本實(shí)用新型屬于鐵路信號(hào)產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，特別是一種鐵路轉(zhuǎn)轍機(jī)復(fù)合力學(xué)環(huán)境可靠性實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

轉(zhuǎn)轍機(jī)是道岔的轉(zhuǎn)換設(shè)備，它的主要功能是轉(zhuǎn)換鎖閉道岔尖軌，表示和監(jiān)督聯(lián)鎖區(qū)內(nèi)道岔尖軌或者心軌的位置以及狀態(tài)，對(duì)于鐵路信號(hào)燈實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制及遠(yuǎn)距離控制有著重要的意義。由于轉(zhuǎn)轍機(jī)是鐵路信號(hào)安全產(chǎn)品，其發(fā)生故障對(duì)鐵路安全和列車行駛產(chǎn)生重要影響，因此，轉(zhuǎn)轍機(jī)性能的安全及可靠性至關(guān)重要。

目前，鐵路標(biāo)準(zhǔn)對(duì)轉(zhuǎn)轍機(jī)的振動(dòng)實(shí)驗(yàn)均為單方向性能及耐久實(shí)驗(yàn)，且不考慮轉(zhuǎn)轍機(jī)使用環(huán)境中的復(fù)雜力學(xué)環(huán)境對(duì)轉(zhuǎn)轍機(jī)安全和可靠性的影響，即使轉(zhuǎn)轍機(jī)通過相關(guān)測(cè)試，也難免在使用過程中出現(xiàn)問題。因此，一種鐵路轉(zhuǎn)轍機(jī)復(fù)合力學(xué)環(huán)境可靠性實(shí)驗(yàn)方法及其實(shí)現(xiàn)裝置孕育而生，其特點(diǎn)是復(fù)合力學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)分別將垂向載荷和水平向載荷作用于轉(zhuǎn)轍機(jī)的底殼和動(dòng)作桿上（理論模型如圖1a所示），形成一種雙軸向復(fù)合力學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，進(jìn)行轉(zhuǎn)轍機(jī)可靠性實(shí)驗(yàn)。與轉(zhuǎn)轍機(jī)傳統(tǒng)的單向?qū)嶒?yàn)（理論模型如圖1b和圖1c所示）相比，改變了以往轉(zhuǎn)轍機(jī)只能進(jìn)行單向?qū)嶒?yàn)的方法；與傳統(tǒng)的雙軸聯(lián)動(dòng)實(shí)驗(yàn)（理論模型如圖1d所示）相比，改變了實(shí)驗(yàn)載荷只能通過底殼傳遞到整機(jī)的不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的針對(duì)上述已有技術(shù)的不足，提出一種鐵路轉(zhuǎn)轍機(jī)復(fù)合力學(xué)環(huán)境可靠性實(shí)驗(yàn)裝置，以便通過模擬轉(zhuǎn)轍機(jī)使用環(huán)境中真實(shí)的安裝方式及復(fù)合力學(xué)環(huán)境，達(dá)到對(duì)轉(zhuǎn)轍機(jī)的安全及可靠性實(shí)驗(yàn)的目的。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的,提供一種鐵路轉(zhuǎn)轍機(jī)復(fù)合力學(xué)環(huán)境可靠性實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是:它至少包括控制器、水平振動(dòng)臺(tái)和垂直振動(dòng)臺(tái)，水平振動(dòng)臺(tái)和垂直振動(dòng)臺(tái)均通過實(shí)驗(yàn)臺(tái)主體與地基連接；水平振動(dòng)臺(tái)和垂直振動(dòng)臺(tái)的靜態(tài)振動(dòng)軸線相交；控制器至少有2個(gè)輸出通道分別與水平振動(dòng)臺(tái)和垂直振動(dòng)臺(tái)電連接；轉(zhuǎn)轍機(jī)在拉入/伸出鎖閉狀態(tài)下，垂直振動(dòng)臺(tái)頂面通過擴(kuò)展臺(tái)面與轉(zhuǎn)轍機(jī)地腳螺栓連接；轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作桿通過夾具與水平振動(dòng)臺(tái)連接。

所述的轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作桿與夾具連接處有第一振動(dòng)傳感器。

所述的轉(zhuǎn)轍機(jī)地腳螺栓上有第二振動(dòng)傳感器。

所述的第一振動(dòng)傳感器和第二振動(dòng)傳感器將振動(dòng)信號(hào)采集并通過控制器的輸入通道輸入給控制器，通過控制器進(jìn)行控制調(diào)整。

所述的垂直振動(dòng)臺(tái)內(nèi)部有垂直臺(tái)冷卻單元。

所述的水平振動(dòng)臺(tái)內(nèi)部有水平臺(tái)冷卻單元。

本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1）轉(zhuǎn)轍機(jī)分別通過地腳螺栓和夾具與垂向振動(dòng)臺(tái)和水平振動(dòng)臺(tái)連接的實(shí)驗(yàn)方式與轉(zhuǎn)轍機(jī)道岔現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用環(huán)境外部安裝方式一致，改變了傳統(tǒng)單向?qū)嶒?yàn)臺(tái)只能通過地腳螺栓固定于實(shí)驗(yàn)臺(tái)安裝方式的不足；

2）轉(zhuǎn)轍機(jī)復(fù)合力學(xué)環(huán)境實(shí)驗(yàn)的載荷加載方式通過垂向激勵(lì)和水平向激勵(lì)分別作用于底殼和動(dòng)作桿，與轉(zhuǎn)轍機(jī)現(xiàn)場(chǎng)使用工況的載荷傳遞路徑一致，改變了傳統(tǒng)的雙軸聯(lián)動(dòng)振動(dòng)臺(tái)載荷只能加載在臺(tái)面上的不足；

3）轉(zhuǎn)轍機(jī)復(fù)合力學(xué)環(huán)境實(shí)驗(yàn)的垂向激勵(lì)和水平向激勵(lì)分別作用在轉(zhuǎn)轍機(jī)整機(jī)上，形成一種兩軸向的復(fù)合載荷環(huán)境，改變了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)轍機(jī)只能單方向進(jìn)行振動(dòng)實(shí)驗(yàn)的不足。

4）水平向控制點(diǎn)布置在動(dòng)作桿連接螺栓附近的夾具上，提高了系統(tǒng)輸入的精度，改變了傳統(tǒng)控制點(diǎn)只布置于臺(tái)面的不足。

下面結(jié)合實(shí)例附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1a 、圖1b、圖1c、圖1d為本實(shí)用新型本復(fù)合力學(xué)環(huán)境實(shí)驗(yàn)方法與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的理論模型對(duì)比圖；

其中，圖1a是轉(zhuǎn)轍機(jī)復(fù)合力學(xué)環(huán)境實(shí)驗(yàn)裝置理論模型x軸和z軸方向示意圖；

圖1b是傳統(tǒng)轉(zhuǎn)轍機(jī)單向?qū)嶒?yàn)理論模型z軸方向示意圖；

圖1c是傳統(tǒng)轉(zhuǎn)轍機(jī)單向?qū)嶒?yàn)理論模型x軸方向示意圖；

圖1d是傳統(tǒng)轉(zhuǎn)轍機(jī)單向?qū)嶒?yàn)理論模型x軸和z軸方向示意圖；

圖2為本實(shí)用新型復(fù)合力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的系統(tǒng)工作原理圖；

圖3為本實(shí)用新型復(fù)合力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的三維結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中， 1、計(jì)算機(jī)；2、控制器；3、水平臺(tái)功率放大器；4、垂直臺(tái)功率放大器；5、水平臺(tái)冷卻單元；6、垂直臺(tái)冷卻單元；7、實(shí)驗(yàn)臺(tái)主體；8、水平振動(dòng)臺(tái)；9、夾具；10、轉(zhuǎn)轍機(jī)；10.1、轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作桿；10.2、轉(zhuǎn)轍機(jī)地腳螺栓；11、擴(kuò)展臺(tái)面；12、垂直振動(dòng)臺(tái)；13、第一傳感器；14、第二傳感器。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型如圖2、圖3所示，涉及一種鐵路轉(zhuǎn)轍機(jī)復(fù)合力學(xué)環(huán)境可靠性實(shí)驗(yàn)裝置，它至少包括：控制器2、水平振動(dòng)臺(tái)8和垂直振動(dòng)臺(tái)12，水平振動(dòng)臺(tái)8和垂直振動(dòng)臺(tái)12均通過實(shí)驗(yàn)臺(tái)主體7與地基連接；水平振動(dòng)臺(tái)8和垂直振動(dòng)臺(tái)12的靜態(tài)振動(dòng)軸線相交；控制器2至少有2個(gè)輸出通道分別與水平振動(dòng)臺(tái)8和垂直振動(dòng)臺(tái)12連接；轉(zhuǎn)轍機(jī)10在拉入/伸出鎖閉狀態(tài)下，垂直振動(dòng)臺(tái)12頂面通過擴(kuò)展臺(tái)面11與轉(zhuǎn)轍機(jī)地腳螺栓10.2連接；轉(zhuǎn)轍機(jī)的動(dòng)作桿10.1通過夾具9與水平振動(dòng)臺(tái)8連接。

轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作桿10.1與夾具9連接處有第一振動(dòng)傳感器13。

轉(zhuǎn)轍機(jī)地腳螺栓10.2上有第二振動(dòng)傳感器14。

第一振動(dòng)傳感器13和第二振動(dòng)傳感器14將振動(dòng)信號(hào)采集并通過控制器2的輸入通道輸入給控制器2，通過控制器2進(jìn)行控制調(diào)整。

垂直振動(dòng)臺(tái)12內(nèi)部有垂直臺(tái)冷卻單元6。

水平振動(dòng)臺(tái)8內(nèi)部有水平臺(tái)冷卻單元5。

道岔現(xiàn)場(chǎng)采集的垂直和水平方向的載荷譜數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)1進(jìn)行載荷譜校驗(yàn)計(jì)算，再將計(jì)算結(jié)果信息通過控制器2上的2個(gè)輸出通道分別輸入到垂直臺(tái)功率放大器4和水平臺(tái)功率放大器3上進(jìn)行信號(hào)放大；垂直臺(tái)功率放大器4和水平臺(tái)功率放大器3將放大的控制信號(hào)分別加載在垂直振動(dòng)臺(tái)12和水平振動(dòng)臺(tái)8上驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)；垂直振動(dòng)臺(tái)12通過與擴(kuò)展臺(tái)面11連接的轉(zhuǎn)轍機(jī)地腳螺栓10.2將垂向振動(dòng)傳遞到轉(zhuǎn)轍機(jī)10上，同時(shí)垂直振動(dòng)臺(tái)12在振動(dòng)過程中產(chǎn)生的熱量通過垂直臺(tái)冷卻單元6循環(huán)散熱；在垂直振動(dòng)臺(tái)12產(chǎn)生垂直方向振動(dòng)的同時(shí)，水平振動(dòng)臺(tái)8將水平方向振動(dòng)沖擊通過與轉(zhuǎn)轍機(jī)10連接的夾具9傳遞到轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作桿10.1上，同時(shí)水平向振動(dòng)臺(tái)8在振動(dòng)過程中產(chǎn)生的熱量通過水平臺(tái)冷卻單元5進(jìn)行循環(huán)散熱；通過水平振動(dòng)臺(tái)8和垂直振動(dòng)臺(tái)12的雙軸向聯(lián)動(dòng)工作，模擬轉(zhuǎn)轍機(jī)10在軌道車輛經(jīng)過時(shí)產(chǎn)生的垂直方向和水平方向的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，通過安裝在轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作桿10.1與夾具9連接處的第一傳感器13和安裝在轉(zhuǎn)轍機(jī)地腳螺栓10.1附近的第二傳感器14獲取振動(dòng)控制反饋，垂向振動(dòng)和水平振動(dòng)產(chǎn)生的復(fù)合振動(dòng)（振動(dòng)與沖擊疊加載荷）分別通過轉(zhuǎn)轍機(jī)地腳螺栓10.2和轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作桿10.1傳遞到轉(zhuǎn)轍機(jī)10上生成轉(zhuǎn)轍機(jī)復(fù)合振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)，轉(zhuǎn)轍機(jī)復(fù)合振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)通過輸入通道反饋給控制器2進(jìn)行控制調(diào)整，完成輸出到輸入的閉環(huán)控制，保證了振動(dòng)傳遞的振動(dòng)信號(hào)可靠。

如圖2、圖3所示，提供一種鐵路轉(zhuǎn)轍機(jī)復(fù)合力學(xué)環(huán)境可靠性實(shí)驗(yàn)方裝置的流程是：

第一步，調(diào)整轉(zhuǎn)轍機(jī)10與垂直振動(dòng)臺(tái)12的安裝孔的位置，使轉(zhuǎn)轍機(jī)10四個(gè)地腳螺栓孔軸線與擴(kuò)展臺(tái)面上的孔同軸，通過地腳螺栓將轉(zhuǎn)轍機(jī)10固定到垂直振動(dòng)臺(tái)面上；

第二步，將轉(zhuǎn)轍機(jī)10調(diào)整到伸出/拉入鎖閉狀態(tài)位置后，將轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作桿10.1與固定在水平振動(dòng)臺(tái)8上的夾具9通過連接銷連接；

第三步，將控制點(diǎn)傳感器分別安裝在轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作桿10.1輸入端側(cè)面和轉(zhuǎn)轍機(jī)地腳螺栓10.2附近并通過數(shù)據(jù)線連接控制器2相應(yīng)的輸入端；將監(jiān)測(cè)點(diǎn)傳感器分別布置于轉(zhuǎn)轍機(jī)電機(jī)、接電座、底殼側(cè)壁、表示桿上進(jìn)行振動(dòng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測(cè)；

第四步，在計(jì)算機(jī)控制軟件中導(dǎo)入垂向和水平向的載荷譜數(shù)據(jù)，并測(cè)試各通道是否正常，開啟實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源和冷卻系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)轍機(jī)可靠性實(shí)驗(yàn)。

上面對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例做了詳細(xì)說(shuō)明，上述實(shí)施僅為本實(shí)用新型的最優(yōu)方案，但本實(shí)用新型不僅限于上述實(shí)施例，基于本實(shí)用新型轉(zhuǎn)轍機(jī)復(fù)合力學(xué)環(huán)境實(shí)驗(yàn)的轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝、載荷加載、載荷傳遞路徑以及雙軸向和三軸向復(fù)合力學(xué)環(huán)境均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。