一种便携式模拟铁轨运营的激振系统技术方案

本发明专利技术提供一种便携式模拟铁轨运营的激振系统，包括步进电机、减速箱、支架、夹紧装置、激振器。激振装置通过夹紧装置固定在被测的铁轨上，支架上的步进电机通过减速箱，将动力平均输出给减速箱的两根输出轴，两根输出轴末端各装有一个单齿齿轮，单齿齿轮连续旋转与激振杆上的齿进行啮合，驱动激振装置的激振杆上移，激振杆在弹簧力作用下复位，冲击被测铁轨。步进电机转速通过控制器可以调节，实现不同激振频率，冲击力可以通过调解弹簧的预压缩量实现。本发明专利技术的优点为：结构紧凑、易便携，安装和使用方法简单，可靠性高，现场调解方便，可以模拟不同工况下铁轨激振信号。

A portable excitation system for simulating rail operation

【技术实现步骤摘要】
一种便携式模拟铁轨运营的激振系统
本专利技术涉及激振系统
，特别涉及电控激振系统，具体为一种便携式模拟铁轨运营的电动加载系统。
技术介绍
我国的铁路和地铁建设事业发展迅猛，并且已经取得良好的经济和社会效益。随着轨道交通运输速度不断提升，对铁轨的试运营以及使用一段时间后的状态监测是确保轨道交通安全运行的重要保障，对铁轨运行状态和安全状况的检测是目前轨道部门亟待解决的难题之一，更是确保轨道交通长时间安全运行的重中之重。铁轨在火车或者地铁激励下的振动是检测铁轨运行状态的关键内容，利用火车或地铁运行时进行铁轨的在线检测，不仅时间短且成本高，对现场传感器和设备损害大，同时，建筑物附近的轨道交通对居民生活、工作和休息会产生一定的影响，因此，轨道交通振动引发的问题备受关注，针对列车或者地铁正常运行期间的振动对铁轨、地基、周边环境、地表建筑的影响成为主要的研究方向。目前，针对模拟铁轨冲击试验多用重锤法，重锤法设备庞大，且冲击力大小和频率难以调节，方法不够灵活。因此，为切实模拟铁轨运行时的真实振动特性，需要一套冲击力大小和频率可调的便携式激振设备，为铁轨振动研究提供激振源，特别为铁轨振动监测的实验研究提供一种新手段。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种用于模拟列车或地铁运行在铁轨上时，对铁轨产生的振动冲击，实现振动频率和冲击力可调的便携式模拟铁轨运营的激振装置。该装置具有安装调节方便、结构简单、成本低等特点，可以很好适用于列车铁轨或地铁铁轨的振动冲击。本专利技术的技术方案是：一种便携式模拟铁轨运营的激振系统，其特征在于，所述的激振系统包括步进电机和变速箱总成、设备支架、激振装置、夹紧装置；所述步进电机和变速箱总成安装在设备支架上；所述设备支架包括铝型材、角铁，其中，铝型材立柱沿其高度方向设置有多个安装孔，铝型材中的上部横梁通过选择铝合金立柱上的不同位置连接而调整其高度位置，实现激振力调节；所述激振装置包括复位弹簧、弹簧座、激振杆、不完全齿轮、激振杆导路；所述变速箱设置有两根平行的输出轴，两根输出轴上分别设置所述不完全齿轮，激振杆处在两根输出轴上之间，激振杆的两侧边分别设置与不完全齿轮相配的单齿或齿条；所述夹紧装置设置在设备支架的下部，用于夹紧被测铁轨，使被测铁轨不松动地处在激振装置的下方；所述夹紧装置的底盘通过底盘安装螺栓选择铝合金立柱上的不同位置连接，实现夹紧装置在高度方向上的整体位置调整；所述激振杆通过激振杆导路与弹簧座形成移动副，所述激振杆可以在竖直方向沿着激振杆导路方向上下移动；所述弹簧座通过弹簧座固定螺栓固定在设备支架的上部横梁上，所述弹簧座与所述激振杆中间设有复位弹簧。进一步地，所述变速箱是由上箱体、下箱体、输入轴、输入轴平键、第一输出轴、第二输出轴、放油螺塞、透视盖、透视盖安装螺栓、输入轴齿轮、第一输出轴齿轮、第二输出轴齿轮、轴承透盖、轴承闷盖；所述输入轴齿轮通过平键与输入轴进行周向定位，通过套筒进行轴向定位，同时所述输入轴由一对轴承支撑，且通过嵌入式轴承透盖和嵌入式轴承闷盖进行轴承的轴向定位；所述第一输出轴和第二输出轴结构和其上零件相同，其中所述第一输出轴上的第一输出轴齿轮通过平键实现与第一输出轴的周向固定，所述第一输出轴齿轮通过套筒与第一输出轴实现轴向定位，所述第一输出轴上的轴承通过嵌入式轴承透盖和嵌入式轴承闷盖进行轴向定位；所述不完全齿轮由平键与第一输出轴进行周向固定，通过齿轮轴端定位挡圈和齿轮轴端固定螺栓与第一输出轴实现周向定位以及紧固。进一步地，所述不完全齿轮为单齿齿轮或2-4个连续齿的齿轮，所述激振杆两侧边设置相应的单齿或齿条。进一步地，所述第一输出轴伸出端，装有轴承支撑，所述轴承支撑安装在设备支架铝型材的槽中，轴承支撑侧边设有螺纹孔，所述轴承支撑通过铝型材角铁固定在设备支架上，轴承支撑可以在槽内进行水平方向的位移调节。进一步地，所述夹紧装置包括所述夹紧装置底盘、夹紧装置底盘安装螺栓、夹紧块、夹紧装置上连架杆、带手柄的夹紧装置连杆、夹紧装置下连架杆、夹紧装置铰链、夹紧装置支撑杆；所述激振系统是由夹紧块实现与被测铁轨夹紧，所述夹紧块与夹紧装置支撑杆固结一起，同时夹紧装置支撑杆与夹紧装置下连架杆固结，所述夹紧块、夹紧装置支撑杆和夹紧装置下连架杆共同构成同一构件，所述夹紧装置下连架杆通过夹紧装置铰链与夹紧装置连杆形成转动副，所述夹紧装置上连架杆与夹紧装置连杆通过夹紧装置铰链形成转动副，所述夹紧装置上连架杆和夹紧装置下连架杆与夹紧装置底盘各通过夹紧装置铰链形成转动副，所述夹紧装置底盘通过四组夹紧装置底盘安装螺栓固定在设备支架上；所属夹紧装置夹紧时保证夹紧装置上连架杆与夹紧装置连杆共线，处于四杆机构的死点状态，确保夹紧可靠。本专利技术装置方便携带和易于安装，能够模拟列车启动、停止及运行时对铁轨产生的冲击，替代实际列车运行时的实际工况，降低测试成本，保障测试安全，测试过程获取振动信号为铁轨正常维护以及列车运行时对周围环境的影响提供数据支持。附图说明图1、2分别为一种便携式模拟铁轨运营激振系统的主视图和A向视图；图3、4分别为本专利技术中步进电机和变速箱总成的主视图和立体图；图5为本专利技术中变速箱内输入轴系和输出轴系的立体图；图6为本专利技术中设备支架立体图；图7、8分别为本专利技术中激振装置的主视图和立体图；图9、10分别为本专利技术中夹紧装置的主视图和立体图。具体实施方式以下结合附图说明对本专利技术的具体实施方式做进一步详细描述，但本实施并非用于限制本专利技术的保护范围，凡是采用本专利技术的相似结构及其细节变化，均应列入本专利技术的保护范围。一种便携式模拟铁轨运营的激振系统，包括：步进电机和变速箱(DX)、设备支架、激振装置(JZ)、夹紧装置(JJ)。夹紧装置(JJ)操作方便且安全可靠，激振装置(JZ)中激振杆的振动频率和振动力大小可调。所述步进电机和变速箱总成(DX)包括步进电机1、电机座2、电机安装螺栓组3、联轴器4、变速箱5、变速箱安装螺栓16、电机支架安装螺栓17。所述激振装置(JZ)包括复位弹簧8、弹簧座9、激振杆10、单齿齿轮11和38、单齿齿轮轴端定位挡圈23、单齿齿轮轴端固定螺栓24、弹簧座固定螺栓25、激振杆导路26。所述夹紧装置(JJ)包括夹紧装置底盘12、夹紧装置底盘安装螺栓13、夹紧块14、夹紧装置上连架杆18、带操作手柄的夹紧装置连杆19、夹紧装置下连架杆21、夹紧装置铰链20、夹紧装置支撑杆22。所述步进电机1通过电机安装螺栓组3安装在电机支架2上，所述电机支架2通过电机支架安装螺栓17固定在设备支架6上。所述步进电机1通过电机轴平键28与联轴器4相连，并通过变速箱输入轴平键29将电机动力输入至变速箱5。所述变速箱5通过变速箱安装螺栓16固定在设备支架6上，所述设备支架6是由30mm×30mm铝型材通过铝型材角铁7搭建而成。所述变速箱5是由上箱体27、下箱体32、输入轴30、输入轴平键29、第一输出轴40、第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携式模拟铁轨运营的激振系统，其特征在于，所述的激振系统包括步进电机和变速箱总成(DX)、设备支架、激振装置(JZ)、夹紧装置(JJ)；/n所述步进电机和变速箱总成(DX)安装在设备支架上；/n所述设备支架(ZJ)包括铝型材、角铁(7)，其中，铝型材中的上部横梁(L1)通过选择铝合金立柱上的不同位置连接而调整其高度位置，实现激振力调节；/n所述激振装置(JZ)包括复位弹簧(8)、弹簧座(9)、激振杆(10)、不完全齿轮(11、38)、激振杆导路(26)；所述变速箱设置有两根平行的输出轴，两根输出轴上分别设置所述不完全齿轮，激振杆(10)处在两根输出轴上之间，激振杆(10)的两侧边分别设置与不完全齿轮相配的单齿或齿条；/n所述夹紧装置(JJ)设置在设备支架的下部，用于夹紧被测铁轨，使被测铁轨不松动地处在激振装置(JZ)的下方；所述夹紧装置的底盘(12)通过底盘安装螺栓(13)选择铝合金立柱上的不同位置连接，实现夹紧装置(JJ)在高度方向上的整体位置调整；/n所述激振杆(10)通过激振杆导路(26)与弹簧座(9)形成移动副，所述激振杆(10)可以在竖直方向沿着激振杆导路(26)方向上下移动；所述弹簧座(9)通过弹簧座固定螺栓(25)固定在设备支架(6)的上部横梁(L1)上，所述弹簧座(9)与所述激振杆(10)中间设有复位弹簧(8)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种便携式模拟铁轨运营的激振系统，其特征在于，所述的激振系统包括步进电机和变速箱总成(DX)、设备支架、激振装置(JZ)、夹紧装置(JJ)；
所述步进电机和变速箱总成(DX)安装在设备支架上；
所述设备支架(ZJ)包括铝型材、角铁(7)，其中，铝型材中的上部横梁(L1)通过选择铝合金立柱上的不同位置连接而调整其高度位置，实现激振力调节；
所述激振装置(JZ)包括复位弹簧(8)、弹簧座(9)、激振杆(10)、不完全齿轮(11、38)、激振杆导路(26)；所述变速箱设置有两根平行的输出轴，两根输出轴上分别设置所述不完全齿轮，激振杆(10)处在两根输出轴上之间，激振杆(10)的两侧边分别设置与不完全齿轮相配的单齿或齿条；
所述夹紧装置(JJ)设置在设备支架的下部，用于夹紧被测铁轨，使被测铁轨不松动地处在激振装置(JZ)的下方；所述夹紧装置的底盘(12)通过底盘安装螺栓(13)选择铝合金立柱上的不同位置连接，实现夹紧装置(JJ)在高度方向上的整体位置调整；
所述激振杆(10)通过激振杆导路(26)与弹簧座(9)形成移动副，所述激振杆(10)可以在竖直方向沿着激振杆导路(26)方向上下移动；所述弹簧座(9)通过弹簧座固定螺栓(25)固定在设备支架(6)的上部横梁(L1)上，所述弹簧座(9)与所述激振杆(10)中间设有复位弹簧(8)。


2.如权利要求1所述的一种便携式模拟铁轨运营的激振系统，其特征在于，所述变速箱(5)是由上箱体(27)、下箱体(32)、输入轴(30)、输入轴平键(29)、第一输出轴(40)、第二输出轴(37)、放油螺塞(31)、透视盖(33)、透视盖安装螺栓(34)、输入轴齿轮(39)、第一输出轴齿轮(42)、第二输出轴齿轮(35)、轴承透盖(36)、轴承闷盖(41)；所述输入轴齿轮(39)通过平键(44)与输入轴(30)进行周向定位，通过套筒(45)进行轴向定位，同时所述输入轴(30)由一对轴承(43)支撑，且通过嵌入式轴承透盖(36)和嵌入式轴承闷盖(41)进行轴承(43)的轴向定位；所述第一输出轴(40)和第二输出轴(37)结构和其上零件相同，其中所述第一输出轴(40)上的第一输出轴齿轮(42)通过平键(44)实现与第一输出轴(40)的周...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆倩倩，邵威，
申请(专利权)人：浙江大学城市学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33