橡膠彈性元件剛度特性的監(jiān)測裝置和方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及橡膠彈性元件監(jiān)測的技術領域，尤其涉及一種橡膠彈性元件剛度特性的監(jiān)測裝置和方法。
【背景技術】
[0002]橡膠彈性元件是軌道結構中的重要部件，主要是利用橡膠材料的高彈特性，為軌道結構提供緩沖、減振、絕緣等功能，在降低軌道剛度、提高線路彈性、改善輪軌相互動力作用和降低動態(tài)效應方面起著重要的作用。橡膠彈性元件在結構中的主要作用是提供合理剛度和阻尼，其中剛度為核心指標。特別是對于無砟軌道，鋼軌支承彈性幾乎完全受軌下彈性元件剛度的支配。橡膠彈性元件剛度是鋼軌整體剛度的重要組成部分，它對軌道各項動力參數(shù)的影響非常明顯，為減少其對軌道各項動力參數(shù)的影響，減少對鋼軌、部件的傷損及維修量，應重視研究橡膠彈性元件的剛度特性。目前橡膠彈性元件的剛度測試多是在實驗室內(nèi)進行，而且實驗室測試只能對橡膠彈性元件小部分樣品進行測試，無法掌握橡膠彈性元件在實際使用過程中的應力與應變特征，因此急需一種方便、易行、具有普遍意義的剛度特性監(jiān)測方法。
[0003]為此，本發(fā)明的設計者有鑒于上述缺陷，通過潛心研究和設計，綜合長期多年從事相關產(chǎn)業(yè)的經(jīng)驗和成果，研究設計出一種橡膠彈性元件剛度特性的監(jiān)測裝置和方法，以克服上述缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供了一種橡膠彈性元件剛度特性的監(jiān)測裝置和方法，其能有效監(jiān)測橡膠彈性元件在實際使用過程中的應力分布及大小，實現(xiàn)對橡膠彈性元件剛度特性的準確監(jiān)測。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種橡膠彈性元件剛度特性的監(jiān)測裝置，包括監(jiān)測組件以及信號接收和處理系統(tǒng)，其特征在于:所述監(jiān)測組件設置于待測的橡膠彈性元件內(nèi)；
[0006]所述監(jiān)測組件包含耐高溫應變片，所述信號接收和處理系統(tǒng)包含計算機和Zigbee網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)，所述耐高溫應變片的輸出端與所述Zigbee網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)的輸入端連接，Zigbee網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)的輸出端通過無線網(wǎng)絡與所述計算機的輸入端連接。
[0007]其中:所述耐高溫應變片在所述橡膠彈性元件硫化的過程中直接硫化于其內(nèi)，且所述耐高溫應變片的引線在橡膠彈性元件硫化時預留在彈性元件的邊側，并在露出邊側的引線設有防水防腐蝕保護層。
[0008]其中:所述Zigbee網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)的工作頻段為2.4GHz，最高數(shù)據(jù)傳輸速率為250Kbps ο
[0009]其中:所述耐高溫應變片為中溫電阻應變片或高溫電阻應變片中的一種。
[0010]其中:所述耐高溫應變片為矩形，具體尺寸為7*7*4_。
[0011]其中:所述耐高溫應變片包含基底和電阻，所述電阻粘合至所述基底中，所述基底的材料選用酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺或環(huán)氧玻璃纖維布，所述電阻的材料選用銅鎳合金、卡瑪合金、鐵鉻鋁合金或鉑鎢合金，所述粘合劑選用酚醛類粘合劑或有機硅粘合劑。
[0012]其中:所述耐高溫應變片的引出線選用鍍鎳紫銅、包不銹鋼紫銅、鍍鎳銀、鍍鉻合金或鎳。
[0013]其中:所述橡膠彈性元件是錐體形橡膠彈性元件、溝槽形橡膠彈性元件、平面形橡膠彈性元件中的任意一種。
[0014]還公開了一種橡膠彈性元件剛度特性的監(jiān)測方法，使用如上任一項所述的監(jiān)測裝置，其特征在于:所述方法將作為監(jiān)測組件的耐高溫應變片在橡膠彈性元件硫化的過程中直接硫化于所述彈性元件內(nèi)，采集彈性元件所受壓力，然后將采集到的信號傳輸?shù)接嬎銠C中進行處理，從而分析得出橡膠彈性元件的剛度。
[0015]其中:所述耐高溫應變片耐受溫度低溫達零下40°C，高溫可達200°C，超過橡膠彈性元件成形的溫度。
[0016]通過上述結構可知，本發(fā)明的橡膠彈性元件剛度特性的監(jiān)測裝置和方法具有如下效果:
[0017]1、采用耐高溫的電阻應變片直接硫化于所述彈性元件內(nèi)，通過應變片采集橡膠彈性元件所受到的壓力，然后將采集到的信號通過Zigbee網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)接嬎銠C中進行處理，監(jiān)測所述橡膠彈性元件的受力大小，從而分析得出彈性元件的剛度。
[0018]2、通過耐高溫應變片和能實現(xiàn)多點測試的Zigbee網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)，監(jiān)測彈性元件在實際使用過程中的應力分布及大小，實現(xiàn)對橡膠彈性元件剛度特性的準確監(jiān)測。
[0019]本發(fā)明的詳細內(nèi)容可通過后述的說明及所附圖而得到。
【附圖說明】
[0020]圖1顯示了本發(fā)明的橡膠彈性元件剛度特性的監(jiān)測裝置的結構示意圖。
[0021]圖2顯示了本發(fā)明的橡膠彈性元件剛度特性的監(jiān)測裝置的另一實施例的結構示意圖。
[0022]附圖標記:1、計算機；2、Zigbee網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)；3、耐高溫應變片；4、橡膠彈性元件。
【具體實施方式】
[0023]參見圖1，顯示了本發(fā)明的橡膠彈性元件剛度特性的監(jiān)測裝置。
[0024]所述橡膠彈性元件剛度特性的監(jiān)測裝置包括監(jiān)測組件以及信號接收和處理系統(tǒng)，為實現(xiàn)更好的監(jiān)測效果，所述監(jiān)測組件設置于待測的橡膠彈性元件內(nèi)。
[0025]其中，所述監(jiān)測組件可包含耐高溫應變片3，所述信號接收和處理系統(tǒng)可包含計算機I和Zigbee網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)2，其中，耐高溫應變片3的輸出端與所述Zigbee網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)2的輸入端連接，Zigbee網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)2的輸出端可通過無線網(wǎng)絡與所述計算機I的輸入端連接。
[0026]其中，為避免耐高溫應變片3的嵌入對橡膠彈性元件4的性能影響，所述耐高溫應變片3在所述橡膠彈性元件4硫化的過程中直接硫化于其內(nèi)，且所述耐高溫應變片3的引線在橡膠彈性元件4硫化時預留在彈性元件4的邊側，并在露出邊側的引線設有防水防腐蝕保護層，因此，在測試時，耐高溫電阻應變片3可有效采集彈性元件4所受壓力，然后將采集到的信號通過Zigbee網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)2傳輸?shù)接嬎銠CI中進行處理，從而分析得出彈性元件4的剛度。
[0027]其中，所述Zigbee網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)的工作頻段為2.4GHz，最高數(shù)據(jù)傳輸速率可達250Kbps ο
[0028]其中，所述耐高溫應變片3選用中溫電阻應變片或高溫電阻應變片中的一種。
[0029]其中，所述耐高溫應變片為矩形，具體尺寸為7*7*4mm。
[0030]其中，所述耐高溫應變片3包含基底和電阻，所述電阻粘合至所述基底中，所述基底的材料選用酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、環(huán)氧玻璃纖維布等材質(zhì)，所述電阻的材料可選用銅鎳合金、卡瑪合金、鐵鉻鋁合金、鉑鎢合金中的任意一種，所述粘合劑可選用酚醛類粘合劑、有機硅粘合劑等材料。
[0031]其中，所述耐高溫應變片3的引出線可選用鍍鎳紫銅、包不銹