專利名稱:高速鐵路動(dòng)荷載現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種高速鐵路動(dòng)荷載現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù):
目前,我國(guó)高速鐵路建設(shè)進(jìn)入了大發(fā)展時(shí)期。高速鐵路因運(yùn)行速度高,對(duì)其 線路結(jié)構(gòu)物如路基、橋梁、隧道、樁基等的動(dòng)態(tài)性能和長(zhǎng)期使用性能提出了高 標(biāo)準(zhǔn)的要求。在線路結(jié)構(gòu)物投入運(yùn)營(yíng)之前,需要通過(guò)動(dòng)荷載現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)裝置 對(duì)結(jié)構(gòu)物在動(dòng)荷載作用下,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)試驗(yàn),獲得技術(shù)參數(shù),測(cè)試線路的下 沉特性,明確其動(dòng)力性能,考察結(jié)構(gòu)物下沉是否符合高速鐵路的維修模式等, 以保證高速鐵路的安全運(yùn)行。現(xiàn)有的動(dòng)荷載現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)裝置,如鐵道科學(xué)研
究院研制的可調(diào)頻調(diào)幅SBZ30動(dòng)態(tài)激振試驗(yàn)機(jī),該試驗(yàn)機(jī)將混凝土塊作為配重, 并通過(guò)預(yù)埋件將結(jié)構(gòu)物與試驗(yàn)機(jī)連接,通過(guò)電動(dòng)機(jī)直接連接偏心機(jī)構(gòu)對(duì)配重及 其結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生上下振動(dòng)力。其不足之處是振動(dòng)部分直接與電機(jī)相連,試驗(yàn)過(guò) 程中電機(jī)也一同振動(dòng),電機(jī)壽命大受影響,系統(tǒng)可靠性差;作為配重的混凝土 塊體積大,安裝、更換極不方便;受激振機(jī)電機(jī)功率的限制,激振力不足,與 真實(shí)的鐵路動(dòng)載荷相差較多,且其激振頻率偏低,不能滿足鐵路原型動(dòng)態(tài)試驗(yàn) 的需要,尤其是對(duì)于速度快、動(dòng)載荷大的高速鐵路,現(xiàn)有的動(dòng)荷載現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn) 系統(tǒng)更是難以適應(yīng)。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是提供一種高速鐵路動(dòng)荷載現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)裝置,該系統(tǒng) 激振力大、激振頻率高、可靠性高,安裝調(diào)試方便,能夠滿足高速鐵路動(dòng)荷載 現(xiàn)場(chǎng)模擬試-瞼。
本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的,所采用的技術(shù)方案為 一種高速鐵路動(dòng)荷載 現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)裝置,其組成為變頻調(diào)速的電動(dòng)機(jī)固定安裝在電動(dòng)機(jī)安裝臺(tái)車 上,電動(dòng)機(jī)軸通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸器與增速器一側(cè)的輸入軸相連,增速器另一側(cè)的等 高的前、后輸出軸4建連接相同的前、后偏心塊,且前、后輸出軸的轉(zhuǎn)速相等、 轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,增速器固定于振動(dòng)架上表面的中心。本試驗(yàn)系統(tǒng)的使用方法及工作原理是先將電動(dòng)機(jī)安裝臺(tái)車及振動(dòng)架通過(guò) 螺栓與鐵路現(xiàn)場(chǎng)的路基、橋梁、隧道、樁基等結(jié)構(gòu)物上的預(yù)埋件相連固定,即 可開(kāi)始試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程中,電動(dòng)機(jī)通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸器帶動(dòng)增速器轉(zhuǎn)動(dòng),增速器的 兩個(gè)輸出軸再帶動(dòng)等高的前、后兩個(gè)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng),從而使連接在輸出軸上的兩 個(gè)相同的偏心塊也轉(zhuǎn)動(dòng)。由于兩個(gè)偏心塊的形狀和位置完全相同,方向相反的 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng),因此由兩個(gè)偏心塊所產(chǎn)生的對(duì)結(jié)構(gòu)物的作用力,在水平方向上大小 相等而方向相反,故而合力為零;而在垂直方向上的力則為兩個(gè)偏心塊所產(chǎn)生 的力的迭加,合成一個(gè)按正弦規(guī)律變化的垂向激振力,從而實(shí)現(xiàn)了鐵路現(xiàn)場(chǎng)結(jié) 構(gòu)物的動(dòng)荷載試-瞼。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型的有益效果是
通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸器將振動(dòng)部件(偏心塊)和激勵(lì)部件(電動(dòng)機(jī))連接,既使電 機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)能夠傳遞給偏心塊,同時(shí)也使二者能夠發(fā)生相對(duì)的上下、左右位移, 因此當(dāng)振動(dòng)部件垂向振動(dòng)時(shí),電機(jī)不會(huì)隨之一起劇烈振動(dòng),大大延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)的 使用壽命,并提高試驗(yàn)系統(tǒng)的可靠性,解決了高轉(zhuǎn)速條件下動(dòng)力傳遞和動(dòng)力穩(wěn) 定問(wèn)題。
并且由于電動(dòng)才幾在工作時(shí)振動(dòng)小,因此可以選用動(dòng)力更強(qiáng)頻率更高的變頻調(diào) 速電機(jī),作為動(dòng)力輸出設(shè)備,提高了本實(shí)用新型的激振力和激振頻率及其調(diào)節(jié) 范圍;還可通過(guò)調(diào)節(jié)偏心塊質(zhì)量及偏心距和振動(dòng)架自重等改變激振力大小,使 其激振力和激振頻率的選擇范圍大大增加,從而本實(shí)用新型可在結(jié)構(gòu)物表面產(chǎn) 生符合要求的高頻強(qiáng)荷載,可適用于不同鐵路現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)荷載模擬試驗(yàn),尤其適 用于高速重載鐵路的動(dòng)荷載試驗(yàn)。
萬(wàn)向聯(lián)軸器的連接方式,還降低了振動(dòng)部件和激勵(lì)部件間的連接精度,現(xiàn)場(chǎng)
安裝方便。
上述的偏心塊由偏心塊基體和弧形砝碼組成,其中偏心塊基體由上部的鍵連 接套筒和下部扇形的連接基板構(gòu)成,孤形砝碼螺栓連接于所述的連接基板上。
上述的弧形砝碼為多個(gè),螺紋連接于偏心塊基體的連接基板上,且弧形砝碼 相互間有適配的鍵槽。
使用時(shí),偏心塊的鍵連接套筒連接在增速器的輸出軸上,弧形砝碼螺栓連接 于砝碼連接板上,可采用不同的弧形砝碼及其組合,從而實(shí)現(xiàn)不同的激振力, 以滿足不同試^r工況的要求由于弧形砝碼相互間適配的4建槽,工作時(shí)可避免弧形砝碼相互間發(fā)生偏移與 摩擦,提高了弧形砝碼的可靠性及使用壽命,并增強(qiáng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定性。
上述的偏心塊基體的連接基板連接于鍵連接套筒軸線的中部,多個(gè)弧形砝 碼螺檢固定于連接基板的兩面。
這樣可延長(zhǎng)偏心塊基體連接套筒的受力均勻,延長(zhǎng)其使用壽命。 上述的振動(dòng)架上,螺栓固定有鋼板疊合構(gòu)成的配重。這樣可進(jìn)一步增加振動(dòng) 部件的激振力,且由于為鋼板疊合而成,與現(xiàn)有的混凝土構(gòu)成的配重相比,其 配重的大小可以任意組合,且其安裝拆卸方便。
上述的增速器密封在增速器殼內(nèi),增速器殼通過(guò)上部的進(jìn)油管和下部的出 油管與循環(huán)潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)相連。這樣實(shí)現(xiàn)了對(duì)增速器轉(zhuǎn)動(dòng)部分的冷卻潤(rùn)滑問(wèn)題, 保證增速器的安全平穩(wěn)運(yùn)行,從而使本實(shí)用新型裝置可以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行,滿 足了模擬高速列車對(duì)線路結(jié)構(gòu)物長(zhǎng)期動(dòng)力荷載作用的要求。
上述振動(dòng)架上固定有將偏心塊罩住的防護(hù)網(wǎng)。這樣可防止偏心塊在運(yùn)行過(guò) 程中萬(wàn)一滑脫,造成傷害事故,確保安全。
以下結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
圖l為本實(shí)用新型實(shí)施例的正^L結(jié)構(gòu)示意圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例去掉配重和防護(hù)網(wǎng)后的左^L結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的偏心塊基體的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的安裝有7對(duì)弧形砝碼的偏心塊的側(cè)視剖視放大示 意圖。
具體實(shí)施方式實(shí)施例
圖l、圖2示出,本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施方式
為 一種高速鐵路動(dòng)荷載 現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)裝置,其組成為變頻調(diào)速的電動(dòng)機(jī)7固定安裝在電動(dòng)機(jī)安裝臺(tái)車 8上,電動(dòng)機(jī)7軸通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸器3與增速器2—側(cè)的輸入軸相連,增速器2另一側(cè) 的等高的前、后輸出軸21、 22連接有相同的偏心塊4,且前、后輸出軸n、 22的 轉(zhuǎn)速相等、轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,增速器2固定于振動(dòng)架1上表面的中心。
圖3、圖4示出,偏心塊4由偏心塊基體41和弧形砝碼42組成,其中偏心 塊基體41由上部的鍵連接套筒411和下部扇形的連接基板412構(gòu)成,弧形砝碼42螺栓連接于砝碼連接板412上。
圖4示出,弧形砝碼42為多個(gè),均螺紋連接于且偏心塊基體的連接基板412 上,且弧形砝碼42相互間有適配的鍵槽。偏心塊基體的連接基板412連接于鍵 連接套筒411軸線的中部,多個(gè)弧形砝碼42螺栓固定于連接基坂412的兩面。 如圖4所示,本例共有7對(duì)不同的弧形條碼42,成對(duì)地螺栓固定于連接基坂412 的兩面。
圖l示出,振動(dòng)架l上,螺栓固定有鋼板疊合構(gòu)成的配重7。增速器2密封 在增速器殼23內(nèi),增速器殼23通過(guò)上部的進(jìn)油管和下部的出油管與循環(huán)潤(rùn)滑 冷卻系統(tǒng)相連。振動(dòng)架1上固定有將偏心塊4罩住的防護(hù)網(wǎng)81。
實(shí)施時(shí),本實(shí)用新型的增速器可以采用現(xiàn)有的各種增速器,如圖1所示的 1: 2的增速器2,該增速器2由與輸入軸相連的主齒輪10和與主齒輪嚙合的前 齒輪11及換向齒輪13,換向齒輪13再與后齒輪12嚙合,前、后齒輪ll、 12 及換向齒輪13的結(jié)構(gòu)完全相同。兩個(gè)偏心塊4分別與前后齒輪11、 12的軸相 連。這樣即可使兩個(gè)偏心塊4轉(zhuǎn)速相同,轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。
顯然,本實(shí)用新型所采用的各種螺栓應(yīng)為高強(qiáng)度螺栓,且螺栓上應(yīng)加墊彈 簧墊圈,以保證試^r系統(tǒng)連接部位的牢固可靠。
權(quán)利要求1、一種高速鐵路動(dòng)荷載現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)裝置,其組成為變頻調(diào)速的電動(dòng)機(jī)(7)固定安裝在電動(dòng)機(jī)安裝臺(tái)車(8)上,電動(dòng)機(jī)(7)軸通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸器(3)與增速器(2)一側(cè)的輸入軸相連,增速器(2)另一側(cè)的等高的前、后輸出軸(21、22)連接有相同的偏心塊(4),且前、后輸出軸(21、22)的轉(zhuǎn)速相等、轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,增速器(2)固定于振動(dòng)架(1)上表面的中心。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種高速鐵路動(dòng)荷栽現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)裝置,其特征在 于所述的偏心塊(4)由偏心塊基體(41)和弧形砝碼(42)組成,其中偏心 塊基體(41 )由上部的鍵連接套筒(411 )和下部扇形的連接基板(412 )構(gòu)成, 弧形砝碼(42)螺^全連接于所述的連接基板(412)上。
3、 如權(quán)利要求2所述的一種高速鐵路動(dòng)荷載現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)裝置,其特征在 于所述的弧形砝碼(42)為多個(gè),螺紋連接于偏心塊基體的連接基板(412) 上,且弧形砝碼(42)相互間有適配的鍵槽。
4、 如權(quán)利要求3所述的一種高速鐵路動(dòng)荷載現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)裝置,其特征在 于所述的偏心塊基體的連接基板(412)連接于鍵連接套筒(411)軸線的中 部,多個(gè)弧形砝碼(42)螺栓固定于連接基板(412)的兩面。
5、 如權(quán)利要求1所述的一種高速鐵路動(dòng)荷載現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)裝置,其特征在 于所述的振動(dòng)架(l)上,螺栓固定有鋼板疊合構(gòu)成的配重(9)。
6、 如權(quán)利要求1所述的一種高速鐵路動(dòng)荷載現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)裝置,其特征在 于所述的增速器(2)密封在增速器殼(23)內(nèi),增速器殼(23)通過(guò)上部的 進(jìn)油管和下部的出油管與循環(huán)潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)相連。
7、 如權(quán)利要求1所述的一種高速鐵路動(dòng)荷載現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)裝置,其特征在 于所述的振動(dòng)架(1)上固定有將偏心塊(4)罩住的防護(hù)網(wǎng)(81)。
專利摘要一種高速鐵路動(dòng)荷載現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)裝置,其組成為變頻調(diào)速的電動(dòng)機(jī)(7)固定安裝在電動(dòng)機(jī)安裝臺(tái)車(8)上,電動(dòng)機(jī)(7)軸通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸器(3)與增速器(2)一側(cè)的輸入軸相連,增速器(2)另一側(cè)的等高的前、后輸出軸(21、22)連接有相同的偏心塊(4),且前、后輸出軸(21、22)的轉(zhuǎn)速相等、轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,增速器(2)固定于振動(dòng)架(1)上表面的中心。該系統(tǒng)激振力大、激振頻率高、可靠性高,安裝調(diào)試方便,尤其適用于高速鐵路動(dòng)荷載現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)。
文檔編號(hào)E02D33/00GK201358474SQ20092007893
公開(kāi)日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2009年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月5日
發(fā)明者放 劉, 深 劉, 燕 王, 迅 王, 皓 白, 程文明, 謙 蘇 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)