受电弓性能及疲劳测试装置的制作方法

1.本发明涉及受电弓检测技术领域，具体为受电弓性能及疲劳测试装置。


背景技术：

2.受电弓是电力机车从接触网获取电能的电气设备，它的性能指标直接关系到列车高速运行时的安全状态。
3.我国电力机车不断提速，且实际运行的工况环境不固定，故需加强受电弓运行的寿命测试及性能检测。这将保证车辆安全可靠运行，减少事故发生，同时可提高厂家对受电弓的设计水平。
4.目前大部分机务段对受电弓进行检修时存下以下缺点：
5.(1)不能满足全受电弓型号的安装。
6.(2)长期试验导致气密性及add测试不准确。
7.(3)不能够解决不同弓型测量不同高度时间时，需要调节上下两组限位开关位置带来的不便。
8.(4)直接采用砝码或拉力计进行基本功能测试，所有功能均采用人工或半自动型，测试不能够高效快捷的进行，且试验结果不能够有效追溯、数据保存及报表打印。


技术实现要素：

9.针对现有技术的不足，本发明提供了受电弓性能及疲劳测试装置，解决了上述提出的问题。
10.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：受电弓性能及疲劳测试装置，包括用于安装受电弓的安装工装和用于测试受电弓的操作台，安装工装的顶部设置有用于检测受电弓的驱动箱总装和激光测试单元，安装工装包括安装座、固定在安装座底部的称重传感器和固定在安装座顶部的安装固定单元，激光测试单元包括固定在安装座顶部的激光位移传感器和贴附在受电弓表面的反光板。
11.作为本发明进一步的方案：所述反光板位于激光位移传感器的正上方。
12.作为本发明进一步的方案：安装固定单元包括通过螺栓固定在安装座顶部的底板，底板的顶部固定连接有安装槽钢，安装槽钢的顶部固定连接有用于固定受电弓的u型槽连接板，安装固定单元设置有四个，在安装座的顶部对称分布。
13.作为本发明进一步的方案：驱动箱总装包括固定在安装座顶部的箱体，所述箱体的内腔分别固定连接有定滑轮座和带轮安装座，所述带轮安装座的内腔转动连接有v带轮，且带轮安装座的一侧固定连接有用于驱动v带轮转动的驱动机组，所述v带轮的表面传送连接有拉绳，所述拉绳的一端固定连接有挂在受电弓表面的挂钩，所述拉绳的表面传动连接有用于变向的动滑轮组，所述拉绳的底部设置有拉力传感器，挂钩的顶部贯穿箱体的内腔并延伸至箱体的上方，所述箱体的内腔开设有与挂钩的表面活动连接的活动槽。
14.作为本发明进一步的方案：操作台包括操作机本体以及设置在操作机本体内腔的
气压调节单元和plc伺服控制器，气压调节单元包括从进气到出气依次连通的进气快插插头、进气快插插座、减压阀、增压泵、试验模块、出气快插插座和出气快插插头。
15.作为本发明进一步的方案：所述出气快插插头通过气阀板和受电弓连通。
16.作为本发明进一步的方案：所述操作机本体的顶部设置有总风压力检测数字表，操作机本体的表面分别设置有打印机、工控机、显示器、数字气压表、警示灯和轴流风机。
17.作为本发明进一步的方案：该性能及疲劳测试装置的使用方法包括以下步骤：
18.步骤一、受电弓通过安装固定到安装座顶部的安装固定单元上，通过u型槽连接板对受电弓进行固定，受电弓正下方放置本测试装置的驱动箱总装，启动驱动机组带动v带轮工作，v带轮环绕5米的拉绳，拉绳通过动滑轮组及定滑轮座，将拉绳绕出，最终通过挂钩固定在受电弓上，控制受电弓静态力及疲劳试验中的定速往返运动，测量受电弓的静态或动态状态下的升降弓拉压力，同时通过操作台的人机界面绘制整个测试环节的曲线；
19.步骤二、通过plc控制驱动机组，改变驱动机组的转速，控制v带轮的往复运动，实时监测疲劳试验过程中受电弓的力值状态及位置状态，固定激光位移传感器，并在受电弓中固定反光板，通过操作台的软件系统，直接设定受电弓起始位置及受电弓的终点位置，当控制受电弓进行升降时，通过激光位移传感器及固定反光板结合，对受电弓的运行位置进行监测，通过运行过程中的位置监测，判定受电弓是否完成升弓试验及受电弓的降弓试验，并完成整个试验过程中的时间记录，通过激光位移传感器的数据采集最大升弓高度的测量，直接记录该值，有效避免通过钢丝绳加编码器的方式进行最大升弓高度测量带来的不便；
20.步骤三、厂房气压偏低时，增压泵快速增压，保证整套系统的气源稳定输出，通过远端控制减压阀，调节对受电弓供应的气源输出，气源通过减压阀后通过增压泵进行气压增压，控制试验模块的气压值，最终通过出气快插插座和出气快插插头输出到受电弓中，控制受电弓的升弓及降弓，往复实施该系统的充排气疲劳试验。
21.本发明与现有技术相比具备以下有益效果：
22.1、本发明，通过采用新型的伺服驱动技术，控制受电弓升降速度，并进行不同功能的疲劳试验，多方向验证不同速度下的升降弓状态下的力值情况，使用新型激光位移传感器，高效快捷进行受电弓高度测试，时间测试，通过上述机构，本发明能够实现受电弓基本性能试验和疲劳试验，整个测试过程安全、稳定，机械结构使用寿命长，具备可靠的急停安全保护功能。
23.2、本发明采用伺服驱动器加伺服电机控制模式，可任意设定上升下降速度，安全、可靠、稳定。
24.3、本发明时间计量方式采用激光位移传感器的方式，能够有效解决不同弓型测量不同高度时间时，需要调节上下两组限位开关位置带来的不便。
25.4、本发明适应多种弓型的测量，满足气囊型、弹簧型、纯电控型的例行试验。
26.5、本发明标配电气比例阀，可远程调节受电弓的供气气压，设备标配多组气控阀，有效解决长期试验导致气密性及add测试不准确情况。
27.6、本发明满足多情况下的疲劳试验：纯气动控制受电弓升降测试，通过驱动电机控制受电弓升降测试。
附图说明
28.图1为本发明的结构示意图；
29.图2为本发明受电弓的安装示意图；
30.图3为本发明驱动箱总装的立体示意图一；
31.图4为本发明驱动箱总装的立体示意图二；
32.图5为本发明操作机本体的后视图；
33.图6为本发明的系统气路控制图；
34.图7为本发明的测控系统原理图。
35.图中：1、进气快插插头；2、进气快插插座；3、减压阀；4、增压泵；5、试验模块；6、出气快插插座；7、出气快插插头；8、安装座；9、称重传感器；10、总风压力检测数字表；11、激光位移传感器；12、反光板；13、底板；14、安装槽钢；15、u型槽连接板；16、箱体；17、定滑轮座；18、带轮安装座；19、v带轮；20、驱动机组；21、拉绳；22、挂钩；23、动滑轮组；24、拉力传感器；25、操作机本体。
具体实施方式
36.为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
37.请参阅图1
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7，本发明提供一种技术方案：受电弓性能及疲劳测试装置，包括用于安装受电弓的安装工装和用于测试受电弓的操作台，安装工装的顶部设置有用于检测受电弓的驱动箱总装和激光测试单元，安装工装包括安装座8、固定在安装座8底部的称重传感器9和固定在安装座8顶部的安装固定单元，四个安装固定单元配置称重传感器9，实现整套平台称重，通过人机界面软件的去皮清零功能，实现任意受电弓的称重，激光测试单元包括固定在安装座8顶部的激光位移传感器11和贴附在受电弓表面的反光板12。
38.反光板12位于激光位移传感器11的正上方，实时监测受电弓的运行位置，通过运行过程中的位置监测，判定受电弓是否完成升弓试验及受电弓的降弓试验，并完成整个试验过程中的时间记录，针对最大升弓高度的测量，可以通过激光位移传感器11的数据采集，直接记录该值，有效避免通过钢丝绳加编码器的方式进行最大升弓高度测量带来的不便。
39.安装固定单元包括通过螺栓固定在安装座8顶部的底板13，底板13的顶部固定连接有安装槽钢14，安装槽钢14的顶部固定连接有用于固定受电弓的u型槽连接板15，安装固定单元设置有四个，在安装座8的顶部对称分布，平台配备多种被试品的安装孔位，针对受电弓安装时，可通过调节的u型槽连接板15，满足不同受电弓型号的固定，此安装方式方便、快捷，提高试验人员的效率，本发明安全、稳定、可靠。
40.驱动箱总装包括固定在安装座8顶部的箱体16，箱体16的内腔分别固定连接有定滑轮座17和带轮安装座18，带轮安装座18的内腔转动连接有v带轮19，且带轮安装座18的一侧固定连接有用于驱动v带轮19转动的驱动机组20，v带轮19的表面传送连接有拉绳21，拉绳21的一端固定连接有挂在受电弓表面的挂钩22，拉绳21的表面传动连接有用于变向的动滑轮组23，拉绳21的底部设置有拉力传感器24，挂钩22的顶部贯穿箱体16的内腔并延伸至箱体16的上方，箱体16的内腔开设有与挂钩22的表面活动连接的活动槽，通过plc控制驱动机组20输出，改变驱动机组20的转速，达到控制v带轮19的往复运动，通过称重测力传感器
及伺服驱动器自带的编码器，能够实时监测疲劳试验过程中受电弓的力值状态及位置状态，该发明方法可以连续正常工作100万次以上，内部计数方法采用plc掉电保持寄存器，就算设备停电，该测试数据依然自动保存，此系统进行疲劳试验时，中途出现停止，可自动记录停止过程中的数据，并进行状态判定，生成报表。
41.操作台包括操作机本体25以及设置在操作机本体25内腔的气压调节单元和plc伺服控制器，气压调节单元包括从进气到出气依次连通的进气快插插头1、进气快插插座2、减压阀3、增压泵4、试验模块5、出气快插插座6和出气快插插头7，通过控制的进气快插插头1、进气快插插座2及出气快插插座6和出气快插插头7，控制受电弓的升弓及降弓，可以往复实施该系统的充排气疲劳试验，该发明方法可以连续正常工作50万次以上。
42.出气快插插头7通过气阀板和受电弓连通。
43.操作机本体25的顶部设置有总风压力检测数字表10，直观知道设备试验环境情况，能够针对试验中的故障或紧急情况，发出警报。
44.该性能及疲劳测试装置的使用方法包括以下步骤：
45.步骤一、受电弓通过安装固定到安装座8顶部的安装固定单元上，通过u型槽连接板15对受电弓进行固定，受电弓正下方放置本测试装置的驱动箱总装，启动驱动机组20带动v带轮19工作，v带轮19环绕5米的拉绳21，拉绳21通过动滑轮组23及定滑轮座17，将拉绳21绕出，最终通过挂钩22固定在受电弓上，控制受电弓静态力及疲劳试验中的定速往返运动，测量受电弓的静态或动态状态下的升降弓拉压力，同时通过操作台的人机界面绘制整个测试环节的曲线；
46.步骤二、通过plc控制驱动机组20，改变驱动机组20的转速，控制v带轮19的往复运动，实时监测疲劳试验过程中受电弓的力值状态及位置状态，固定激光位移传感器11，并在受电弓中固定反光板12，通过操作台的软件系统，直接设定受电弓起始位置及受电弓的终点位置，当控制受电弓进行升降时，通过激光位移传感器11及固定反光板12结合，对受电弓的运行位置进行监测，通过运行过程中的位置监测，判定受电弓是否完成升弓试验及受电弓的降弓试验，并完成整个试验过程中的时间记录，通过激光位移传感器11的数据采集最大升弓高度的测量，直接记录该值，有效避免通过钢丝绳加编码器的方式进行最大升弓高度测量带来的不便；
47.步骤三、厂房气压偏低时，增压泵4快速增压，保证整套系统的气源稳定输出，通过远端控制减压阀3，调节对受电弓供应的气源输出，气源通过减压阀3后通过增压泵4进行气压增压，控制试验模块5的气压值，最终通过出气快插插座6和出气快插插头7输出到受电弓中，控制受电弓的升弓及降弓，往复实施该系统的充排气疲劳试验。
48.本发明系统采用plc完成全部逻辑动作控制和连锁保护，以通讯的方式和工控计算机进行数据传输，备有联网接口及路由器，可以将测试的数据传送到数据服务器，实现数据共享，设计有强大的数据管理功能，可对历史数据进行查询、存档、打印等，本发明具有漏电、短路、过载、过压等硬件保护功能，可有效完成因被试品缺陷而引起的过流、短路等故障保护。
49.本发明适用于国产多种弓型，主要技术参数：
50.1高度测量范围：
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0～4000mm
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0.5％f.s
51.2静态力测量范围：
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0～300n
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0.5％f.s
52.3输出电压(气控阀)：
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dc 0～150v
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0.5％f.s
53.4时间范围：
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0～99.9s
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0.5％f.s
54.5气压调节范围：
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0.05～0.9mpa
ꢀꢀꢀꢀ
0.5％f.s。
55.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。