CN210037465U - 钢轨焊接接头静弯实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种钢轨焊接接头静弯实验装置，属于钢轨强度测试技术领域，包括压力试验机和设于压力试验机上的上压板、下压板及实验组件，实验组件包括压头、支撑台、支座、传感器组件和数据采集器，压头借助于压力试验机的动力系统对钢轨施加荷载，钢轨受压产生变形和挠曲，通过传感器组件实时监测钢轨承受的荷载和变形的数据，通过数据采集器采集、存储并分析钢轨焊接接头静弯实验参数。本实用新型提供的一种钢轨焊接接头静弯实验装置，传感器组件可以监测钢轨的荷载、应变和挠曲，通过压力试验机即可完成钢轨焊接接头静弯实验，该装置具有结构简单，成本低，操作方便等优点。

Description

钢轨焊接接头静弯实验装置

技术领域

本实用新型属于钢轨强度测试技术领域，更具体地说，是涉及一种钢轨焊接接头静弯实验装置。

背景技术

现今，我国作为一个铁路大国，铁路里程已超过12万公里，其中全部高速铁路、绝大多数干线铁路以及部分支线铁路采用无缝钢轨，这导致了全国铁路线路中存在大量的钢轨焊接接头，焊接接头的安全性对于铁路运营安全至关重要，因此，必须对钢轨焊接接头进行测试，以获得钢轨焊接接头的焊接质量。

目前钢轨焊接接头静弯实验大多采用专用的测试设备，设备成本高，通用性差，适用范围受限，不仅造成了钢轨焊接接头静弯实验测试设备使用率低，而且造成钢轨焊接接头静弯实验成本高，实验受限。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种钢轨焊接接头静弯实验装置，以解决现有技术中存在的采用专用测试设备测试钢轨成本高，通用性差，适用范围受限的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种钢轨焊接接头静弯实验装置，包括压力试验机、设于压力试验机上并借助于动力系统移动的上压板和下压板，以及设于所述压力试验机上用于对钢轨进行静弯实验的实验组件；所述实验组件包括

压头，设于所述上压板下方，所述压头朝向钢轨并用于向钢轨传递压力；

支撑台，固设于所述下压板顶部；

支座，为两个且间隔设于所述支撑台上，用于支撑钢轨；

传感器组件，用于监测钢轨承受荷载、钢轨挠度以及钢轨应变；

数据采集器，用于接收、存储和分析所述传感器组件监测的数据。

进一步地，所述传感器组件包括

压力传感器，设于所述压头与所述上压板之间，用于监测钢轨承受的载荷；

位移传感器，为多个且设于所述支撑台与所述钢轨之间，用于监测钢轨的挠度；

应变传感器，为多个且设于钢轨的轨头、轨腰或轨底上，用于监测钢轨的应变。

数据采集器，信号输入端分别与所述压力传感器、所述位移传感器和所述应变传感器的信号输出端连接，用于分别采集所述压力传感器、所述位移传感器和所述应变传感器的数据，并能分析和存储数据。

进一步地，所述上压板、所述压力传感器及所述压头相互之间接触面均为平面。

进一步地，所述支座的个数为2个并在所述支撑台上呈对称设置。

进一步地，所述支撑台上设有两个凹槽，所述支座一一对应设于所述凹槽内并可拆卸。

进一步地，所述支座上与钢轨的接触面为向外凸起的弧面。

进一步地，所述钢轨的下端面与所述弧面为线接触。

进一步地，所述数据采集器为数显式数据采集器或与计算机配合使用的非数显式数据采集器。

进一步地，所述支撑台为一体铸造成型或由多块钢板拼装而成。

本实用新型提供的钢轨焊接接头静弯实验装置的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型的钢轨焊接接头静弯实验装置，在压力试验机上设置能对钢轨进行静弯实验的实验组件，借助于压力试验机的动力系统，上压板对钢轨施加荷载，压头与钢轨接触，通过压力传感器监测压头的荷载，位移传感器监测钢轨的挠度，应变传感器监测钢轨的应变，通过数据采集器采集各个传感器的信号，将数据采集器与计算机连接，就可以看到钢轨焊接接头静弯实验参数，不用专用的测试设备即可监测，解决了采用专用测试设备测试钢轨静弯参数成本高，通用性差，适用范围受限的技术问题,该装置具有结构简单，成本低，操作方便等优点，可以使用常规的压力试验机即可完成钢轨焊接接头的静弯实验。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本实用新型实施例提供的一种钢轨焊接接头静弯实验装置的主视图；

图2为本实用新型实施例提供的一种钢轨焊接接头静弯实验装置的侧视图。

其中，图中各附图标记：1、压力试验机；2、上压板；3、下压板；4、压头；5、支撑台；51、凹槽；6、支座；7、传感器组件；71、压力传感器；72、位移传感器；73、应变传感器；8、数据采集器；9、钢轨。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1至图2，现对本实用新型实施例提供的一种钢轨焊接接头静弯实验装置进行说明。所述一种钢轨焊接接头静弯实验装置，包括压力试验机1、设于压力试验机1上并借助于动力系统移动的上压板2和下压板3，以及设于所述压力试验机1上用于对钢轨9进行静弯实验的实验组件；所述实验组件包括压头4、支撑台5、支座6、传感器组件7和数据采集器8。

压头4设于所述上压板2的下方，所述压头4朝向钢轨9并用于向钢轨9传递压力；

支撑台5固设于所述下压板3顶部；

支座6为两个且间隔设于所述支撑台5上，用于支撑钢轨9；

传感器组件7用于监测钢轨承受荷载、钢轨挠度以及钢轨应变；

数据采集器8用于接收、存储和分析所述传感器组件7监测的数据。

所述传感器组件7包括压力传感器71、多个位移传感器72和多个应变传感器73；所述压力传感器71均设于所述压头4与所述上压板2之间，用于监测钢轨9承受的载荷；所述位移传感器72均设于所述钢轨9与所述支撑台5之间，用于监测钢轨9的挠度；所述应变传感器73均设于钢轨9的轨头、轨腰或轨底上，用于监测钢轨9的应变；

数据采集器8的信号输入端分别与所述压力传感器71、所述位移传感器72和所述应变传感器73的信号输出端连接，用于分别采集所述压力传感器71、所述位移传感器72和所述应变传感器73的数据，并能分析和存储数据。

本实用新型实施例提供的一种钢轨焊接接头静弯实验装置，与现有技术相比，在压力试验机1上设置能对钢轨9进行静弯实验的实验组件，借助于压力试验机1的动力系统，上压板2对钢轨9施加荷载，压头4与钢轨9接触，通过压力传感器71监测压头4的荷载，位移传感器72监测钢轨9的挠度，应变传感器73监测钢轨9的应变，通过数据采集器8采集各个传感器的信号，将数据采集器8与计算机连接，就可以看到钢轨9焊接接头静弯实验参数，不用专用的测试设备即可监测，解决了采用专用测试设备测试钢轨9静弯参数成本高，通用性差，适用范围受限的技术问题,该装置具有结构简单，成本低，操作方便等优点，可以使用常规的压力试验机1即可完成钢轨9焊接接头的静弯实验。

本实用新型实施例提供的一种钢轨焊接接头静弯实验装置，用于铁路钢轨9焊接接头的测试中，由于钢轨9铁路线路中存在大量的钢轨9焊接接头，焊接接头的安全性能对于铁路运营安全特别重要，因此必须对钢轨9焊接接头进行测试，以获得钢轨9焊接接头的焊接质量，并使钢轨9焊接接头符合要求。通过在压力试验机1上设置实验组件，实验组件借助于压力试验机1的动力系统能对钢轨9进行静弯实验，并能够通过压力传感器71、应变传感器73和位移传感器72监测在实验过程中的钢轨9的荷载、应变和挠度，从而满足了对钢轨9焊接接头进行测试的要求，使得不必采用专用测试设备，即可对钢轨9焊接接头进行实验，降低了实验成本。

作为本实用新型实施例提供的一种钢轨焊接接头静弯实验装置的一种具体实施方式，请参阅图1至图2，所述上压板2、所述压力传感器71及所述压头4相互之间接触面均为平面。压力试验机1作用于上压板2上的荷载通过压力传感器71传递给压头4，相互接触的部位均为平面，而压力传感器71只是起到了将上压板2上的作用力传递给压头4的作用，使压头4向钢轨9上施加荷载，可以通过压力传感器71采集上压板2施加在压头4上的荷载，压力传感器71与数据采集器8连接，故可以在数据采集器8上得到压力试验机1作用于钢轨9上的荷载大小。

其中，压头4的工作面要满足《钢轨焊接第1部分：通用技术条件》(TB/T1632.1-2014)要求。

作为本实用新型实施例提供的一种钢轨焊接接头静弯实验装置的一种具体实施方式，请参阅图1至图2，所述支座6的个数为2个并在所述支撑台5上呈对称设置。支座6的个数为2个，以支撑台5的中心线为对称轴并对称设置，2个支座6分别用于支撑钢轨9并位于压头4的两侧，钢轨9位于2个支座6之上，2个支座6的间距不做限制，但2个支座6的连接中心点位于压头4的下方。这样，支座6支撑起钢轨9后，钢轨9与支撑台4之间具有一定空隙，压头4位于2个支座6的连接中心线上，则压头4上的荷载能够朝向钢轨9，使钢轨9受压力发生变形，进而监测或采集被测钢轨所承受的荷载。同时位移传感器72位于支撑台5与被测钢轨9之间，用于监测或采集被测钢轨9的挠度；应变传感器73安装在被测钢轨9的轨头、轨腰或轨底上，在压头4上施加荷载时，同时也能感知被测钢轨9的应变。最后将被测钢轨9的荷载参数、应变参数和挠度参数传输给数据采集器8上，进而可以看出被测钢轨9发生变形的各项参数，这样在压力试验机1上设置对钢轨9焊接接头静弯实验组件，借助于压力试验机1的动力系统能对钢轨9进行静弯实验，操作方便，对获取钢轨9焊接接头的实验参数比较方便快捷，不用专用测试设备也能得出相应的结果。

其中，2个支座6的间距及尺寸要满足钢轨焊接第1部分：通用技术条件》(TB/T1632.1-2014)要求。

作为本实用新型实施例提供的一种钢轨焊接接头静弯实验装置的一种具体实施方式，请参阅图1至图2，所述支撑台5上设有两个凹槽51，所述支座6一一对应设于所述凹槽51内并可拆卸。由于在对钢轨焊接接头做静弯实验为三点弯，故只有两个支座6。支座6与凹槽51一一对应安装，支座6不能在凹槽51内移动，但是支座6与凹槽51为可拆卸式连接，通过外界力量可以将支座6砸入凹槽51内，并可以借助外界力量将支座6从凹槽51内脱出，使支座6与凹槽51为可拆卸式连接，可拆卸式连接有很多种连接方式，在本申请中不做限制。

其中，支撑台5的工作面要满足钢轨焊接第1部分：通用技术条件》(TB/T1632.1-2014)要求。

作为本实用新型实施例提供的一种钢轨焊接接头静弯实验装置的一种具体实施方式，请参阅图1至图2，所述支座6上与钢轨9的接触面为向外凸起的弧面。因为在压头4对钢轨9施加荷载过程中，钢轨9会产生弯曲，则钢轨9与弧面接触，为线接触，可以减小钢轨9与弧面之间的摩擦力，准确监测钢轨9的静弯实验参数。若钢轨9产生位移，则位移传感器72可以很快检测到钢轨9的挠度，从而可以很精确的获取钢轨9的位移参数。

作为本实用新型实施例提供的一种钢轨焊接接头静弯实验装置的一种具体实施方式，请参阅图1至图2，所述钢轨9的下端面与所述弧面抵接。弧面是向外凸起的，钢轨9的下端面与弧面接触，弧面上只有一条直线与钢轨9接触，这样的接触形式为线接触，线接触比面接触能够提高实验参数的精确度，从而可以精确获取挠度等实验参数。

作为本实用新型实施例提供的一种钢轨焊接接头静弯实验装置的一种具体实施方式，请参阅图1至图2，所述数据采集器8为数显式数据采集器或与计算机配合使用的非数显式数据采集器。数据采集器8可为多种样式，包括无线数据采集器，数显式数据采集器、工业数据采集器和网络数据采集器等等，本实用新型中使用的数据采集器8为数显式数据采集器或与计算机配合使用的非数显式数据采集器，可以将压力传感器71、应变传感器73和位移传感器72所检测到的数据采集，数据采集器8获取参数后，可以对这些参数进行分析和存储，从而可以得出针对钢轨9焊接接头的有效的实验参数，为后期的工作准备。其中数据采集器8为现有技术产品，在本实用新型中是将压力传感器71、应变传感器73和位移传感器72的信号输出端电性连接在数据采集器8上。

作为本实用新型实施例提供的一种钢轨焊接接头静弯实验装置的一种具体实施方式，请参阅图1至图2，所述支撑台5均为一体铸造成型或由多块钢板拼装而成。支撑台5的结构稳定性较强，相对于钢轨9的变形很小，可以忽略不计。支撑台5为一体铸造成型或由多块钢板拼装而成，压力试验机1在对钢轨9进行静弯实验中，支撑台5的自身变形可以忽略不计。

本实用新型的工作或使用过程如下：首先将压力传感器71连接在上压板2上，将压头4安装在压力传感器71的底部，将支撑台5固定安装在下压板3上，然后将支座6固定连接在支撑台5上，且使得两个支座6隔开一段距离布置并对称设置，这样设置是为了方便钢轨9做静弯实验，以获得很精确的实验参数，并使钢轨9产生形变或挠曲，然后将应变传感器73安装在钢轨9的轨头、轨腰或轨底上且均布，位移传感器72安装在钢轨9与所述支撑台5之间并能监测钢轨9的静弯参数，并使各个传感器的信号输出端连接在数据采集器8的信号输入端上，最后将钢轨9放置在支座6并进行试验。通过控制压力试验机1的动力系统，可使上压板2和下压板3在上下方向上发生移动，在本实施例中只驱动上压板2，使上压板2在压力试验机1的竖直方向上下移动，从而可以推顶压头4与钢轨9接触，荷载越大，钢轨9的变形或挠度越大。可以预先设定一个给钢轨9的荷载大小，由于钢轨9横跨在两个支座6上，可以对其做静弯实验，通孔控制压头4的上下移动，挤压钢轨9，通过传感器组件7可以采集钢轨9的实验数据，进而发送至数据采集器8进行存储和分析，数据采集器8将数据传送至计算机上，并可观看，该实用新型的具有结构简单，成本低，操作方便等优点。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.钢轨焊接接头静弯实验装置，包括压力试验机,其特征在于：还包括

设于压力试验机上并借助于动力系统移动的上压板和下压板，以及设于所述压力试验机上用于对钢轨进行静弯实验的实验组件；所述实验组件包括

压头，设于所述上压板下方，所述压头朝向钢轨并用于向钢轨传递压力；

支撑台，固设于所述下压板顶部；

支座，为两个且间隔设于所述支撑台上，用于支撑钢轨；

传感器组件，用于监测钢轨承受荷载、钢轨挠度以及钢轨应变；

数据采集器，用于接收、存储和分析所述传感器组件监测的数据。

2.如权利要求1所述的钢轨焊接接头静弯实验装置，其特征在于：所述传感器组件包括

压力传感器，设于所述压头与所述上压板之间，用于监测钢轨承受的载荷；

位移传感器，为多个且设于所述支撑台与所述钢轨之间，用于监测钢轨的挠度；

应变传感器，为多个且设于钢轨的轨头、轨腰或轨底上，用于监测钢轨的应变。

3.如权利要求2所述的钢轨焊接接头静弯实验装置，其特征在于：所述上压板、所述压力传感器及所述压头相互之间接触面均为平面。

4.如权利要求1所述的钢轨焊接接头静弯实验装置，其特征在于：所述支座的个数为2个并在所述支撑台上呈对称设置。

5.如权利要求1所述的钢轨焊接接头静弯实验装置，其特征在于：所述支撑台上设有两个凹槽，所述支座一一对应设于所述凹槽内并可拆卸。

6.如权利要求1所述的钢轨焊接接头静弯实验装置，其特征在于：所述支座上与钢轨的接触面为向外凸起的弧面。

7.如权利要求6所述的钢轨焊接接头静弯实验装置，其特征在于：所述钢轨的下端面与所述弧面为线接触。

8.如权利要求1所述的钢轨焊接接头静弯实验装置，其特征在于：所述数据采集器为数显式数据采集器或与计算机配合使用的非数显式数据采集器。

9.如权利要求1所述的钢轨焊接接头静弯实验装置，其特征在于：所述支撑台为一体铸造成型或由多块钢板拼装而成。

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