鋼軌扣件縱向阻力的測試裝置及方法
【專利摘要】本發明涉軌道建設領域，特別涉及一種鋼軌扣件縱向阻力的測試裝置及方法。其中，該鋼軌扣件縱向阻力的測試裝置，包括水平施力裝置、垂直施力裝置、位移測定裝置和固定裝置；水平施力裝置用于給鋼軌的一端施加水平推力；垂直施力裝置用于給鋼軌施加豎直壓力；位移測定裝置設置用于測定鋼軌在具有水平推力及豎直壓力下時產生的水平位移。本發明的鋼軌扣件縱向阻力的測試裝置及方法，可很好的模擬鋼軌在荷載狀態（例如，荷載的列車）鋼軌扣件的實際縱向阻力值，能夠真實的反應扣件在鋼軌有荷狀態下的縱向阻力，其準確性高。
【專利說明】鋼軌扣件縱向阻力的測試裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉軌道建設領域，具體而言，涉及一種鋼軌扣件縱向阻力的測試裝置及方法。
【背景技術】
[0002]鋼軌扣件的縱向阻力是評價鋼軌扣件性能優劣的一個重要指標。在相關技術中，常見測試鋼軌扣件縱向阻力的方法都是在鋼軌空載的情況下進行測試，即先將鋼軌通過鋼軌扣件固定之后，在鋼軌的一端施加外力，并測出鋼軌的水平位移。然后，通過換算外力與鋼軌的水平位移之間的關系得到鋼軌扣件的縱向阻力。
[0003]但是，在相關技術中，由于鋼軌是沒有荷載的，而鋼軌在工作的過程中，都是承載有列車壓力的；因此，相關技術中測得的鋼軌扣件的縱向阻力不能真實的反應鋼軌扣件在鋼軌有荷載狀態下的縱向阻力，其準確性不高。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種鋼軌扣件縱向阻力的測試裝置及方法，以解決上述的問題。
[0005]本發明的實施例中提供了的鋼軌扣件縱向阻力的測試裝置包括水平施力裝置、垂直施力裝置、位移測定裝置和固定裝置；所述水平施力裝置用于給鋼軌的一端施加水平推力；所述垂直施力裝置用于給鋼軌施加豎直壓力；所述垂直施力裝置包括第一液壓千斤頂、第一橫板、第二橫板；所述第一橫板固定設置在所述固定裝置上，所述第二橫板滑動設置在所述固定裝置上；且所述第一橫板與所述第二橫板自上而下設置；所述第一液壓千斤頂設置在所述第一橫板與所述第二橫板之間并分別與所述第一橫板、第二橫板相接觸；當所述第二橫板在所述第一液壓千斤頂的作用下上下滑動時，能夠形成用于安裝鋼軌的空間；所述位移測定裝置用于測定鋼軌在具有水平推力及豎直壓力下時產生的水平位移。
[0006]本發明的實施例中還提供了利用測試裝置測試鋼軌縱向阻力的方法，包括以下步驟:使用垂直施力裝置對鋼軌施加豎直壓力至第一預定值；使用水平施力裝置對鋼軌的一端以預定速度持續施加水平壓力至第二預定值；利用位移測定裝置測試鋼軌在水平施力裝置施加的具體壓力下所述鋼軌發生的水平位移；記錄所述水平施力裝置施加的水平壓力以及鋼軌發生的水平位移，當所述水平壓力保持恒定，且所述水平位移持續增加時，得到縱向阻力。
[0007]本發明上述實施例的鋼軌扣件縱向阻力的測試裝置及方法，在測試鋼軌扣件的縱向阻力的時候，將鋼軌固定后，第二橫板在第一液壓千斤頂的作用下與鋼軌的頂部接觸，且由于第一橫板與固定裝置是固定連接的，因此，第一液壓千斤頂可以通過與固定裝置滑動設置的第二橫板實現給鋼軌施加豎直壓力的效果；水平施力裝置可以提供對鋼軌的水平推力，通過推力的大小以及鋼軌發生的水平位移的關系，即可得到鋼軌扣件在有垂直施力裝置施加豎直壓力時的縱向阻力值；本發明實施例的這種鋼軌扣件縱向阻力的測試裝置，可通過垂直施力裝置對鋼軌施加縱向豎直壓力之后測試鋼軌扣件的縱向阻力。因此，可很好的模擬鋼軌在荷載狀態(例如，荷載的列車)鋼軌扣件的實際縱向阻力值，與傳統鋼軌在沒有荷載的狀態下所測得的鋼軌扣件的縱向阻力相比，能夠真實的反應扣件在鋼軌有荷狀態下的縱向阻力，其準確性高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1示出了本發明實施例一提供的鋼軌扣件縱向阻力的測試裝置的示意圖；
[0009]圖2示出了本發明實施例二提供的鋼軌扣件縱向阻力的測試裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0010]下面通過具體的實施例子并結合附圖對本發明做進一步的詳細描述。
[0011]請參考圖1，本發明的實施例中提供了 一種鋼軌扣件縱向阻力的測試裝置，包括水平施力裝置、垂直施力裝置、位移測定裝置105和固定裝置104 ;所述水平施力裝置用于給鋼軌的一端施加水平推力；所述垂直施力裝置用于給鋼軌施加豎直壓力；所述垂直施力裝置包括第一液壓千斤頂101、第一橫板102、第二橫板103 ;所述第一橫板102固定設置在所述固定裝置104上，所述第二橫板103滑動設置在所述固定裝置104上；且所述第一橫板102與所述第二橫板103自上而下設置；所述第一液壓千斤頂101設置在所述第一橫板102與所述第二橫板103之間并分別與所述第一橫板102、第二橫板103相接觸；當所述第二橫板103在所述第一液壓千斤頂101的作用下上下滑動時，能夠形成用于安裝鋼軌的空間；所述位移測定裝置105用于測定鋼軌在具有水平推力及豎直壓力下時產生的水平位移。
[0012]本發明上述實施例的提供的一種鋼軌扣件縱向阻力的測試裝置，在測試鋼軌扣件的縱向阻力的時候，將鋼軌固定后，第二橫板103在第一液壓千斤頂101的作用下與鋼軌的頂部接觸，且由于第一橫板102與固定裝置104是固定連接的，因此，第一液壓千斤頂101可以通過與固定裝置104滑動設置的第二橫板103實現給鋼軌施加豎直壓力的效果；水平施力裝置可以提供對鋼軌的水平推力，通過推力的大小以及鋼軌發生的水平位移的關系，即可得到鋼軌扣件在有垂直施力裝置施加豎直壓力時的縱向阻力值；本發明實施例的這種鋼軌扣件縱向阻力的測試裝置，可通過垂直施力裝置對鋼軌施加縱向豎直壓力之后測試鋼軌扣件的縱向阻力。因此，可很好的模擬鋼軌在荷載狀態(例如，荷載的列車)鋼軌扣件的實際縱向阻力值，與傳統鋼軌在沒有荷載的狀態下所測得的鋼軌扣件的縱向阻力相比，能夠真實的反應扣件在鋼軌有荷狀態下的縱向阻力，其準確性高。
[0013]為了使得本發明實施例一的鋼軌扣件縱向阻力的測試裝置得到更好的應用，更加有效的應用于扣件的縱向阻力測試中，本發明還在上述實施例一的基礎之上提供了實施例二，實施例二是對實施例一的基礎上做出的進一步的限定和增加，現做詳細的闡述和解釋:
[0014]請參考圖2，在本實施例中，為了使得鋼軌扣件的縱向阻力在測試過程中便于操作，提高測試準確度，優選的，還包括用于固定鋼軌的支撐板201和擋板202，所述水平施力裝置為第二液壓千斤頂；所述擋板202縱向設置在所述支撐板201上，所述第二液壓千斤頂的一端與所述擋板202相抵；這樣，支撐板201與擋板202之間相對固定，而鋼軌也固定在支撐板201上，第二液壓千斤頂的一端與擋板202相抵，另一端與鋼軌的端部接觸，可以很好的實現給通過扣件固定在支撐板201上的鋼軌施加水平推力。
[0015]此外，可選的，在實際測量的過程中，為了使得鋼軌易于固定，還可以在鋼軌與支撐板201之間添加墊板，墊板、支撐板201和鋼軌之間相對固定，在反復測量的過程中，可根據墊板的損毀程度更換墊板。
[0016]進一步的，在本實施例中，固定裝置104的作用是為了將垂直施力裝置固定，為了達到更好的固定效果，可選的，所述固定裝置104包括第一固定板203和第二固定板204 ；所述第一固定板203和所述第二固定板204對稱設置在所述支撐板201上，且所述第一固定板203與所述第二固定板204均與所述擋板202垂直；且所述第一固定板203與所述第二固定板204相對的板面上均設置有縱向凸起205 ;所述第一橫板102固定設置在所述第一固定板203和所述第二固定板204遠離所述支撐板201的一端；所述第二橫板103設置有卡槽，且所述第二橫板103通過所述卡槽及所述縱向凸起205分別與所述第一固定板203和所述第二固定板204滑動連接；這樣，第一橫板102與兩個固定板固定設置，第二橫板103可以在第一液壓千斤頂101的作用下，通過卡槽以及縱向凸起205的配合實現下上下運動，而鋼軌則處于第二橫板103與支撐板201之間，并且與第二橫板103相接觸，第一液壓千斤頂101施加的豎直壓力可以通過第二橫板103作用于鋼軌上。對稱設置的第一固定板203和第二固定板204可以很好的將第一橫板102和第二橫板103固定,第二液壓千斤頂的一端抵在擋板202上，另一端與鋼軌的一端接觸并持續施加水平壓力。
[0017]為了確保測試過程中的安全性，優選的，所述垂直施力裝置還包括至少兩個滾軸208 ;所述第一固定板203和所述第二固定板204在其厚度方向分別設置有至少兩個第一通孔206和至少兩個第二通孔207，且至少兩個所述第一通孔206的孔心到所述支撐板201的距離相等，并等于至少兩個所述第二通孔207的孔心到所述支撐板201的距離；至少兩個所述滾軸208平行設置，且其兩端依次穿過所述第一通孔206和所述第二通孔207 ;這樣，第二橫板103擔在至少兩個滾軸208上，一方面，提高了第二橫板103的穩定性，另一方面，第二橫板103所受的壓力通過滾軸208傳遞到鋼軌上，滾軸208起到分壓并模擬列車行進的狀態，因此，可提高測試結果的準確性。
[0018]優選的，所述位移測定裝置105為百分表；所述百分表至少為兩個，通過百分表可以準確的測量鋼軌在水平推力下發生的微小位移，且為了準確的測量位移，百分表至少為兩個，其可以分別設置在鋼軌的軌頭、軌腰以及軌底部；此外，在本實施例中，可選的，鋼軌發生的水平位移可以通過位移傳感器直接測定。
[0019]在本實施例中，為了提高第二橫板103在滑動過程中的穩定性，優選的，所述卡槽與所述縱向凸起205為多個，且每個所述卡槽均對應一個所述縱向凸起205并與所述縱向凸起205滑動配合。
[0020]為了更好的模擬鋼軌承受行進列車的狀態，在本實施例中，進一步的，還包括多個軸承209 ;每個所述滾軸208上設置有至少兩個所述軸承209，并用于將鋼軌的軌頭卡住；第二液壓千斤頂在持續加壓的過程中，滾軸208和軸承209易于與鋼軌發生相對滑動。優選的，在軸承209和滾軸208的接觸部位以及滾軸208和鋼軌的接觸部位要涂抹潤滑油。
[0021]進一步的，在測試的過程中，為了使得第一固定板203和第二固定板204能夠穩固的固定在支撐板201上，優選的，還包括第一加強筋210和第二加強筋211 ;所述第一加強筋210設置在所述第一固定板203與所述支撐板201之間，所述第二加強筋211設置在所述第二固定板204與所述支撐板201之間，第一加強筋210和第二加強筋211還可以設置為多個。
[0022]此外，在本實施例中，還包括多個支撐條板；多個所述支撐條板設置在所述支撐板201的底部，并將所述支撐板201撐起，且多個所述支撐條板互相平行，支撐條板212將整個支撐板201支撐起來，進而使得測試的過程中更加便于操作。
[0023]本發明實施例三還提供了一種測試鋼軌扣件縱向阻力的方法，具體包括以下步驟:
[0024]步驟101:使用垂直施力裝置對鋼軌施加豎直壓力至第一預定值；
[0025]步驟102:使用水平施力裝置對鋼軌的一端以預定速度持續施加水平壓力至第二預定值；
[0026]步驟103:利用位移測定裝置105測試鋼軌在水平施力裝置施加的具體壓力下所述鋼軌發生的水平位移；
[0027]步驟104:記錄所述水平施力裝置施加的水平壓力以及鋼軌發生的水平位移，當所述水平壓力保持恒定，且所述水平位移持續增加時，得到縱向阻力。
[0028]優選的，在上述步驟中，其中，所述第一預定值為80kN或IlOkN;所述預定速度為5kN/min-15kN/min ;所述第二預定值為 2.2kN_2.8kN。
[0029]在上述實施例中，可選的，鋼軌扣件可以包括V型扣件(包括小阻力扣件)、WJ-7、WJ-8系列等；其中，V型扣件可采用LWS系列配套扣件，彈條型號為X3，擋板座型號為C5 —4，軌下墊板型號為RP5 - 08 ；WJ-7型扣件包括常阻力和小阻力兩種類型；WJ-8型常阻力扣件采用橡膠墊板，Wl型彈條。
[0030]同時，需要指出的是，在本發明的實施例中，對各種不同種類的鋼軌扣件進行縱向阻力測試的過程中，可以選擇多個同類型鋼軌扣件做重復實驗，進而得到平均縱向阻力(kN)和平均縱向位移(mm)。
[0031]1、對6套V型小阻力扣件進行試驗:
[0032]I)、當鋼軌沒有通過垂直施力裝置施加豎直壓力時，鋼軌V型小阻力扣件的縱向阻力結果參見表1:
[0033]表I空載時鋼軌V型小阻力扣件縱向阻力試驗數據
[0034]
【權利要求】
1.鋼軌扣件縱向阻力的測試裝置，其特征在于，包括水平施力裝置、垂直施力裝置、位移測定裝置和固定裝置； 所述水平施力裝置用于給鋼軌的一端施加水平推力； 所述垂直施力裝置用于給鋼軌施加豎直壓力； 所述垂直施力裝置包括第一液壓千斤頂、第一橫板、第二橫板； 所述第一橫板固定設置在所述固定裝置上，所述第二橫板滑動設置在所述固定裝置上；且所述第一橫板與所述第二橫板自上而下設置；所述第一液壓千斤頂設置在所述第一橫板與所述第二橫板之間并分別與所述第一橫板、第二橫板相接觸；當所述第二橫板在所述第一液壓千斤頂的作用下上下滑動時，能夠形成用于安裝鋼軌的空間； 所述位移測定裝置用于測定鋼軌在具有水平推力及豎直壓力下時產生的水平位移。
2.根據權利要求1所述的鋼軌扣件縱向阻力的測試裝置，其特征在于，還包括用于固定鋼軌的支撐板和擋板，所述水平施力裝置為第二液壓千斤頂； 所述擋板縱向設置在所述支撐板上，所述第二液壓千斤頂的一端與所述擋板相抵。
3.根據權利要求2所述的鋼軌扣件縱向阻力的測試裝置，其特征在于，所述固定裝置包括第一固定板和第二固定板； 所述第一固定板和所述第二固定板對稱設置在所述支撐板上，且所述第一固定板與所述第二固定板均與所述擋板垂直；且所述第一固定板與所述第二固定板相對的板面上均設置有縱向凸起； 所述第一橫板固定設置在所述第一固定板和所述第二固定板遠離所述支撐板的一端；所述第二橫板設置有卡槽，且所述第二橫板通過所述卡槽及所述縱向凸起分別與所述第一固定板和所述第二固定板滑動連接。
4.根據權利要求3所述的鋼軌扣件縱向阻力的測試裝置，其特征在于，所述垂直施力裝置還包括至少兩個滾軸； 所述第一固定板和所述第二固定板在其厚度方向分別設置有至少兩個第一通孔和至少兩個第二通孔，且至少兩個所述第一通孔的孔心到所述支撐板的距離相等，并等于至少兩個所述第二通孔的孔心到所述支撐板的距離； 至少兩個所述滾軸平行設置，且其兩端依次穿過所述第一通孔和所述第二通孔。
5.根據權利要求4所述的鋼軌扣件縱向阻力的測試裝置，其特征在于，還包括多個軸承； 每個所述滾軸上設置有至少兩個所述軸承，并用于將鋼軌的軌頭卡住。
6.根據權利要求1所述的鋼軌扣件縱向阻力的測試裝置，其特征在于，所述位移測定裝置為百分表； 所述百分表至少為兩個。
7.根據權利要求5所述的鋼軌扣件縱向阻力的測試裝置，其特征在于，所述卡槽與所述縱向凸起為多個，且每個所述卡槽均對應一個所述縱向凸起并與所述縱向凸起滑動配口 ο
8.根據權利要求7所述的鋼軌扣件縱向阻力的測試裝置，其特征在于，還包括第一加強筋和第二加強筋； 所述第一加強筋設置在所述第一固定板與所述支撐板之間，所述第二加強筋設置在所述第二固定板與所述支撐板之間。
9.根據權利要求2所述的鋼軌扣件縱向阻力的測試裝置，其特征在于，還包括多個支撐條板； 多個所述支撐條板設置在所述支撐板的底部，并將所述支撐板撐起，且多個所述支撐條板互相平行。
10.一種利用權利要求1-9任一項所述的測試裝置測試鋼軌扣件縱向阻力的方法，其特征在于，包括以下步驟: 使用垂直施力裝置對鋼軌施加豎直壓力至第一預定值； 使用水平施力裝置對鋼軌的一端以預定速度持續施加水平壓力至第二預定值； 利用位移測定裝置 測試鋼軌在水平施力裝置施加的具體壓力下所述鋼軌發生的水平位移； 記錄所述水平施力裝置施加的水平壓力以及鋼軌發生的水平位移，當所述水平壓力保持恒定，且所述水平位移持續增加時，得到縱向阻力。
【文檔編號】G01M13/00GK103452019SQ201310440155
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月24日 優先權日:2013年9月24日
【發明者】楊榮山, 任娟娟, 王平, 劉學毅, 趙坪銳, 郭利康, 蔡世昱, 林紅松 申請人:西南交通大學