CN110646303B - 一种钢轨扣件组装落锤试验装置及监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢轨扣件组装落锤试验装置，包括：落锤架，所述落锤架上具有可起落的落锤组件，所述落锤组件上具有活动槽，且所述活动槽被构造于一垂直面上；驱动曲柄，所述驱动曲柄具有：第一端，所述第一端安装于所述活动槽内并可相对于所述落锤组件移动；第二端；以及扭杆，所述扭杆水平设置，且所述扭杆的一端固定套设于所述落锤架上；其中，所述第二端固定套设于所述扭杆的另一端上。同时还提供了一种钢轨扣件组装落锤试验装置监测系统。该试验装置通过蓄能系统在落锤下落时蓄能，从而可以快速将落锤提升到相应高度，且不像卷扬机占用大量空间。

Description

一种钢轨扣件组装落锤试验装置及监测系统

技术领域

本发明属于轨道交通领域，具体涉及到一种钢轨扣件组装落锤试验装置及监测系统。

背景技术

随着我国铁路技术发展及线网体系的形成，轨道交通逐步成为现代社会中非常重要的交通手段，为研究验证轮轨接触时车辆对轨道系统的动态冲击及衰减效果，在实验室中测试不同轨道扣件及轨枕的冲击衰减效果试验，利用钢轨轨枕系统中的参考垫板和试验垫板的应变测试值来对比评定钢轨轨枕系统的冲击衰减效果。

本申请的发明人在实现本申请的技术方案的时候发现现有技术存在下述问题：现有的轨道系统落锤冲击试验机一般为手动落锤，即通过手动绳索提起落锤架到一定高度，然后瞬间松手使落锤架自由落体并接触轨道部件产生冲击。此套结构简单，导致多次重复测试时劳动强度大，效率非常低。

而若采用卷扬机系统，那么将占据较大的空间，不符合实验室内的空间要求。因此，需要一种可以高效让落锤恢复高度、且占用空间较小的落锤冲击试验装置。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本申请的实施例提供一种钢轨扣件组装落锤试验装置及监测系统，该试验装置通过蓄能系统在落锤下落时蓄能，从而可以快速将落锤提升到相应高度，且不像卷扬机占用大量空间。

为了达到上述目的，本申请的实施例所采用的技术方案如下：

第一方面，本申请的实施例提供一种钢轨扣件组装落锤试验装置，其特征在于，包括：

落锤架，所述落锤架上具有可起落的落锤组件，所述落锤组件上具有活动槽，且所述活动槽被构造于一垂直面上；

驱动曲柄，所述驱动曲柄具有：

第一端，所述第一端安装于所述活动槽内并可相对于所述落锤组件移动；

第二端；以及

扭杆，所述扭杆水平设置，且所述扭杆的一端固定套设于所述落锤架上；

其中，所述第二端固定套设于所述扭杆的另一端上。

可选的，所述落锤架包括：

道砟箱，所述道砟箱用于固定待检测轨枕扣件系统；

冂形架，所述道砟箱设置于所述冂形架下方；

其中，所述落锤组件安装于所述冂形架上，所述落锤组件包括导向架和落锤，所述落锤固定于所述导向架上；

其中，所述导向架安装于所述冂形架上，并可相对所述冂形架移动，且所述导向架包括两个端面板，所述两个端面板构造于所述导向架的两端，所述活动槽构造于所述端面板上。

可选的，所述扭杆的一端固定于所述冂形架的一侧支撑架上，所述扭杆的另一端贯穿所述冂形架的另一侧支撑架并与所述第二端连接。

可选的，所述冂形架上具有活动限位块，所述活动限位块限定所述落锤跳起的高度。

可选的，所述活动限位块包括：

第一弹簧，所述第一弹簧设置于所述冂形架上；以及

活动块，所述活动块与所述第一弹簧连接，且所述活动块具有一斜面，所述斜面被构造为垂直于一垂直平面；

其中，所述第一弹簧使得所述活动块存在进入所述落锤组件下落空间的趋势。

可选的，所述冂形架上构造有安装孔，所述安装孔的侧壁上构造有环形限位件，所述第一弹簧和所述活动块均安装于所述环形限位件和所述安装孔的底壁之间；且所述活动块部分突出所述环形限位件。

可选的，还包括拉升组件，所述拉升组件包括;

滑轮组，所述滑轮组设置于所述落锤架的顶端；以及

拉绳，所述拉绳的一端与所述落锤组件固定连接，所述拉绳的另一端穿绕过所述滑轮组。

第二方面，本申请的实施例提供一种钢轨扣件组装落锤试验装置监测系统，包括：

如前述的钢轨扣件组装落锤试验装置；以及

冲击力传感器，所述冲击力传感器布置于所述落锤组件的下方。

与现有技术相比，本申请的实施例通过在现有的落锤冲击试验机的基础上，增设一蓄能组件，该蓄能组件在落锤下落时储存能量，在提升落锤时，释放储存的能量，助力落锤提升，从而可以方便地将落锤抬升到相应的高度。再辅助现有的滑轮设置，可以方便地将落锤提升。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请的一个较佳实施例的机构示意图。

图2是本申请的一个较佳实施例的驱动曲柄结构示意图；

图3是图1的I部分示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

现有的轨道系统落锤冲击试验机一般为手动落锤，即通过手动绳索提起落锤架到一定高度，然后瞬间松手使落锤架自由落体并接触轨道部件产生冲击。在重复多次撞击时，需要手动拉动绳索将落锤提升到相应高度，但是由于落锤质量较重，即使采用滑轮组结构，重复拉动落锤也比较麻烦。即该现有技术中强度大，效率非常低。

因此，本申请实施例通过在现有的落锤冲击试验机的基础上，增设一蓄能组件，该蓄能组件在落锤下落时储存能量，在提升落锤时，释放储存的能量，助力落锤提升，从而可以方便地将落锤抬升到相应的高度。再辅助现有的滑轮设置，可以方便地将落锤提升。

下面结合具体较佳实施例进一步阐述本申请的构思。

如图1所示，一种钢轨扣件组装落锤试验装置，包括落锤架，所述落锤架上具有可起落的落锤组件，所述落锤组件上具有活动槽502，且所述活动槽被构造于一垂直面上；

落锤架，所述落锤架上具有可下落的落锤组件，所述落锤组件上构造有活动槽502。

驱动曲柄1，所述驱动曲柄1具有：第一端，所述第一端安装于所述活动槽502内并可相对于所述落锤组件移动，和第二端。

以及水平设置的扭杆2，所述扭杆2套设于所述落锤架上，且所述扭杆2的一端固定套设于所述落锤架上，且所述第二端固定套设于所述扭杆2的另一端上。

具体的，扭杆2布置于落锤架上，较佳的为套设落锤架上的水平孔内，其一端通过花键插接于落锤架上。其另一端凸出于落锤架并固定套设有驱动曲柄1的第二端。而驱动曲柄1的第一端安装于落锤组件上。从而在落锤组件下落时，落锤带动驱动曲柄1绕扭杆2的轴线转动。从而带动扭杆2活动的一端相对于其固定的一端扭转，完成蓄能。在抬升落锤时，不管用什么方法，落锤的上升运动都会受到扭杆2释放的扭力通过驱动曲柄1产生的向上的助力，从而辅助抬升落锤，从而降低劳动强度。

且增设的扭杆2和驱动曲柄1均可嵌设于落锤架内，从而不占用额外空间。

具体的，所述落锤架包括：道砟箱3，所述道砟箱3用于固定待检测轨枕扣件系统。冂形架4，所述道砟箱3设置于所述冂形架4下方。

本试验装置布置于试验台上，在试验台顶部固定有冂形架4，冂形架4的垂直部分为支撑架，两个支撑架的顶部为支撑梁。

道砟箱3放置在冂形架4下方，且位于两个支撑架之间，箱内存放道砟，待检测轨枕扣件系统。其包括钢轨、扣件、轨枕以及应变片，钢轨通过扣件固定在轨枕上，轨枕上将按照铁路标准《BS EN 13146-3：2012》的要求预先布置应变片，其中应变片与外接采集系统连接进行数据采集。

试验机上设有控制柜，控制柜上设有用户交互界面、开关和操作手柄，所述用户交互界面用以输入试验参数，包括横梁上升高度和试验次数。

其中，所述落锤组件安装于所述冂形架4上，落锤组件包括导向架5和落锤，所述落锤固定于所述导向架5上。

所述导向架5安装于所述冂形架4上，并可相对所述冂形架4移动，且所述导向架5包括两个端面板501，所述两个端面板501构造于所述导向架5的两端，所述活动槽502构造于所述端面板501上。

具体的，在一些实施例中，冂形架4上还垂直布置有两根导轨。导向架5为矩形框架结构，其上盖板和下盖板的两端均开设有通孔，通过该通孔套设于导轨上。上盖板和下盖板通过两个端面板501连接固定并稳定。两个端面板501靠近于支撑架布置。在两个端面板501上靠近对应的支撑架的一侧上开设有活动槽502。

驱动曲柄1的第一端被限制在该活动槽502内，即驱动曲柄1在垂直面上转动，其上边界被活动槽502限定。

具体的，所述扭杆2水平布置于所述冂形架4的两支撑架之间，且所述扭杆2的一端固定于所述冂形架4的一支撑架上，所述扭杆2的另一端套设于所述冂形架4的另一支撑架上。驱动曲柄1的第二端套设于扭杆的2的第二端的内侧。水平布置的扭杆2与落锤下落轨迹垂直，且扭转最为舒展，避免扭杆2在落锤下落时受损。

进一步的，为了避免落锤在落在待检测轨枕扣件系统上后在扭杆2的作用下跳起损耗扭杆2储存的能量，在一些实施例中，所述冂形架4上包括有活动限位块，所述活动限位块限定所述落锤跳起的高度。即落锤不能无限制的弹起，从而扭杆2正常积蓄能量。

具体的，所述活动限位块包括：第一弹簧，所述第一弹簧设置于所述冂形架4上。以及活动块，所述活动块与所述第一弹簧连接，且所述活动块具有一斜面，该斜面垂直于一垂直平面，且所述斜面能够使得所述活动块不阻碍所述落锤组件下落。

其中，所述第一弹簧使得所述活动块存在卡入所述落锤组件下落空间的趋势。

具体的，所述冂形架4上水平构造有安装孔，所述安装孔的侧壁上构造有环形限位件，所述第一弹簧701和所述活动块702均安装于所述环形限位件和所述安装孔的底壁之间。且所述活动块702部分凸出所述环形限位件，该部分凸出部分上构造有一斜面。

在落锤下落时，端面板501的下端面撞击斜面，并通过斜面挤压弹簧，从而顺利通过活动限位块。而落锤跳起时，端面板501的上端面撞击活动块702的下断面，由于活动块702安装于安装孔内，并不能只有上升，从而卡住落锤。落锤抬升时，通过拨片拨动活动块702，从而可以使得落锤只有下落。

具体的，还包括拉升组件，所述拉升组件包括：滑轮组，所述滑轮组设置于所述落锤架的顶端；以及拉绳，所述拉绳的一端与所述落锤组件固定连接，所述拉绳的另一端穿绕过所述滑轮组。

滑轮组可以是定滑轮组，以改变拉绳的方向，也避免拉绳摩擦受损。

滑轮组也可以是包括定滑轮和动滑轮的滑轮组，以进一步节省劳动强度。容易理解的，滑轮组为本领域常用技术手段，也不体现本申请的发明构思，本领域技术人员也知晓如何实施滑轮组，此处不再赘述。

拉绳的拉绳可以通过手动拉动，或者通过手轮转动来拉动。

本申请实施例还提供了一种钢轨扣件组装落锤试验装置监测系统，包括

如前所述的钢轨扣件组装落锤试验装置。

以及冲击力传感器，所述冲击力传感器布置于所述落锤组件的下方。

由于落锤下落时有一部分能量用于扭转扭杆2扭动蓄能，因此，本试验装置的冲击力不同于现有的试验装置，也不能使用常规的落锤重量等数据直接算出撞击的势能。因此，可以通过冲击力传感器来测量落锤作用在待检测轨枕扣件系统上的力。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。

Claims (7)

1.一种钢轨扣件组装落锤试验装置，其特征在于，包括：

落锤架，所述落锤架上具有可起落的落锤组件，所述落锤组件上具有活动槽，且所述活动槽被构造于一垂直面上；

驱动曲柄，所述驱动曲柄具有：

第一端，所述第一端安装于所述活动槽内并可相对于所述落锤组件移动；

第二端；以及

扭杆，所述扭杆水平设置，且所述扭杆的一端固定套设于所述落锤架上；

其中，所述第二端固定套设于所述扭杆的另一端上；

所述落锤架包括：

道砟箱，所述道砟箱用于固定待检测轨枕扣件系统；

冂形架，所述道砟箱设置于所述冂形架下方；

其中，所述落锤组件安装于所述冂形架上，所述落锤组件包括导向架和落锤，所述落锤固定于所述导向架上；

其中，所述导向架安装于所述冂形架上，并可相对所述冂形架移动，且所述导向架包括两个端面板，所述两个端面板构造于所述导向架的两端，所述活动槽构造于所述端面板上。

2.根据权利要求1所述的一种钢轨扣件组装落锤试验装置，其特征在于，所述扭杆的一端固定于所述冂形架的一侧支撑架上，所述扭杆的另一端贯穿所述冂形架的另一侧支撑架并与所述第二端连接。

3.根据权利要求1所述的一种钢轨扣件组装落锤试验装置，其特征在于，所述冂形架上具有活动限位块，所述活动限位块限定所述落锤跳起的高度。

4.根据权利要求3所述的一种钢轨扣件组装落锤试验装置，其特征在于，所述活动限位块包括：

第一弹簧，所述第一弹簧设置于所述冂形架上；以及

活动块，所述活动块与所述第一弹簧连接，且所述活动块具有一斜面，所述斜面被构造为垂直于一垂直平面；

其中，所述第一弹簧使得所述活动块存在进入所述落锤组件下落空间的趋势。

5.根据权利要求4所述的一种钢轨扣件组装落锤试验装置，其特征在于，所述冂形架上构造有安装孔，所述安装孔的侧壁上构造有环形限位件，所述第一弹簧和所述活动块均安装于所述环形限位件和所述安装孔的底壁之间；且所述活动块部分突出所述环形限位件。

6.根据权利要求1所述的一种钢轨扣件组装落锤试验装置，其特征在于，还包括拉升组件，所述拉升组件包括;

滑轮组，所述滑轮组设置于所述落锤架的顶端；以及

拉绳，所述拉绳的一端与所述落锤组件固定连接，所述拉绳的另一端穿绕过所述滑轮组。

7.一种钢轨扣件组装落锤试验装置监测系统，其特征在于，包括：

如权利要求1-6任一所述的钢轨扣件组装落锤试验装置；以及

冲击力传感器，所述冲击力传感器布置于所述落锤组件的下方。

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