CN107585178A - 一种铁路曲线上股侧磨钢轨波磨测量仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开铁路曲线上股侧磨钢轨波磨测量仪，在钢轨上架设具有测量臂的支撑架。该测量臂滑动安装在支撑架上，可沿钢轨纵向滑动。位移探针安装在测量臂上，且位移探针在钢轨表面的角度可调。位移探针端部安装有测量滚轮，测量滚轮与曲线上股侧磨钢轨轨头接触；钢轨位移探针随测量臂一同沿钢轨方向移动，同时测量滚轮沿曲线上股侧磨钢轨轨头滚动；在位移探针移动过程中，通过位移探针端部安装的位移传感器，实时检测位移探针移动量，获取钢轨表面测量角度处的波磨深度。本发明可实现对曲线侧磨钢轨内侧不同位置和角度处钢轨波磨深度的检测，能够有效指导曲线钢轨打磨作业，有利于彻底消除钢轨表面波磨。

Description

一种铁路曲线上股侧磨钢轨波磨测量仪

技术领域

本发明涉及工程技术领域，具体来说，是一种通过优化测量臂的结构来达到可检测钢轨表面不同角度，尤其是曲线上股侧磨钢轨表面不同角度处的钢轨波磨深度，形成钢轨波磨波形图，从而有效指导钢轨波磨打磨作业。

背景技术

铁路是交通运输大动脉，对国民经济发展起到十分重要的作用，随着铁路运行速度的提高、运量的增加、运行车型多样化，钢轨承受的荷载也愈加复杂，导致钢轨产生波浪磨耗、轨面擦伤、轨面剥离、轨侧磨损、裂纹和轨头压溃等病害，对钢轨的使用寿命受到严重影响。近年来随着钢轨打磨技术的应用和普及，通过打磨车对钢轨进行打磨来解决钢轨病害逐渐成为了工务部门所采用的最主要方法之一，其中大部分病害可通过打磨车打磨作业得到较好的解决，但钢轨波磨往往在打磨中无法进行彻底消除，从而导致打磨后非常容易复发，甚至会加速发展，其中现有检测手段的缺陷是导致该问题的主要原因之一。

目前国内外有大量的钢轨波磨检测手段和方法，但都是针对钢轨轨顶的检测和分析，然而在工程实践中，在曲线，尤其是小半径曲线上股钢轨中，波磨的分布范围通常都是从轨顶一直延伸到钢轨内侧，即整个轮轨接触面均存在不同程度的波磨。因此往往无法将曲线内侧的钢轨有效检测和消除，导致打磨后波磨无法被彻底消除。

发明内容

本发明针对上述工程实践问题，本发明提出一种铁路曲线上股侧磨钢轨波磨测量仪，通过对测量设备和测量臂的优化，可实现对曲线侧磨钢轨内侧不同位置和角度处钢轨波磨深度的检测，通过数据分析设备的分析，形成不同角度处的钢轨波磨曲线图，进而通过对波磨图的分析，能够有效指导曲线钢轨打磨作业，有利于彻底消除钢轨表面裂纹，延缓波磨再生周期和对钢轨及车辆的危害。

一种铁路曲线上股侧磨钢轨波磨测量仪，包括测量臂与位移探针。其中，测量臂通过支撑架安装于钢轨轨头上，具有沿钢轨纵向移动的自由度。测量臂上安装有位移探针，位移探针端部安装有测量滚轮，测量滚轮与曲线上股侧磨钢轨轨头接触；使位移探针随测量臂一同沿钢轨方向移动，同时测量滚轮沿曲线上股侧磨钢轨轨头滚动。

在位移探针移动过程中，通过位移探针端部安装的位移传感器，实时检测位移探针的移动量，获取钢轨表面不同测量角度处的波磨深度。

本发明的优点在于：

1、本发明铁路曲线上股侧磨钢轨波磨测量仪，通过对测量设备和测量臂的优化，可实现对曲线侧磨钢轨内侧不同位置和角度处钢轨波磨深度的检测，通过数据分析设备的分析，形成不同角度处的钢轨波磨曲线图，进而通过对波磨图的分析。

2、本发明铁路曲线上股侧磨钢轨波磨测量仪，能够有效指导曲线钢轨打磨作业，有利于彻底消除钢轨表面裂纹，延缓波磨再生周期和对钢轨和车辆的危害。

附图说明

图1为本发明铁路曲线上股侧磨钢轨波磨测量仪结构示意图；

图2为本发明铁路曲线上股侧磨钢轨波磨测量仪的支撑架结构示意图；

图3为本发明铁路曲线上股侧磨钢轨波磨测量仪中测量臂结构示意图；

图4为本发明铁路曲线上股侧磨钢轨波磨测量仪中测量臂上条形孔结构示意图；

图5为本发明铁路曲线上股侧磨钢轨波磨测量仪中位移探针结构示意图；

图6为本发明铁路曲线上股侧磨钢轨波磨测量仪中位移驱动装置结构示意图。

图中：

1-测量臂 2-位移探针 3-支撑架

101-直线段 102-曲线段 103-滑板

104-条形孔 201-探针杆 202-测量滚轮

203-紧固弹簧 204-位移传感器 301-侧架

302-前底座 303-后底座 304-连接杆

305-卡槽 306-滑槽 401-牵引滚轮

402-定位轮 403-牵引线

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明铁路曲线上股侧磨钢轨波磨测量仪，包括测量臂1与位移探针2，如图1所示；通过支撑架3架设于钢轨轨头上。

所述支撑架3包括侧架301、前底座302、后底座303与连接杆304，如图2所示。其中，前底座302与后底座303后部相对侧面间通过沿钢轨方向设置的侧架301相连；同时前底座302与后底座303前部相对侧面间通过沿钢轨方向设置的连接杆304相连，通过连接杆304稳定支撑架结构，且便于测量仪的搬运。前底座302与后底座303底部相对位置开有卡槽305，通过卡槽305将支撑架3卡紧固定于钢轨轨头。侧架301内侧壁上，沿钢轨方向设计有安装测量臂1的滑槽306，用来安装测量臂1。

所述测量臂1为具有矩形截面的弯曲杆状结构，具有直线段101与曲线段102，如图3所示。其中直线段101端部为测量臂1的末端，设计有垂直于直线段的滑板103，通过滑板103与侧架301内壁上的滑槽306配合，使测量臂1的直线段101垂直于钢轨，且平行于水平面，测量臂1仅可沿钢轨方向滑动。测量臂1的曲线段102端部为测量臂1的前端，且测量臂1的前端朝下。测量臂1的曲线段102中，由与直线段101相接一端到测量臂1的前端又分为三段，三段曲线的曲率半径由轨顶至内侧依次为分别为R200mm，R120mm和R13mm，三段曲线通过大量磨耗状态钢轨轨头弧形拟合得到，因此能够较好地与曲线上股钢轨轨头磨耗后的弧形相吻合，在测量时各角度处都能测量到波磨的法向波形，保证测量效果。测量臂1的曲线段102处，位于测量臂1侧面还设计有刻度，用来确定位移探针2在钢轨表面的角度，角度范围为0～60度，由此可较好地确定波磨测量的具体角度。上述测量臂1顶部中心开有安装位移探针2的条形孔104，该条形孔104沿测量臂1轴向开设，贯通测量臂1内侧与外侧。

所述位移探针2由探针杆201，测量滚轮202，紧固弹簧203与位移传感器204构成，如图4所示。其中，探针杆201插入测量臂1上的条形孔104内；探针杆201内端为移动端，端部安装有测量滚轮202；探针杆201外端为调节端，端部安装有位移传感器204；位移传感器204用来检测位移探针2中，探针杆201轴向上的移动量，获取钢轨表面测量角度处的波磨深度。探针杆201上套有两个高刚度紧固弹簧203，两个紧固弹簧203分别位于测量臂1的内侧与外侧。其中，位于测量臂1内侧的紧固弹簧203，一端通过探针杆201上设计的环形台肩定位，另一端通过测量臂1内侧面定位；位于测量臂1外侧的紧固弹簧203一端通过测量臂1外侧面定位，另一端通过端部安装的位移传感器204定位。通过测量臂1内侧的紧固弹簧203为位移探针2提供压力，保证探针杆201内端滚轮202与曲线上股侧磨钢轨轨头，且在测量时滚轮202不会脱离钢轨。通过测量臂1外侧的紧固弹簧203保证在本发明铁路曲线上股侧磨钢轨波磨测量仪处于非工作状态时，位移探针2不会脱离条形孔104。且通过高刚度的紧固弹簧203，可使位移探针1不会产生摆动，始终保持与钢轨表面弧度间垂直。

应用本发明铁路曲线上股侧磨钢轨波磨测量仪进行波磨测量时，首先沿条形孔104移动位移探针1在钢轨表面的角度，使位移探针2移动至钢轨表面需测量角度处。随后，通过位移驱动装置牵引测量臂1沿钢轨方向移动，移动过程中位移探针1依钢轨表面不平顺情况高低起伏，通过位移传感器204实时检测位移探针1的移动量，获取钢轨表面测量角度处的波磨深度，并反馈至数据处理装置得到相应波形图。通过移动位移探针2在钢轨表面的角度，即可确定钢轨表面不同角度处的波磨深度。

上述位移驱动装置由牵引滚轮401，定位轮402和牵引线403构成，如图6所示。其中，牵引滚轮401安装于后底座303上设计的滚轮安装台上，定位轮402安装于前底座302上设计的定位轮402安装台上。牵引滚轮401与定位轮402轴线平行，两者间通过牵引线403相连。所述牵引线403一端绕在牵引滚轮401上，另一端绕在定位轮402上；且牵引线403两端分别由测量臂1两侧固定于靠近测量臂1末端处设计的牵引线连接头上，使牵引线403成环路型；通过转动牵引滚轮401上的手柄，由牵引线403带动测量臂1沿钢轨方向前后移动。

Claims (8)

1.一种铁路曲线上股侧磨钢轨波磨测量仪，其特征在于：包括测量臂与位移探针；测量臂通过支撑架安装于钢轨轨头上，具有沿钢轨纵向的移动自由度；

测量臂上安装有位移探针，位移探针端部安装有测量滚轮，测量滚轮与曲线上股侧磨钢轨轨头接触；钢轨位移探针随测量臂一同沿钢轨纵向移动，同时测量滚轮沿曲线上股侧磨钢轨轨头滚动；在位移探针移动过程中，通过位移探针端部安装的位移传感器，实时检测位移探针的移动量，获取钢轨表面测量角度处的波磨深度。

2.如权利要求1所述一种铁路曲线上股侧磨钢轨波磨测量仪，其特征在于：支撑架具有侧架、前底座、后底座与连接杆；通过前底座与后底座相对位置设计的卡槽，实现支撑架在钢轨轨头上的卡紧固定；侧架内侧壁上，沿钢轨方向设计有滑槽；同时测量臂端部设计有滑板，滑板与滑槽配合安装。

3.如权利要求1所述一种铁路曲线上股侧磨钢轨波磨测量仪，其特征在于：测量臂具有直线段与曲线段；其中直线段末端与支撑架相连；测量臂的曲线段与上股侧磨钢轨轨头磨耗后弧度相近。

4.如权利要求3所述一种铁路曲线上股侧磨钢轨波磨测量仪，其特征在于：测量臂的曲线段中，由与直线段相接一端到曲线段前端测量臂的前端又分为三段，三段曲线的曲率半径分别为R200mm，R120mm和R13mm。

5.如权利要求1所述一种铁路曲线上股侧磨钢轨波磨测量仪，其特征在于：测量臂顶部中心开有安装位移探针的条形孔，条形孔沿测量臂轴向开设，贯通测量臂内外侧，用来安装位移探针；位移探针沿条型孔移动，调节位移探针在钢轨表面的角度，通过测量臂的曲线段处，位于测量臂侧面上设计的刻度，确定位移探针在钢轨表面的角度。

6.如权利要求5所述一种铁路曲线上股侧磨钢轨波磨测量仪，其特征在于：位移探针上，位于位移传感器与测量臂间套有弹簧，弹簧一端与测量臂接触，另一端与位移传感器接触，保证位移探针不会脱离条形孔。且通过高刚度的紧固弹簧，可使位移探针不会产生摆动，始终保持与钢轨表面弧度间垂直。

7.如权利要求1所述一种铁路曲线上股侧磨钢轨波磨测量仪，其特征在于：所述位移探针上套有弹簧，弹簧位于测量臂与钢轨之间，一端由位移探针上设计的台肩接触，另一端通过测量臂接触，保证位移探针始终保持与曲线上股侧磨钢轨轨头。

8.如权利要求1所述一种铁路曲线上股侧磨钢轨波磨测量仪，其特征在于：支撑架前后方分别安装有牵引滚轮与定位轮；牵引线两端分别绕过牵引滚轮与定位轮后，端部由测量臂两侧固定于测量臂上；通过转动牵引滚轮，由牵引线带动测量臂沿钢轨纵向移动。