專利名稱：一種鋼軌疲勞試驗機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種鋼軌試驗裝置，更具體說是鋼軌疲勞試驗器。
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(kuò) 展情況進(jìn)行分析研究，具有十分重要的社會意義及經(jīng)濟(jì)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?，F(xiàn)有的鋼軌疲勞試驗機(jī)，包括相應(yīng)的機(jī)架，機(jī)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(jìn)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(jī)，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(jī)的橡膠件損壞，甚至還沒完成鋼軌的疲勞試驗而試驗機(jī)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(jìn)一步提高。

實用新型內(nèi)容針對上述情況，本實用新型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，本實用新型采用了以下技術(shù)方案一種鋼軌疲勞試驗機(jī)，它包括 機(jī)架以及控制裝置，在所述機(jī)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(jī)、凸輪、頂桿以及頂桿下落限位塊，所述 驅(qū)動電機(jī)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(jī)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(jī)架的頂部固定液壓機(jī)，所述液壓機(jī)的輸出端與上壓頭固定，所述液壓機(jī)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(jī)，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(jī)傳動連接，所述渦桿驅(qū)動電機(jī)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(qiáng)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(jī)凸輪在驅(qū)動電機(jī)的帶動下 轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)了鋼軌變荷載壓力的試驗。本實用新型的鋼軌疲勞試驗機(jī)，采用凸輪變載荷結(jié)構(gòu)，液壓機(jī)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(jī)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(jī)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，本實用新型的鋼軌 疲勞試驗機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行穩(wěn)定、使用壽命長、試驗精度等特點。

圖1是本實用新型鋼軌疲勞試驗機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的一個側(cè)面的示意圖；圖3是升降裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-機(jī)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(jī)， 7-凸輪，8-頂桿，9-頂桿下落限位塊，10-橫桿，11-液壓機(jī)，12-升降裝置，13-渦輪，14-渦 桿，15-渦桿驅(qū)動電機(jī)，16-鋼軌，17-頂球。
具體實施方式
如圖1、圖2所示，本實用新型的鋼軌疲勞試驗機(jī)，它包括機(jī)架1以及控制裝置2， 在所述機(jī)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(jī)類似，因此，不再展開。本實用新型的鋼軌疲勞試驗機(jī)的變荷載裝置包括驅(qū)動電機(jī)6、凸輪7、頂桿8以及 頂桿下落限位塊9，所述驅(qū)動電機(jī)6與凸輪7傳動連接。驅(qū)動電機(jī)6可根據(jù)試驗頻率選擇， 如驅(qū)動電機(jī)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(jī)6轉(zhuǎn)動時可頂移頂桿8，但是，在本實用新型的鋼軌疲勞試驗機(jī)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R1-AL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)然本實用新型也不排除壓力傳感器5固 定在上壓頭3上。所述機(jī)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(jī)架1的頂部固定液壓機(jī)11，所述液壓機(jī)11的輸出端與上壓頭3固定，所述 液壓機(jī)11還與控制裝置2電連接。[0021] 本實用新型的鋼軌疲勞試驗機(jī)的升降裝置可借鑒機(jī)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(jī)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(jī)15傳動連接，所述渦桿驅(qū)動電 機(jī)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(jī)，它包括機(jī)架(1)以及控制裝置O)，在所述機(jī)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(jī)(6)、凸輪(7)、頂桿(8)以及頂桿下落限位塊 (9)，所述驅(qū)動電機(jī)(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(jī)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(jī)，其特征在于所述機(jī)架(1)的頂部固定液壓 機(jī)(11)，所述液壓機(jī)(11)的輸出端與上壓頭⑶固定，所述液壓機(jī)(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(jī)，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(jī)(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(jī)(15)傳動連接，所述渦桿驅(qū)動電機(jī)(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(jī)，其特征在于所述升降裝置(12)是汽缸。
專利摘要本實用新型公開了一種鋼軌疲勞試驗機(jī)，它包括機(jī)架以及控制裝置，在所述機(jī)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(jī)、凸輪、頂桿以及頂桿下落限位塊，所述驅(qū)動電機(jī)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(jī)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。本實用新型的鋼軌疲勞試驗機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行穩(wěn)定、使用壽命長、試驗精度等特點。
文檔編號G01N3/36GK201897554SQ201020571448
公開日2011年7月13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