專利名稱：一種鋼軌疲勞試驗機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼軌試驗裝置，更具體說是一種鋼軌疲勞試驗器。
背景技術(shù)
鋼軌的疲勞裂紋會給車輛帶來很大的安全隱患，因此，對鋼軌的疲勞裂紋萌生、擴 展情況進行分析研究，具有十分重要的社會意義及經(jīng)濟意義。對鋼軌的疲勞試驗是保證鋼 軌安全性的重要環(huán)節(jié)之一。
現(xiàn)有的鋼軌疲勞試驗機，包括相應(yīng)的機架，機架內(nèi)的夾具、載荷壓塊以及載荷驅(qū) 動。疲勞試驗時，施加在鋼軌上的荷載為交變荷載，以上百萬次為基數(shù)確定鋼軌疲勞極限， 對于試樣的選擇，試樣數(shù)量，加載范圍，試驗結(jié)果的記錄及整理方法均有所規(guī)定。同時，可結(jié) 合光學(xué)顯微鏡(OM)、顯微硬度儀、掃描電子顯微鏡(SEM)對實驗結(jié)果進行分析研究，研究了 彎矩作用下的鋼軌疲勞性能。
目前，國內(nèi)外的鋼軌疲勞試驗機，其載荷驅(qū)動大多采用液壓驅(qū)動和電磁驅(qū)動二種 方式，由于鋼軌疲勞試驗具有變荷載頻率高、試驗時間長等特點，因此液壓驅(qū)動很容易使液 壓機的橡膠件損壞，甚至還沒完成鋼軌的疲勞試驗而試驗機本身就需要修理，在規(guī)定的時 間內(nèi)儀器因各種原因發(fā)生停止工作則需重新開始試驗。而電磁驅(qū)動存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的不足， 而且試驗精度也有待于進一步提高。發(fā)明內(nèi)容
針對上述情況，本發(fā)明擬解決的問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、精度高的鋼軌疲勞試 驗器。
為解決上述問題，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種鋼軌疲勞試驗機，它包括機架 以及控制裝置，在所述機架內(nèi)設(shè)有上壓頭、下頂塊、壓力傳感器以及變荷載裝置，所述下頂 塊上設(shè)有頂球，所述變荷載裝置包括驅(qū)動電機、凸輪、頂桿以及頂桿下落限位塊，所述驅(qū)動 電機與凸輪傳動連接，所述頂桿的一端在凸輪上方、另一端頂在下頂塊的下側(cè)，所述壓力傳 感器固定在頂桿上端，所述機架還設(shè)有橫桿，所述頂桿下落限位塊在橫桿上，并且頂桿下落 限位塊與橫桿之間設(shè)有升降裝置；所述壓力傳感器、升降裝置分別與控制裝置電連接。
所述機架的頂部固定液壓機，所述液壓機的輸出端與上壓頭固定，所述液壓機還 與控制裝置電連接。
所述升降裝置可以是它包括渦輪、渦桿以及渦桿驅(qū)動電機，所述渦輪螺紋固定在 下落限位塊下面，所述渦桿分別與渦輪、渦桿驅(qū)動電機傳動連接，所述渦桿驅(qū)動電機與控制 裝置電連接。所述升降裝置還可以是汽缸。
采用了上述結(jié)構(gòu)，在鋼軌疲勞試驗時，將鋼軌置于下頂塊的二個頂球上，上壓頭壓 在鋼軌的中間。如設(shè)定鋼軌疲勞試驗的最大壓力為F1、最小壓力為F2，則調(diào)節(jié)上壓頭的高 度，使凸輪最大半徑處頂在頂桿時，鋼軌受到的壓力為F1，然后再調(diào)節(jié)升降裝置，確定頂桿 下落限位塊的高度，使頂桿不能下落時鋼軌受到的壓力為F2，這里需要強調(diào)的是凸輪最大半徑與最小半徑之差為△! ，鋼軌受到的壓力為F1時與鋼軌受到的壓力為F2時頂桿的位移 量為AL，則必須滿足八R大于AL。上述結(jié)構(gòu)的鋼軌疲勞試驗機凸輪在驅(qū)動電機的帶動下 轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)了鋼軌變荷載壓力的試驗。
本發(fā)明的鋼軌疲勞試驗機，采用凸輪變載荷結(jié)構(gòu)，液壓機僅為調(diào)節(jié)上壓頭的高度， 能滿足鋼軌疲勞試驗時高頻率變荷載、試驗時間長的要求。另外，由于壓力傳感器、升降裝 置、液壓機與控制裝置電連接。當(dāng)壓力傳感器測得的最大壓力小于F1時，通過控制裝置的 程序設(shè)置，控制液壓機降低上壓頭的高度，滿足壓力傳感器測得的最大壓力等于F1 ；當(dāng)壓力 傳感器測得的最小壓力小于F2時，通過控制裝置的程序設(shè)置，控制升降裝置升高頂桿下落 限位塊的高度，滿足壓力傳感器測得的最小壓力等于F2。綜上所述，本發(fā)明的鋼軌疲勞試驗 機具有結(jié)構(gòu)簡單、運行穩(wěn)定、使用壽命長、試驗精度等特點。


圖1是本發(fā)明鋼軌疲勞試驗機的結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1的一個側(cè)面的示意圖3是升降裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1-機架，2-控制裝置，3-上壓頭，4-下頂塊，5-壓力傳感器，6-驅(qū)動電機， 7-凸輪，8-頂桿，9-頂桿下落限位塊，10-橫桿，11-液壓機，12-升降裝置，13-渦輪，14-渦 桿，15-渦桿驅(qū)動電機，16-鋼軌，17-頂球。
具體實施方式
如圖1、圖2所示，本發(fā)明的鋼軌疲勞試驗機，它包括機架1以及控制裝置2，在所 述機架1內(nèi)設(shè)有上壓頭3、下頂塊4、壓力傳感器5以及變荷載裝置，所述下頂塊4上設(shè)有頂 球17，頂球17的數(shù)量一般為二個。鋼軌疲勞試驗上壓頭3的下端部壓在鋼軌16的中間，所 述下頂塊4的二個頂球17頂在鋼軌16 二側(cè)的底部。上述結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)的鋼軌疲勞試驗 機類似，因此，不再展開。
本發(fā)明的鋼軌疲勞試驗機的變荷載裝置包括驅(qū)動電機6、凸輪7、頂桿8以及頂桿 下落限位塊9，所述驅(qū)動電機6與凸輪7傳動連接。驅(qū)動電機6可根據(jù)試驗頻率選擇，如驅(qū) 動電機6的轉(zhuǎn)速與試驗頻率不匹配時，可采用調(diào)速器。
所述頂桿8的下端在凸輪7上方、上端頂在下頂塊4的下側(cè)，這樣凸輪7上隨驅(qū)動 電機6轉(zhuǎn)動時可頂移頂桿8，但是，在本發(fā)明的鋼軌疲勞試驗機中，頂桿8并不是始終與凸輪 7相頂，若鋼軌受到的最大壓力為F1時與鋼軌受到的最小壓力為F2時頂桿的位移量為Δ L， 則只有在凸輪最大半徑R1與半徑在禮-Δ L之間的圓弧面才與凸輪7相頂。
所述壓力傳感器5固定在頂桿8上端，當(dāng)然本發(fā)明也不排除壓力傳感器5固定在 上壓頭3上。
所述機架1還設(shè)有橫桿10，所述頂桿下落限位塊9在橫桿10上，并且頂桿下落限 位塊9與橫桿10之間設(shè)有升降裝置12 ；所述壓力傳感器5、升降裝置12分別與控制裝置2 電連接。
所述機架1的頂部固定液壓機11，所述液壓機11的輸出端與上壓頭3固定，所述 液壓機11還與控制裝置2電連接。
本發(fā)明的鋼軌疲勞試驗機的升降裝置可借鑒機械行業(yè)現(xiàn)有技術(shù)中的一些結(jié)構(gòu)。如 所述升降裝置12包括渦輪13、渦桿14以及渦桿驅(qū)動電機15，所述渦輪13固定在下落限位 塊9下面，所述渦桿14分別與渦輪13、渦桿驅(qū)動電機15傳動連接，所述渦桿驅(qū)動電機15與 控制裝置2電連接(參見圖幻。當(dāng)然所述升降裝置12還可以是汽缸。
權(quán)利要求
1.一種鋼軌疲勞試驗機，它包括機架(1)以及控制裝置O)，在所述機架(1)內(nèi)設(shè)有上 壓頭(3)、下頂塊G)、壓力傳感器(5)以及變荷載裝置，所述下頂塊(4)上設(shè)有頂球(17)， 其特征在于所述變荷載裝置包括驅(qū)動電機(6)、凸輪(7)、頂桿(8)以及頂桿下落限位塊 (9)，所述驅(qū)動電機(6)與凸輪(7)傳動連接，所述頂桿⑶的一端在凸輪(7)上方、另一端 頂在下頂塊(4)的下側(cè)，所述壓力傳感器( 固定在頂桿(8)上端，所述機架(1)還設(shè)有橫 桿(10)，所述頂桿下落限位塊(9)在橫桿(10)上，并且頂桿下落限位塊(9)與橫桿(10)之 間設(shè)有升降裝置(1 ；所述壓力傳感器(5)、升降裝置(1 分別與控制裝置O)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼軌疲勞試驗機，其特征在于所述機架(1)的頂部固定液壓 機(11)，所述液壓機(11)的輸出端與上壓頭⑶固定，所述液壓機(11)還與控制裝置(2) 電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼軌疲勞試驗機，其特征在于所述升降裝置(12)包括渦 輪(13)、渦桿(14)以及渦桿驅(qū)動電機(15)，所述渦輪(13)螺紋固定在下落限位塊(9)下 面，所述渦桿(14)分別與渦輪(13)、渦桿驅(qū)動電機(15)傳動連接，所述渦桿驅(qū)動電機(15) 與控制裝置O)電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼軌疲勞試驗機，其特征在于所述升降裝置(12)是汽缸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋼軌疲勞試驗機，它包括機架以及控制裝置，在所述機架內(nèi)設(shè)有上壓頭、下頂塊、壓力傳感器以及變荷載裝置，所述下頂塊上設(shè)有頂球，所述變荷載裝置包括驅(qū)動電機、凸輪、頂桿以及頂桿下落限位塊，所述驅(qū)動電機與凸輪傳動連接，所述頂桿的一端在凸輪上方、另一端頂在下頂塊的下側(cè)，所述壓力傳感器固定在頂桿上端，所述機架還設(shè)有橫桿，所述頂桿下落限位塊在橫桿上，并且頂桿下落限位塊與橫桿之間設(shè)有升降裝置；所述壓力傳感器、升降裝置分別與控制裝置電連接。本發(fā)明的鋼軌疲勞試驗機具有結(jié)構(gòu)簡單、運行穩(wěn)定、使用壽命長、試驗精度等特點。
文檔編號G01N3/32GK102033025SQ20101051508
公開日2011年4月27日 申請日期2010年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月21日
發(fā)明者王士明, 陳志明 申請人:浙江土工儀器制造有限公司