專利名稱：高速鐵路動荷載現(xiàn)場模擬試驗裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高速鐵路動荷載現(xiàn)場模擬試驗裝置。
背景技術：
目前，我國高速鐵路建設進入了大發(fā)展時期。高速鐵路因運行速度高，對其 線路結(jié)構物如路基、橋梁、隧道、樁基等的動態(tài)性能和長期使用性能提出了高 標準的要求。在線路結(jié)構物投入運營之前，需要通過動荷載現(xiàn)場模擬試驗裝置 對結(jié)構物在動荷載作用下，進行現(xiàn)場動態(tài)試驗，獲得技術參數(shù)，測試線路的下 沉特性，明確其動力性能，考察結(jié)構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行?，F(xiàn)有的動荷載現(xiàn)場模擬試驗裝置，如鐵道科學研
究院研制的可調(diào)頻調(diào)幅SBZ30動態(tài)激振試驗機，該試驗機將混凝土塊作為配重， 并通過預埋件將結(jié)構物與試驗機連接，通過電動機直接連接偏心機構對配重及 其結(jié)構物產(chǎn)生上下振動力。其不足之處是振動部分直接與電機相連，試驗過 程中電機也一同振動，電機壽命大受影響，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；受激振機電機功率的限制，激振力不足，與 真實的鐵路動載荷相差較多，且其激振頻率偏低，不能滿足鐵路原型動態(tài)試驗 的需要，尤其是對于速度快、動載荷大的高速鐵路，現(xiàn)有的動荷載現(xiàn)場模擬試驗 系統(tǒng)更是難以適應。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的就是提供一種高速鐵路動荷載現(xiàn)場模擬試驗裝置，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荷載 現(xiàn)場模擬試-瞼。
本實用新型實現(xiàn)其發(fā)明目的，所采用的技術方案為 一種高速鐵路動荷載 現(xiàn)場模擬試驗裝置，其組成為變頻調(diào)速的電動機固定安裝在電動機安裝臺車 上，電動機軸通過萬向聯(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)動方向相反，增速器固定于振動架上表面的中心。本試驗系統(tǒng)的使用方法及工作原理是先將電動機安裝臺車及振動架通過 螺栓與鐵路現(xiàn)場的路基、橋梁、隧道、樁基等結(jié)構物上的預埋件相連固定，即 可開始試驗。試驗過程中，電動機通過萬向聯(lián)軸器帶動增速器轉(zhuǎn)動，增速器的 兩個輸出軸再帶動等高的前、后兩個輸出軸轉(zhuǎn)動，從而使連接在輸出軸上的兩 個相同的偏心塊也轉(zhuǎn)動。由于兩個偏心塊的形狀和位置完全相同，方向相反的 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，因此由兩個偏心塊所產(chǎn)生的對結(jié)構物的作用力，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偏心塊所產(chǎn)生 的力的迭加，合成一個按正弦規(guī)律變化的垂向激振力，從而實現(xiàn)了鐵路現(xiàn)場結(jié) 構物的動荷載試-瞼。
與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是
通過萬向聯(lián)軸器將振動部件(偏心塊)和激勵部件(電動機)連接，既使電 機的轉(zhuǎn)動能夠傳遞給偏心塊，同時也使二者能夠發(fā)生相對的上下、左右位移， 因此當振動部件垂向振動時，電機不會隨之一起劇烈振動，大大延長電動機的 使用壽命，并提高試驗系統(tǒng)的可靠性，解決了高轉(zhuǎn)速條件下動力傳遞和動力穩(wěn) 定問題。
并且由于電動才幾在工作時振動小，因此可以選用動力更強頻率更高的變頻調(diào) 速電機，作為動力輸出設備，提高了本實用新型的激振力和激振頻率及其調(diào)節(jié) 范圍；還可通過調(diào)節(jié)偏心塊質(zhì)量及偏心距和振動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，從而本實用新型可在結(jié)構物表面產(chǎn) 生符合要求的高頻強荷載，可適用于不同鐵路現(xiàn)場的動荷載模擬試驗，尤其適 用于高速重載鐵路的動荷載試驗。
萬向聯(lián)軸器的連接方式，還降低了振動部件和激勵部件間的連接精度，現(xiàn)場
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，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，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，并增強系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動穩(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，多個弧形砝 碼螺檢固定于連接基板的兩面。
這樣可延長偏心塊基體連接套筒的受力均勻，延長其使用壽命。 上述的振動架上，螺栓固定有鋼板疊合構成的配重。這樣可進一步增加振動 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)，增速器殼通過上部的進油管和下部的出 油管與循環(huán)潤滑冷卻系統(tǒng)相連。這樣實現(xiàn)了對增速器轉(zhuǎn)動部分的冷卻潤滑問題， 保證增速器的安全平穩(wěn)運行，從而使本實用新型裝置可以長時間連續(xù)運行，滿 足了模擬高速列車對線路結(jié)構物長期動力荷載作用的要求。
上述振動架上固定有將偏心塊罩住的防護網(wǎng)。這樣可防止偏心塊在運行過 程中萬一滑脫，造成傷害事故，確保安全。
以下結(jié)合附圖和具體的實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。
圖l為本實用新型實施例的正^L結(jié)構示意圖2為本實用新型實施例去掉配重和防護網(wǎng)后的左^L結(jié)構示意圖。
圖3為本實用新型實施例的偏心塊基體的結(jié)構示意圖。
圖4為本實用新型實施例的安裝有7對弧形砝碼的偏心塊的側(cè)視剖視放大示 意圖。
具體實施方式實施例
圖l、圖2示出，本實用新型的一種具體實施方式
為 一種高速鐵路動荷載 現(xiàn)場模擬試驗裝置，其組成為變頻調(diào)速的電動機7固定安裝在電動機安裝臺車 8上，電動機7軸通過萬向聯(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)動方向相反，增速器2固定于振動架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，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對不同的弧形條碼42,成對地螺栓固定于連接基坂412 的兩面。
圖l示出，振動架l上，螺栓固定有鋼板疊合構成的配重7。增速器2密封 在增速器殼23內(nèi)，增速器殼23通過上部的進油管和下部的出油管與循環(huán)潤滑 冷卻系統(tǒng)相連。振動架1上固定有將偏心塊4罩住的防護網(wǎng)81。
實施時，本實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)構完全相同。兩個偏心塊4分別與前后齒輪11、 12的軸相 連。這樣即可使兩個偏心塊4轉(zhuǎn)速相同，轉(zhuǎn)動方向相反。
顯然，本實用新型所采用的各種螺栓應為高強度螺栓，且螺栓上應加墊彈 簧墊圈，以保證試^r系統(tǒng)連接部位的牢固可靠。
權利要求1、一種高速鐵路動荷載現(xiàn)場模擬試驗裝置，其組成為變頻調(diào)速的電動機(7)固定安裝在電動機安裝臺車(8)上，電動機(7)軸通過萬向聯(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)動方向相反，增速器(2)固定于振動架(1)上表面的中心。
2、 如權利要求1所述的一種高速鐵路動荷栽現(xiàn)場模擬試驗裝置，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 )構成， 弧形砝碼(42)螺^全連接于所述的連接基板(412)上。
3、 如權利要求2所述的一種高速鐵路動荷載現(xiàn)場模擬試驗裝置，其特征在 于所述的弧形砝碼(42)為多個，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、 如權利要求3所述的一種高速鐵路動荷載現(xiàn)場模擬試驗裝置，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，多個弧形砝碼(42)螺栓固定于連接基板(412)的兩面。
5、 如權利要求1所述的一種高速鐵路動荷載現(xiàn)場模擬試驗裝置，其特征在 于所述的振動架(l)上，螺栓固定有鋼板疊合構成的配重(9)。
6、 如權利要求1所述的一種高速鐵路動荷載現(xiàn)場模擬試驗裝置，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)通過上部的 進油管和下部的出油管與循環(huán)潤滑冷卻系統(tǒng)相連。
7、 如權利要求1所述的一種高速鐵路動荷載現(xiàn)場模擬試驗裝置，其特征在 于所述的振動架(1)上固定有將偏心塊(4)罩住的防護網(wǎng)(81)。
專利摘要一種高速鐵路動荷載現(xiàn)場模擬試驗裝置，其組成為變頻調(diào)速的電動機(7)固定安裝在電動機安裝臺車(8)上，電動機(7)軸通過萬向聯(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)動方向相反，增速器(2)固定于振動架(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荷載現(xiàn)場模擬試驗。
文檔編號E02D33/00GK201358474SQ20092007893
公開日2009年12月9日 申請日期2009年2月5日 優(yōu)先權日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 申請人:西南交通大學