一端分別鉸接于固定支架上，所述固定支架垂直設(shè)置于所述支承平臺 上，且分布于所述疲勞與振動模塊的兩側(cè)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的疲勞與振動實驗?zāi)K，其特征在于，所述疲勞單元包括一模 擬搖枕、一第二橫向作動器結(jié)構(gòu)、兩第二垂向作動器和兩縱向作動器結(jié)構(gòu)；所述第二垂向作動器的一端鉸接于所述模擬搖枕的下部，另一端鉸接于第三支座，且 所述第三支座固定設(shè)置于所述支承平臺上；所述第二橫向作動器結(jié)構(gòu)與所述基礎(chǔ)座的軸向相垂直，所述第二橫向作動器結(jié)構(gòu)包 括第二橫向作動器和第二連接桿，所述第二連接桿的一端鉸接于所述第二橫向作動器的一 端，所述第二連接桿的另一端鉸接于所述模擬搖枕的側(cè)部，且所述第二橫向作動器的另一 端固定設(shè)置于第四支座上，所述第四支座固定設(shè)置于基礎(chǔ)座的側(cè)壁上，所述基礎(chǔ)座放置整 個疲勞與振動實驗?zāi)K；所述縱向作動器結(jié)構(gòu)與所述基礎(chǔ)座的軸向相平行，所述縱向作動器結(jié)構(gòu)包括縱向作動 器和第三連接桿，所述第三連接桿的一端鉸接于所述縱向作動器的一端，所述第三連接桿 的另一端鉸接于所述模擬搖枕的側(cè)部，且所述縱向作動器的另一端連接于固定支架上，所 述固定支架垂直設(shè)置于所述支承平臺上，且分布于所述疲勞與振動模塊的兩側(cè)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的疲勞與振動實驗?zāi)K，其特征在于，所述模擬搖枕的頂部設(shè) 置有一下心盤和兩下旁承，兩所述下旁承滑設(shè)于所述模擬搖枕的頂部，并位于所述下心盤 的兩側(cè)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的疲勞與振動實驗?zāi)K，其特征在于，所述疲勞單元還包括四 空氣彈簧支承器，四所述空氣彈簧支承器對稱地分布于所述模擬搖枕的兩側(cè)，且每個所述 空氣彈簧支承器的一端鉸接于所述模擬搖枕上，另一端固定設(shè)置于所述支承平臺上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種疲勞與振動實驗?zāi)K，其中，包括兩振動單元、一疲勞單元和一支承平臺；兩所述振動單元滑設(shè)于所述支承平臺上；所述疲勞單元固定設(shè)置于所述支承平臺上，并位于兩所述振動單元之間。本發(fā)明的疲勞與振動實驗?zāi)K實現(xiàn)了一個模塊兼具振動實驗功能和疲勞實驗功能的目的，同時該疲勞與振動實驗?zāi)K還具有建設(shè)投資成本低和占地面積小的特點。
文檔編號G01M17/08GK101788391SQ20101012389
公開日2010年7月28日 申請日期2010年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月11日
發(fā)明者于躍斌, 張紹光, 曹志禮, 閆偉 申請人:齊齊哈爾軌道交通裝備有限責(zé)任公司