司機室曲面靜強度試驗加載工裝及其制作方法、試驗裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種電力機車司機室復雜曲面靜強度試驗加載工裝及其制作方法、試驗裝置，其中靜強度試驗加載工裝包括加載工裝本體，所述加載工裝本體具有與待試驗曲面相貼合的加載曲面；靜強度試驗裝置包括載荷施加機構和所述的靜強度試驗加載工裝，所述載荷施加機構與加載工裝本體相連。本發明專利技術能夠保證加載力均勻施加在待試驗的司機室復雜曲面上而不失穩，實現對司機室復雜曲面的靜強度試驗，適用于任何不規則復雜曲面，保證大的載荷能夠順利均勻加載。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于電力機車司機室靜強度試驗
，特別涉及一種電力機車司機室復雜曲面靜強度試驗加載工裝及其制作方法、試驗裝置。
技術介紹
電力機車司機室靜強度試驗指的是對機車司機室進行強度校核，即通過對司機室的待試驗面（包括司機室上部、司機室腰梁、司機室前窗擋風玻璃以及角柱等）施加一定的均勻載荷，根據司機室是否有明顯損害判斷司機室靜強度是否滿足要求。目前，電力機車司機室靜強度試驗裝置包括加載工裝和載荷施加機構，其中載荷施加機構通過加載工裝與司機室的待試驗面相接觸，從而載荷施加機構通過加載工裝對待試驗面施加均勻載荷。由于常規的電力機車司機室是由多個平面組焊而成，因而現有的靜強度試驗加載工裝都是直接采用型材和鋼板焊接而成，直接作用在司機室的待試驗面。由于現有的待試驗面形狀都比較規則，因而能夠保證載荷均勻加載。隨著電力機車速度的不斷提高，為了獲得良好的空氣動力學性能及漂亮的外觀，機車司機室結構越來越多的采用復雜的流線型外觀設計，從而導致司機室靜強度試驗曲面為形狀不規則或者過于狹小的復雜曲面，繼而無法利用現有的靜強度試驗加載工裝對其均勻施加所需載荷，因而無法對復雜曲面進行靜強度試驗，限制了帶復雜曲面司機室電力機車的研發和應用。
技術實現思路
現有的電力機車司機室靜強度試驗加載工裝無法對帶復雜曲面的司機室施加均勻載荷，因而現有技術無法對復雜曲面進行靜強度試驗。本專利技術的目的在于，針對上述現有技術的不足，提供一種電力機車司機室復雜曲面靜強度試驗加載工裝及其制作方法、試驗裝置。為解決上述技術問題，本專利技術所采用的技術方案是：一種司機室曲面靜強度試驗加載工裝，其結構特點是包括加載工裝本體，所述加載工裝本體具有與待試驗曲面相貼合的加載曲面。借由上述結構，由于加載曲面與待試驗曲面形狀相貼合，因而能夠保證加載力均勻施加在待試驗的司機室復雜曲面上，繼而實現對司機室復雜曲面的靜強度試驗。基于同一個專利技術構思，本專利技術還提供了一種司機室曲面靜強度試驗加載工裝的制作方法，包括以下步驟：步驟一，利用投影仿形法確定待試驗曲面的加載區域外框的形狀；步驟二，根據加載區域外框的形狀制作加載工裝本體的澆筑模具，將模具與待試驗曲面相對固定，將高強度混凝土通過模具上的澆注口澆入模具，用水保養24小時，形成靜強度試驗加載工裝本體。利用本專利技術所述方法可以快速有效地制作出適合任何不規則復雜曲面加載的加載工裝，保證大的載荷能夠順利均勻加載。作為一種優選方式，所述投影仿形法包括：將待試驗曲面從三維圖紙中截取并導出單獨的三維曲面圖，對三維曲面圖沿加載力方向進行投影，得到待試驗曲面的加載區域外框的形狀。基于同一個專利技術構思，本專利技術還提供了一種司機室曲面靜強度試驗裝置，包括載荷施加機構和所述的靜強度試驗加載工裝，所述載荷施加機構與加載工裝本體相連。借由上述結構，利用載荷施加機構通過加載工裝對待試驗曲面施加均勻載荷，實現對司機室復雜曲面的靜強度試驗。作為一種優選方式，所述載荷施加機構包括反力架和固定在反力架上的至少一個加載鏈，所述加載鏈包括油缸，油缸與反力架相連，油缸的活塞桿與加載工裝本體相連。油缸利用外部的油泵提供加載動力，通過油缸的活塞桿和加載工裝對待試驗曲面施加載荷。進一步地，所述加載鏈還包括載荷傳感器，油缸的活塞桿通過載荷傳感器與加載工裝本體相連。載荷傳感器用于監測加載力的大小，以精確控制加載力度。作為一種優選方式，所述加載鏈的數目為兩個，所述載荷施加機構還包括固設在反力架上的水平橫梁，橫梁的兩端各連接一個加載鏈。進一步地，加載鏈還包括鉸接裝置，油缸通過鉸接裝置與橫梁相連。鉸接裝置使得整個加載鏈形成二力桿，保證加載不因被加載物體彎曲而失穩。進一步地，還包括約束座和調節絲杠，所述調節絲杠的一端與加載工裝本體的底面相鉸接，調節絲杠的另一端與約束座相鉸接。通過調節約束座和調節絲杠相對加載工裝和反向架的位置關系，可以輔助支撐加載工裝并約束加載工裝沿待試驗曲面移動（由于待試驗曲面受到水平力，會產生向下的分力，使被加載司機室產生彎曲變形，從而加載工裝受到向上的反力作用會移動，移動會使加載工裝失穩，從而無法使載荷加載到待試驗曲面上），保證加載順利進行不失穩。本專利技術能夠保證加載力均勻施加在待試驗的司機室復雜曲面上而不失穩，實現對司機室復雜曲面的靜強度試驗，適用于任何不規則復雜曲面，保證大的載荷能夠順利均勻加載。附圖說明圖1為本專利技術靜強度試驗加載工裝的主視圖。圖2為圖1的俯視圖。圖3為本專利技術靜強度試驗裝置一種應用情況的主視圖。圖4為圖3的俯視圖。圖5為本專利技術靜強度試驗裝置另一種應用情況的主視圖。圖6為圖5的俯視圖。其中，1為加載工裝本體，2為載荷傳感器，3為油缸，4為鉸接裝置，5為橫梁，6為反力架，7為約束座，8為調節絲杠，9為澆注口，10為加強筋，11為加載區域外框，12為傳感器安裝座，13為加載曲面。具體實施方式如圖1和2所示，電力機車司機室復雜曲面靜強度試驗加載工裝包括加載工裝本體1，所述加載工裝本體1具有與待試驗曲面相貼合的加載曲面13。如圖3至圖6所示，電力機車司機室復雜曲面靜強度試驗裝置包括載荷施加機構和所述的靜強度試驗加載工裝，所述載荷施加機構與加載工裝本體1相連。所述載荷施加機構包括反力架6和固定在反力架6上的兩個加載鏈，所述加載鏈包括油缸3，油缸3與反力架6相連，油缸3的活塞桿與加載工裝本體1相連。所述加載鏈還包括載荷傳感器2，油缸3的活塞桿通過載荷傳感器2與加載工裝本體1相連。載荷傳感器2通過傳感器安裝座12安裝與加載工裝本體1上。所述載荷施加機構還包括固設在反力架6上的水平橫梁5，橫梁5的兩端各連接一個加載鏈。加載鏈還包括鉸接裝置4，油缸3通過鉸接裝置4與橫梁5相連。通過移動鉸接裝置4在橫梁5上的安裝位置，可以調整兩個油缸3的橫向位置。靜強度試驗裝置還包括約束座7和調節絲杠8，所述調節絲杠8的一端與加載工裝本體1的底面相鉸接，調節絲杠8的另一端與約束座7相鉸接。本專利技術靜強度試驗加載工裝的制作過程如下：（1）沿加載力方向往待試驗曲面投影，利用投影仿形法確定待試驗曲面的加載區域外框11的形狀（這樣做的目的是設計一個跟待試驗曲面大致咬合的外框，確保后續澆筑時混泥土不流出來）；所述投影方形法包括：將待試驗曲面從三維圖紙中截取并導出單獨的三維曲面圖，對三維曲面圖沿加載力方向進行投影，得到待試驗曲面的加載區域外框的形狀。（2）根據（1）中確定的加載區域外框11制作加載工裝的澆筑模具，并在模具上預留混凝土澆筑口9和安裝接口，將模具與待試驗曲面相對固定，然后將高強度混凝土通過澆注口9澆入模具，同時在模具內設加強筋10，用水保養24小時，使混凝土充分凝固，形成靜強度試驗加載工裝，其中模具上與待試驗曲面相對固定的一面為加載曲面13，加載工裝通過水泥澆筑的加載曲面13將水平加載力均勻傳遞到待試驗曲面上。本專利技術的使用方法如下：第1步：將試驗裝置按照圖3或圖5所示的方式與待試驗曲面相對固定（圖3和圖5的區別在于約束座7的安裝位置不同，約束座7的位置根據加載工裝可能沿待試驗曲面移動的方向來確定（一般沿加載工作可能移動或有移動趨勢的相反方向給出約束）），形成穩定的三角結構，保證加載過程中的不失穩。第2步：打開載荷傳感器2并清零，通過外部油泵給油缸3注油實施加載，監控載荷傳感器2，直至達本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種司機室曲面靜強度試驗加載工裝，其特征在于，包括加載工裝本體（1），所述加載工裝本體（1）具有與待試驗曲面相貼合的加載曲面（13）。

【技術特征摘要】
1.一種司機室曲面靜強度試驗加載工裝，其特征在于，包括加載工裝本體（1），所述加載工裝本體（1）具有與待試驗曲面相貼合的加載曲面（13）。2.一種制作如權利要求1所述司機室曲面靜強度試驗加載工裝的方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一，利用投影仿形法確定待試驗曲面的加載區域外框的形狀；步驟二，根據加載區域外框的形狀制作加載工裝本體（1）的澆筑模具，將模具與待試驗曲面相對固定，將高強度混凝土通過模具上的澆注口澆入模具，用水保養24小時，形成靜強度試驗加載工裝本體（1）。3.如權利要求2所述的司機室曲面靜強度試驗加載工裝的制作方法，其特征在于，所述投影仿形法包括：將待試驗曲面從三維圖紙中截取并導出單獨的三維曲面圖，對三維曲面圖沿加載力方向進行投影，得到待試驗曲面的加載區域外框的形狀。4.一種司機室曲面靜強度試驗裝置，其特征在于，包括載荷施加機構和如權利要求1所述的靜強度試驗加載工裝，所述載荷施加機構與加載工裝本體（1）相連。5.如權利要求4所述的司機室曲面靜強...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李繼賢，楊奇科，陳曉，雷新紅，周艷平，柳周，孫鐵兵，劉紅，
申請(專利權)人：中車株洲電力機車有限公司，
類型：發明
國別省市：湖南;43