专利名称：疲劳与振动实验模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及铁路车辆技术领域，尤其涉及一种疲劳与振动实验模块。
背景技术：
随着我国铁路货运"重载和快捷运输"的快速发展，铁路车辆的载重及运营速度不 断提高，线路运行工况对铁路车辆性能提出了更高的要求。为提高铁路车辆设计水平，确保 铁路车辆运营的安全，"重载、快捷"铁路车辆研发中的可靠性实验是非常重要的。其中，铁 路车辆零部件的疲劳实验和振动实验均是整车可靠性实验的主要构成部分。 在现有技术中，由于疲劳实验和振动实验是由单独的疲劳实验台和振动实验台来 完成，因此，存在着两实验台建设投资成本较高，占地面积较大的缺陷。而且，目前的振动实 验台只能对两轴转向架进行实验，对三轴转向架则束手无策。

发明内容
本发明提供一种疲劳与振动实验模块，用以解决现有技术中由于疲劳实验和振动 实验是由单独的疲劳实验台和振动实验台来完成，因此存在着两实验台建设投资成本较 高、占地面积较大的缺陷，以实现采用一个模块既可进行振动实验，又可进行疲劳实验的目 的，同时具有建设投资成本低和占地面积小的特点。 本发明提供一种疲劳与振动实验模块，其特征在于，包括两振动单元、一疲劳单元 和一支承平台； 两所述振动单元滑设于所述支承平台上； 所述疲劳单元固定设置于所述支承平台上，并位于两所述振动单元之间。
所述振动单元包括一振动横梁、一第一横向作动器结构和两第一垂向作动器；
所述第一垂向作动器的一端铰接于所述振动横梁的下部，另一端铰接于第一支 座，且所述第一支座滑设于所述支承平台上； 所述第一横向作动器结构与所述基础座的轴向相垂直，所述第一横向作动器结构 包括第一横向作动器和第一连接杆，所述第一连接杆的一端铰接于所述第一横向作动器的 一端，所述第一连接杆的另一端铰接于所述振动横梁的侧部，且所述第一横向作动器的另 一端固定设置于第二支座上，所述第二支座固定设置于基础座的一侧壁上，所述基础座放 置整个疲劳与振动实验模块。 所述振动横梁的顶部设置有调整轨道，所述调整轨道的轨道间距根据轮间距进行 调整。 所述振动单元还包括与所述基础座的轴向相平行的四摇杆，四所述摇杆的一端分
别铰接于所述振动横梁的侧部，每个所述摇杆的另一端分别铰接于固定支架上，所述固定
支架垂直设置于所述支承平台上，且分布于所述疲劳与振动模块的两侧。 所述疲劳单元包括一模拟摇枕、一第二横向作动器结构、两第二垂向作动器和两
纵向作动器结构；
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所述第二垂向作动器的一端铰接于所述模拟摇枕的下部，另一端铰接于第三支 座，且所述第三支座固定设置于所述支承平台上； 所述第二横向作动器结构与所述基础座的轴向相垂直，所述第二横向作动器结构 包括第二横向作动器和第二连接杆，所述第二连接杆的一端铰接于所述第二横向作动器的 一端，所述第二连接杆的另一端铰接于所述模拟摇枕的侧部，且所述第二横向作动器的另 一端固定设置于第四支座上，所述第四支座固定设置于基础座的侧壁上，所述基础座放置 整个疲劳与振动实验模块； 所述纵向作动器结构与所述基础座的轴向相平行，所述纵向作动器结构包括纵
向作动器和第三连接杆，所述第三连接杆的一端铰接于所述纵向作动器的一端，所述第三
连接杆的另一端铰接于所述模拟摇枕的侧部，且所述纵向作动器的另一端连接于固定支架
上，所述固定支架垂直设置于所述支承平台上，且分布于所述疲劳与振动模块的两侧。 所述模拟摇枕的顶部设置有一下心盘和两下旁承，两所述下旁承滑设于所述模拟
摇枕的顶部，并位于所述下心盘的两侧。 进一步地，所述疲劳单元还包括四空气弹簧支承器，四所述空气弹簧支承器对称 地分布于所述模拟摇枕的两侧，且每个所述空气弹簧支承器的一端铰接于所述模拟摇枕 上，另一端固定设置于所述支承平台上。 本发明的疲劳与振动实验模块，通过两振动单元滑设于支承平台上、疲劳单元固 定设置于支承平台上并位于两振动单元之间的结构，解决了现有技术中由于疲劳实验和振 动实验是由单独的疲劳实验台和振动实验台来完成，因此存在着两实验台建设投资成本较 高、占地面积较大的缺陷，实现了一个模块兼具振动实验功能和疲劳实验功能的目的，同时 该疲劳与振动实验模块还具有建设投资成本低和占地面积小的特点。


为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术 描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一 些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这 些附图获得其他的附图。
图1为本发明疲劳与振动实验模块的结构示意图； 图2为本发明疲劳与振动实验模块中的振动单元结构示意图； 图3为本发明疲劳与振动实验模块中的疲劳单元结构示意图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本 发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳 动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 本发明的疲劳与振动实验模块可对铁路车辆的两轴转向架、三轴转向架进行疲劳 振动实验，或在车体疲劳实验时，可同时对被测车体一端进行垂向、横向及纵向加载。
图1为本发明疲劳与振动实验模块的结构示意图。如图1所示，具体为一疲劳与
4振动模块设置于一支承平台101且该支承平台101固定于基础座上的示意图。
结合图2为本发明疲劳与振动实验模块中的振动单元结构示意图所示，以及结合 图3为本发明疲劳与振动实验模块中的疲劳单元结构示意图所示。本实施例的疲劳与振动 实验模块包括两振动单元和一疲劳单元，且支承平台101上设置有固定支架106，该固定支 架106垂直于支承平台IOI，且分布于两振动单元的两侧；其中， 为清楚示意起见，图2只示意出本实施例疲劳与振动模块的振动单元，而将疲劳 单元从疲劳与振动模块先去除。振动单元包括一振动横梁103、一第一横向作动器结构104 和两第一垂向作动器105 ;其中， 该振动横梁103的顶部设置有调整轨道107 ;每个第一垂向作动器105的一端铰 接于振动横梁103的下部，而另一端铰接于第一支座108，且第一支座108滑设于支承平台 IOI上，再者，支承平台101的上表面轴向设置有T形槽，下表面设置有螺栓通孔；
该第一横向作动器结构104与基础座112的轴向相垂直，且第一横向作动器结构 104包括第一横向作动器109和第一连接杆IIO，其中，该第一连接杆110的一端铰接于第 一横向作动器109的一端，第一连接杆110的另一端铰接于振动横梁103的侧部，且该第一 横向作动器109的另一端固定设置于第二支座111上，第二支座111固定设置于用于放置 整个疲劳与振动实验模块的基础座112的侧壁上，且第二支座111对第一横向作动器109 起到支承的作用。 进一步地，本实施例的振动单元还包括与基础座112的轴向相平行的四摇杆113， 以对振动横梁103起到支承的作用，且每个摇杆113的一端铰接于振动横梁103的侧部，而 另一端铰接于固定支架106上。 由于疲劳单元位于两振动单元之间，为清楚示意起见，在图3中，而将两振动单元 从整体的疲劳与振动模块先去除，只示意出本实施例疲劳与振动模块的疲劳单元。具体地， 疲劳单元包括一模拟摇枕114、一第二横向作动器结构115、两第二垂向作动器116和两纵 向作动器结构117，其中， 模拟摇枕114的顶部设置有一下心盘118和两下旁承119，两下旁承119滑设于模 拟摇枕114的顶部，且两该下旁承119位于该下心盘118的两侧；每个第二垂向作动器116 的一端铰接于模拟摇枕114的下部，另一端铰接于第三支座120，且该第三支座120固定设 置于支承平台101上； 该第二横向作动器结构115与基础座112的轴向相垂直，且第二横向作动器结构 115包括第二垂向作动器121和第二连接杆122，其中，该第二连接杆122的一端铰接于第 二横向作动器121的一端，该第二连接杆122的另一端铰接于模拟摇枕114的侧部，且该第 二横向作动器121的另一端固定设置于第四支座123上，该第四支座123固定设置于基础 座112的侧壁上； 每个纵向作动器结构117与基础座112的轴向相平行，且每个纵向作动器结构117 包括纵向作动器124和第三连接杆125，该第三连接杆125的一端铰接于纵向作动器124的 一端，而该第三连接杆125的另一端铰接于模拟摇枕114的侧部，且纵向作动器124的另一 端连接于固定支架106上。 进一步地，本实施例的疲劳单元还包括四个空气弹簧支承器126，四个空气弹簧支 承器126对称地分布于模拟摇枕114的两侧，具体地，其中两个空气弹簧支承器126可与两个纵向作动器结构117同侧，另外两个空气弹簧支承器126设置于模拟摇枕114相对称的 一侧；且每个空气弹簧支承器126的一端铰接于模拟摇枕114上，而另一端固定设置于支承 平台101上。 在实际应用中，利用本实施例的疲劳与振动实验模块对单个两轴转向架进行振动 实验的过程为 根据两轴转向架的固定轴距，通过将第一支座108在支承平台IOI上滑动并固定， 以调整两所述振动单元之间的距离；同时，根据该两轴转向架的轮间距，对调整轨道107的 轨道间距进行调整，即可将该两轴转向架通过前后两组轮与调整轨道107相接触，而放置 于已调整好各项间距的疲劳与振动实验模块上；这时，第一横向作动器结构104所包括的 第一横向作动器109开始激振，并通过第一连接杆110传递到振动横梁103上，同时第一垂 向作动器105也开始激振，并带动振动横梁103振动，从而对该两轴转向架进行振动实验。
进一步地，若利用两个疲劳与振动实验模块，也可对具有两轴转向架的被测整车 进行振动实验，且两个疲劳与振动实验模块之间的距离，可根据具有两轴转向架的被测整 车的车辆定距进行调整。 在被测车体进行疲劳实验时，本发明的疲劳与振动实验模块能够同时对被测车体 进行垂向、横向以及纵向的加载，这里的被测车体为无转向架的被测车辆。且在本实施例 中，通过两个疲劳与振动实验模块中疲劳单元的下心盘，分别支承被测车体的两个上心盘， 以对被测车体进行疲劳实验。具体过程为 根据被测车体的车辆定距，调整两疲劳与振动实验模块之间的距离，即两疲劳单 元之间的距离；同时，根据被测车体上旁承间距，调整模拟摇枕114上两下旁承119之间的 距离，之后，即可将被测车体通过其上心盘与模拟摇枕114的下心盘118相配合的方式，而 放置于已调整好间距的疲劳与振动实验模块上；这时，由第二横向作动器结构115所包括 的第二横向作动器121开始激振并通过第二连接杆122传递到模拟摇枕114上，纵向作动 器结构117所包括纵向作动器124的激振通过第三连接杆125传递到模拟摇枕114上，且 第二垂向作动器116同时开始激振并带动模拟摇枕114振动，从而对该被测车体进行疲劳 实验。 进一步地，利用本实施例的疲劳与振动实验模块对单个三轴转向架进行振动实验 的过程为 根据三轴转向架的固定轴距和轮间距，对疲劳与振动实验模块各间距的调整，及 与上述两轴转向架置于调整轨道107前的调整过程相同，这里不再赘述。
在对疲劳与振动实验模块各间距的调整完成后，即可将三轴转向架的前、后轮对 与调整轨道107相接触，而放置于已调整好间距的疲劳与振动实验模块上，且疲劳单元可 支承该三轴转向架的中间轮对；这时，对于振动单元，第一横向作动器结构104所包括的第 一横向作动器109开始激振，并通过第一连接杆IIO传递到振动横梁103上，第一垂向作动 器105也开始激振，并带动振动横梁103振动，即对三轴转向架的前、后轮对施加振动；与此 同时，对于疲劳单元，第二横向作动器结构115所包括的第二横向作动器121开始激振，并 通过第二连接杆122传递到模拟摇枕114上，且第二垂向作动器116也开始激振，并带动模 拟摇枕114振动，以对中间轮对施加振动，进而对该三轴转向架实现振动实验，但纵向作动 器结构117所包括的纵向作动器124在此过程中并不产生激振，而只是通过第三连接杆125对模拟摇枕114起到支承的作用。 进一步地，当然若利用两个疲劳与振动实验模块，也可对具有三轴转向架的被测 整车进行振动实验，且两个疲劳与振动实验模块之间的距离，可根据该具有三轴转向架的 被测整车的车辆定距进行调整。 综上所述，也可利用一个或两个本实施例疲劳与振动实验模块对其他物体施加垂 向、横向以及纵向的加载，具体地，可先将该物体分别固定于每个疲劳与振动实验模块的两 振动单元和/或疲劳单元上；对于振动单元，可将第一横向作动器结构104所包括的第一横 向作动器109的激振由第一连接杆110传递到振动横梁103上，且将第一垂向作动器105 的激振传递到振动横梁103上，以利用振动单元对该物体而施加振动；与此同时，对于疲劳 单元，可将第二横向作动器结构115所包括的第二横向作动器121的激振由第二连接杆122 传递到模拟摇枕114上，将第二垂向作动器116的激振传递到模拟摇枕114上，再可将纵 向作动器结构117所包括纵向作动器124的激振通过第三连接杆125传递到模拟摇枕114 上，以利用疲劳单元对该物体而施加振动；从而实现对该物体施加垂向、横向以及纵向加载 的目的。 本实施例的疲劳与振动实验模块，通过两振动单元滑设于支承平台上、疲劳单元 固定设置于支承平台上并位于两振动单元之间的结构，解决了现有技术中由于疲劳实验和 振动实验是由单独的疲劳实验台和振动实验台来完成，因此存在着两实验台建设投资成本 较高、占地面积较大的缺陷，可分别对两轴转向架和三轴转向架进行振动实验，或者对被测 车体进行疲劳实验，实现了一个模块兼具振动实验功能和疲劳实验功能的目的，同时该疲 劳与振动实验模块还具有建设投资成本低和占地面积小的特点。 最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然 可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替 换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精 神和范围。
权利要求
一种疲劳与振动实验模块，其特征在于，包括两振动单元、一疲劳单元和一支承平台；两所述振动单元滑设于所述支承平台上；所述疲劳单元固定设置于所述支承平台上，并位于两所述振动单元之间。
2. 根据权利要求1所述的疲劳与振动实验模块，其特征在于，所述振动单元包括一振 动横梁、一第一横向作动器结构和两第一垂向作动器；所述第一垂向作动器的一端铰接于所述振动横梁的下部，另一端铰接于第一支座，且 所述第一支座滑设于所述支承平台上；所述第一横向作动器结构与所述基础座的轴向相垂直，所述第一横向作动器结构包 括第一横向作动器和第一连接杆，所述第一连接杆的一端铰接于所述第一横向作动器的一 端，所述第一连接杆的另一端铰接于所述振动横梁的侧部，且所述第一横向作动器的另一 端固定设置于第二支座上，所述第二支座固定设置于基础座的一侧壁上，所述基础座放置 整个疲劳与振动实验模块。
3. 根据权利要求2所述的疲劳与振动实验模块，其特征在于，所述振动横梁的顶部设 置有调整轨道，所述调整轨道的轨道间距根据轮间距进行调整。
4. 根据权利要求2所述的疲劳与振动实验模块，其特征在于，所述振动单元还包括与 所述基础座的轴向相平行的四摇杆，四所述摇杆的一端分别铰接于所述振动横梁的侧部， 每个所述摇杆的另一端分别铰接于固定支架上，所述固定支架垂直设置于所述支承平台 上，且分布于所述疲劳与振动模块的两侧。
5. 根据权利要求1所述的疲劳与振动实验模块，其特征在于，所述疲劳单元包括一模 拟摇枕、一第二横向作动器结构、两第二垂向作动器和两纵向作动器结构；所述第二垂向作动器的一端铰接于所述模拟摇枕的下部，另一端铰接于第三支座，且 所述第三支座固定设置于所述支承平台上；所述第二横向作动器结构与所述基础座的轴向相垂直，所述第二横向作动器结构包 括第二横向作动器和第二连接杆，所述第二连接杆的一端铰接于所述第二横向作动器的一 端，所述第二连接杆的另一端铰接于所述模拟摇枕的侧部，且所述第二横向作动器的另一 端固定设置于第四支座上，所述第四支座固定设置于基础座的侧壁上，所述基础座放置整 个疲劳与振动实验模块；所述纵向作动器结构与所述基础座的轴向相平行，所述纵向作动器结构包括纵向作动 器和第三连接杆，所述第三连接杆的一端铰接于所述纵向作动器的一端，所述第三连接杆 的另一端铰接于所述模拟摇枕的侧部，且所述纵向作动器的另一端连接于固定支架上，所 述固定支架垂直设置于所述支承平台上，且分布于所述疲劳与振动模块的两侧。
6. 根据权利要求5所述的疲劳与振动实验模块，其特征在于，所述模拟摇枕的顶部设 置有一下心盘和两下旁承，两所述下旁承滑设于所述模拟摇枕的顶部，并位于所述下心盘 的两侧。
7. 根据权利要求5所述的疲劳与振动实验模块，其特征在于，所述疲劳单元还包括四 空气弹簧支承器，四所述空气弹簧支承器对称地分布于所述模拟摇枕的两侧，且每个所述 空气弹簧支承器的一端铰接于所述模拟摇枕上，另一端固定设置于所述支承平台上。
全文摘要
本发明提供一种疲劳与振动实验模块，其中，包括两振动单元、一疲劳单元和一支承平台；两所述振动单元滑设于所述支承平台上；所述疲劳单元固定设置于所述支承平台上，并位于两所述振动单元之间。本发明的疲劳与振动实验模块实现了一个模块兼具振动实验功能和疲劳实验功能的目的，同时该疲劳与振动实验模块还具有建设投资成本低和占地面积小的特点。
文档编号G01M17/08GK101788391SQ20101012389
公开日2010年7月28日 申请日期2010年3月11日 优先权日2010年3月11日
发明者于跃斌, 张绍光, 曹志礼, 闫伟 申请人:齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司