铁路漏斗车综合模拟试验系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种铁路漏斗车综合模拟试验系统，该试验系统包括正交六自由度激振平台、模拟漏斗车料仓、底门开闭机构、纵向载荷模拟加载机构和物料循环系统，模拟漏斗车料仓安装于正交六自由度激振平台上端，正交六自由度激振平台与模拟漏斗车料仓相对处设有落料口，底门开闭机构与模拟漏斗车料仓的底门连接，纵向载荷模拟加载机构底端垂向固定于正交六自由度激振平台，纵向载荷模拟加载机构顶端与模拟漏斗车料仓端墙连接。物料循环系统与模拟漏斗车料仓和正交六自由度激振平台的落料口相对应。该试验系统可准确模拟漏斗车真实试验环境，完成漏斗车功能模拟试验、振动试验和物料循环试验。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种漏斗车试验装置，具体的说，涉及一种铁路漏斗车综合模拟试验系统。
技术介绍
目前国内外针对铁路漏斗车的试验手段相对缺乏，并且技术落后。根据北美铁路协会标准AAR S-233-2014《有盖漏斗车新重力卸货口技术条件》。以漏斗车的核心部件(底门及开闭机构)作为研究试验对象，需要完成铁路漏斗车底门及开闭机构的功能模拟试验、振动试验、物料循环试验、密封性试验以及底门开闭机构循环试验等多项综合性试验，而现有试验方法及试验装置无法完成功能模拟试验、振动试验和物料循环试验，仅能够分别完成物料密封性试验、底门开闭机构循环试验等简单试验，而且这些试验装置功能单一、效率低下、试验过程相对繁琐，已经无法满足漏斗车技术研发及试验测试的进一步需要。现有漏斗车模拟试验装置，如大连交通大学卢碧红等公开一种纵向底门煤炭漏斗车车体FEA与强度试验，将漏斗车车体物理模型转化成有限元模型，对车体空车和重车工况分别进行有限元静强度分析、刚度分析，即上述强度试验采用有限元软件分析方法，软件分析方式的分析结果需与样车测试结果进行结合，方能验证软件分析的正确性。且软件分析方法仅能模拟漏斗车的部分试验，如强度测试试验，无法分析与模拟漏斗车的实况作业，如振动工况、物料循环工况和底门开闭工况等。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种铁路漏斗车综合模拟试验系统，完成漏斗车功能模拟试验、振动试验和物料循环试验。本技术的技术方案是：一种铁路漏斗车综合模拟试验系统，试验系统包括正交六自由度激振平台、模拟漏斗车料仓、底门开闭机构、纵向载荷模拟加载机构和物料循环系统，所述模拟漏斗车料仓盛放物料，所述模拟漏斗车料仓安装于所述正交六自由度激振平台上端，所述正交六自由度激振平台与所述模拟漏斗车料仓相对处设有落料口；所述底门开闭机构与所述模拟漏斗车料仓的底门连接，通过底门开闭机构控制底门开闭动作；所述纵向载荷模拟加载机构底端垂向固定于所述正交六自由度激振平台，所述纵向载荷模拟加载机构顶端与所述模拟漏斗车料仓端墙连接，所述纵向载荷模拟加载机构将垂向作动力转化为对所述模拟漏斗车料仓的纵向作动力；所述物料循环系统与所述模拟漏斗车料仓及所述正交六自由度激振
平台的落料口相对应。优选的是，所述正交六自由度激振平台包括平台基座、水平激振器、垂向激振器、垂向支撑装置和水平向反力座；所述水平激振器与所述垂向激振器正交布置，所述水平激振器水平布置于所述平台基座的相邻两边，所述水平激振器两端分别与所述平台基座侧边和所述水平向反力座连接，所述水平向反力座底端与试验系统基座固定；所述垂向激振器布置于所述平台基座底部；所述垂向支撑装置上端与平台基座底面固定连接，所述垂向支撑装置下端与试验系统基座固定。优选的是，所述垂向支撑装置采用空气弹簧，所述空气弹簧共有6只，通过气路控制系统将空气弹簧分两组控制，所述气路控制系统包括气源、气动三联件、集气罐、电磁阀和调压阀，气源经气动三联件连通集气罐；集气罐气路输出端依次经电磁阀、调压阀连通至空气弹簧，通过电磁阀控制空气弹簧充气与保压作业。优选的是，所述水平激振器和所述垂向激振器的两端均设有自由转动的球铰。优选的是，所述模拟漏斗车料仓包括立柱、端墙、侧墙和底门；所述立柱底端垂向固定于所述正交六自由度激振平台基座表面，所述立柱构成料仓四方形外框架，所述端墙、所述侧墙和所述底门围成物料盛放空间，所述侧墙安装于外框架的前侧和后侧；所述端墙包括斜向端墙和垂向端墙，所述斜向端墙倾斜放置，所述斜向端墙上端与左侧立柱固定，所述斜向端墙前后两侧与所述侧墙固定；所述垂向端墙安装于外框架右侧，所述垂向端墙底端垂向固定于所述正交六自由度激振平台基座表面；所述底门包括底门活动端、底门铰接端和底门基板，底门基板的底门活动端与所述斜向端墙下端接触连接，底门基板的底门铰接端与所述垂向端墙铰接。优选的是，所述底门开闭机构包括连杆、底门测力传感器、底门开闭作动器，所述连杆与所述底门的底门基板铰接，所述底门开闭作动器一端通过所述底门测力传感器与所述连杆连接，所述底门开闭作动器另一端固定于所述正交六自由度激振平台，通过液压系统控制所述底门开闭作动器带动连杆开闭底门。优选的是，所述纵向载荷模拟加载机构包括安装座、纵向液压作动器、曲柄、连接杆，所述安装座底端和所述纵向液压作动器底端均固定于所述正交六自由度激振平台，所述曲柄中部与所述安装座上端铰接，所述曲柄左右两端分别连接所述纵向液压作动器和所述连接杆，所述连接杆远离曲柄一端连接所述模拟漏斗车料仓的斜向端墙，所述纵向液压作动器与所述正交六自由度激振平台和所述曲柄连接处均设有自由转动的球铰，通过液压装置控制所述液压作动器产生垂向作动力，垂向作动力经所述曲柄转化为所述连接杆的纵向作动力，施加于
所述模拟漏斗车料仓的斜向端墙。优选的是，所述物料循环系统采用T型结构，T型结构包裹所述正交六自由度激振平台和所述模拟漏斗车料仓；所述T型结构底端水平探入至所述正交六自由度激振平台下端，所述T型结构底端与落料口对应处设有进料口，所述T型结构上端右侧与模拟漏斗车料仓相应处设有出料口，T型结构上端左侧设有排料口，排料口、进料口和出料口之间设有物料传送装置。本技术与现有技术相比的有益效果为：1)该试验系统采用正交六自由度激振平台，刚度大，通过正交布置的水平激振器和垂向激振器，实现具有六个自由度的激振功能，准确模拟漏斗车真实试验环境；2)由于垂向激振器静态以及动态负载过大，通过垂向支撑装置辅助支撑激振平台，垂向支撑装置采用空气弹簧，具有吸收激振平台高频振动和隔音作用，以及升降换型作用，通过空气弹簧气路控制系统实现多个空气弹簧在短时间内一同升降，可大大减小垂向激振器的负担，节省成本；3)物料循环系统采用T型结构，一方面满足物料循环试验的需求；另一方面解决试验后物料回收处理问题，提高试验系统自动化程度；4)纵向载荷模拟加载机构的液压作动器垂向布置，并产生垂向作动力，垂向作动力经曲柄转化为连接杆的纵向作动力，施加于斜向端墙，该设置方式可减小占地空间，使试验系统布置更加紧凑。附图说明图1为本技术试验系统的结构示意图(一)；图2为本技术试验系统的结构示意图(二)；图3为图1的侧视图；图4本技术正交六自由度激振平台结构示意图；图5为图4俯视图；图6为模拟漏斗车料仓结构示意图；图7为底门开闭机构结构示意图；图8为纵向载荷模拟加载机构结构示意图；图9为空气弹簧气路控制系统示意图。图中，正交六自由度激振平台1；模拟漏斗车料仓2；底门开闭机构3；纵向载荷模拟加载机构4；物料循环系统5；落料口6；控制间7；油源间8；冷却塔9；试验系统基座10；平台基座101；水平激振器102；垂向激振器103；垂向支撑装置104；水平向反力座105；气源1041；气动三联件1042；集气罐1043；电磁阀1044；调压阀1045；立柱201；侧墙202；底门203；斜向端墙204；垂向端墙205；连杆301；底门测力传感器302；底门开闭作动器303；安装座401；纵向液压作动器402；曲柄403；连接杆404；出料口501；排料口502；进料口503；物料传送装置504；回收小车505；具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁路漏斗车综合模拟试验系统，其特征在于：试验系统包括正交六自由度激振平台、模拟漏斗车料仓、底门开闭机构、纵向载荷模拟加载机构和物料循环系统，所述模拟漏斗车料仓盛放物料，所述模拟漏斗车料仓安装于所述正交六自由度激振平台上端，所述正交六自由度激振平台与所述模拟漏斗车料仓相对处设有落料口；所述底门开闭机构与所述模拟漏斗车料仓的底门连接，通过底门开闭机构控制底门开闭动作；所述纵向载荷模拟加载机构底端垂向固定于所述正交六自由度激振平台，所述纵向载荷模拟加载机构顶端与所述模拟漏斗车料仓端墙连接，所述纵向载荷模拟加载机构将垂向作动力转化为对所述模拟漏斗车料仓的纵向作动力；所述物料循环系统与所述模拟漏斗车料仓及所述正交六自由度激振平台的落料口相对应。

【技术特征摘要】
1.一种铁路漏斗车综合模拟试验系统，其特征在于：试验系统包括正交六自由度激振平台、模拟漏斗车料仓、底门开闭机构、纵向载荷模拟加载机构和物料循环系统，所述模拟漏斗车料仓盛放物料，所述模拟漏斗车料仓安装于所述正交六自由度激振平台上端，所述正交六自由度激振平台与所述模拟漏斗车料仓相对处设有落料口；所述底门开闭机构与所述模拟漏斗车料仓的底门连接，通过底门开闭机构控制底门开闭动作；所述纵向载荷模拟加载机构底端垂向固定于所述正交六自由度激振平台，所述纵向载荷模拟加载机构顶端与所述模拟漏斗车料仓端墙连接，所述纵向载荷模拟加载机构将垂向作动力转化为对所述模拟漏斗车料仓的纵向作动力；所述物料循环系统与所述模拟漏斗车料仓及所述正交六自由度激振平台的落料口相对应。2.根据权利要求1所述的铁路漏斗车综合模拟试验系统，其特征在于：所述正交六自由度激振平台包括平台基座、水平激振器、垂向激振器、垂向支撑装置和水平向反力座；所述水平激振器与所述垂向激振器正交布置，所述水平激振器水平布置于所述平台基座的相邻两边，所述水平激振器两端分别与所述平台基座侧边和所述水平向反力座连接，所述水平向反力座底端与试验系统基座固定；所述垂向激振器布置于所述平台基座底部；所述垂向支撑装置上端与平台基座底面固定连接，所述垂向支撑装置下端与试验系统基座固定。3.根据权利要求2所述的铁路漏斗车综合模拟试验系统，其特征在于：所述垂向支撑装置采用空气弹簧，所述空气弹簧共有6只，通过气路控制系统将空气弹簧分两组控制，所述气路控制系统包括气源、气动三联件、集气罐、电磁阀和调压阀，气源经气动三联件连通集气罐；集气罐气路输出端依次经电磁阀、调压阀连通至空气弹簧，通过电磁阀控制空气弹簧充气与保压作业。4.根据权利要求2所述的铁路漏斗车综合模拟试验系统，其特征在于：所述水平激振器和所述垂向激振器的两端均设有自由转动的球铰。5.根据权利要求1所述的铁路漏斗车综合模拟试验系统，其特征在于：所述模拟漏斗车料仓包括立柱、端墙、侧墙和底门；所述立柱底端垂向固定于所述正交六自由度激振平...

【专利技术属性】
技术研发人员：高世卿，马飞，刘克强，金星，丁辉，李江波，
申请(专利权)人：中车青岛四方车辆研究所有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37