[发明专利]钢轨扣件综合测试实验设备

说明书

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种钢轨扣件综合测试实验设备。

背景技术

扣件是轨道结构的一个重要组成部分，其作用是保持钢轨与轨枕的可靠联结并且防止钢轨横向位移，对列车安全性和旅客乘坐的舒适性有着重要的影响。当作用在钢轨上的荷载形式不同时，相应的扣件的受力状态（如螺栓轴力、弹条应力、扣件纵向阻力）也会发生变化，而这是考察扣件联结可靠性的重要指标。

作用在钢轨上的荷载大小或频率不同、荷载组合形式不同（垂向力、横向力），对扣件的受力状态会有很大影响。为了模拟钢轨真实受力情况，从而研究这些因素对扣件力学性能影响，需要对钢轨施加不同大小或频率的荷载，并设置不同的荷载组合，从而得到一系列螺栓轴力、弹条应力和扣件阻力。扣件纵向阻力、螺栓轴力、弹条应力之间的变化也存在着某种关联性，得到上述测量数据后，这种关联性也能够反映出来。这些因素对考察扣件联结是否安全可靠至关重要，因此，急需一种综合性的扣件系统测试设备对扣件进行试验研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种钢轨扣件综合测试实验设备，能够对钢轨施加不同大小或频率的竖向静、动荷载，调节作用在钢轨上的垂向力与横向力比值。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种钢轨扣件综合测试实验设备，包括支撑台、轨枕承台、加载装置和控制系统，所述轨枕承台与支撑台之间设有角度调节机构，所述轨枕承台上方能够放置轨枕和钢轨，所述轨枕和钢轨通过扣件连接，所述加载装置包括竖向作动器和纵向作动器，所述竖向作动器设置在轨枕承台上方，所述纵向作动器设置在钢轨纵向一侧，通过竖向作动器和纵向作动器对钢轨进行纵向和竖向加载，所述竖向作动器和纵向作动器端部均通过测量端头与钢轨接触，作动器端头可以根据不同的测量项目进行手动拆装、更换；所述角度调节机构、竖向作动器、纵向作动器和测量端头均与控制系统相连。

优选的，所述角度调节机构包括转轴、电机、丝杠和支撑柱，所述轨枕承台底部一端通过转轴与支撑台连接，所述轨枕承台底部另一端设有导向斜面，所述支撑柱设置在导向斜面与支撑台之间，所述支撑柱设置在丝杠端部，所述电机输出轴通过齿轮传动驱动丝杠做伸缩运动。

进一步的，所述电机为步进电机。

优选的，所述转轴外部设有刻度盘，所述刻度盘设置在支撑台上，所述转轴与指针相连。

进一步的，所述纵向作动器设置在钢轨纵向一端，所述钢轨另一端设有位移传感器，所述位移传感器与控制系统相连。

优选的，所述控制系统包括计算机和控制柜，所述测量端头与计算机相连，所述电机通过电机控制导线与计算机和控制柜相连，所述竖向作动器和纵向作动器通过作动器导线与计算机和控制柜相连。

进一步的，所述控制柜上还设有压力显示器，所述压力显示器与计算机相连。

优选的，所述竖向作动器和纵向作动器均为电液伺服加载机构，均包括液压缸、作动筒、电液伺服阀和传感器，所述液压缸的活塞杆端部与作动筒相连，所述作动筒端部设有测量端头，所述液压缸、电液伺服阀和传感器均与控制系统相连。

优选的，所述支撑柱上下侧均设有T型导轨，与支撑柱接触的支撑台及轨枕承台端面上设有与T型导轨配合的T型槽。借助T型导轨与T型槽的配合，能够防止轨枕承台发生纵向和侧向倾覆。

优选的，所述竖向作动器设置在顶板上，所述顶板通过四根支柱设置在轨枕承台上方，所述纵向作动器设置在轨枕承台一侧，所述纵向作动器的作动筒中心线与钢轨的中心轴线在同一平面内。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：通过角度调节机构调节轨枕承台的旋转角度，通过竖向作动器和纵向作动器对钢轨进行竖向和纵向加载，利用测量端头将数据传输至控制系统。本发明利用控制系统对钢轨施加不同大小或频率的竖向静、动荷载，调节作用在钢轨上的垂向力与横向力比值，进而利用外部仪器测量出扣件纵向阻力、轨面摩擦系数、螺栓轴力等，还可以测量出扣件的扣压力和扣件预埋件抗拔力。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例提供的一种钢轨扣件综合测试实验设备的结构示意图；

图2是图1中支撑台与轨枕承台配合示意图；