CN104631241A - 一种铁路无砟轨道走行式落轴试验台 - Google Patents

Abstract

一种铁路无砟轨道走行式落轴试验台，包括承载走行装置、轮对支撑及移动装置、轮对升降装置、车辆轮对、控制装置，其中，承载走行装置的组成是：底架安装有两对与轨道的钢轨适配的走行轮对，其中一对有动力；轮对支撑及移动装置的组成是：支撑块下方通过两个纵向滑轨连接底架，前方与电动推杆相连；车辆轮对置于两个支撑块上；轮对升降装置的组成是：底架中部设有立架，钢丝绳绕过立架顶部的定滑轮，分别与卷扬机和吊装定位块相连，吊装定位块后侧通过垂向滑轨与立架相连，下端固定电磁铁；底架底面安装有四个升降装置；用本发明进行无砟轨道落轴冲击试验得到的试验结果更加精确、可靠，从而能为无砟轨道设计与施工、维护提供更可靠的依据。

Description

一种铁路无砟轨道走行式落轴试验台

技术领域

本发明涉及一种铁路轨道实验设备，尤其涉及一种铁路无砟轨道走行式落轴试验台。

背景技术

我国于2004年获国务院批准的《中长期铁路网规划》确立了我国铁路建设的蓝图。按照《中长期铁路网规划》的目标，2020年全国铁路营业里程将达到10万千米，其中高速铁路将达到1.2万千米以上，形成“四纵四横”高速铁路骨架及三个城际客运系统，客车速度目标值达到每小时250公里及以上。由于无砟轨道取消了碎石道床，轨道保持几何状态的能力得到提高，轨道稳定性相应增强，维修工作量也随着减少，己成为高速铁路轨道结构的发展方向。鉴于无砟轨道与有砟轨道相比，更能适应高速铁路对于线路高稳定性、高平顺性及高使用率的要求，我国高速铁路大规模地采用了无砟轨道结构。

无砟轨道通常是由混凝土分层浇筑形成的整体式混凝土结构，其最上层为轨道板或道床板，通过调整层与混凝土底座进行连接，轨道板或道床板通过预埋螺栓与钢轨相连。无砟轨道各层之间的联结性能直接影响轨道结构的系统性能。尤其是调整层性能与填充质量，对轨道结构的系统性能影响很大，如果调整层出现问题，将会引起调整层破坏、轨道板与底座分离，严重者将导致轨道板损坏。上述问题仅靠设计和部件试验难以预见，模拟车辆轮对对轨道的冲击荷载试验，以测试、验证无砟轨道的系统性能是无砟轨道设计与建造中不能缺少的关键环节。

目前国内外对无砟轨道进行冲击荷载试验，通常是采用以下两种方法进行试验：

1、通过卷扬机吊起支架上的轮对，再突然释放轮对形成对钢轨(轨道)的冲击。该方法由人工操作卷扬机完成，不可避免地存在：轮对对中困难、轮对轴线倾斜、轮对悬空姿态不稳定、落轴高度测量不准确、转移落轴试验点效率低下、纵向对准测点定位困难、无法到运营线路进行试验等问题；并且容易发生轮对掉到偏离钢轨的轨道板上，砸坏扣件甚至弹出伤人等安全事故。

2、采用固定设备上的钢制重锤，重锤下部模拟车轮塌面，由机器将其提升至一定高度，然后自由落体对置于其下的试验用单根短钢轨的轨道进行冲击试验。其存在的问题是：设备固定不能转移落轴试验点、无法到运行线路进行试验；也无法对长单元轨道板进行试验，不能模拟实际结构中的长钢轨的双钢轨轨道的横向刚度的影响，试验误差大。

发明内容

本发明的目的是提供一种铁路无砟轨道走行式落轴试验台，该试验台能在实际轨道上进行轨道的落轴冲击荷载试验，试验结果更准确、可靠；试验时落轴试验点转移方便且定位精确、试验效率高，从而为无砟轨道的设计与施工、维护提供更可靠的试验依据。且试验时安全性高，不易对无砟轨道扣件和轨道板等设备造成损坏、也不易对试验人员造成伤害。

本发明实现其发明目的，所采用的技术方案是：一种铁路无砟轨道走行式落轴试验台，包括承载走行装置、轮对支撑及移动装置、轮对升降装置、车辆轮对、控制装置，其结构特点是：

所述的承载走行装置的组成是：底架底部安装有两对与轨道的钢轨适配的走行轮对，其中一对走行轮对的轴与底架上的动力机构相连；

轮对支撑及移动装置的组成是：底架中部的上表面通过两个纵向的滑轨各连接一个轮对支撑块，且轮对支撑块还与底架前部安装的电动推杆机构相连；车辆轮对的车轴置于两个轮对支撑块的V型槽中；

轮对升降装置的组成是：底架后部通过卷扬机架安装卷扬机；底架在卷扬机前方靠近车辆轮对的部位设有立架，立架的顶部安装定滑轮，卷扬机的钢丝绳绕过定滑轮后与吊装定位块的上端相连；吊装定位块的后侧通过垂向的定位滑轨与立架相连，吊装定位块的下端固定电磁铁；卷扬机的钢丝绳上串接有测力计；

底架的底面与轨道的轨道板之间安装有四个升降装置；

测力计、升降装置、卷扬机、电动推杆机构、动力机构和电磁铁均与控制装置电连接；

所述的铁路车辆轮对的车轴上固定有轮对对中圆盘，轮对对中圆盘的盘缘截面呈锥形，底架上设有与轮对对中圆盘配合的轮对对中凹槽。

本发明的试验过程是，在控制装置控制下：

A、定位：动力机构驱动走行轮对在轨道的钢轨上运行，使底架及整个试验台移动到轨道的指定位置上，动力机构停机；四个升降装置上升，顶升底架使走行轮对脱离钢轨并使底架水平；

B、对中：电动推杆机构推动支撑块使支撑块上的车辆轮对位于电磁铁的正下方；启动卷扬机使电磁铁下降至与车辆轮对接触，电磁铁与轮对牢固吸合；随后卷扬机上升，电动推杆机构推动支撑块使支撑块离开轮对；卷扬机下降，车辆轮对通过车轴上的轮对对中圆盘的锥形盘缘与底架上的轮对对中凹槽对中，消除上次冲击试验时车辆轮对的横向偏移；

C、冲击：卷扬机上升，将车辆轮对提升至试验高度，电磁铁断电，使轮对做自由落体运动冲击钢轨，即完成一次冲击试验。

重复B、C两步操作，即可完成多次冲击试验。

重新进行A步操作，即可在另一个轨道位置上进行冲击试验。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、试验用的车辆轮对为真实的列车轮对，试验的轨道为标准轨距的与实际轨道结构完全一致的无砟试验轨道，也能直接在实际运营线路的轨道上进行试验，从而更真实的模拟了轮轨接触力学行为，使冲击试验能更真实的反映轨道结构的动力学性能。进行轨道的落轴冲击荷载试验，试验结果更准确、可靠。

二、通过冲击前卷扬机带动下降过程中轮对对中圆盘和对中凹槽的自动对中，可有效消除上次冲击时轮对产生的横向偏移，减少了试验误差，同时避免了多次冲击时横向偏移累加，对无砟轨道扣件和轨道板等设备和试验人员可能造成的损伤。

三、对吊装定位块及其电磁铁采用滑轨约束其自由度，使电磁铁只具有铅锤方向的平动自由度，使车辆轮对在被电磁铁吸附提升过程中不会晃动，避免了因轮对晃动对下落冲击姿态的影响而带来的试验误差。

四、走行轮对及动力机构构成的承载走行装置能在标准轨距铁路上走行，可快速地开展试验及转移试验地点，试验操作更简单方便，试验效率高。

五、冲击试验时，将试验台抬升，使其离开钢轨，只有轮对冲击钢轨，试验台的其他部件并不接触钢轨，避免了试验台其他部件与钢轨接触可能带来的试验误差。

总之，用本发明的试验台进行落轴无砟轨道冲击试验，得到的试验结果更加精确、可靠，从而能为无砟轨道的设计与施工、维护提供更可靠的试验依据。

进一步，本发明的底架上纵向和横向均设置有水平仪。

这样，通过控制装置操作四个升降装置上升时，可结合水平仪的观察，以保证底架的水平，进一步降低试验误差，提高试验精确性。

进一步，本发明所述的升降装置为电机驱动的螺杆升降装置。

电机驱动的螺杆升降装置控制方便，升降精度高。

更进一步，本发明所述的电动推杆机构的具体构成是，伺服电机的轴与纵向的丝母相连，丝母与丝杆配合，丝杆的另一端连接横杆，横杆的端部与支撑块相连。

这种电动推杆机构结构简单，操作方便，控制精度高。

再进一步，本发明所述的动力机构的具体构成是，电机与变速箱的输入相连，变速箱的输出与走行轮对的轴相连。

这种动力机构结构简单，操作方便。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1为本发明实施例的主视结构示意图。

图2为本发明实施例的俯视结构示意图。

图3为图1的A-A剖视结构示意图。

图4为图3的B部分的局部放大图。

具体实施方式

实施例

图1～4示出，本发明的一种具体实施方式是：一种铁路无砟轨道走行式落轴试验台，包括承载走行装置、轮对支撑及移动装置、轮对升降装置、车辆轮对5、控制装置8，其结构特点是：

所述的承载走行装置的组成是：底架11底部安装有两对与轨道的钢轨9适配的走行轮对12，其中一对走行轮对12的轴与底架11上的动力机构13相连；

轮对支撑及移动装置2的组成是：底架11中部的上表面通过两个纵向的滑轨23各连接一个轮对支撑块21，且轮对支撑块21还与底架11前部安装的电动推杆机构22相连；车辆轮对5的车轴置于两个轮对支撑块21的V型槽中；

轮对升降装置3的组成是：底架11后部通过卷扬机架31a安装卷扬机31；底架11在卷扬机31前方靠近车辆轮对5的部位设有立架33，立架33的顶部安装定滑轮34，卷扬机31的钢丝绳32绕过定滑轮34后与吊装定位块35的上端相连；吊装定位块35的后侧通过垂向的定位滑轨37与立架33相连，吊装定位块35的下端固定电磁铁36；卷扬机31的钢丝绳32上串接有测力计38；

底架11的底面与轨道的轨道板之间安装有四个升降装置41；

测力计38、升降装置41、卷扬机31、电动推杆机构22、动力机构13和电磁铁36均与控制装置8电连接；

所述的铁路车辆轮对5的车轴上固定有轮对对中圆盘101，轮对对中圆盘101的盘缘截面呈锥形，底架11上设有与轮对对中圆盘101配合的轮对对中凹槽102。

本例的所述的底架11上纵向和横向均设置有水平仪6。

本例的所述的升降装置41为电机驱动的螺杆升降装置。

本例的所述的电动推杆机构22的具体构成是，伺服电机22a的轴与纵向的丝母22b相连，丝母22b与丝杆22c配合，丝杆22c的另一端连接横杆22d，横杆22d的端部与支撑块21相连。

本例的所述的动力机构13的具体构成是，电机与变速箱的输入相连，变速箱的输出与走行轮对12的轴相连。

Claims (5)

1.一种铁路无砟轨道走行式落轴试验台，包括承载走行装置、轮对支撑及移动装置、轮对升降装置、车辆轮对(5)、控制装置(8)，其特征在于：

所述的承载走行装置的组成是：底架(11)底部安装有两对与轨道的钢轨(9)适配的走行轮对(12)，其中一对走行轮对(12)的轴与底架(11)上的动力机构(13)相连；

轮对支撑及移动装置的组成是：底架(11)中部的上表面通过两个纵向的滑轨(23)各连接一个轮对支撑块(21)，且轮对支撑块(21)还与底架(11)前部安装的电动推杆机构(22)相连；车辆轮对(5)的车轴置于两个轮对支撑块(21)的V型槽中；

轮对升降装置的组成是：底架(11)后部通过卷扬机架(31a)安装卷扬机(31)；底架(11)在卷扬机(31)前方靠近车辆轮对(5)的部位设有立架(33)，立架(33)的顶部安装定滑轮(34)，卷扬机(31)的钢丝绳(32)绕过定滑轮(34)后与吊装定位块(35)的上端相连；吊装定位块(35)的后侧通过垂向的定位滑轨(37)与立架(33)相连，吊装定位块(35)的下端固定电磁铁(36)；卷扬机(31)的钢丝绳(32)上串接有测力计(38)；

底架(11)的底面与轨道的轨道板之间安装有四个升降装置(41)；

测力计(38)、升降装置(41)、卷扬机(31)、电动推杆机构(22)、动力机构(13)和电磁铁(36)均与控制装置(8)电连接；

所述的铁路车辆轮对(5)的车轴上固定有轮对对中圆盘(101)，轮对对中圆盘(101)的盘缘截面呈锥形，底架(11)上设有与轮对对中圆盘(101)配合的轮对对中凹槽(102)。

2.根据权利要求1所述的一种铁路无砟轨道走行式落轴试验台，其特征在于：所述的底架(11)上纵向和横向均设置有水平仪(6)。

3.根据权利要求1所述的一种铁路无砟轨道走行式落轴试验台，其特征在于：所述的升降装置(41)为电机驱动的螺杆升降装置。

4.根据权利要求1所述的一种铁路无砟轨道走行式落轴试验台，其特征在于：所述的电动推杆机构(22)的具体构成是，伺服电机(22a)的轴与纵向的丝母(22b)相连，丝母(22b)与丝杆(22c)配合，丝杆(22c)的另一端连接横杆(22d)，横杆(22d)的端部与支撑块(21)相连。

5.根据权利要求1所述的一种铁路无砟轨道走行式落轴试验台，其特征在于：所述的动力机构(13)的具体构成是，电机与变速箱的输入相连，变速箱的输出与走行轮对(12)的轴相连。