一种地铁中心销螺栓振动加速试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种地铁中心销螺栓振动加速试验装置。地铁中心销螺栓两连接件间并没有相对位移，难以用横向振动试验来研究。本实用新型专利技术包括振动试验夹具、应变片、数据采集系统、加速度传感器和振动台；垫块通孔粘贴应变片；等效螺母由振动试验夹具的基板顶部嵌入基板；垫块设置在基板底部；将被测中心销螺栓穿过垫块的通孔，并与等效螺母紧固连接；利用振动台进行振动加速试验，通过应变片采集振动轴向夹紧力，在不同振动量级下进行振动试验，应变片变形变小量超过阈值，即判定被测中心销螺栓松动。本实用新型专利技术为地铁中心销螺栓筛选提供了指导依据，还可以测试涂胶对地铁中心销螺栓防松性能的影响。

A vibration acceleration test device for Metro center pin bolt

【技术实现步骤摘要】
一种地铁中心销螺栓振动加速试验装置
本技术属于螺栓振动试验
，具体涉及一种地铁中心销螺栓振动加速试验装置。
技术介绍
螺栓因其结构简单、标准统一、安装方便等优点，在地铁轨道交通上得到了广泛的应用。由于螺栓联接受到工作场合、使用环境、安装情况以及后期维护等多种因素的影响，在设计和使用前应最大限度保证其安全可靠，并给出一定的安全系数。但是，由于影响因素众多，完全避免失效仍然十分困难。一旦连接部分发生失效，尤其是系统重要部位的联接螺栓发生失效，将会产生严重的后果。因此，为保证地铁安全有序的运行，十分有必要对螺栓的失效机理进行研究。螺栓联接的主要失效形式有松动、断裂、脱扣、腐蚀及疲劳等，其中松动是最常见的螺栓联接失效形式。螺栓预紧力下降标志着螺栓联接的失效，随着失效程度的进一步恶化，可能会导致连接件之间发生分离。因此可以选用预紧力作为螺栓失效研究的应力之一。目前我国用于评价螺纹紧固件防松性能的试验方法主要有地脚螺栓试验法、套筒横向冲击法和横向振动试验法三种，其中应用最广泛的是横向振动试验法，其原理是让两个螺栓联接板间产生一定的相对位移，从而促使螺栓松动。而地铁中心销螺栓两连接件间并没有相对位移，而是在运行时整车均受到随机振动，因此难以用横向振动试验来研究。
技术实现思路
本技术是基于螺栓失效原因研究的基础上，提出一种地铁中心销螺栓振动加速试验装置，可实现地铁中心销螺栓性能快速退化的加速试验，能模拟中心销螺栓的真实安装情况，并实时监测中心销螺栓的轴向夹紧力变化情况，整体可以通过短时间的振动试验完成地铁中心销螺栓的性能退化过程模拟，为地铁中心销螺栓的筛选提供可行的试验依据，以验证和提高地铁中心销螺栓的防松能力。本技术包括振动试验夹具、应变片、数据采集系统、加速度传感器和振动台。所述的加速度传感器设置在振动台的振动台台面上，加速度传感器的信号输出端接振动台自带的振动台控制系统，振动台控制系统的激励信号输出端接振动台的震源的控制信号端。应变片的信号输出端接数据采集系统的数据输入端，数据采集系统的数据输出端接计算机。所述的振动试验夹具包括转向架模拟件和车架模拟件；所述的转向架模拟件包括基板、肋板一、支撑板、肋板二、安装板和垫块；所述的车架模拟件包括等效螺母；所述的安装板开设有锥形孔，锥形孔的锥度与等效螺母的外壁锥度相等；等效螺母嵌入安装板的锥形孔内；安装板与支撑板焊接；所述的支撑板与基板焊接，且支撑板的一侧与基板通过肋板一连接，另一侧与基板通过肋板二连接；垫块设置在安装板底部；所述的基板与振动台的振动台台面通过连接螺栓连接。所述垫块的通孔外沿开设环形槽，垫块的通孔孔壁沿周向均布开设n个轴向槽，4≤n≤8，每个轴向槽内粘贴一片应变片。进一步，所述的振动台采用苏州苏试试验集团股份有限公司的DC6500-65型振动台。本技术具有的有益效果：1、本技术在分析地铁中心销螺栓的主要失效原因后，模拟地铁中心销螺栓的实际安装情况，并利用振动台开展其振动加速试验研究；通过对垫块应变的监测实现了地铁中心销螺栓轴向夹紧力的实时监测，实现了地铁中心销螺栓松动性能测试，从而地铁中心销螺栓可靠性鉴定。2、本技术通过应变片采集振动轴向夹紧力，可以在不同的振动量级下进行振动试验，实现地铁中心销螺栓加速松动，得到了地铁中心销螺栓的振动加速试验数据，为地铁中心销螺栓筛选提供了指导依据。3、本技术还可以测试涂胶对地铁中心销螺栓防松性能的影响，为地铁中心销螺栓防松措施提供了指导依据。附图说明图1为本技术装置的结构原理图；图2为本技术中振动试验夹具的示意图；图3为本技术中振动试验夹具的剖视图；图4为本技术中应变片的排布示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步描述。如图1所示，一种地铁中心销螺栓振动加速试验装置，包括振动试验夹具2、应变片8、数据采集系统4、加速度传感器6和振动台1。加速度传感器6设置在振动台1的振动台台面1-1上，检测振动台台面的振动加速度，并反馈给振动台自带的振动台控制系统1-2，振动台控制系统调整激励信号并输出给振动台的震源，从而控制振动试验量级来进行振动加速试验。振动台采用苏州苏试试验集团股份有限公司的DC6500-65型振动台。数据采集系统将应变片检测到的振动试验夹具的垫块轴向应变数据传给计算机5；计算机完成数据后处理，分析被测中心销螺栓3松动的趋势。如图2、3和4所示，振动试验夹具2包括转向架模拟件和车架模拟件；转向架模拟件包括基板2-1、肋板一2-2、支撑板2-3、肋板二2-4、安装板2-5和垫块2-6；转向架模拟件模拟地铁转向架，车架模拟件包括等效螺母7，模拟地铁车架；安装板2-5开设有用于安装等效螺母7的锥形孔，锥形孔的锥度与等效螺母7的外壁锥度相等；等效螺母7嵌入安装板的锥形孔内；安装板2-5与支撑板2-3焊接；支撑板2-3与基板2-1焊接，且支撑板2-3的一侧与基板2-1通过肋板一2-2连接，另一侧与基板2-1通过肋板二2-4连接；肋板一2-2和肋板二2-4增加支撑刚度；垫块2-6设置在安装板2-5底部，用于放大应变。基板与振动台的振动台台面通过连接螺栓连接。垫块2-6在被测中心销螺栓3预紧力作用下会产生沿被测中心销螺栓3轴向的应变，但经分析与测试，垫块2-6简单开设一个通孔时在给定的预紧力下产生的应变很小，无法保证监测效果。因此在垫块2-6的通孔外沿开设环形槽，使垫块2-6的承载面积减少，更好地放大应变；同时在垫块2-6的通孔孔壁沿周向均布开设四个轴向槽，每个轴向槽内粘贴一片应变片8；轴向槽侧壁以及槽底均使用砂纸打磨光滑，并用酒精擦拭干净，保证轴向槽侧壁以及槽底表面光滑洁净后粘贴应变片。该地铁中心销螺栓振动加速试验装置对地铁中心销螺栓的振动加速试验，原理如下：1)用酒精将垫块2-6的轴向槽侧壁以及槽底擦拭干净后，在每个轴向槽内粘贴一片应变片；将被测中心销螺栓3穿过垫块的通孔，并与等效螺母7紧固连接；通过振动台自带的振动台控制系统调整激励信号来设置振动试验量级；2)利用扭矩扳手给被测中心销螺栓3施加预紧力，使得被测中心销螺栓3对垫块产生夹紧力(轴向的压力)，夹紧力使垫块变形，从而造成应变片变形，应变片变形量间接表征被测中心销螺栓对垫块的夹紧力；在被测中心销螺栓3和垫块2-6上各画一条竖直线，两条竖直线对齐；然后，启动振动台，从而实现使被测中心销螺栓3加速退化的目的；加速度传感器检测振动台台面的振动加速度，并反馈给振动台控制系统，振动台控制系统调整激励信号来进一步反馈调节振动试验量级。数据采集系统每隔一小时获取一次应变片检测到的垫块轴向应变数据，并传给计算机；振动加速试验时，应变片变形变小量超过阈值，即判定被测中心销螺栓3松动；也可以观察两条竖直线是否发生错位，如果两条竖直线没有发生错位，说明没有出现明显的退化趋势，如果两条竖直线发生错位，间接表征被测中心销螺栓3发生松动。本技术可以设置不同振本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地铁中心销螺栓振动加速试验装置，包括数据采集系统、加速度传感器和振动台，其特征在于：还包括振动试验夹具和应变片；所述的加速度传感器设置在振动台的振动台台面上，加速度传感器的信号输出端接振动台自带的振动台控制系统，振动台控制系统的激励信号输出端接振动台的震源的控制信号端；应变片的信号输出端接数据采集系统的数据输入端，数据采集系统的数据输出端接计算机；/n所述的振动试验夹具包括转向架模拟件和车架模拟件；所述的转向架模拟件包括基板、肋板一、支撑板、肋板二、安装板和垫块；所述的车架模拟件包括等效螺母；所述的安装板开设有锥形孔，锥形孔的锥度与等效螺母的外壁锥度相等；等效螺母嵌入安装板的锥形孔内；安装板与支撑板焊接；所述的支撑板与基板焊接，且支撑板的一侧与基板通过肋板一连接，另一侧与基板通过肋板二连接；垫块设置在安装板底部；所述的基板与振动台的振动台台面通过连接螺栓连接；所述垫块的通孔外沿开设环形槽，垫块的通孔孔壁沿周向均布开设n个轴向槽，4≤n≤8，每个轴向槽内粘贴一片应变片。/n

【技术特征摘要】
1.一种地铁中心销螺栓振动加速试验装置，包括数据采集系统、加速度传感器和振动台，其特征在于：还包括振动试验夹具和应变片；所述的加速度传感器设置在振动台的振动台台面上，加速度传感器的信号输出端接振动台自带的振动台控制系统，振动台控制系统的激励信号输出端接振动台的震源的控制信号端；应变片的信号输出端接数据采集系统的数据输入端，数据采集系统的数据输出端接计算机；
所述的振动试验夹具包括转向架模拟件和车架模拟件；所述的转向架模拟件包括基板、肋板一、支撑板、肋板二、安装板和垫块；所述的车架模拟件包括等效螺母；所述的安装板开设有锥...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡洋涛，潘骏，吴启勇，张雯，何若晗，魏中伟，祁佳磊，
申请(专利权)人：杭州中车车辆有限公司，浙江理工大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33