[发明专利]一种高铁轴系监测装置

摘要

本发明涉及一种高铁轴系监测装置，属轨道车辆监测与压电发电领域。轮轴经轴承装在车架上，车架的壳体端部装有端盖；轮轴端部装有带凸轮槽的圆柱凸轮，圆柱凸轮的一端套在轮轴上并顶靠在轴承的内圈上；车架的壳体的凸台上装有压电振子和簧片，簧片自由端嵌在激励器的凹槽内，激励器上设有导柱，导柱上套有滚动体，滚动体为圆柱形或球形，滚动体置于凸轮槽内；压电振子由基板和压电片粘接而成，压电振子对称地安装在簧片两侧且基板靠近簧片安装，基板与簧片之间压接有垫片，压电振子的自由端安装有被悬浮磁铁；车架上安装有电路板和传感器，压电振子经导线与电路板连接，电路板经导线与传感器连接。

主权项

1.一种高铁轴系监测装置，其特征在于：轮轴经轴承装在车架上，车架的壳体端部装有端盖；轮轴端部装有带凸轮槽的圆柱凸轮，圆柱凸轮的一端套在轮轴上并顶靠在轴承的内圈上；车架的壳体的凸台上装有压电振子和簧片，簧片自由端嵌在激励器的凹槽内；激励器左右两端面上装有悬浮磁铁，悬浮磁铁、激励器与簧片之间通过螺栓固定连接；激励器上设有导柱，导柱上套有滚动体，滚动体为圆柱形或球形，滚动体置于凸轮槽内；压电振子由基板和压电片粘接而成，压电振子对称地安装在簧片两侧且基板靠近簧片安装，压电振子的自由端安装有被悬浮磁铁；压电振子安装前为平直结构、安装后为弯曲结构；车架上安装有电路板和传感器，压电振子经导线与电路板连接，电路板经导线与传感器连接；压电振子自由端与其相邻端盖或电路板相接触时压电振子自由端的变形量不大于其许用值，即不大于其中：B＝l‑α+αβ，A＝α⁴(l‑β)²‑4α³(l‑β)+6α²(l‑β)‑4α(l‑β)+1，α＝h_m/H，β＝E_m/E_p，h_m和H分别为基板厚度和压电振子的总厚度，E_m和E_p分别为基板和压电片的杨氏模量，k₃₁和分别为压电陶瓷材料的机电耦合系数和许用压应力，L为压电振子长度。