钢轨扣件纵横竖三向阻力综合测量装置的制作方法

本发明涉及工程测量技术领域，具体涉及一种钢轨扣件纵横竖三向阻力综合测量装置。

背景技术：

钢轨扣件是阻止钢轨相对于轨枕发生纵横竖向位移的联接零件，而扣件阻力是评价钢轨扣件性能优劣的重要指标。随着高速铁路不断提速，对钢轨扣件阻力的技术性能要求也不断提高，准确测量钢轨扣件阻力，是确定钢轨扣件性能、确定轨道几何形位、开展正常养修，确保行车安全的需要。

然而，目前国内还没有一种可以方便，准确测量钢轨扣件纵横竖三向阻力的装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种钢轨扣件纵横竖三向阻力综合测量装置。

本发明的目的是通过如下途径实现的：一种钢轨扣件纵横竖三向阻力综合测量装置，它包括用于对轨道的钢轨施加纵横竖三向力的施力组件以及用于测量钢轨对应方向位移的位移测量组件；

所述施加组件包括安装于底座上的测量横向扣件阻力组件、测量纵向扣件阻力组件及测量扣件竖向阻力组件；

所述的测量横向扣件阻力组件，是在底座上安装有一内置伸缩驱动件及检测顶杆所受横向水平力的测力传感器的套筒，套筒与夹紧钢轨的支撑构件之间连接有顶筒；所述的伸缩驱动件两端分别设置有一根由其驱动的顶杆，两根顶杆皆伸出于该套筒两端外，其中一根顶杆套装于顶筒内，另一根顶杆与顶块相抵，顶块位于固定底座端部的竖直板的一侧；

所述的测量扣件竖向阻力组件，是在底座上通过扣件横向安装一钢轨，钢轨上方嵌装有一支撑板，所述支撑板下方放置一横跨钢轨的顶板，所述的支撑板与顶板之间装设有伸缩驱动件以及用于检测所述钢轨所受竖向力的测力传感器；

所述的测量纵向扣件阻力组件，是在底座上通过扣件纵向安装一钢轨，钢轨的端部固定有一根伸出的螺纹钢筋，所述螺纹筋通过前述竖直板上的方孔穿过竖直板，螺纹钢筋位于竖直板另一端上装有一螺母，所述竖直板与螺母之间装设有伸缩驱动件以及检测所述螺纹钢筋所受纵向力的测力传感器。

作为本方案的进一步优化：

所述伸缩驱动件包括液压千斤顶以及用于驱动所述液压千斤顶的液压手动泵，在测量扣件横向阻力组件中，所述液压千斤顶的一端与套筒内壁相抵，另一端通过测力传感器与顶杆相抵；在测量扣件纵向阻力组件中，所述液压千斤顶的一端与顶块相抵，另一端通过测力传感器与竖直板相抵；在测量扣件竖向阻力组件中，所述液压千斤顶的一端与支撑板相抵，另一端通过测力传感器与顶板相抵。

作为本方案的进一步优化，所述位移测量组件为千分表，所述千分表包括测量探针，测量杆和读数显示屏。

作为本方案的进一步优化，所述套筒包括安装筒以及连接于所述安装筒内装置的接触孔，测力传感器和液压千斤顶装设于所述安装筒中，所述安装筒侧壁上开设有用于装卸所述测力传感器和液压千斤顶的开口。

作为本方案的进一步优化，所述扣件是在钢轨下方设置有垫板，垫板下方设置有四方垫板，以上扣件系统由螺栓固定于底座上。

作为本方案的进一步优化，所述测力传感器配有读数仪。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明提供了一种结构简单，操作方便的钢轨扣件纵横竖三向阻力综合测量装置，填补了目前国内还没有用于测量钢轨扣件纵横竖三向阻力的综合装置的空白，该装置在使用时，通过施力组件分别对轨道的钢轨施加纵横竖三向力并测出施加力的大小，再通过位移测量组件测出钢轨产生的纵横竖三向位移，进而绘图分析可得钢轨扣件阻力。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细说明：

图1为本发明立体结构示意图之一；

图2为本发明立体结构示意图之二；

图3为本发明中测量横向扣件阻力组件的使用状态结构示意图；

图4为本发明中测量扣件竖向阻力组件的使用状态结构示意图；

图5为本发明中测量纵向扣件阻力组件的使用状态结构示意图(转向90度)；

图6为本发明中套筒立体结构示意图；

图7为本发明中测力传感器的立体结构示意图；

图8为本发明中液压千斤顶的立体结构示意图；

图9为本发明中千分表的立体结构示意图；

图中：

1、底座；2、套筒；3、顶杆；4、钢轨；5、支撑构件；6、顶块；7、螺纹钢筋；8、螺母；9、支撑板；10、顶板；11、竖直板；01、测力传感器；02、液压千斤顶；03、液压手动泵；04、千分表；05、支架；06、扣件；07、三角钢；011、第一底面；012、感应面；013、读数仪；021、工作面；022、第二底面；041、测量探针；042、测量杆；043、读数显示屏；111、圆孔；112、方孔；121、长螺栓；21、安装筒；211、开口；31、顶筒；061、扣件垫板；062、螺栓；063、四方垫板

具体实施方式

如图1至图9所示，本发明轨枕扣件纵横竖三向阻力综合测量装置，它包括用于对轨道的钢轨施加纵横竖三向力的施力组件以及用于测量钢轨对应方向位移的位移测量组件；

所述施加组件包括安装于底座1上的测量横向扣件阻力组件、测量纵向扣件阻力组件及测量扣件竖向阻力组件；

所述的测量横向扣件阻力组件，是在底座1上安装有一内置伸缩驱动件及检测顶杆3所受横向水平力的测力传感器01的套筒2，套筒2与夹紧钢轨4的支撑构件5之间连接有顶筒31；所述的伸缩驱动件两端分别设置有一根由其驱动的顶杆3，两根顶杆3皆伸出于该套筒2两端外，其中一根顶杆3套装于顶筒31内，另一根顶杆3与顶块6相抵，顶块6位于固定底座1端部的竖直板11的一侧；工作开始前使用螺栓121通过圆孔111把底座1固定在场地上，液压千斤顶02的工作面021与测力传感器01的第一底面011紧贴，液压千斤顶02的第二底面022与套筒2内壁面紧贴，测力传感器01的感应面012与支撑构件5的顶杆3的端部紧贴。千分表04安装在横向方向的钢轨4的轨腰面上，并将安装千分表04的支架05吸在三角钢07上。测力传感器01为配有读数仪的测力传感器，读数仪与测力传感器01配套使用，当液压千斤顶02工作对顶杆3施加横向水平力时，可在测力传感器01的读数仪上直接读出该横向水平力的大小，其读数方便，精确高。通过操作液压手动泵03并结合测力传感器01的读数仪可控制液压千斤顶02的驱动力大小，进而控制对钢轨施加的横向水平力的大小，钢轨承受的横向水平力大小等于液压千斤顶02对顶杆3施加的横向水平力大小。工作开始时对钢轨施加从零开始逐渐增大的横向水平力，并测出钢轨承受不同大小的横向水平力时，其横向位移大小，而钢轨横向位移的大小则可通过千分表04测量得到，并在千分表04的读数显示屏043上显示。当操作液压手动泵03时读数仪上示数变化突然较大时，记录到此后一段时间内横向力及位移，通过绘制位移-力的曲线图分析可得钢轨扣件横向阻力，即为对钢轨施加的横向力的特殊对应值。

所述的测量扣件竖向阻力组件，是在底座1上通过扣件06横向安装一钢轨4，钢轨4上方嵌装有一支撑板9，所述支撑板9下方放置一横跨钢轨4的顶板10，所述的支撑板9与顶板10之间装设有伸缩驱动件以及用于检测所述钢轨4所受竖向力的测力传感器01；使用时，将底座1安装固定，在液压千斤顶02安装于支撑板9与顶板10之间，在液压千斤顶02与顶板10之间安装测力传感器01，千分表04安装在竖向方向的钢轨4轨头表面上，并将安装千分表04的支架05吸在三角钢07上。测力传感器为具有读数仪的测力传感器，读数仪与测力传感器配套使用，当液压千斤顶02工作对顶板10施加竖向力时，可在测力传感器的读数仪上直接读出该竖向力的大小，其读数方便，精度高。通过操作液压手动泵03并结合测力传感器01的读数仪可控制液压千斤顶02的驱动力大小，进而控制对钢轨施加的竖向力的大小，钢轨承受的竖向力大小等于液压千斤顶02对顶块6施加的竖向力大小。工作时对钢轨施加从零开始逐渐增大的竖向力，并测出钢轨承受不同大小的竖向力时，其竖向位移大小，而钢轨竖向位移的大小则可通过千分表04测量得到，并在千分表04的读数显示屏043上显示。当操作液压手动泵03时读数仪上示数趋于稳定时，记录此显示器上的力及千分表上显示的位移，随着位移继续增大，对钢轨的施加力突然不再明显变化时，记录此后一段时间内的纵向力及位移，这样绘制力与位移的关系曲线，然后通过分析可得钢轨扣件竖向阻力，即为对钢轨施加的竖向力的特殊对应值。

所述的测量纵向扣件阻力组件，是在底座1上通过扣件06纵向安装一钢轨4，钢轨4的端部固定有一根伸出的螺纹钢筋7，所述螺纹筋7通过前述竖直板11上的方孔121穿过竖直板11，螺纹钢筋7位于竖直板11另一端上装有一螺母8，所述竖直板11与螺母8之间装设有伸缩驱动件以及检测所述螺纹钢筋7所受纵向力的测力传感器01。工作开始前使用螺栓121通过圆孔111把底座1固定在场地上，液压千斤顶02的工作面021与测力传感器01的第一底面011紧贴，液压千斤顶02的第二底面022与顶块6紧贴，测力传感器01的感应面012与竖直板11紧贴。千分表04安装在纵向方向的钢轨4的轨头截面上，并将安装千分表04的支架05吸在三角钢07上。测力传感器01为配有读数仪的测力传感器，读数仪与测力传感器01配套使用，当液压千斤顶02工作对顶块6施加纵向水平力时，可在测力传感器01的读数仪上直接读出该纵向水平力的大小，其读数方便，精确高。通过操作液压手动泵03并结合测力传感器01的读数仪可控制液压千斤顶02的驱动力大小，进而控制对钢轨施加的纵向水平力的大小，钢轨承受的纵向水平力大小等于液压千斤顶02对顶块6施加的横向水平力大小。工作时对钢轨施加从零开始逐渐增大的纵向水平力，并测出钢轨承受不同大小的纵向水平力时，其纵向位移大小，而钢轨纵向位移的大小则可通过千分表04测量得到，并在千分表04的读数显示屏043上显示。当操作液压手动泵03时读数仪上示数不在变化时，可认为扣件对钢轨的约束作用趋于零，记录此后一段时间内纵向力及位移，然后通过绘图分析可得钢轨扣件纵向阻力，即为对钢轨施加纵向力的特殊对应值。

所述伸缩驱动件包括液压千斤顶02以及用于驱动所述液压千斤顶02的液压手动泵03，对于测量扣件横向阻力组件：所述液压千斤顶02的一端与套筒2内壁相抵，另一端通过测力传感器01与顶杆3相抵；对于测量扣件纵向阻力组件：所述液压千斤顶02的一端与顶块6相抵，另一端通过测力传感器01与竖直板11相抵，以上所述装置通过螺母加以扭紧；对于测量扣件竖向阻力组件：所述液压千斤顶02的一端与支撑板9相抵，另一端通过测力传感器01与顶板10相抵。

所述位移测量组件为千分表04，所述千分表04包括测量探针041，测量杆042和读数显示屏043。

所述套筒2包括安装筒21以及连接于所述安装筒21内装置的接触孔，测力传感器01和液压千斤顶02装设于所述安装筒21中，所述安装筒21侧壁上开设有用于装卸所述测力传感器01和液压千斤顶02的开口211。

所述扣件06是在钢轨4下方设置有垫板061，垫板061下方设置有四方垫板063，以上扣件系统由螺栓062固定于底座1上，四方垫板063起到平衡钢轨作用；通过上述扣件系统可以实现钢轨的在底座1上的纵横转向。

所述测力传感器01配有读数仪013。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。