[发明专利]用于测试机车车轮疲劳性能的实验设备和实验方法

权利要求书

1.一种测试铁路机车车轮疲劳性能的实验方法，所述方法包括以下步骤：

通过控制柜设置车轮组装试样的设定实验应力值和设定实验循环次数；

启动变频伺服电机旋转；

通过所述变频伺服电机驱动偏心质量系统旋转；

通过控制柜测试所述车轮组装试样的实测实验应力值和实测实验循环次数；

当所述实测实验应力值与设定实验应力值的相对误差小于规定值时，记录与所述实测实验应力值相对应的实验弯矩并从零开始循环计数；和

设定所述实验弯矩为命令弯矩并在整个实验过程中保持所述命令弯矩，直至所述实测实验循环次数达到所述设定实验循环次数时停止实验。

2.根据权利要求1所述的实验方法，其中在实验过程中，根据所述实测实验应力值的大小调整所述变频伺服电机的转速，直至所述控制柜实测的车轮组装试样的实测实验应力值与所述设定实验应力值的相对误差小于所述规定值为止。

3.根据权利要求1所述的实验方法，其中包括步骤：当所述变频伺服电机达到最高转速后，当所述实测实验应力没有达到所述设定实验应力时，则通过增加偏心质量系统的偏心质量增加离心力，从而使所述实测实验应力达到所述设定实验应力。

4.根据权利要求3所述的实验方法，其中在变频伺服电机旋转时，所述偏心质量系统在电机驱动下产生所述离心力，所述离心力与所述偏心质量系统的偏心质量、电机转的平方成线性关系，所述实测实验应力与所述离心力呈线性关系。

5.根据权利要求1或2所述的实验方法，其中所述误差的规定值为设定实验应力值的0.5%。

6.根据权利要求1所述的实验方法，其中所述设定实验应力值为±240MPa、所述设定实验循环次数为1000万次。

7.根据权利要求3所述的方法，还包括在实验过程中进行弹簧-质量减震系统内的弹性能与动能的互相转化。

8.根据权利要求1所述的实验方法，其中停止实验的步骤还包括：在实验过程中为所述车轮组装试样加载实验频率，当加载的实验频率下降0.3Hz时，所述控制柜检测到车轮组装试样出现裂纹并控制所述变频伺服电机自动停止运行。

9.根据权利要求8所述的实验方法，其中所述实验频率最高为50Hz，优选地，所述实验频率在20Hz到30Hz之间。

10.一种用于进行铁路机车车轮整体疲劳测试的实验设备，所述实验设备包括：

变频伺服电机；

控制柜，所述控制柜与所述变频伺服电机通过线缆连接，用于调整和控制所述变频伺服电机的转速；

转臂，所述转臂与所述变频伺服电机连接，用于通过所述转臂的转动来调整所述变频伺服电机的位置；

车轮组装试样，所述车轮组装试样与所述转臂相连接；

弹簧-质量减震系统，所述车轮组装试样固定到所述弹簧-质量减震系统上；和

偏心质量系统，所述偏心质量系统安装在所述车轮组装试样的轴端并与所述变频伺服电机相连接。