本發(fā)明屬于試驗(yàn)領(lǐng)域，尤其涉及一種架車機(jī)舉升單元加載試驗(yàn)測(cè)控領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

架車機(jī)是目前用于動(dòng)車段及城軌車輛段檢修車輛的舉升設(shè)備，因車輛較為昂貴，為保證架車機(jī)設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，其舉升單元在出廠前需加載試驗(yàn)，目前國(guó)內(nèi)外尚無(wú)針對(duì)架車機(jī)舉升單元出廠前加載試驗(yàn)的設(shè)備及方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決以上問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種架車機(jī)舉升單元加載試驗(yàn)測(cè)控系統(tǒng)及方法，其能在設(shè)備加工組裝完成前，對(duì)其進(jìn)行加載試驗(yàn)，驗(yàn)證舉升單元的功能和靜強(qiáng)度，試驗(yàn)方便、節(jié)約成本。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種架車機(jī)舉升單元加載試驗(yàn)測(cè)控系統(tǒng)，用于測(cè)試組裝完成的架車機(jī)舉升單元，包括底座，底座上設(shè)置有可安裝待測(cè)舉升單元的支架，支架上設(shè)置有用于向待測(cè)舉升單元施加加載力的加載單元；加載單元電連接有可根據(jù)設(shè)定值控制加載單元施加壓力的控制單元。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，加載單元包括有液壓缸，液壓缸的固定端安裝于支架上，活塞端靠近待加載舉升單元，液壓缸的活塞端底部設(shè)置有可檢測(cè)液壓缸加載壓力的壓力傳感器，壓力傳感器連接于控制單元，以將壓力傳感器感應(yīng)到的壓力信號(hào)傳遞至控制單元。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，液壓缸進(jìn)一步設(shè)置有位移傳感器，位移傳感器用于檢測(cè)液壓缸的位移信號(hào)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，液壓缸的底部設(shè)置有可對(duì)待測(cè)舉升單元施加壓力的接頭。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，控制單元電連接有可貼附于待測(cè)舉升單元上的應(yīng)變片，應(yīng)變片包括呈45°夾角分布的三維應(yīng)變花，控制單元包括可采集應(yīng)變花三維壓力值的采集模塊，可根據(jù)應(yīng)變花壓力值計(jì)算待測(cè)舉升單元主應(yīng)力值的計(jì)算模塊，以及可將計(jì)算模塊中主應(yīng)力值輸出的控制模塊，采集模塊電連接計(jì)算模塊，計(jì)算模塊電連接控制模塊。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，底座上并列設(shè)置有多個(gè)支架，每個(gè)支架上均設(shè)置有單獨(dú)的加載單元，每個(gè)加載單元均電連接于控制單元。

一種架車機(jī)舉升單元加載試驗(yàn)測(cè)控方法，使用上述所述架車機(jī)舉升單元加載試驗(yàn)測(cè)控系統(tǒng)，包括以下步驟：控制單元按照額定壓力值發(fā)出控制信號(hào)至加載單元；加載單元的液壓缸接收控制信號(hào)，并以額定壓力值作為初始?jí)毫κ┘又链郎y(cè)舉升單元上；液壓缸在加載壓力過(guò)程中不斷增加壓力值至預(yù)設(shè)倍數(shù)的額定壓力值，在壓力加載過(guò)程中，液壓缸上的壓力傳感器實(shí)時(shí)反饋液壓缸施加的壓力信號(hào)至控制單元，以對(duì)加載壓力值進(jìn)行檢測(cè)；控制單元同時(shí)根據(jù)反饋壓力調(diào)整施加壓力值，以對(duì)加載壓力進(jìn)行控制。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步包括以下步驟：液壓缸以初始設(shè)定壓力值加載壓力時(shí)，位移傳感器感應(yīng)到液壓缸的初始位移值并反饋至控制單元；液壓缸施加壓力至預(yù)設(shè)額定壓力值倍數(shù)的壓力值時(shí)，位移傳感器感應(yīng)到液壓缸的第二位移值并反饋至控制單元，控制單元計(jì)算第二位移值與初始位移值的差值，并將該差值輸出以作為待測(cè)舉升單元撓度值的檢測(cè)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步包括以下步驟：控制單元采集貼附于待測(cè)舉升單元上應(yīng)變花的應(yīng)力信號(hào)，控制單元的計(jì)算模塊根據(jù)預(yù)設(shè)公式計(jì)算主應(yīng)力值，以對(duì)待測(cè)舉升單元的應(yīng)力進(jìn)行測(cè)試。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，在測(cè)試應(yīng)力值的步驟中，計(jì)算模塊中的預(yù)設(shè)公式為：計(jì)算模塊按照上述預(yù)設(shè)公式順次計(jì)算得出主應(yīng)力值，其中，e為彈性模量，ν為泊松比，ε為應(yīng)變花各個(gè)方向上的應(yīng)力值，σ為主應(yīng)力值。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

1、本發(fā)明架車機(jī)舉升單元加載試驗(yàn)測(cè)控系統(tǒng)，其通過(guò)設(shè)置可安裝車體或轉(zhuǎn)向架的支架，并在支架上安裝有加載單元，這樣即可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)對(duì)組裝好的車體或轉(zhuǎn)向架進(jìn)行測(cè)控，試驗(yàn)方便，簡(jiǎn)單快捷；

2、本發(fā)明架車機(jī)舉升單元加載試驗(yàn)測(cè)控方法，其可對(duì)待加載單元進(jìn)行壓力測(cè)試、舉升撓度測(cè)試以及應(yīng)力測(cè)試，降低了檢測(cè)難度及檢測(cè)成本，提高了檢測(cè)精度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明架車機(jī)舉升單元加載試驗(yàn)測(cè)控系統(tǒng)的正面立體圖；

圖2為本發(fā)明架車機(jī)舉升單元加載試驗(yàn)測(cè)控系統(tǒng)的背面立體圖；

圖3為本發(fā)明架車機(jī)舉升單元加載試驗(yàn)測(cè)控系統(tǒng)的主視圖；

圖4為圖3中a-a的剖視圖；

圖5為應(yīng)變片安裝示意圖。

以上各圖中：1、底座；2、支架；3、加載單元；31、液壓缸；32、接頭；33、位移傳感器；34、壓力傳感器；4、樓梯。

具體實(shí)施方式

下面，通過(guò)示例性的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述。然而應(yīng)當(dāng)理解，在沒(méi)有進(jìn)一步敘述的情況下，一個(gè)實(shí)施方式中的元件、結(jié)構(gòu)和特征也可以有益地結(jié)合到其他實(shí)施方式中。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，架車機(jī)舉升單元加載試驗(yàn)測(cè)控系統(tǒng)的高度方向?yàn)榘惭b后的豎向；術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

參見圖1-圖3，本發(fā)明的架車機(jī)舉升單元加載試驗(yàn)測(cè)控系統(tǒng)，用于測(cè)試組裝完成的架車機(jī)舉升單元，包括底座1，底座1上設(shè)置有可安裝待測(cè)舉升單元的支架2，支架2上設(shè)置有用于向待測(cè)舉升單元施加加載力的加載單元3；加載單元3電連接有可根據(jù)設(shè)定值控制加載單元施加壓力的控制單元。其中，底座1與支架2共同形成可裝載待測(cè)架車機(jī)舉升單元的封閉式框架結(jié)構(gòu)，該封閉式框架結(jié)構(gòu)的一側(cè)設(shè)置有可登上頂部的樓梯4，通過(guò)樓梯4，可方便于對(duì)各個(gè)高度的舉升單元進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)也方便安裝，上述舉升單元包括不限于車體以及轉(zhuǎn)向架。

結(jié)合圖4，本發(fā)明的加載單元3包括有液壓缸31，液壓缸31的固定端安裝于支架2上，活塞端靠近待加載舉升單元，液壓缸31的活塞端底部設(shè)置有可檢測(cè)液壓缸加載壓力的壓力傳感器34。壓力傳感器34連接于控制單元，以將壓力傳感器34感應(yīng)到的壓力信號(hào)傳遞至控制單元。因壓力傳感器34與控制單元電性連接，壓力傳感器34將感應(yīng)的壓力信號(hào)傳遞至控制單元，控制單元檢測(cè)該壓力信號(hào)，同時(shí)，控制單元根據(jù)壓力信號(hào)傳遞的壓力值進(jìn)一步控制液壓缸31的加載壓力，從而實(shí)現(xiàn)了控制單元對(duì)待測(cè)舉升單元的壓力檢測(cè)與加載試驗(yàn)。綜上，控制單元至少包括可采集壓力信號(hào)的壓力采集模塊，可輸出壓力信號(hào)值的壓力輸出模塊，以及可控制液壓缸加載壓力的壓力控制模塊，上述模塊均電性連接。

繼續(xù)參見圖4，本發(fā)明液壓缸31進(jìn)一步設(shè)置有位移傳感器33，該位移傳感器33用于檢測(cè)液壓缸31的位移信號(hào)，此處位移傳感器33優(yōu)選為拉線傳感器；位移傳感器33電性連接控制單元，以將位移傳感器感應(yīng)到的位移信號(hào)傳遞至控制單元。綜上，控制單元至少包括可采集位移信號(hào)的位移采集模塊，以及可輸出位移信號(hào)值的位移輸出模塊，上述模塊均電性連接。

另外，為了使待測(cè)舉升單元安裝在支架后更敏感的感受壓力，在液壓缸32的底部設(shè)置有可對(duì)待測(cè)舉升單元施加壓力的接頭32。通過(guò)接頭32的設(shè)置，使液壓缸31的加載壓力能更直接的傳遞至待測(cè)舉升單元。

另外，參見圖5，控制單元電連接有可貼附于待測(cè)舉升單元上的應(yīng)變片，應(yīng)變片包括呈45°夾角分布的三維應(yīng)變花，如圖5所示，該三維應(yīng)變花分別安裝于x軸、y軸以及與x軸呈45°位置處，控制單元包括可采集應(yīng)變花三維壓力值的采集模塊，可根據(jù)應(yīng)變花壓力值計(jì)算待測(cè)舉升單元主應(yīng)力值的計(jì)算模塊，以及可將計(jì)算模塊中主應(yīng)力值輸出的控制模塊，采集模塊電連接計(jì)算模塊，計(jì)算模塊電連接控制模塊。

其中，上述中，計(jì)算模塊計(jì)算待測(cè)舉升單元主應(yīng)力值的公式為：

σ1＝e×(εmax+εmin×v)/(1-ν²)(4)

σ2＝e×(εmin+εmax×v)/(1-ν²)(5)

e-彈性模量，ν-泊松比。

由上述公式(1)(2)(3)求得主應(yīng)變的數(shù)值和方向，再通過(guò)公式(4)(5)計(jì)算得主應(yīng)力σ1和σ2的數(shù)值，為判斷結(jié)構(gòu)的可靠性提供依據(jù)。以上應(yīng)變采集和應(yīng)力計(jì)算過(guò)程均通過(guò)控制單元中的程序設(shè)定自動(dòng)完成，其精確度更高。

假設(shè)設(shè)置有n個(gè)應(yīng)變片，當(dāng)以初始設(shè)定壓力值施加至待測(cè)舉升單元上時(shí)，依次連接應(yīng)變片1～應(yīng)變片n分別記錄初始值；繼續(xù)施壓到預(yù)設(shè)額定載荷倍數(shù)壓力值時(shí)依次連接應(yīng)變片1～應(yīng)變片n分別記錄并計(jì)算得出n個(gè)待檢測(cè)部位此時(shí)的應(yīng)變值。

另外，本發(fā)明除可單獨(dú)對(duì)一個(gè)待測(cè)舉升單元進(jìn)行測(cè)試外，本發(fā)明還可同時(shí)對(duì)多個(gè)舉升單元進(jìn)行測(cè)試，如圖1-3所示，底座1上并列設(shè)置有多個(gè)支架2，每個(gè)支架2上均設(shè)置有單獨(dú)的加載單元3，每個(gè)加載單元3均電連接于控制單元。如圖所示，以設(shè)置兩個(gè)測(cè)控系統(tǒng)為例，其中一個(gè)支架2上可安裝車體舉升單元，另一個(gè)支架2上可安裝轉(zhuǎn)向架舉升單元。

本發(fā)明還提出了一種架車機(jī)舉升單元加載試驗(yàn)測(cè)控方法，該測(cè)控方法使用上述的架車機(jī)舉升單元加載試驗(yàn)測(cè)控系統(tǒng)，具體包括以下步驟：控制單元按照初始設(shè)定壓力值發(fā)出控制信號(hào)至加載單元；加載單元的液壓缸接收控制信號(hào)，并初始?jí)毫κ┘又链郎y(cè)舉升單元上；液壓缸在加載壓力過(guò)程中不斷增加壓力值至預(yù)設(shè)額定壓力值倍數(shù)的壓力值，在壓力加載過(guò)程中，液壓缸上的壓力傳感器實(shí)時(shí)反饋液壓缸施加的壓力信號(hào)至控制單元，以對(duì)加載壓力值進(jìn)行檢測(cè)；控制單元同時(shí)根據(jù)反饋壓力調(diào)整施加壓力值，以對(duì)加載壓力進(jìn)行控制。

通過(guò)上述壓力傳感器的實(shí)時(shí)感應(yīng)，以及控制單元對(duì)液壓缸壓力的pid調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了待測(cè)舉升單元加載壓力的控制以及檢測(cè)。

同時(shí)，本發(fā)明的測(cè)控方法還可針對(duì)待測(cè)舉升單元的撓度進(jìn)行檢測(cè)，具體檢測(cè)方法進(jìn)一步包括以下步驟：液壓缸以初始設(shè)定壓力值加載壓力時(shí)，位移傳感器感應(yīng)到液壓缸的初始位移值并反饋至控制單元，此時(shí)該位移值記為a；液壓缸施加壓力至預(yù)設(shè)額定壓力值倍數(shù)的壓力值時(shí)，位移傳感器感應(yīng)到液壓缸的第二位移值并反饋至控制單元，此時(shí)該位移值記為b；控制單元計(jì)算第二位移值與初始位移值的差值，并將該差值輸出以作為待測(cè)舉升單元撓度值的檢測(cè)，即位移值b-位移值a所得數(shù)值即得到待測(cè)舉升單元的撓度值。

本發(fā)明同時(shí)可對(duì)待測(cè)舉升單元的應(yīng)力進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)一步包括以下步驟：控制單元采集貼附于待測(cè)舉升單元上應(yīng)變花的應(yīng)力信號(hào)，控制單元的計(jì)算模塊根據(jù)預(yù)設(shè)公式計(jì)算主應(yīng)力值，以對(duì)待測(cè)舉升單元的應(yīng)力進(jìn)行測(cè)試。

在測(cè)試應(yīng)力值的步驟中，計(jì)算模塊中的預(yù)設(shè)公式為：

σ1＝e×(εmax+εmin×v)/(1-ν²)(4)，

σ2＝e×(εmin+εmax×v)/(1-ν²)(5)，

計(jì)算模塊按照上述預(yù)設(shè)公式順次計(jì)算得出主應(yīng)力值，其中，e為彈性模量，ν為泊松比，ε為應(yīng)變花各個(gè)方向上的應(yīng)力值，σ為主應(yīng)力值。

即由公式(1)(2)(3)求得主應(yīng)變的數(shù)值和方向，再通過(guò)公式(4)(5)計(jì)算得主應(yīng)力σ1和σ2的數(shù)值，為判斷待測(cè)舉升單元的可靠性提供依據(jù)。以上應(yīng)變采集和應(yīng)力計(jì)算過(guò)程均通過(guò)控制單元自動(dòng)完成。

具體的，系統(tǒng)施加到初始設(shè)定壓力值時(shí)依次連接多個(gè)應(yīng)變片，如應(yīng)變片1～應(yīng)變片n到設(shè)置于控制單元中的多個(gè)應(yīng)力變送器，以分別記錄初始值；系統(tǒng)繼續(xù)施壓到預(yù)設(shè)額定載荷倍數(shù)的壓力值時(shí)依次連接應(yīng)變片1～應(yīng)變片n到多個(gè)應(yīng)力變送器，分別記錄并計(jì)算得出n個(gè)待檢測(cè)部位此時(shí)的應(yīng)變值。應(yīng)力變送器價(jià)格便宜可重復(fù)使用，節(jié)省測(cè)試成本。

上述中，通過(guò)本架車機(jī)舉升單元加載試驗(yàn)測(cè)控系統(tǒng)及方法可進(jìn)行加載壓力控制及檢測(cè)、舉升柱撓度檢測(cè)、主要部位應(yīng)力檢測(cè)，降低了檢測(cè)難度及檢測(cè)成本，提高了檢測(cè)精度。

同時(shí)，在本發(fā)明中，該測(cè)控系統(tǒng)還設(shè)置有觸摸屏，控制單元連接于觸摸屏，當(dāng)需要對(duì)測(cè)控系統(tǒng)發(fā)出指令時(shí)，可通過(guò)觸摸屏進(jìn)行操作，以進(jìn)一步控制控制單元的控制信號(hào)發(fā)出，通過(guò)觸摸屏，也可直觀的看到各壓力數(shù)值、撓度數(shù)值以及應(yīng)力數(shù)值的大小變化等，更直觀。