本发明属于轨道交通转向架结构设计技术领域，特别涉及一种转向架设备吊挂装置及其振动调节方法。
背景技术：
地铁、轻轨等城市轨道交通车辆线路条件复杂，转向架上的atc天线、轨道检测设备等装置的安装支架在轮轨作用产生的激励振动下，容易在某一特定的频率发生共振，产生开裂风险。
由于线路条件不同，不同转向架设备吊挂装置的固有频率也不同，对应产生共振的频率并不相同，因此可能存在同一转向架设备吊挂装置仅在某一特定路线开裂或仅在运行到某一特定里程时开裂的风险。
如何避免转向架设备吊挂装置共振，提高转向架上安装部件的使用寿命和可靠性是本领域技术人员亟待解决的技术问题。现有技术主要是通过优化转向架设备吊挂装置的结构来改变其固有频率以避开常见的激振频率，但是无法避开潜在的所有共振频率。
技术实现要素：
本发明的目的在于，针对现有优化结构的方法无法避免转向架设备吊挂装置所有潜在的共振频率的不足，提供一种转向架设备吊挂装置及其振动调节方法，能够避免转向架设备吊挂装置所有潜在的共振频率，能够避免转向架设备吊挂装置在复杂轮轨振动的激励下发生共振开裂，提高产品的可靠性和使用寿命。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种转向架设备吊挂装置，包括吊挂梁和吊挂机构，设备与吊挂梁相连，吊挂梁通过吊挂机构与转向架构架上的吊装板相连；其特点是还包括电控装置、第一加速度传感器、第二加速度传感器，吊挂梁与吊挂机构的各连接点处均设有一磁流变橡胶节点，各磁流变橡胶节点的顶面与构架底面抵接；第一加速度传感器设于设备上，第二加速度传感器设于构架上；第一加速度传感器、第二加速度传感器、各磁流变橡胶节点均与电控装置电连接；
第一加速度传感器：用于采集设备的加速度信号a1；
第二加速度传感器：用于采集构架的加速度信号a2；
电控装置：用于根据吊挂梁(2)和设备(7)组成的吊挂系统的固有频率f1；用于根据a2计算获得构架(9)的加速度值大于δ3的主频率f2；用于在|f1-f2|≤δ1时，调节输出至各磁流变橡胶节点(3)的电流值i，直至|f1-f2|＞δ1；其中，δ1、δ3为设定值。
借由上述结构，同时采集设备的加速度信号a1和构架的加速度信号a2，对设备的加速度频率f1和构架的加速度频率f2进行实时比较，当二者相近时，说明设备的振动频率和构架的振动频率接近，此时需要调节本发明的固有频率以避免共振。
根据固有频率与刚度的关系
对于磁流变橡胶节点而言，当磁流变橡胶节点断电时，永磁体磁化磁流变弹性体中的磁介质，使磁流变橡胶节点获得最大刚度；当磁流变橡胶节点通电后，励磁线圈对永磁体进行反向励磁，使得磁流变橡胶节点刚度降低，且磁流变橡胶节点的通电电流值越大其刚度越低。
综上，调节输出至各磁流变橡胶节点的电流值i，可以调节磁流变橡胶节点及整个转向架设备吊挂装置的刚度，进而动态调节整个转向架设备吊挂装置的固有频率，最终解决转向架设备吊挂装置的共振问题。
进一步地，所述电控装置还用于：根据a1计算获得设备的加速度幅值a1；用于在a1＞δ2时，调节输出至各磁流变橡胶节点的电流值i，直至a1≤δ2；其中，δ2为设定值。
由于调节刚度可以调节固有频率，而调节固有频率可以实现调节加速度幅值(即振动幅值)，因此，当第一传感器采集的设备的加速度幅值即振动幅值较大时，可以通过调节输出至各磁流变橡胶节点的电流值i来调节整个转向架设备吊挂装置的固有频率，最终调节设备的振动幅值并控制设备的振动幅值在预设的可接受范围内，防止设备振动幅值较大。
作为一种优选方式，各磁流变橡胶节点在初始状态下断电；电控装置调节输出至各磁流变橡胶节点的电流值i的调节规则为：电控装置在判断需要调节电流值i时控制各磁流变橡胶节点得电，且电控装置按照从小到大的顺序调节电流值i。
作为一种优选方式，所述电控装置还用于：在电流值i调节过程结束后，延时设定时间后控制各磁流变橡胶节点断电。
根据上述调节规则，各磁流变橡胶节点仅在需要调节刚度时得电，在不需要调节刚度时断电，从而可以省电。
作为一种优选方式，所述电控装置安装在车体底架上。
进一步地，还包括连接所述吊挂梁与构架的防脱装置。
防脱装置可以进一步提高构架与吊挂梁之间连接关系的可靠性和安全性。
基于同一个发明构思，本发明还提供了一种所述转向架设备吊挂装置的振动调节方法，其特点是包括以下步骤：
步骤1，第一加速度传感器实时采集设备的加速度信号a1，第二加速度传感器实时采集构架的加速度信号a2；
步骤2，电控装置设定吊挂梁(2)和设备(7)组成的吊挂系统的固有频率f1的调节范围；根据a2计算获得构架(9)的加速度值大于δ3的主频率f2；
步骤3，在|f1-f2|≤δ1时，电控装置调节输出至各磁流变橡胶节点的电流值i，直至|f1-f2|＞δ1。
进一步地，所述步骤2中还包括：电控装置根据a1计算获得设备的加速度幅值a1；所述步骤3中还包括：在a1＞δ2时，电控装置调节输出至各磁流变橡胶节点的电流值i，直至a1≤δ2；其中，δ2为设定值。
作为一种优选方式，各磁流变橡胶节点在初始状态下断电；所述步骤3中电控装置调节输出至各磁流变橡胶节点的电流值i的调节规则为：电控装置在判断需要调节电流值i时控制各磁流变橡胶节点得电，且电控装置按照从小到大的顺序调节电流值i。
作为一种优选方式，所述步骤3中，在电流值i调节过程结束后，电控装置在延时设定时间后控制各磁流变橡胶节点断电。
与现有技术相比，本发明通过实时采集并比较设备和构架的加速度信号，在二者的加速度频率值相近或者设备的加速度幅值较大时，通过电控装置控制各磁流变橡胶节点的电流，实现对转向架设备吊挂装置的固有频率和振动幅值进行动态调节，以使得转向架设备吊挂装置的固有频率与实时激振频率不同，能够避免转向架设备吊挂装置所有潜在的共振频率，能够避免转向架设备吊挂装置在复杂轮轨振动的激励下发生共振开裂，提高产品的可靠性和使用寿命。
附图说明
图1为本发明所述转向架设备吊挂装置一实施例的俯视图。
图2为图1的左视图。
图3为图1的仰视图。
图4为转向架设备吊挂装置移除了构架后的结构示意图。
图5为本发明的电气控制原理图。
其中，1为电控装置，2为吊挂梁，3为磁流变橡胶节点，4为第一加速度传感器，5为第二加速度传感器，6为吊挂机构，7为设备，8为防脱装置，9为构架，10为吊装板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1至图5所示，转向架设备吊挂装置包括吊挂梁2和吊挂机构6，设备7与吊挂梁2相连，吊挂梁2通过螺杆式吊挂机构6与吊装板10相连，吊装板10通过螺栓紧固件可拆卸装于转向架构架9上；还包括电控装置1、第一加速度传感器4、第二加速度传感器5，吊挂梁2与吊挂机构6的各连接点处均设有一磁流变橡胶节点3，各磁流变橡胶节点3的顶面与构架9底面抵接；第一加速度传感器4设于设备7上，第二加速度传感器5设于构架9上；第一加速度传感器4、第二加速度传感器5、各磁流变橡胶节点3均与电控装置1电连接。其中，各磁流变橡胶节点3可以基于磁流变弹性体，也可以基于磁流变液。磁流变橡胶节点3的数量可以根据安装形式进行调整，可以为2个、4个、6个等，本实施例中为4个。设备7可以为atc天线、轨道检测系统、障碍物检测系统等，设备7通过螺栓紧固件刚性连接到吊挂梁2上。
第一加速度传感器4：用于采集设备7的加速度信号a1。
第二加速度传感器5：用于采集构架9的加速度信号a2。
电控装置1：用于根据吊挂梁(2)和设备(7)组成的吊挂系统的固有频率f1；用于根据a2计算获得构架(9)的加速度值大于δ3的主频率f2；用于在|f1-f2|≤δ1时，调节输出至各磁流变橡胶节点(3)的电流值i，直至|f1-f2|＞δ1；其中，δ1、δ3为设定值。
本发明同时采集设备7的加速度信号a1和构架9的加速度信号a2，对设备7的加速度频率f1和构架9的加速度频率f2进行实时比较，当二者相近时，说明设备7的振动频率和构架9的振动频率接近，此时需要调节本发明的固有频率以避免共振。
根据固有频率与刚度的关系
对于磁流变橡胶节点3而言，当磁流变橡胶节点3断电时，永磁体磁化磁流变弹性体中的磁介质，使磁流变橡胶节点3获得最大刚度；当磁流变橡胶节点3通电后，励磁线圈对永磁体进行反向励磁，使得磁流变橡胶节点3刚度降低，且磁流变橡胶节点3的通电电流值越大其刚度越低。
综上，调节输出至各磁流变橡胶节点3的电流值i，可以调节磁流变橡胶节点3及整个转向架设备吊挂装置的刚度，进而动态调节整个转向架设备吊挂装置的固有频率，最终解决转向架设备吊挂装置的共振问题。
所述电控装置1还用于：根据a1计算获得设备7的加速度幅值a1；用于在a1＞δ2时，调节输出至各磁流变橡胶节点3的电流值i，直至a1≤δ2；其中，δ2为设定值。
由于调节刚度可以调节固有频率，而调节固有频率可以实现调节加速度幅值(即振动幅值)，因此，当第一传感器采集的设备7的加速度幅值即振动幅值较大时，可以通过调节输出至各磁流变橡胶节点3的电流值i来调节整个转向架设备吊挂装置的固有频率，最终调节设备7的振动幅值并控制设备7的振动幅值在预设的可接受范围内，防止设备7振动幅值较大。
优选地，各磁流变橡胶节点3在初始状态下断电；电控装置1调节输出至各磁流变橡胶节点3的电流值i的调节规则为：电控装置1在判断需要调节电流值i时控制各磁流变橡胶节点3得电，且电控装置1按照从小到大的顺序调节电流值i。
所述电控装置1还用于：在电流值i调节过程结束后，延时设定时间后控制各磁流变橡胶节点3断电。
根据上述调节规则，各磁流变橡胶节点3仅在需要调节刚度时得电，在不需要调节刚度时断电，从而可以省电。
所述电控装置1安装在车体底架上。
转向架设备吊挂装置还包括连接所述吊挂梁2与构架9的防脱装置8(如钢丝环结构)。
防脱装置8可以进一步提高构架9与吊挂梁2之间连接关系的可靠性和安全性。
本发明还提供了一种所述转向架设备吊挂装置的振动调节方法，包括以下步骤：
步骤1，第一加速度传感器4实时采集设备7的加速度信号a1，第二加速度传感器5实时采集构架9的加速度信号a2；
步骤2，电控装置1设定吊挂梁(2)和设备(7)组成的吊挂系统的固有频率f1的调节范围；根据a2计算获得构架(9)的加速度值大于δ3的主频率f2；
步骤3，在|f1-f2|≤δ1时，电控装置1调节输出至各磁流变橡胶节点3的电流值i，直至|f1-f2|＞δ1。
所述步骤2中还包括：电控装置1根据a1计算获得设备7的加速度幅值a1；所述步骤3中还包括：在a1＞δ2时，电控装置1调节输出至各磁流变橡胶节点3的电流值i，直至a1≤δ2；其中，δ2为设定值。
各磁流变橡胶节点3在初始状态下断电；所述步骤3中电控装置1调节输出至各磁流变橡胶节点3的电流值i的调节规则为：电控装置1在判断需要调节电流值i时控制各磁流变橡胶节点3得电，且电控装置1按照从小到大的顺序调节电流值i。
所述步骤3中，在电流值i调节过程结束后，电控装置1在延时设定时间后控制各磁流变橡胶节点3断电。
本发明可适应地铁、轻轨、动车等各种不同的线路条件，同时可对轨道不平顺、车轮多边形等各种异常振动激励进行自动调整，在一定范围内可优化线路维护标准，节约线路维护成本。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
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