周恩涛，林君哲，乔建基，丛烜日

(1.东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳110004;2.宝钢工程技术集团有限公司，上海201900)

圆柱螺旋弹簧是铁路车辆的重要部件，对整个车辆起着减震和支撑的作用。由于铁路车辆的弹簧工作的条件复杂，它的失效方式也多种多样，其中主要有断裂失效和应力松弛失效两大类，约有80%失效破坏是由于弹簧疲劳引起的［1］。因此，对车用弹簧进行有效精确的疲劳试验显得非常重要。所以设计出合理的机械结构，能够实现多种速度和位移的弹簧疲劳试验的设备，符合我国试验机研究发展方向［2］。

1 系统原理设计

根据实验台工作情况，提出的设计要求为:

试验波形为正弦波;振幅±10 mm;工作频率20 Hz;持续工作时间大于300 h;弹簧质量50 kg;弹簧变形最大处的弹力12 000 N。

由上述设计要求可以看出，这是一个以位置控制为主的液压伺服系统。系统的控制功率不大，且液压缸的行程也很小，所以采用伺服阀控液压缸系统来实现动作要求。液压系统包括主动力源、控制动力源、伺服阀控制液压缸、蓄能过滤部件组和油箱及附件。其工作原理如图1所示。

系统设计的特点是:系统具有低压启动保护系统，防止油泵启动时产生的瞬时高压对系统造成巨大的液压冲击，延长系统的使用寿命，同时设有高温报警、最低液位报警、滤油器污染堵塞报警，保证整个液压源系统的工作安全可靠地运行。

取系统工作压力ps=10 MPa。通过相关计算得到液压缸的尺寸，液压缸内径为D=50 mm;活塞杆直径为d=25 mm。……