受电弓碳滑板动静载荷疲劳弯曲性能综合试验机

摘要

本发明公开一种受电弓碳滑板动静载荷疲劳弯曲性能综合试验机，包括工作台、夹紧装置、伺服电机、丝杠滑轨、运行电机、偏心块、激振器、高度传感器、压力传感器、CPU中央控制单元和显示器，压力传感器压力值进行监控，并传送到CPU中央控制单元，经计算后对伺服电机控制，通过伺服电机旋转变化静压力输出；高度传感器的测试信号输送到CPU中央控制单元后，通过显示器输出，直观测试结果；由CPU中央控制单元发送信号至运行电机和激振器产生动态载荷，通过高度传感器和目测的方法测试结构有无变化，如此，能适应不同规格的碳滑板弯曲特性、机械疲劳特性检测，工作可靠，自动化程度高，操作简单，更加严格准确地测量出实际情况。

说明书

技术领域

本发明涉及受电弓碳滑板弯曲特性、机械疲劳特性测试设备技术领域，特别是指一种受电弓碳滑板动静载荷疲劳弯曲性能综合试验机。

背景技术

安全是铁路运输生产永恒的主题。机车是铁路运输生产中最重要的动力设备。为运用提 供质量良好、数量充足的机车，以良好的设备质量保障运输任务的顺利完成和运输生产安全， 是机务检修工作的主要任务。

而电力机车受电弓碳滑板是高铁、动车和客货电力机车提供动力的一个“咽喉”部件，一般的受电弓碳滑板是将碳材料滑条通过粘结方式永久地附着托架上，安装在受电弓头部，其表面直接与电网接触，将电网电能传递到机车。运行过程中，碳滑板与电网线路接触，承受一定的由静载荷和动载荷叠加的冲击压力，构成有限次压－压疲劳，因此在碳滑板上由于这个冲击压力而产生很大的弯曲应力和冲击疲劳应力。

关于碳滑板的弯曲特性和机械疲劳特性方面的测试，目前只是使用一些通用的机械设备来测试，但这些设备只是在室内静止的条件下进行，均不能真正模拟出实际的运行状况，由于碳滑板运行过程中是受到的是动态的冲击力，因此，用通用设备测试出的数据完全不能体现实际数据。

因此，有必要设计一种受电弓碳滑板动静载荷疲劳弯曲性能综合试验机，以解决上述技术问题。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种受电弓碳滑板动静载荷疲劳弯曲性能综合试验机，工作可靠，自动化程度高，操作简单，更加严格准确地测量出实际情况。

本发明的技术方案是这样实现的：一种受电弓碳滑板动静载荷疲劳弯曲性能综合试验机，包括工作台、夹紧装置、伺服电机、丝杠滑轨、运行电机、偏心块、激振器、高度传感器、压力传感器、CPU中央控制单元和显示器，其中，碳滑板通过夹紧装置固定在工作台的上方，伺服电机连接位于丝杠滑轨的上方，运行电机固定在滑轨滑块上，偏心块通过弹性元件弹性设于碳滑板中心位置的上方并与运行电机连接，激振器设于工作台的下表面，高度传感器位于碳滑板和工作台上表面之间，压力传感器设于弹性元件的一侧，高度传感器和压力传感器的输出分别与CPU中央控制单元连接，CPU中央控制单元的输出与激振器和显示器以及伺服电机连接。

在上述技术方案中，所述激振器为可调电磁激振器。

在上述技术方案中，所述可调电磁激振器可产生正弦波振动力。

在上述技术方案中，所述夹紧装置为两个，对称位于碳滑板的左右两侧。

在上述技术方案中，所述两个夹紧装置的夹紧支撑点之间的距离为1000mm。

在上述技术方案中，所述弹性元件为弹簧。

在上述技术方案中，所述伺服电机带动滑轨滑块可对碳滑板产生70N的静载荷。

在上述技术方案中，所述运行电机带动偏心块旋转，可对碳滑板产生正负35N的动载荷。

本发明受电弓碳滑板动静载荷疲劳弯曲性能综合试验机，包括工作台、夹紧装置、伺服电机、丝杠滑轨、运行电机、偏心块、激振器、高度传感器、压力传感器、CPU中央控制单元和显示器，压力传感器对测试过程的压力值进行实时监控，并传送到CPU中央控制单元，经反馈计算后对伺服电机控制，通过伺服电机的旋转变化为静压力输出；高度传感器的测试信号输送到CPU中央控制单元，经计算后，通过显示器输出，直观反应测试结果；由CPU中央控制单元发送信号至运行电机和电磁激振器产生动态载荷，通过高度传感器和目测的方法测试结构有无变化，如此，能适应各种不同规格的动车受电弓滑板弯曲特性、机械疲劳特性的检测，达到工作可靠，自动化程度高，操作简单，更加严格准确地测量出实际情况的有益效果。

附图说明

图1为本发明试验机结构示意图；

图2为试验机特性测试原理示意图；

图3为试验机的激振器模拟机车运行原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。

如图1所示，本发明所述的一种受电弓碳滑板动静载荷疲劳弯曲性能综合试验机，包括工作台1、夹紧装置2、伺服电机3、丝杠滑轨4、运行电机5、偏心块6、激振器7、高度传感器8、压力传感器9、CPU中央控制单元10和显示器11。

其中，所述碳滑板100通过夹紧装置2固定在工作台1的上方，在本实施例中，所述夹紧装置2优选为两个，并对称位于碳滑板100的左右两侧，而两个夹紧装置2的夹紧支撑点之间的距离为1000mm。

所述伺服电机3连接位于丝杠滑轨4的上方，伺服电机3带动滑轨滑块可对碳滑板100产生70N的静载荷，运行电机5固定在滑轨滑块上，偏心块6通过弹性元件12弹性设于碳滑板100中心位置的上方并与运行电机5连接，在本实施例中，弹性元件12优选采用的是弹簧。

运行电机5带动偏心块6旋转，可对碳滑板100产生正负35N的动载荷。激振器7设于工作台1的下表面，在本实施例中，所述激振器7为可调电磁激振器，模拟机车运行，可产生正弦波振动力。

高度传感器8位于碳滑板100和工作台1上表面之间，压力传感器9设于弹性元件12的一侧，高度传感器8和压力传感器9的输出分别与CPU中央控制单元10连接，CPU中央控制单元10的输出与激振器7和显示器11以及伺服电机3连接。

如图2所示，在使用时，其弯曲特性测试具体为：滑轨滑块向下运行，丝杠滑轨4的压紧弹簧压缩，弹力增加至700N,保压2分钟后卸载，高度传感器8可测出施压前后碳滑板100的位移，检测到碳滑板100有无永久变形。

而机械疲劳特性测试具体为：滑轨滑块向上运行，压紧弹簧释放，弹簧的压紧力降低，降至70N，产生70N的静载荷；启动运行电机5，运行电机5带动偏心块6以4Hz的频率旋转，由于偏心块6的作用，产生正负35N的动载荷，同时，如图3所示，工作台1下表面的可调电磁激振器7产生一个频率为mHz、激振力为 a N激振力，用以模拟机车运行。然后由70N静载荷与正负35N、4Hz动载荷叠加后进行有限次压疲劳试验，试验次数可为1.2*10⁶次。

其中，而压力传感器9用以对测试过程的压力值进行实时监控，并传送到CPU中央控制单元10，经反馈计算后对伺服电机3控制，通过伺服电机3的旋转变化为70-700N静压力的输出；高度传感器8的测试信号输送到CPU中央控制单元10，经计算后，通过显示器11输出，直观反应测试结果；由CPU中央控制单元10发送信号至运行电机5和电磁激振器7产生动态载荷。最后通过高度传感器8和目测的方法测试结构有无变化。

本发明受电弓碳滑板动静载荷疲劳弯曲性能综合试验机，通过压力传感器9对测试过程的压力值进行实时监控，并传送到CPU中央控制单元10，经反馈计算后对伺服电机3控制，通过伺服电机3的旋转变化为静压力输出；高度传感器8的测试信号输送到CPU中央控制单元10，经计算后，通过显示器11输出，直观反应测试结果；同时由CPU中央控制单元10发送信号至运行电机5和电磁激振器7产生动态载荷，通过高度传感器8和目测的方法测试结构有无变化，如此，能适应各种不同规格的动车受电弓滑板弯曲特性、机械疲劳特性的检测，达到工作可靠，自动化程度高，操作简单，更加严格准确地测量出实际情况的有益效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。