CN104215393A - 一种旋紧轨道弹条扣件的扭矩扳手测试校准装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种扭矩扳手测试校准装置。一种旋紧轨道弹条扣件的扭矩扳手测试校准装置，包括机座，承载座，测力传感器，在所述承载座的下端面一侧设有接触部，一侧设有支撑块，在所述机座的工作台面上对应所述接触部设有支撑座，对应所述支撑块在其下方设有标准测力器或测力垫块，所述测力传感器对应设置在支撑块下方,测力传感器输出信号接入数据采集处理显示系统；用以扣压轨道弹条的扣件螺栓和钢塑复合螺旋套管或螺母和螺杆对应设置在机座上，并和所述承载座配合扣紧轨道弹条扣件。本发明通过测试校准达到规范规定的扣压力时对应可控扭矩扳手的输出扭矩或旋紧时间或冲击次数，可以保证可控扭矩扳手在轨道上作业时弹条扣件对钢轨扣压力的一致性。

Description

一种旋紧轨道弹条扣件的扭矩扳手测试校准装置

技术领域

本发明涉及一种扭矩扳手测试校准装置，尤其是涉及一种旋紧轨道弹条扣件的扭矩扳手测试校准装置。

背景技术

在铁路轨道结构中，钢轨与混凝土轨枕的联结方式一般采用弹条扣件将钢轨扣压在轨枕上。为了保证列车行驶平顺、安全，要求钢轨扣件具有较强的轨距保持能力、足够的防爬阻力、良好的减振性能以及良好的绝缘性能等。为了达到上述要求，规范规定弹条扣压钢轨的扣压力必须保持在一定的范围内。

由于在轨道日常养护过程中扣压力的大小难于掌握，一般要求观察弹条拧紧后的形态是否达到刚好“三点接触”，而对于部分高铁轨道，则要求弹条的紧固以弹条中肢前端下颚与绝缘轨距块接触为准，二者间的最大容许间隙为0.5mm。而这种方法造成扣压力的分散程度很大；另一种有效方法是控制旋紧螺栓（螺母）时的旋紧扭矩，但要求所采用的各类扳手必须是可控扭矩扳手且有一定的控制精度。

目前，用于铁路扣件作业的可控扭矩扳手主要有液压可控扭矩扭力扳手、电动可控扭矩冲击扳手、机动可控扭矩冲击扳手和电动静扭扭力扳手。但在实际操作过程中，可控扭矩扳手在旋紧扣件螺栓（螺母）使轨道弹条扣件达到规范规定的扣压力时对应的输出扭矩或旋紧时间或冲击次数难以掌握，不能保证可控扭矩扳手在轨道上作业时弹条扣件对钢轨扣压力的一致性。

发明内容

本发明针对现有技术不足，提出一种旋紧轨道弹条扣件作业的可控扭矩扳手测试校准装置，以弹条扣压钢轨的扣压力为基本参考指标对作业所用可控扭矩扳手的输出扭矩或旋紧时间或冲击次数进行测试校准，以保证可控扭矩扳手在轨道上作业时弹条扣件对钢轨扣压力的一致性。

本发明所采用的技术方案：

一种旋紧轨道弹条扣件的扭矩扳手测试校准装置，包括机座（10），承载座（4），测力传感器（6），数据采集处理显示系统，所述测力传感器（6）输出信号接入数据采集处理显示系统，在所述承载座（4）的下端面一侧设有下端面为圆弧面或半球面的接触部（15），一侧设有下端面为平面的支撑块（5），在所述机座（10）的工作台面上，对应所述接触部（15）设有上端凹窝结构的支撑座（12），对应所述支撑块（5）在其下方设有标准测力器（7）或与所述标准测力器外形尺寸一致的测力垫块，所述测力传感器（6）对应设置在支撑块（5）下方；用以扣压轨道弹条的扣件螺栓（1）和钢塑复合螺旋套管（9）或螺母（13）和螺杆（14）对应设置在所述机座（10）上，并和所述承载座（4）配合扣紧轨道弹条扣件（3）。

所述钢塑复合螺旋套管（9）中的塑料螺旋套管与铁路轨道上实际使用的塑料螺旋套管一致，其外部采用钢材与其紧密复合形成一体，一方面保证测试校准结果的正确性，另一方面可以通过更换钢塑复合螺旋套管（9）以满足对不同塑料螺旋套管轨道作业时可控扭矩扳手的测试校准。

所述的旋紧轨道弹条扣件的扭矩扳手测试校准装置，在机座（10）的工作台面上，对应所述支撑座（12）设有左调整机构（11），对应所述测力传感器（6）和标准测力器（7）或测力垫块设有右调整机构（8），以适应轨道上使用的外形尺寸和性能指标不同的各种轨道弹条扣件。

所述的旋紧轨道弹条扣件的扭矩扳手测试校准装置，数据采集处理显示系统主要由仪表放大器（16）、数据采集单元（17）、数据运算处理单元（18）、按键（19）以及数字显示单元（20）组成，测力传感器输出信号经仪表放大器（16）放大后输入数据采集单元（17），经输入数据采集单元（17）接入数据运算处理单元（18）；所述数据运算处理单元（18）设有输出信号连接数字显示单元（20）。     所述的旋紧轨道弹条扣件的扭矩扳手测试校准装置，数据采集处理显示系统包括冲击时间和冲击次数处理单元（22），冲击时间和冲击次数处理单元（22）和数据运算处理单元（18）根据测力传感器（6）、仪表放大器（16）、数据采集单元（17）输出的力信号值的动态变化，实时计算和显示被测试校准的可控扭矩冲击扳手当时的扣压力以及对应的冲击时间或冲击次数；显示的冲击时间或冲击次数值用于指导可控扭矩冲击扳手对应的冲击时间或冲击次数设置。

所述数据采集处理显示系统还包括扭矩校准单元（21），扭矩校准单元（21）建立经过校准的扣压力与扭矩的对应关系表，并根据数据采集单元（17）输出的力信号值通过查表内插法实时计算并通过数字显示单元（20）显示扣压力和对应的扳手输出扭矩，显示的对应扭矩值用于指导可控扭矩静扭扳手的输出扭矩设置。

本发明的有益效果：

1、本发明旋紧轨道弹条扣件的扭矩扳手测试校准装置，通过测试校准达到规范规定的扣压力时对应可控扭矩扳手的输出扭矩或旋紧时间或冲击次数，可以保证可控扭矩扳手在轨道上作业时弹条扣件对钢轨扣压力的一致性。以弹条扣压钢轨的扣压力为基本参考指标，在旋紧轨道螺栓（螺母）作业前对使用的各种可控扭矩扳手旋紧扣件螺栓（螺母）达到规范规定的扣压力时的对应的输出扭矩或旋紧时间或冲击次数进行校准，使用过程中，依据扣压力与旋紧扭矩的正相关关系，去除了旋紧过程中扣压力与旋紧扭矩间的其它影响因素，通过试验标定，能够确定扣压力与旋紧扭矩间的精确对应关系。因此，用经过校准后的可控扭矩扳手进行作业，能够保证轨道弹条扣压钢轨的扣压力保持一致。

2、本发明旋紧轨道弹条扣件的扭矩扳手测试校准装置，设计科学合理，结构简单，容易实现，实用性强。通过将钢塑复合螺旋套管和扣件螺栓更换为螺杆和螺母，可进行不同形式的弹条扣件系统用扭力扳手的校准测试，适用范围广泛，其推广应用必将产生良好的社会经济效益。

3、本发明旋紧轨道弹条扣件的扭矩扳手测试校准装置，通过左调整机构、右调整机构和数据采集处理系统，可针对轨道上使用的外形尺寸和性能指标不同的各种弹条扣件对可控扭矩扳手进行测试和校准。为铁路维护维修工作人员提供了一种专业的测试校准工具，使用方便，有助于进一步保证可控扭矩扳手轨道作业的施工质量。

附图说明

图1是本发明旋紧轨道弹条扣件的扭矩扳手测试校准装置结构示意图之一；

图2是本发明旋紧轨道弹条扣件的扭矩扳手测试校准装置结构示意图之二；

图3是本发明扭矩扳手测试校准装置数据采集处理系统原理图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

参见图1或图2、图3。本发明旋紧轨道弹条扣件的扭矩扳手测试校准装置，包括机座10，承载座4，测力传感器6，数据采集处理显示系统，测力传感器6输出信号接入数据采集处理显示系统，在所述承载座4的下端面一侧设有下端面为圆弧面或半球面的接触部15，一侧设有下端面为平面的支撑块5，在机座10的工作台面上，对应所述接触部15设有上端凹窝结构的支撑座12，对应支撑块5在其下方设有标准测力器7或与所述标准测力器外形尺寸一致的测力垫块，测力传感器6对应设置在支撑块5下方；用以扣压轨道弹条的扣件螺栓1和钢塑复合螺旋套管9或螺母13和螺杆14对应设置在所述机座10上，并和所述承载座4配合扣紧轨道弹条扣件3。

支撑座12与承载座4左下端采用圆弧面接触，可以保证右端所测扣压力良好传递到测力传感器6上。承载座4上部结构复合铁标关于弹条测试的技术要求，其右端上部的斜面与实际扣压钢轨的轨底角一致。

测力传感器6下部的标准测力器7用于对本发明所测扣压力进行定期校准，校准完成后可用外形尺寸与其一致的测力垫块替代。

钢塑复合螺旋套管9通过将铁路轨道上使用的不同型号的塑料螺旋套管与钢质材料紧密复合，保证了在轨道上旋紧扣件螺栓1时的受力情况一致。通过更换与铁路轨道上使用的塑料螺旋套管一致的钢塑复合螺旋套管可对在不同轨道上使用的可控扭矩扳手进行测试校准。

对于可控扭矩静扭扳手，数据采集处理显示系统实时显示扣压力和对应的扳手输出扭矩；对于可控扭矩冲击扳手，数据采集处理显示系统在实时显示扣压力和对应的扳手输出扭矩的同时，还显示此次旋紧螺栓（螺母）对应的冲击次数或冲击时间。

实施例2

参见图1、图3，本实施例的旋紧轨道弹条扣件的扭矩扳手测试校准装置，与实施例1的不同之处在于：在所述机座10的工作台面上，对应所述支撑座12设有左调整机构11，对应所述测力传感器6和标准测力器7或测力垫块设有右调整机构8，以适应轨道上使用的外形尺寸和性能指标不同的各种轨道弹条扣件。

根据所用弹条扣件3的型号分别调整左调整机构11和右调整机构8，使其分别对准相应的刻度线，使支撑块5和（左）支撑座12与相应弹条的受力点分别在一条垂直线上。当用待测试可控扭力扳手旋紧扣件螺栓1时，扣件螺栓1与钢塑复合螺旋套管9间旋紧过程中扣件螺栓1中的拉力通过弹条3沿承载座4，支撑块5传递到测力传感器6，测力传感器6输出信号接入数据采集处理显示系统。

本实施例采用承载座4、高耐磨平垫圈2和钢塑复合螺旋套管9模仿弹条扣件在实际轨道上的受力情况并保证测试结果的一致性。

实施例3

参见图2、图3，本实施例的旋紧轨道弹条扣件的扭矩扳手测试校准装置，轨道弹条扣压固紧件采用螺杆与螺母。当用待测试可控扭力扳手旋紧扣件螺母13时，扣件螺母13与螺杆14间旋紧过程中螺杆14中的拉力通过弹条3沿承载座4，支撑块5传递到测力传感器6，测力传感器6输出信号接入数据采集处理显示系统。

实施例4

参见图3。本实施例的旋紧轨道弹条扣件的扭矩扳手测试校准装置，与前述各实施例不同的是，进一步公开了一种数据采集处理显示系统的电路结构。如图3所示，所述数据采集处理显示系统包括仪表放大器16、数据采集单元17、数据运算处理单元18、按键19以及数字显示单元20，测力传感器6输出信号经仪表放大器16放大后输入数据采集单元17，经输入数据采集单元17接入数据运算处理单元18；所述数据运算处理单元18设有输出信号连接数字显示单元20。

所述采集处理显示系统还包括扭矩校准单元21、冲击时间和冲击次数处理单元22以及数据存储单元23。

扣压力与扭矩对应关系的校准是通过高精度数字式扭力扳手旋紧扣件螺栓1时通过多点对照在数据采集处理显示系统的扭矩校准单元21中建立对应关系表实现的。数据采集处理系统内部的扭矩校准单元21建立经过校准的扣压力与扭矩的对应关系表，工作过程中根据测力传感器6、仪表放大器16、数据采集单元17输出的力信号值通过查表内插法实时计算并显示扣压力和对应的扳手输出扭矩，显示的对应扭矩值用于指导可控扭矩静扭扳手的输出扭矩设置。

扣压力与冲击时间或冲击次数对应关系的标定是通过检测测力传感器6的输出信号，数据采集处理显示系统根据仪表放大器16、数据采集单元17输出的力信号的变化规律，通过冲击时间和冲击次数处理单元22和数据运算处理单元18进行实时数据处理实现的。数据采集处理系统在工作过程中，根据测力传感器6、仪表放大器16、数据采集单元17输出的力信号值的动态变化，冲击时间和冲击次数处理单元22和数据运算处理单元18实时计算和显示当测试校准可控扭矩冲击扳手时的实际冲击时间或冲击次数。显示的冲击时间或冲击次数值用于指导可控扭矩冲击扳手对应的冲击时间或冲击次数设置。

数据采集处理系统中的数据存储单元23和数据运算处理单元18可存储、列表显示和导出每次对可控扭矩扳手测试校准的结果数据。在数据采集处理系统中显示的扣压力，对应的可控扭矩扳手的输出扭矩，对应的可控扭矩冲击扳手的冲击时间或冲击次数可数据保持，延时到设定保持时间后，自动恢复到测试校准状态。通过对每台可控扭矩扳手的测试校准结果数据进行多次平均，可提高可控扭矩扳手的校准准确度。

在数据采集处理系统中，通过按键19设置所使用的扣件系统、弹条类型、待测试校准的可控扭矩扳手类型、扣压力范围、对应扭矩范围等，当扣压力或对应扭矩超范围时自动报警。

Claims (5)

1.一种旋紧轨道弹条扣件的扭矩扳手测试校准装置，包括机座（10），承载座（4），测力传感器（6），数据采集处理显示系统，所述测力传感器（6）输出信号接入数据采集处理显示系统，其特征在于：在所述承载座（4）的下端面一侧设有下端面为圆弧面或半球面的接触部（15），一侧设有下端面为平面的支撑块（5），在所述机座（10）的工作台面上，对应所述接触部（15）设有上端凹窝结构的支撑座（12），对应所述支撑块（5）在其下方设有标准测力器（7）或与所述标准测力器外形尺寸一致的测力垫块，所述测力传感器（6）对应设置在支撑块（5）下方；用以扣压轨道弹条的扣件螺栓（1）和钢塑复合螺旋套管（9）或螺母（13）和螺杆（14）对应设置在所述机座（10）上，并和所述承载座（4）配合扣紧轨道弹条扣件（3）。

2.根据权利要求1所述的旋紧轨道弹条扣件的扭矩扳手测试校准装置，其特征在于：在所述机座（10）的工作台面上，对应所述支撑座（12）设有左调整机构（11），对应所述测力传感器（6）和标准测力器（7）或测力垫块设有右调整机构（8），以适应轨道上使用的外形尺寸和性能指标不同的各种轨道弹条扣件。

3.根据权利要求1或2所述的旋紧轨道弹条扣件的扭矩扳手测试校准装置，其特征在于：所述数据采集处理显示系统主要由仪表放大器（16）、数据采集单元（17）、数据运算处理单元（18）、按键（19）以及数字显示单元（20）组成，测力传感器输出信号经仪表放大器（16）放大后输入数据采集单元（17），经输入数据采集单元（17）接入数据运算处理单元（18）；所述数据运算处理单元（18）设有输出信号连接数字显示单元（20）。

4.根据权利要求3所述的旋紧轨道弹条扣件的扭矩扳手测试校准装置，其特征在于：数据采集处理显示系统包括冲击时间和冲击次数处理单元（22），冲击时间和冲击次数处理单元（22）和数据运算处理单元（18）根据测力传感器（6）、仪表放大器（16）、数据采集单元（17）输出的力信号值的动态变化，实时计算和显示被测试校准的可控扭矩冲击扳手当时的扣压力以及对应的冲击时间和冲击次数；显示的冲击时间和冲击次数值用于指导可控扭矩冲击扳手对应的冲击时间和冲击次数设置。

5.根据权利要求4所述的旋紧轨道弹条扣件的扭矩扳手测试校准装置，其特征在于：所述数据采集处理显示系统还包括扭矩校准单元（21），扭矩校准单元（21）建立经过校准的扣压力与扭矩的对应关系表，并根据数据采集单元（17）输出的力信号值通过查表内插法实时计算并通过数字显示单元（20）显示可控扭矩冲击扳手当时的扣压力以及对应的输出扭矩；显示的对应扭矩值用于指导可控扭矩静扭扳手的输出扭矩设置。