一種鐵路轉(zhuǎn)轍機(jī)振動(dòng)傳遞路徑分析的試驗(yàn)測試裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于機(jī)械結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析與檢測領(lǐng)域，具體涉及一種鐵路轉(zhuǎn)轍機(jī)振動(dòng)傳遞路徑分析的試驗(yàn)測試裝置，其特征是：左垂直振動(dòng)量檢測傳感器(8)、左水平振動(dòng)量檢測傳感器(9)、右垂直振動(dòng)量檢測傳感器(10)、右水平振動(dòng)量檢測傳感器(11)及模擬振動(dòng)目標(biāo)檢測點(diǎn)傳感器(6)是加速度傳感器。這種鐵路轉(zhuǎn)轍機(jī)振動(dòng)傳遞路徑分析的試驗(yàn)測試裝置，通過對振動(dòng)傳遞路徑的分析，能夠指導(dǎo)轉(zhuǎn)轍機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與改進(jìn)，從而提高鐵路轉(zhuǎn)轍機(jī)在實(shí)際工作中的抗振性能與工作可靠性。
【專利說明】一種鐵路轉(zhuǎn)轍機(jī)振動(dòng)傳遞路徑分析的試驗(yàn)測試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于機(jī)械結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析與檢測領(lǐng)域，具體涉及一種鐵路轉(zhuǎn)轍機(jī)振動(dòng)傳遞路徑分析的試驗(yàn)測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]轉(zhuǎn)轍機(jī)是道岔的轉(zhuǎn)換設(shè)備，它的主要功能是轉(zhuǎn)換鎖閉道岔尖軌，表示和監(jiān)督聯(lián)鎖區(qū)內(nèi)道岔尖軌或者心軌的位置以及狀態(tài)，對于車站信號燈實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制及遠(yuǎn)距離控制也是非常有必要的。轉(zhuǎn)轍機(jī)是道岔控制系統(tǒng)重要的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，也是重要的信號基礎(chǔ)設(shè)備。
[0003]為了滿足近年來鐵路提速的要求，轉(zhuǎn)轍機(jī)在結(jié)構(gòu)、工作狀態(tài)等方面都發(fā)生了很大的變化。轉(zhuǎn)轍機(jī)運(yùn)行的準(zhǔn)確可靠，對于列車的行車安全以及保證高效的運(yùn)輸效率，都有極其重要的影響。而現(xiàn)場振動(dòng)環(huán)境的復(fù)雜性對轉(zhuǎn)轍機(jī)的振動(dòng)性能有了更高的要求，因此，研究鐵路轉(zhuǎn)轍機(jī)的振動(dòng)傳遞特性，從而優(yōu)化轉(zhuǎn)轍機(jī)的結(jié)構(gòu)，降低轉(zhuǎn)轍機(jī)振動(dòng)水平保證轉(zhuǎn)轍機(jī)的運(yùn)行可靠和使用性能是很必要的。
[0004]目前，國內(nèi)外對于鐵路轉(zhuǎn)轍機(jī)振動(dòng)問題還沒有很深入的研究，大部分的研究都集中在結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)、動(dòng)力學(xué)分析等方面，很少有針對振動(dòng)問題的專門研究或解決方法。這些方面的研究對提高轉(zhuǎn)轍機(jī)的工作性能也是很有幫助的，但是對與提高轉(zhuǎn)轍機(jī)的抗振性能、運(yùn)行可靠性還是很困難的。
[0005]振動(dòng)傳遞路徑分析方法目前在國外已成功運(yùn)用于解決汽車的整車NVH問題，其成功解決了汽車振動(dòng)、噪聲、運(yùn)行平順行等問題，已被國外汽車NVH領(lǐng)域所認(rèn)同，但在國內(nèi)，對該方法的研究和應(yīng)用還很少，處于起步階段。
[0006]振動(dòng)傳遞路徑分析方法是專門針對系統(tǒng)振動(dòng)問題的研究方法，它可以找到振動(dòng)源通過相應(yīng)的傳遞路徑到目標(biāo)位置的振動(dòng)具體情況。通過振動(dòng)傳遞路徑分析方法可以在一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)中確定各個(gè)振源的振動(dòng)通過不同路徑傳遞到目標(biāo)位置后在整個(gè)振動(dòng)中所占的比例，確定對目標(biāo)位置處振動(dòng)起主要作用的路徑，從而通過控制改善主要路徑來降低目標(biāo)位置處振動(dòng)水平。
[0007]將其應(yīng)用于鐵路轉(zhuǎn)轍機(jī)的振動(dòng)問題中，可以有效地發(fā)現(xiàn)問題，指導(dǎo)改善轉(zhuǎn)轍機(jī)結(jié)構(gòu)，從而擺脫目前盲目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實(shí)用新型的目的是提供一種鐵路轉(zhuǎn)轍機(jī)振動(dòng)傳遞路徑分析的試驗(yàn)測試裝置，以便根據(jù)鐵路轉(zhuǎn)轍機(jī)實(shí)際工作情況確定其振動(dòng)傳遞路徑分析的目標(biāo)點(diǎn)、路徑點(diǎn)及各條振動(dòng)傳遞路徑，再利用確定的路徑點(diǎn)確定每個(gè)路徑點(diǎn)的參考點(diǎn)，然后采集目標(biāo)點(diǎn)及各參考點(diǎn)的工作響應(yīng)信號；利用得到的路徑點(diǎn)工作載荷及各路徑點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的頻響函數(shù)，計(jì)算得到各條傳遞路徑對振動(dòng)目標(biāo)點(diǎn)的振動(dòng)貢獻(xiàn)量，找到主要的振動(dòng)傳遞路徑。通過對振動(dòng)傳遞路徑的分析，能夠指導(dǎo)轉(zhuǎn)轍機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與改進(jìn)，從而提高鐵路轉(zhuǎn)轍機(jī)在實(shí)際工作中的抗振性能與工作可靠性。[0009]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣解決的:一種鐵路轉(zhuǎn)轍機(jī)振動(dòng)傳遞路徑分析的試驗(yàn)測試裝置，其特征是:它至少包括電機(jī)固定體、左右立柱、轉(zhuǎn)轍機(jī)模擬單元、第一位置、第二位置、模擬振動(dòng)目標(biāo)檢測點(diǎn)傳感器、電機(jī)，電機(jī)固定連接在電機(jī)固定體的中間，電機(jī)固定體通過左右立柱與轉(zhuǎn)轍機(jī)模擬單元在第一位置和第二位置連接，在轉(zhuǎn)轍機(jī)模擬單元的中間有模擬振動(dòng)目標(biāo)檢測點(diǎn)傳感器，在第一位置有左垂直振動(dòng)量檢測傳感器和左水平振動(dòng)量檢測傳感器；在第二位置有右垂直振動(dòng)量檢測傳感器和右水平振動(dòng)量檢測傳感器，通過左垂直振動(dòng)量檢測傳感器和左水平振動(dòng)量檢測傳感器以及右垂直振動(dòng)量檢測傳感器和右水平振動(dòng)量檢測傳感器檢測第一位置和第二位置的水平和垂直振動(dòng)量，通過模擬振動(dòng)目標(biāo)檢測點(diǎn)傳感器提供鐵路轉(zhuǎn)轍機(jī)振動(dòng)傳遞路徑分析的試驗(yàn)測試信號。
[0010]所述的左垂直振動(dòng)量檢測傳感器、左水平振動(dòng)量檢測傳感器、右垂直振動(dòng)量檢測傳感器、右水平振動(dòng)量檢測傳感器及模擬振動(dòng)目標(biāo)檢測點(diǎn)傳感器是加速度傳感器。
[0011]所述的左垂直振動(dòng)量檢測傳感器、左水平振動(dòng)量檢測傳感器、右垂直振動(dòng)量檢測傳感器、右水平振動(dòng)量檢測傳感器及模擬振動(dòng)目標(biāo)檢測點(diǎn)傳感器分別通過振動(dòng)量放大單元接振動(dòng)頻譜儀，振動(dòng)頻譜儀與計(jì)算機(jī)電連接。
[0012]本實(shí)用新型的特點(diǎn)是:本實(shí)用新型將振動(dòng)傳遞路徑分析應(yīng)用于鐵路轉(zhuǎn)轍機(jī)的振動(dòng)問題分析，從而提供了一種專門針對鐵路轉(zhuǎn)轍機(jī)振動(dòng)問題的解決方法。
[0013]I)運(yùn)用逆矩陣法，利用采集的工作響應(yīng)信號和頻響函數(shù)可以有效地計(jì)算出振源傳遞給轉(zhuǎn)轍機(jī)的載荷。
[0014]2)利用計(jì)算得到的外載荷與測試得到的頻響函數(shù)可以求出各條振動(dòng)傳遞路徑對所要分析的振動(dòng)目標(biāo)點(diǎn)的振動(dòng)貢獻(xiàn)量，從而準(zhǔn)確地找到主要的振動(dòng)傳遞路徑。
[0015]3)由于本實(shí)用新型可以準(zhǔn)確地找到主要的振動(dòng)傳遞路徑，便可以有效地指導(dǎo)轉(zhuǎn)轍機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與改進(jìn)，從而提高鐵路轉(zhuǎn)轍機(jī)在實(shí)際工作中的抗振性能與工作可靠性。
[0016]下面結(jié)合實(shí)施例附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明:
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為搭建的模擬鐵路轉(zhuǎn)轍機(jī)實(shí)際工作情況的實(shí)驗(yàn)臺示意圖；
[0018]圖2為實(shí)驗(yàn)臺振動(dòng)傳遞路徑分析結(jié)果圖；
[0019]圖3為實(shí)驗(yàn)臺振動(dòng)傳遞路徑分析結(jié)果譜線圖。
[0020]圖中，1、電機(jī)固定體；2、左右立柱；3、轉(zhuǎn)轍機(jī)模擬單元；4、第一位置；5、第二位置；
6、模擬振動(dòng)目標(biāo)檢測點(diǎn)傳感器；7、電機(jī)；8、左垂直振動(dòng)量檢測傳感器；9、左水平振動(dòng)量檢測傳感器；10、右垂直振動(dòng)量檢測傳感器；11、右水平振動(dòng)量檢測傳感器；12、振動(dòng)量放大單元；13、振動(dòng)頻譜儀；14、計(jì)算機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0021]參照圖1所示，一種鐵路轉(zhuǎn)轍機(jī)振動(dòng)傳遞路徑分析的試驗(yàn)測試裝置，至少包括:電機(jī)固定體1、左右立柱2、轉(zhuǎn)轍機(jī)模擬單元3、第一位置4、第二位置5、模擬振動(dòng)目標(biāo)檢測點(diǎn)傳感器6、電機(jī)7，電機(jī)7固定連接在電機(jī)固定體I的中間，電機(jī)固定體I通過左右立柱2與轉(zhuǎn)轍機(jī)模擬單元3在第一位置4和第二位置5連接，在轉(zhuǎn)轍機(jī)模擬單元3的中間有模擬振動(dòng)目標(biāo)檢測點(diǎn)傳感器6，在第一位置4有左垂直振動(dòng)量檢測傳感器8和左水平振動(dòng)量檢測傳感器9 ;在第二位置5連接有右垂直振動(dòng)量檢測傳感器10和右水平振動(dòng)量檢測傳感器11，通過左垂直振動(dòng)量檢測傳感器8和左水平振動(dòng)量檢測傳感器9以及右垂直振動(dòng)量檢測傳感器10和右水平振動(dòng)量檢測傳感器11檢測第一位置4和第二位置5的水平和垂直振動(dòng)量，通過模擬振動(dòng)目標(biāo)檢測點(diǎn)傳感器6提供鐵路轉(zhuǎn)轍機(jī)振動(dòng)傳遞路徑分析的試驗(yàn)測試信號。
[0022]左垂直振動(dòng)量檢測傳感器8、左水平振動(dòng)量檢測傳感器9、右垂直振動(dòng)量檢測傳感器10、右水平振動(dòng)量檢測傳感器11及模擬振動(dòng)目標(biāo)檢測點(diǎn)傳感器6是加速度傳感器。
[0023]所述的左垂直振動(dòng)量檢測傳感器8、左水平振動(dòng)量檢測傳感器9、右垂直振動(dòng)量檢測傳感器10、右水平振動(dòng)量檢測傳感器11及模擬振動(dòng)目標(biāo)檢測點(diǎn)傳感器6分別通過振動(dòng)量放大單元12接振動(dòng)頻譜儀13,振動(dòng)頻譜儀13與計(jì)算機(jī)14電連接。
[0024]工作分析步驟是:
[0025]在所確定的安裝點(diǎn)上布置加速度傳感器，將電機(jī)7調(diào)至一定轉(zhuǎn)速后，由振動(dòng)量放大單元12、振動(dòng)頻譜儀13、計(jì)算機(jī)14構(gòu)成的采集系統(tǒng)采集各個(gè)測點(diǎn)的工作響應(yīng)信號；
[0026]將轉(zhuǎn)轍機(jī)模擬單元3單獨(dú)卸下，通過錘擊測試獲取每一個(gè)路徑點(diǎn)的頻響函數(shù)。
[0027]根據(jù)得到的頻響函數(shù)，利用公式計(jì)算各個(gè)路徑點(diǎn)的工作載荷。
[0028]根據(jù)得到的各路徑點(diǎn)工作載荷及各路徑點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的頻響函數(shù)，利用公式計(jì)算得到各路徑對振動(dòng)目標(biāo)點(diǎn)的振動(dòng)貢獻(xiàn)量，找到主要的振動(dòng)傳遞路徑。
[0029]參照圖2所示，從圖中可以看出，系統(tǒng)振動(dòng)主要集中在電機(jī)工頻，目標(biāo)點(diǎn)振動(dòng)測試值與計(jì)算值吻合較好，實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較合理。從圖中也可看出，兩立柱的水平向振動(dòng)的貢獻(xiàn)量占主導(dǎo)，而最主要的貢獻(xiàn)量來自于右立柱的水平向振動(dòng)。為了指導(dǎo)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，從結(jié)果的譜線圖上進(jìn)行進(jìn)一步的分析。
[0030]如圖3所示。從譜線圖中也可看到，目標(biāo)點(diǎn)振動(dòng)測試值曲線與計(jì)算值曲線吻合的很好，測試結(jié)果很好。從譜線圖中可看出，在主要的振動(dòng)頻率上(電機(jī)工頻)，傳遞函數(shù)并沒有峰值，而輸入力信號在此頻率上有很大的峰值，這說明造成該路徑振動(dòng)貢獻(xiàn)量較大而引起目標(biāo)點(diǎn)振動(dòng)總量偏大的主要原因是輸入力太大，而不是結(jié)構(gòu)傳遞特性的問題。所以，要解決該振動(dòng)問題，就需降低由振源傳入的作用力。針對降低傳入作用力問題，可以采取在連接處增加橡膠墊圈等隔振裝置；更改現(xiàn)有的螺栓連接方式等措施來實(shí)現(xiàn)降低傳入的作用力，而實(shí)現(xiàn)振動(dòng)系統(tǒng)的整體優(yōu)化。
[0031]工作時(shí)，偏心電機(jī)7轉(zhuǎn)動(dòng)，在電機(jī)7固定體內(nèi)形成振動(dòng)，振動(dòng)量通過左右立柱2傳入轉(zhuǎn)轍機(jī)模擬單元3的第一位置4和第二位置5，再從第一位置4和第二位置5到轉(zhuǎn)轍機(jī)模擬單元3，因此在轉(zhuǎn)轍機(jī)模擬單元3的振動(dòng)主要包括垂直方向與水平方向的振動(dòng)，為分析方便，將左右立柱的連接位置處(第一位置4和第二位置5)的垂直與水平連接位置作為兩個(gè)路徑點(diǎn)，在第一位置4有左垂直振動(dòng)量檢測傳感器8和左水平振動(dòng)量檢測傳感器9 ;在第二位置5有右垂直振動(dòng)量檢測傳感器10和右水平振動(dòng)量檢測傳感器11，通過左垂直振動(dòng)量檢測傳感器8和左水平振動(dòng)量檢測傳感器9以及右垂直振動(dòng)量檢測傳感器10和右水平振動(dòng)量檢測傳感器11檢測第一位置4和第二位置5的水平和垂直振動(dòng)量。
[0032]參照圖2所示，圖中橫坐標(biāo)表示頻率,單位為Hz。振動(dòng)能量由顏色深度表示,單位為dB，1、2欄表示目標(biāo)點(diǎn)振動(dòng)總量的測試值與計(jì)算值，3、4兩欄分別表示右路徑和左路徑的水平向振動(dòng)貢獻(xiàn)量，5、6兩欄分別表示兩條路徑垂直向振動(dòng)貢獻(xiàn)量。
[0033]參照圖3所示，I欄譜圖顯示由主動(dòng)方傳入右立柱水平向振動(dòng)的力信號，橫坐標(biāo)為頻率，單位為Hz，縱坐標(biāo)為力的幅值，單位為N ；2欄譜圖顯示右立柱水平向路徑點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的傳遞函數(shù)，橫坐標(biāo)為頻率，單位為Hz,縱坐標(biāo)為幅值,單位為g/N。3欄譜圖顯示目標(biāo)點(diǎn)振動(dòng)測試值、計(jì)算值及右立柱水平向振動(dòng)貢獻(xiàn)量曲線，橫坐標(biāo)為頻率，單位為Hz，縱坐標(biāo)為幅值，單位為g。
【權(quán)利要求】
1.一種鐵路轉(zhuǎn)轍機(jī)振動(dòng)傳遞路徑分析的試驗(yàn)測試裝置，其特征是:它至少包括電機(jī)固定體(1)、左右立柱(2)、轉(zhuǎn)轍機(jī)模擬單元(3)、第一位置(4)、第二位置(5)、模擬振動(dòng)目標(biāo)檢測點(diǎn)傳感器(6)、電機(jī)(7)，電機(jī)(7)固定連接在電機(jī)固定體(1)的中間，電機(jī)固定體(1)通過左右立柱(2)與轉(zhuǎn)轍機(jī)模擬單元(3)在第一位置(4)和第二位置(5)連接，在轉(zhuǎn)轍機(jī)模擬單元(3)的中間有模擬振動(dòng)目標(biāo)檢測點(diǎn)傳感器(6)，在第一位置(4)有左垂直振動(dòng)量檢測傳感器(8)和左水平振動(dòng)量檢測傳感器(9);在第二位置(5)有右垂直振動(dòng)量檢測傳感器(10)和右水平振動(dòng)量檢測傳感器(11)，通過左垂直振動(dòng)量檢測傳感器(8)和左水平振動(dòng)量檢測傳感器(9)以及右垂直振動(dòng)量檢測傳感器(10)和右水平振動(dòng)量檢測傳感器(11)檢測第一位置(4)和第二位置(5)的水平和垂直振動(dòng)量，通過模擬振動(dòng)目標(biāo)檢測點(diǎn)傳感器(6)提供鐵路轉(zhuǎn)轍機(jī)振動(dòng)傳遞路徑分析的試驗(yàn)測試信號；所述的左垂直振動(dòng)量檢測傳感器(8)、左水平振動(dòng)量檢測傳感器(9)、右垂直振動(dòng)量檢測傳感器(10)、右水平振動(dòng)量檢測傳感器(11)及模擬振動(dòng)目標(biāo)檢測點(diǎn)傳感器(6)分別通過振動(dòng)量放大單元(12)接振動(dòng)頻譜儀(13)，振動(dòng)頻譜儀(13)與計(jì)算機(jī)(14)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路轉(zhuǎn)轍機(jī)振動(dòng)傳遞路徑分析的試驗(yàn)測試裝置，其特征是:左垂直振動(dòng)量檢測傳感器(8)、左水平振動(dòng)量檢測傳感器(9)、右垂直振動(dòng)量檢測傳感器(10)、右水平振動(dòng)量 檢測傳感器(11)及模擬振動(dòng)目標(biāo)檢測點(diǎn)傳感器(6)是加速度傳感器。
【文檔編號】G01M17/08GK203811341SQ201320839262
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】宋志 , 謝明軍, 丁召榮, 周飛, 南長江, 王璞汝, 陳雪峰, 李兵, 羅新杰, 張歡男 申請人:西安鐵路信號有限責(zé)任公司