高速軌道車輛受電弓風洞測試裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高速軌道車輛受電弓風洞測試裝置，包括風洞、受電弓、絕緣子，在所述風洞的垂直方向上設置有可轉動的上轉盤和下轉盤，所述絕緣子下方連接第一測力天平，所述第一測力天平的底部連接所述下轉盤，所述受電弓的弓頭連接第二測力天平，所述第二測力天平通過天平支桿與所述上轉盤連接。本發(fā)明可以同時測量受電弓的氣動阻力、側向力及弓頭氣動升力等，測試更加方便、準確，還可以提高風洞試驗的效率，降低風洞試驗成本。通過上轉盤和下轉盤的轉動，實現受電弓側滑角的連續(xù)變化，更為真實地模擬列車運行工況，使試驗數據更加準確，并且可以連續(xù)測量。另外，用于測試弓頭氣動升力的測力天平通過天平支桿與上方的上轉盤連接，可以使弓頭氣動升力測試更加方便、準確。
【專利說明】高速軌道車輛受電弓風洞測試裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種風洞試驗設備，特別涉及一種高速軌道車輛受電弓風洞測試裝置。
【背景技術】
[0002]隨著列車速度的進一步提高，不僅空氣阻力急劇增加，弓頭抬升力、車-弓-網耦合振動的變化也將更為復雜，直接影響受流質量。受電弓良好的氣動特性是確保弓網系統(tǒng)跟隨性、穩(wěn)定性和減小弓網磨損及降低氣動阻力、氣動噪音的重要因素，從而提高弓網使用壽命和保證運行安全。
[0003]研究高速列車受電弓的空氣動力特性，可以采用理論計算、實車線路測試和風洞試驗等手段，相比較而言，風洞試驗具有既簡單、快捷、又經濟、可靠的顯著特點。目前，國內外通常使用的風洞試驗方法是拉繩測試，但是這種方法存在氣動升力受拉繩本身氣動力、拉繩角度、拉繩振動等問題的影響，存在無法準確獲得弓頭氣動升力，且無法實現360°側偏角連續(xù)吹風試驗的缺點。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明主要目的在于解決上述問題和不足，提供一種測量準確，且能實現360度側偏角連接吹風試驗的高速軌道車輛受電弓風洞測試裝置。
[0005]為實現上述目的，本發(fā)明的技術方案是:
[0006]一種高速軌道車輛受電弓風洞測試裝置，包括風洞、受電弓、絕緣子，在所述風洞的垂直方向上設置有可轉動的上轉盤和下轉盤，所述絕緣子下方連接第一測力天平，所述第一測力天平的底部連接所述下轉盤，所述受電弓的弓頭連接第二測力天平，所述第二測力天平通過天平支桿與所述上轉盤連接。
[0007]進一步，所述絕緣了為三個，每個所述絕緣子的下方分別連接一個所述第一測力天平。
[0008]進一步，所述受電弓的弓頭與所述第二測力天平之間通過萬向球軸承連接。
[0009]進一步，所述上轉盤和下轉盤同步轉動。
[0010]進一步，所述上轉盤和下轉盤360°旋轉。
[0011]進一步，所述絕緣子的底部通過墊板與所述第一測力天平連接。
[0012]進一步,所述第一測力天平通過下連接板與所述下轉盤連接。
[0013]進一步，所述天平支桿通過上連接板與所述上轉盤連接。
[0014]進一步，所述第一測力天平為六分量測力天平，所述第二測力天平為單分量測力天平。
[0015]進一步，所述風洞為再增壓風洞。
[0016]綜上內容，本發(fā)明所述的高速軌道車輛受電弓風洞測試裝置，與現有技術相比，具有如下優(yōu)點:[0017](I)該裝置可以同時測量受電弓的氣動阻力、側向力及弓頭氣動升力等，測試更加方便、準確，還可以提高風洞試驗的效率，降低風洞試驗成本。
[0018](2)通過上轉盤和下轉盤的轉動，實現受電弓側滑角的連續(xù)變化，更為真實地模擬列車運行工況，使試驗數據更加準確，并且可以連續(xù)測量。
[0019](3)用于測試弓頭氣動升力的測力天平通過天平支桿與上方的上轉盤連接，可以使弓頭氣動升力測試更加方便、準確。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明結構示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明受電弓上部的測試裝置結構示意圖；
[0022]圖3是本發(fā)明受電弓底部的測試裝置結構示意圖。
[0023]如圖1至圖3所示，風洞試驗段1，受電弓2，絕緣子3，上轉盤4，下轉盤5，第一測力天平6，墊板7，下連接板8，弓頭9，第二測力天平10，天平支桿11，上連接板12，萬向球軸承13。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細描述:
[0025]如圖1所示，本發(fā)明所述的高速軌道車輛受電弓風洞測試裝置，包括一個風洞試驗段1，在風洞試驗段I內設置有被測試的受電弓2，受電弓2的下方設置有三個絕緣子3。該風洞試驗段I可實現O — 500km/h的受電弓測力風洞試驗。
[0026]風洞試驗段I的內部在垂直方向上設置有可轉動的上轉盤4和下轉盤5，受電弓2安裝在上轉盤4和下轉盤5之間。
[0027]如圖1和圖3所示，為了能夠準確測試受電弓2的氣動阻力、氣動升力、側向力,在每個絕緣子3的下方固定連接一個第一測力天平(六分量)6。絕緣子3的底部與第一測力天平6之間設置一層墊板7，絕緣子3、墊板7和第一測力天平6之間通過螺栓固定連接在一起，墊板7可以起到調節(jié)高度的作用，使三個第一測力天平6處于同一平面。第一測力天平6的底部通過螺栓固定連接一塊下連接板8上，下連接板8為一塊圓形板，三個第一測力天平6同時固定在一塊下連接板8上，下連接板8再通過螺栓與下轉盤5固定連接。下連接板8的利用下轉盤5的既有螺栓孔連接，而三個第一測力天平6通過螺栓與下連接板8連接，避免在下轉盤5上打孔，因為下轉盤5與一套私服電機轉動機構相連接，拆裝復雜，且加工成本高，下連接板8的使用可以有效避免上述問題。第一測力天平6采用六分量測力天平，可以更準確的測量受電弓2的多分量氣動阻力、氣動升力、側向力等，而且易于拆卸、安裝。
[0028]如圖1和圖2所示，受電弓2頂部的弓頭9上部設置一個連接萬向球軸承13與第二測力天平10相連接，第二測力天平10采用單分量測力天平，第二測力天平10用于測量弓頭氣動抬升力。第二測力天平10通過一根天平支桿11與上轉盤4固定連接，天平支桿11采用剛性的金屬桿，天平支桿11的頂端通過螺栓固定連接一塊上連接板12，上連接板12再通過螺栓與上轉盤4固定連接，天平支桿11的底端通過螺栓與第二測力天平10固定連接。上連接板12的利用上轉盤4的既有螺栓孔連接，而天平支撐桿11通過螺栓與上連接板12連接，避免在上轉盤4上打孔，因為上轉盤4與一套私服電機轉動機構相連接，拆裝復雜，且加工成本高，上連接板12的使用可以有效避免上述問題。第二測力天平10通過天平支桿11固定在上轉盤4上，可以避免現有技術中采用拉繩連接測力天平所帶來的拉繩本身氣動力、拉繩角度、拉繩振動等對測試結果的影響。弓頭9的滑板與第二測力天平10之間通過萬向球軸承13連接，使第二測力天平10與弓頭9的滑板之間為滾珠接觸，避免在此處因為旋轉產生力矩，影響氣動升力測試的準確性。
[0029]上轉盤4和下轉盤5嵌入安裝在風洞試驗段I的內壁上，上轉盤4和下轉盤5由電機帶動在360°范圍內旋轉，上轉盤4和下轉盤5通過控制實現同步轉動。上轉盤4和下轉盤5同步轉動時,帶動下連接板8、三個第一測力天平6、三個絕緣子3、受電弓2及上連接板12、天平支桿11、第二測力天平10等一起轉動。
[0030]試驗時，風洞試驗段I向受電弓2吹風，模擬高速列車直線運行時的工況，此時，通過第一測力天平6和第二測力天平10讀取相關數據，進而同步得到該工況下的受電弓2的氣動阻力、氣動升力、側向力及弓頭氣動抬升力。
[0031]進一步，驅動上轉盤4和下轉盤5同步轉動，在風洞試驗段I的基礎上，使受電弓2側滑角連續(xù)變化，模擬列車運行時不同迎風角的工況，進行受電弓360°側偏角連續(xù)吹風試驗。上轉盤4和下轉盤5連續(xù)轉動，實現360°連續(xù)測量，通過第一測力天平6和第二測力天平10實時讀取相關數據，同步得到該工況下的受電弓2的氣動阻力、氣動升力、側向力及弓頭氣動抬升力等。可以實現不同速度等級(O — 500km/h根據需要任選速度級)，不同側偏角(O — 360°根據需要任選速側偏角)連續(xù)測試。
[0032]本實施例中，還可以在增壓風洞中使用，可以通過增壓改變雷諾數，進而更加真實的模擬列車運行工況，使測試數據更為精確，為列車設計提供更為可靠地保證。
[0033]如上所述，結合附圖所給出的方案內容，可以衍生出類似的技術方案。但凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內容，依據本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內。
【權利要求】
1.一種高速軌道車輛受電弓風洞測試裝置，包括風洞、受電弓、絕緣子，其特征在于:在所述風洞的垂直方向上設置有可轉動的上轉盤和下轉盤，所述絕緣子下方連接第一測力天平，所述第一測力天平的底部連接所述下轉盤，所述受電弓的弓頭連接第二測力天平，所述第二測力天平通過天平支桿與所述上轉盤連接。
2.根據權利要求1所述的高速軌道車輛受電弓風洞測試裝置，其特征在于:所述絕緣了為三個，每個所述絕緣子的下方分別連接一個所述第一測力天平。
3.根據權利要求1所述的高速軌道車輛受電弓風洞測試裝置，其特征在于:所述受電弓的弓頭與所述第二測力天平之間通過萬向球軸承連接。
4.根據權利要求1所述的高速軌道車輛受電弓風洞測試裝置，其特征在于:所述上轉盤和下轉盤同步轉動。
5.根據權利要求4所述的高速軌道車輛受電弓風洞測試裝置，其特征在于:所述上轉盤和下轉盤360°旋轉。
6.根據權利要求1所述的高速軌道車輛受電弓風洞測試裝置，其特征在于:所述絕緣子的底部通過墊板與所述第一測力天平連接。
7.根據權利要求1所述的高速軌道車輛受電弓風洞測試裝置，其特征在于:所述第一測力天平通過下連接板與所述下轉盤連接。
8.根據權利要求1所述的高速軌道車輛受電弓風洞測試裝置，其特征在于:所述天平支桿通過上連接板與所述上轉盤連接。
9.根據權利要求1所述的高速軌道車輛受電弓風洞測試裝置，其特征在于:所述第一測力天平為六分量測力天平，所述第二測力天平為單分量測力天平。
10.根據權利要求1所述的高速軌道車輛受電弓風洞測試裝置，其特征在于:所述風洞為再增壓風洞。
【文檔編號】G01M9/02GK103630324SQ201310308528
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年7月22日 優(yōu)先權日:2013年7月22日
【發(fā)明者】付善強, 劉韶慶, 鄧小軍, 陳大偉, 林鵬, 韓運動 申請人:南車青島四方機車車輛股份有限公司