用于内燃机车的减振操纵台的制作方法

1.本发明涉及机车技术领域，具体涉及一种用于内燃机车的减振操纵台。

背景技术：

2.操纵台的结构稳定性关系到司机的操作舒适性，内燃机车司机室因受柴油机影响而发生较大的振动，进而导致操纵台也发生振动。为解决此问题，一般采用在操纵台两侧增加与车体固定点的方式来减少振动，但是这种方式不能完全减少柴油机组对操纵台振动的影响，台面振动仍明显存在。
3.图1和图2示出传统内燃机车操纵台的固定方式。如图1和图2所示，操纵台底部采用螺栓与车体预先焊接的活螺座进行固定连接，活螺座相当于一个预先焊接在车体结构里的带有一定调节量的螺母，操纵台两侧通过螺栓与预先焊接在车体上的角钢进行固定。
4.采用图1和图2所示的固定方式，在柴油机起机运行的某些转速下会发生操纵台共振的现象，导致操纵台的振动不能完全避免，给司机的操作带来不良影响，会导致司机驾驶环境有不定期噪声的出现。因此，如何研究一种能从根本上解决操纵台振动的固定操纵台的方案以改善内燃机车司机运行环境显得至关重要。

技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种用于内燃机车的减振操纵台，以解决操纵台由于柴油机振动产生共振的问题，彻底解决操纵台振动给司机驾驶带来的不适感。
6.根据本发明的一个方面，提出一种用于内燃机车的减振操纵台，包括：操纵台本体；多个隔振器，连接在所述内燃机车的车体骨架和所述操纵台本体之间，并且多个所述隔振器所在位置靠近所述操纵台重心所在横向平面。
7.根据本发明的一个实施例，多个所述隔振器设置在所述操纵台本体的前端、后端以及两侧，其中，设于前端和两侧的多个隔振器所在位置均靠近所述操纵台重心所在横向平面，设于后端的隔振器位于车体骨架的地板梁钢结构上。
8.根据本发明的一个实施例，所述隔振器在横向、纵向和竖向上具有调整余量。
9.根据本发明的一个实施例，所述车体骨架设有供所述隔振器安装的安装座，所述车体骨架、所述安装座或所述操纵台本体上设有以下安装孔中的一种或多种：沿竖向延伸的安装孔、沿横向延伸的安装孔和沿纵向延伸的安装孔。
10.根据本发明的一个实施例，在安装所述操纵台本体时，设于前端、后端和一侧的多个隔振器预先设置在所述车体骨架上。
11.根据本发明的一个实施例，所述操纵台还包括第一止挡部和第二止挡部，所述第一止挡部设置在所述操纵台本体的横向外侧并限制所述操纵台本体的横向位移，所述第二止挡部设置在所述操纵台本体的纵向外侧并限制所述操纵台本体的纵向位移。
12.根据本发明的一个实施例，所述操纵台还包括第三止挡部，所述第三止挡部设置在所述操纵台本体的底面下方。
13.根据本发明的一个实施例，所述隔振器包括采用金属材料的第一安装部和第二安装部以及连接在所述第一安装部和所述第二安装部之间的橡胶体，所述橡胶体为锥形结构。
14.根据本发明的一个实施例，所述隔振器的数量和类型与所述操纵台本体的重量和所述内燃机车的柴油发电机组的工作转速范围有关。
15.根据本发明的一个实施例，当所述操纵台本体的重量为400kg以及柴油发电机组的工作转速范围为400～1000rmp时，
16.所述隔振器的数量为4个，所述隔振器的刚度为90kg/cm，所述隔振器的最大径向尺寸为150mm；或者
17.所述隔振器的数量为6个，所述隔振器的刚度为60kg/cm，所述隔振器的最大径向尺寸为150mm。
18.在根据本发明的实施例的用于内燃机车的减振操纵台中，操纵台本体通过多个隔振器与车体骨架连接，并且多个隔振器所在位置靠近操纵台本体重心所在横向平面，可以有效地减少操纵台振动，从而改善司机驾驶环境。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1示出现有技术中操纵台底部与地板梁固定的示意图；
21.图2示出现有技术中操纵台与车体固定连接的示意图；
22.图3示出根据本发明实施例的隔振器在操纵台内的整体安装示意图；
23.图4示出操纵台本体的整体外形示意图；
24.图5示出隔振器下悬方案的示意图；
25.图6示出隔振器上悬方案的示意图；
26.图7示出图3的隔振器的示意图；
27.图8示出图3中设于左侧的隔振器的示意图；
28.图9示出图3中设于右侧的隔振器的示意图；
29.图10示出图3中设于前端的隔振器的示意图；
30.图11示出图3中设于后端的隔振器的示意图。
具体实施方式
31.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
32.需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
33.图3示出根据本发明实施例的隔振器在操纵台内的整体安装示意图，图4示出操纵
台本体20的示意图。如图3和图4所示，用于内燃机车的减振操纵台包括：操纵台本体20；多个隔振器30，连接在内燃机车的车体骨架10和操纵台本体20之间，并且多个隔振器30所在位置靠近操纵台本体20重心所在横向平面。
34.操纵台本体20可以包括多个柜体，图3和图4示出操纵台本体20包括三个柜体的情况。操纵台本体20上设有各种操纵按钮、操纵杆、仪表以及显示屏等部件，供司机使用以操控机车的运行。操纵台本体20的减振性、稳定性显得尤为重要。
35.在根据本发明的实施例的用于内燃机车的减振操纵台中，操纵台本体20通过多个隔振器30与车体骨架10连接，并且多个隔振器30所在位置靠近操纵台本体20重心所在横向平面，可以有效地减少操纵台本体20振动，从而改善司机驾驶环境。多个隔振器30所在位置可以位于操纵台本体20重心所在横向平面上，或者，多个隔振器30所在位置可以位于操纵台本体20重心所在横向平面的上方并与所述横向平面之间具有较小的距离，这样可以实现良好的减振效果。隔振器30所在位置可以为隔振器30中心所在的位置。
36.本技术的发明人认识到：操纵台的减振目标是保持机车操纵台横向刚度较大的前提下，降低垂向振动传递率，并且保证操纵台在水平面内具备可靠的定位。操纵台的重心高于底部平面，振动状态下操纵台不仅会产生平动，还会产生旋转运动，通常的振动状态是平动和转动的组合。操纵台减振设计中尽可能实现各方向的解耦，避免主振型产生附加振动。
37.基于以上认识，本技术对图5所示的隔振器下悬方案和图6所示的隔振器上悬方案进行了研究，从而得出应该采用如上所述的使得多个隔振器30所在位置靠近操纵台本体20重心所在横向平面的布置方式。
38.如图5所示，如果采用在操纵台重心平面下方悬置隔振器的方案，所有的隔振器均安装在底部。旋转轴垂向与隔振器安装面较近，相对重心的距离较大，垂向振动产生的偏心力相对重心的附加旋转力矩较大。振动幅值从重心到操纵台台面逐渐放大，无法实现垂向振动和旋转运动的解耦。
39.如图6所示，如果采用在操纵台重心平面上方悬置隔振器的方案，将隔振器布置在侧边靠上位置，旋转轴与重心位置接近。垂向振动产生的偏心力相对重心的附加力矩相对较小，附加运动引起的振动较小。旋转轴与重心接近，可以实现垂向振动和旋转振动的解耦，避免产生附加振动。
40.因此，在本发明的实施例中，将操纵台隔振器设置在操纵台重心平面上方，并使得隔振器与操纵台重心平面之间的距离较小，从而获得最佳的减振效果。
41.图7示出图3的隔振器的示意图，如图7所示，在一些实施例中，隔振器30包括采用金属材料(例如铁)的第一安装部32和第二安装部34以及连接在第一安装部32和第二安装部34之间的橡胶体36，橡胶体36为锥形结构，第一安装部32的径向尺寸小于第二安装部34的径向尺寸。第一安装部32和第二安装部34上均设有安装孔。
42.在本发明的实施例中，隔振器30的数量和类型与操纵台本体20的重量和内燃机车的柴油发电机组的工作转速范围有关。在选择隔振器的类型时，主要关注隔振器的频率和刚度，另外，考虑到空间占用的问题，还需考虑隔振器的体积。
43.当操纵台本体20的重量为400kg以及柴油发电机组的工作转速范围为400～1000rmp时，在一些实施例中，隔振器30的数量为4个，隔振器30的刚度为90kg/cm，隔振器30的最大径向尺寸为150mm；在另一些实施例中，隔振器30的数量为6个，隔振器30的刚度为
60kg/cm，隔振器30的最大径向尺寸为150mm。
44.下面描述在本发明的一个实施例中，如何通过确定柴发机组的工作转速范围，安装底座车体的振动程度，操纵台的重量等数据，来对隔振器进行选型设计，并安装在操纵台的合适位置上，以达到为操纵台减少振动的目的。
45.在该实施例中，设计输入假定柴油机组的工作转速是400～1000rmp，安装座底部车体的振动烈度(振动速度)为400rpm工况2.5mm/s，1000rpm工况6mm/s，假定操纵台的重量是400kg。
46.柴油机组转速为400～1000rpm，对应的激励频率f为6.67～16.67hz，为了在整个转速范围内实现隔振，操纵台的系统固有频率f0需要低于激励频率f。当f/f0＝1.414时，振动放大系数是1；f/f0＜1.414时，振动放大系数＞1；f/f0＞1.414时，振动放大系数＜1。固有频率f0相对于激励频率f越低，振动放大系数越小。
47.设计目标如下：
48.a)操纵台隔振设计以400rpm工况为设计下边界，振动放大系数≤1.5，随转速增加，振动放大系数逐步减小；1000rpm工况的振动放大系数≤2.5。
49.b)在柴发机组转速工作范围内不出现共振。
50.c)台面不出现显著的刚体位移，并且不会与内装产生撞击和摩擦。
51.d)隔振器的体积尽可能小，最好采用长条形或者椭圆布置，降低空间占用。
52.根据上述设计目标，根据市面上常见的隔振器，可选择jg型隔振器。
53.隔振器选型参数见表1。当操纵台的重量给定，设计一个振动频率值，就能得到隔振器的数量和刚度，并据此计算得到振动放大系数。假定操纵台重量为400kg，操纵台的设计减振频率为4～5hz，能够保证400rpm工况振动放大系数在0.6～1.3之间，1000rpm工况的振动放大系数均在0.10以下，达到较好的减振效果。
54.表1隔振器设计参数
[0055][0056]
根据隔振器参数表2进行选型，隔振器数量为6个时，jg2-1型隔振器勉强能达到要求，垂向载荷略微超过限值；隔振器数量为4个时，jg2-2满足要求，对应的频率为5hz。
[0057]
表2jg隔振器参数
[0058][0059][0060]
其中，参考图7，m为第一安装部32上的安装孔孔径；d为第二安装部34的外径，也是整个隔振器30的最大直径尺寸；d1为第二安装部34上两个安装孔之间的距离；h为隔振器30的高度；d0为第二安装部34上的安装孔孔径。
[0061]
按照400kg重量进行隔振器选型设计，可以采用6个jg2-1型隔振器或者4个jg2-2型隔振器。
[0062]
图8示出图3中设于左侧的隔振器30的示意图，图9示出图3中设于右侧的隔振器30的示意图，图10示出图3中设于前端的隔振器30的示意图，图11示出图3中设于后端的隔振器30的示意图。结合图3、图8至图11，在本发明的实施例中，多个隔振器30设置在操纵台本体20的前端、后端以及两侧，其中，设于前端和两侧的多个隔振器30所在位置均靠近操纵台本体20重心所在横向平面，考虑到布置的可操作性和方便性，设于后端的隔振器30位于车体骨架10的地板梁钢结构上(如果设于后端的隔振器30也靠近操纵台本体20的重心平面，将会对司机造成阻碍或干扰)。
[0063]
结合以上的选型设计，并出于减小空间占用的目的，在本发明的一个实施例中，采用4个jg2-2型隔振器，分别布置在操纵台本体20的前端、后端以及两侧。设于前端和两侧的三个隔振器30所在位置均靠近操纵台本体20重心所在横向平面，设于后端的隔振器30位于车体骨架10的地板梁钢结构上。
[0064]
在一些实施例中，隔振器30在横向x、纵向y和竖向z上具有调整余量。所述调整余量可以为
±
10mm。这样便于在安装操纵台时灵活调整隔振器30的安装位置，具有良好的适应性。
[0065]
可以通过提供沿横向、纵向和竖向延伸的多个安装孔来实现隔振器在横向、纵向和竖向上具有调整余量。车体骨架10设有供隔振器30安装的安装座12，车体骨架10、安装座12或操纵台本体20上设有以下安装孔中的一种或多种：沿竖向z延伸的安装孔、沿横向x延伸的安装孔和沿纵向y延伸的安装孔。或者，还可提供孔径较大的圆孔作为安装孔，来实现
在平面内不同方向的调整余量。
[0066]
在一些实施例中，在安装操纵台本体20时，设于前端、后端和一侧的多个隔振器30预先设置在车体骨架10上，当操纵台本体另一侧调整到位之后再进行安装设于另一侧的隔振器。这样，预先安装的多个隔振器可以起到预先定位的作用，并且为了安装的可行性，最后再安装设于另一侧的隔振器。
[0067]
在一些实施例中，所述减振操纵台还包括第一止挡部和第二止挡部，所述第一止挡部设置在操纵台本体20的横向外侧并限制操纵台本体20的横向位移，所述第二止挡部设置在操纵台本体20的纵向外侧并限制操纵台本体20的纵向位移。所述第一止档部和所述第二止档部可以可调整地设置在车体骨架10上。通过设置所述第一止档部和所述第二止档部，可以抑制操纵台在冲击状态下的横向和纵向自由位移，安装完成后整体横向位移和纵向位移不超过
±
2mm。由此进一步改善操纵台的减振效果并实现良好的稳定性。
[0068]
在一些实施例中，所述减振操纵台还包括第三止挡部，所述第三止挡部设置在操纵台本体20的底面下方。所述第三止档部可以可调整地设置在车体骨架10的地板梁钢结构上。通过设置所述第三止档部，可以避免操纵台在局部超载情况(例如，人员坐卧在操纵台上)时垂向载荷超过隔振器设计载荷，当超过设计行程之后载荷由第三止档部承受。
[0069]
通过本发明的上述设计能保证操纵台的振动频率几乎不受柴油机组的振动影响，对操纵台的横向振动和垂向振动都有比较好的抑制效果。
[0070]
本发明至少能够实现以下技术效果：第一、结构简单，选型容易，在市场上容易到能实现操纵台减振效果的隔振器；第二、减振效果好，能实现操纵台安装后整体横向和纵向的位移不超过
±
2mm；第三、能有效避免柴油机组给操纵台带来的共振问题，为司机提供一个良好的运行环境。
[0071]
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明实施例的保护范围之内。

技术特征：

1.一种用于内燃机车的减振操纵台，其特征在于，包括：操纵台本体；多个隔振器，连接在所述内燃机车的车体骨架和所述操纵台本体之间，并且多个所述隔振器所在位置靠近所述操纵台本体重心所在横向平面。2.根据权利要求1所述的操纵台，其特征在于，多个所述隔振器设置在所述操纵台本体的前端、后端以及两侧，其中，设于前端和两侧的多个隔振器所在位置均靠近所述操纵台本体重心所在横向平面，设于后端的隔振器位于车体骨架的地板梁钢结构上。3.根据权利要求1所述的操纵台，其特征在于，所述隔振器在横向、纵向和竖向上具有调整余量。4.根据权利要求3所述的操纵台，其特征在于，所述车体骨架设有供所述隔振器安装的安装座，所述车体骨架、所述安装座或所述操纵台本体上设有以下安装孔中的一种或多种：沿竖向延伸的安装孔、沿横向延伸的安装孔和沿纵向延伸的安装孔。5.根据权利要求2所述的操纵台，其特征在于，在安装所述操纵台本体时，设于前端、后端和一侧的多个隔振器预先设置在所述车体骨架上。6.根据权利要求1所述的操纵台，其特征在于，还包括第一止挡部和第二止挡部，所述第一止挡部设置在所述操纵台本体的横向外侧并限制所述操纵台本体的横向位移，所述第二止挡部设置在所述操纵台本体的纵向外侧并限制所述操纵台本体的纵向位移。7.根据权利要求6所述的操纵台，其特征在于，还包括第三止挡部，所述第三止挡部设置在所述操纵台本体的底面下方。8.根据权利要求1所述的操纵台，其特征在于，所述隔振器包括采用金属材料的第一安装部和第二安装部以及连接在所述第一安装部和所述第二安装部之间的橡胶体，所述橡胶体为锥形结构。9.根据权利要求1所述的操纵台，其特征在于，所述隔振器的数量和类型与所述操纵台本体的重量和所述内燃机车的柴油发电机组的工作转速范围有关。10.根据权利要求9所述的操纵台，其特征在于，当所述操纵台本体的重量为400kg以及柴油发电机组的工作转速范围为400～1000rmp时，所述隔振器的数量为4个，所述隔振器的刚度为90kg/cm，所述隔振器的最大径向尺寸为150mm；或者所述隔振器的数量为6个，所述隔振器的刚度为60kg/cm，所述隔振器的最大径向尺寸为150mm。

技术总结

本发明公开了一种用于内燃机车的减振操纵台，包括：操纵台本体；多个隔振器，连接在所述内燃机车的车体骨架和所述操纵台本体之间，并且多个所述隔振器所在位置靠近所述操纵台本体重心所在横向平面。本发明能够减少操纵台振动，改善司机驾驶环境。改善司机驾驶环境。改善司机驾驶环境。

技术研发人员：

陈旭 温吉斌 张文春 王秀岩 张亮亮 王莹 苗琰泽 张东坡 庄思宇 孙阳

受保护的技术使用者：

中车大连机车车辆有限公司

技术研发日：

2022.12.07

技术公布日：

2023/3/28