轨道线路移动加载车及加载方法与流程

本发明涉及铁路检测设备领域，具体为轨道线路移动加载车及加载方法。

背景技术：

轨道线路由钢轨、扣件、轨枕、道床、路基等部件组成，是列车运行的基础，轨道线路的质量直接影响列车的行车安全。轨道线路的试验多数需要施加特定载荷，看各种部件的响应，从响应中分析各种症状，本设备发明以前轨道线路的现场加载只能采用定点装置，按断面加载，无法做到连续加载。在连续的线路上开展试验研究获取各种不同结构、不同工况下的试验数据，准确掌握轨道线路的各种技术特征和参数具有重要的现实意义和科学价值，轨道线路移动加载设备的研制就是解决现场载荷的施加问题，可看作移动的实验室，通过对实际线路的精确加载，可以连续检测线路的横、垂向刚度，检查线路整体结构刚度的均匀性，为线路的养护维修提供理论依据。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供轨道线路移动加载的设备和方法，解决长期以来轨道线路试验只能定点加载的现状，提高试验的真实性和有效性。

为实现上述目的，本发明创新性的提出了在一辆铁路机车车内安装液压加载系统，实现移动加载的构思，为满足液压系统的安装要求，进行重新设计了车体框架；为实现移动中对线路加载的目的，设计了移动加载机构。

所述的液压加载系统包括作动器、液压源、发动机、风扇、控制器等，作动器是载荷施加的设备，液压源为液压加载系统提供液压油，发动机为液压加载系统提供动力，风扇是为了在户外对液压油进行空气冷却，控制器用来控制作动器载荷。

所述的移动加载机构主要由移动加载架和加载轮对组成，加载轮对安装在移动加载架上，作业时作动器将载荷施加到移动加载架上，再通过加载轮对传到钢轨上。

所述的加载车上安装有垂直向作动器和横向作动器，优选地有两台垂向作动器，两台横向作动器，垂向作动器用于施加垂向载荷，模拟列车运行时车轮对钢轨施加的垂直力，横向作动器用于施加横向载荷，模拟列车运行时车轮对钢轨施加的横向力。

所述的作动器安装在加载车车体长度方向中间位置，以消除作业时加载车前、后转向架上的车轮对载荷的影响，两台垂向作动器分别安装在加载车车体中心左、右两侧，两台横向作动器分别安装在加载车车体中心前、后两侧。

所述的加载车上安装有垂向反力梁和横向反力梁，垂向反力梁固定在车体框架上端，横向反力梁固定在车体框架底部，作动器作业时通过反力梁将反力传向加载车框架上。

所述的移动加载架为单轴转向架，多轴转向架容易出现载荷的离散，每个轮子载荷分配不均。

所述的垂向作动器始端固定在垂向反力梁上，末端固定在移动加载架上，固垂向载荷也直接施加到移动加载架上；横向作动器始端固定在加载车框架上，末端固定在横向加力杆上，横向载荷通过杠杆机构下端的横向传力杆间接施加到移动加载架上。

所述的移动加载架通过牵引杆与安装在加载车车体底部的立柱铰接，优选地有四根牵引杆，车体每侧两根，上下留有一定间距，牵引杆具有牵引移动加载架走行的功能，同时具有保持移动加载架稳定的功能。

所述的加载车车体底面安装有夹持钩，用于非作业时将移动加载架锁闭在夹持钩内，优选地有四个夹持钩，移动加载架四个角对应的区域各一个，有利于保持移动加载架平衡，作业时夹持钩打开，垂向作动器带动移动加载架向下移动，直到加载轮对接触到钢轨。

本发明的另一个方面，提供轨道线路移动加载方法，该方法包括以下步骤：液压系统启动；夹持钩打开；垂向作动器带动移动加载架下移，直至加载轮对接触钢轨；载荷施加；加载车运行，进行试验；加载车停止，载荷移除；垂向作动器带动移动加载架上移；夹持钩锁闭，移动加载架悬挂在加载车体下方；液压系统关闭。

该方法允许加载车既可在静止状态下对轨道加载，也可以在移动过程中对轨道加载。

该方法允许加载车在静止状态下对轨道加载时既可以为恒定载荷也可以为动态载荷。

该方法允许加载车在移动状态下对轨道施加的载荷既可以是垂向载荷也可以是垂向载荷加横向载荷，载荷大小可调。

附图说明

图1 是本发明加载车的结构简图。

图2 是垂向加载原理简图。

图3 是横向加载原理简图。

图4 是图3 的A-A截面处俯视图。

图5 是本发明加载车主架构的主视图。

图6 是本发明加载车主架构的俯视图。

图7 是本发明加载车主架构的侧视图。

图中：1，加载车车体；2，转向架；3，加载车框架；4，气动推杆；5，移动加载架；6，加载轮对；7，夹持钩；8，牵引杆；9立柱；10，垂向反力梁；11，垂向作动器；12，横向加力杆；13，横向作动器；14，横向反力梁；15，挂耳；16，液压源；17，发动机；18，风扇；19，控制器；20，横向传力杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说，通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照图1描述本发明，加载车（1）主体为一辆铁路机车，车内安装有液压加载系统和移动加载机构，能在运行中对轨道施加载荷，可看作移动的实验室。

参照图1所示，液压加载系统包括作动器（11、13）、液压源（16）、发动机（17）、风扇（18）、控制器（19）等；作动器（11、13）是施加载荷的设备，液压源（16）为系统提供液压油，发动机（17）为液压系统提供动力，风扇（18）是为了在户外作业时对液压油进行空气冷却，控制器（19）用来控制作动器（11、13）载荷。

参照图2-7所示，移动加载机构主要由移动加载架（5）和加载轮对（6）组成，加载轮对（6）安装在移动加载架（5）上，作业时作动器（11、13）将载荷施加到移动加载架（5）上，再通过加载轮对（6）传到钢轨上。

参照图2-4所示，加载车（1）主要功能是对轨道施加垂向载荷和横向载荷，为实现此目的，所述的加载车（1）上安装有垂直向作动器（11）和横向作动器（13），优选地有两台垂向作动器（11），两台横向作动器（13），垂向作动器（11）用于施加垂向载荷，模拟列车运行时车轮对钢轨施加的垂直力，横向作动器（13）用于施加横向载荷，模拟列车运行时车轮对钢轨施加的横向力。

参照图1、5、6所示，加载轮对（6）与钢轨接触点的位移作为测试对象希望受到外力的干扰越小越好，由于重力的作用，前、后转向架（2）上的车轮对测试钢轨有影响，根据力学模型计算分析，当距离大于3米时影响可以忽略，一般车体前后转向架间距都在12m以上，因此作动器（11、13）安装在加载车车体长度方向中间位置能消除作业时加载车（1）前、后转向架（2）上的车轮对载荷的影响，两台垂向作动器（11）分别安装在加载车车体（1）中心左、右两侧，两台横向作动器(13)分别安装在加载车车体(1)中心前、后两侧。

参照图7所示，所述的加载车（1）上安装有垂向反力梁（10）和横向反力梁（14），垂向反力梁（10）固定在车体框架（3）上端，横向反力梁（14）固定在车体框架（3）底部，作动器（11、13）作业时通过反力梁（10、14）将反力传向加载车框架（3）。

参照图1-7所示，为实现移动加载的目的，设计移动加载架构，包括移动加载架（5）和加载轮对（6），加载轮对（6）安装在移动加载架（5）上，作业时作动器（11、13）将载荷施加到移动加载架（5）上，再通过移动加载架（5）上的加载轮对（6）传到钢轨上。

参照图2-7所示，移动加载架（5）为单轴转向架，多轴转向架容易出现载荷的离散，每个轮子载荷分配不均，无法实现精确检测的目的。

参照图2、5、7所示，所述的垂向作动器（11）始端固定在垂向反力梁（10）上，末端固定在移动加载架（5）上，固垂向载荷也直接施加到移动加载架上。

参照图3、4、5、7所示，横向作动器（13）始端固定在加载车车体框架（3）上，末端固定在横向加力杆（12）上，横向载荷通过杆杠杆机构下端的横向传力杆（20）间接施加到移动加载架（5）上。

参照图5所示，所述的移动加载架（5）通过牵引杆（8）与安装在加载车（1）车体底部的立柱（9）铰接，优选地有四根牵引杆（8），车体每侧两根，上下留有一定间距，加载车（1）作业时牵引杆（8）具有牵引的功能，同时还具有保持移动加载架（5）稳定的功能。

参照图5所示，加载车（1）运行时分两种速度模式：作业时为保证试验安全，车速较低；非作业时于其他机车连挂运行，速度较快。为保证连挂时的行车安全，非作业期间移动加载架（5）要挂起，因此加载车（1）车体底面设有夹持钩（7），优选地有四个夹持钩，移动加载架（5）四个挂耳（15）对应的区域各一个，有利于保持加载架平衡。作业时夹持钩（7）打开，垂向作动器（11）带动移动加载架（5）向下移动，直到加载轮对（6）接触到钢轨。

本发明的另一个方面，提供轨道线路移动加载方法，该方法包括以下步骤：

1：液压加载系统启动，包括发动机（17）和控制器（19）等，做好试验前准备；

2：操作气动推杆（4）的控制按钮，打开夹持钩（7）；

3：垂向作动器（11）带动移动加载架（5）向下运动，直至加载轮对（6）接触钢轨；

4：按试验要求通过加载软件施加载荷；

5：现场试验，试验时密切注视液压系统各设备的状态，确保试验安全；

6：试验结束后通过加载软件将载荷移除；

7：控制垂向作动器（11）向上移动，将移动加载架（5）提起到加载车（1）车体底面某一高度，操作气动（4）推杆控制按钮，使夹持钩（7）闭合，将移动加载架（5）悬挂在加载车（1）车体底面；

8：液压加载系统关闭。

该方法允许加载车（1）既可在静止状态下对轨道加载，也可以在移动过程中对轨道加载。

该方法允许加载车（1）在静止状态下对轨道加载时既可以为恒定载荷也可以为动态载荷。

该方法允许加载车（1）在移动状态下对轨道施加的载荷既可以是垂向载荷也可以是垂向载荷加横向载荷，载荷大小可调。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。