CN220251242U - 轮轨力溯源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于轨道工程检测领域，公开了一种轮轨力溯源装置，包括支撑架、受力杆、施力源和测力传感器；所述支撑架包括底部的支撑位，用于支撑在轨道旁，和顶部的第一承接位；所述受力杆转动连接在所述第一承接位上，所述受力杆包括第一受力端和第二受力端，所述第一受力端和所述第二受力端位于所述受力杆与第一承接位转动配合处的两侧；所述施力源安装在所述支撑架上，所述施力源自由端与所述受力杆的第一受力端配合，所述受力杆的第二受力端外伸出所述支撑架，并可以作用在轨道上；检测时所述测力传感器安装在所述第二受力端和所述轨道之间。可以更加精准对轮轨力溯源，使检测结果更加准确可靠。

Description

轮轨力溯源装置

技术领域

本实用新型属于轨道工程检测领域，具体涉及一种轮轨力溯源装置。

背景技术

铁路是国民经济大动脉、关键基础设施和重大民生工程，是综合交通运输体系骨干和主要运输方式之一，在我国经济社会发展中的地位和作用至关重要。随着铁路运量运能的增加，轮轨间的动力作用也不断增强，车辆对轨道结构的破坏作用及线路变形也随之加剧，列车运行的安全性受到严重威胁。评价车辆脱轨系数和轮重减载率等指标时，轮轨力的数据对于上述指标具有重要影响。常见的轮轨力测量方法中有测轮对法和地面测试法，虽然测轮对法最为真实，但是由于其对安装和测量具有非常高的要求，导致其存在测量费时且灵活性差等问题；而地面测试法采用测量数据再通过应变和力的函数关系，推算出轮轨作用力，此种方法成本低、操作简单且灵活性高、适用范围广。但是，由于为了保证施加外力时要垂直于轨道，减少其他分量力对轨道的影响，在现有的设备中，一般都是通过一个支架夹持在轨道上，然后通过安装在反力架和轨道之间的施力装置，对轨道施加向下的力，由于反作用力的作用，支架加持的位置会对轨道产生一个向上的拉力，而实际轨道不会受到向上的拉力，此时轨道的受力状态发生了变化，这将影响实际检测的数据的准确性和可靠性，导致检测结果不精准，进而影响脱轨系数和轮重减载率等指标的准确性，严重影响列车的运行安全。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种轮轨力溯源装置，更加精准对轮轨力溯源，使检测结果更加准确可靠。

其技术方案如下：

轮轨力溯源装置包括：支撑架、受力杆、施力源和测力传感器；所述支撑架包括底部的支撑位，用于支撑在轨道旁，和顶部的第一承接位；所述受力杆转动连接在所述第一承接位上，所述受力杆包括第一受力端和第二受力端，所述第一受力端和所述第二受力端位于所述受力杆与第一承接位转动配合处的两侧；所述施力源安装在所述支撑架上，所述施力源自由端与所述受力杆的第一受力端配合，所述受力杆的第二受力端外伸出所述支撑架，并可以作用在轨道上；检测时所述测力传感器安装在所述第二受力端和所述轨道之间。

在其中一个实施例中，轮轨力溯源装置还包括夹持器，所述夹持器包括第一配合位和第二配合位，所述第一配合位与所述轨道相配合，所述第二配合位与所述测力传感器相配合。

在其中一个实施例中，轮轨力溯源装置还包括水平板，所述水平板放置在承接面上，所述支撑架放置在所述水平板上。

在其中一个实施例中，所述受力杆上设置有两个调节头，两个所述调节头分别安装在所述第一受力端和所述第二受力端。

在其中一个实施例中，所述调节头包括底座和旋拧块，所述旋拧块和所述底座之间通过螺纹配合，通过旋拧块旋拧调节伸出的长度。

在其中一个实施例中，轮轨力溯源装置还包括水平仪，所述水平仪垂直于所述调节头安装在所述受力杆上，所述调节头垂直时，所述水平仪处于水平状态。

在其中一个实施例中，还包括处理模块，所述水平仪采用电子水平仪，所述水平仪和所述测力传感器接入至处理模块内。

所述支撑架顶部还设置有第二承接位，所述第二承接位位于所述第一受力端的下方，所述施力源采用千斤顶，所述千斤顶的底部安装在所述第二承接位上。

在其中一个实施例中，受力杆上设置有多个连接孔，所述受力杆通过销轴穿过不同的所述连接孔与所述支撑架转动连接。

在其中一个实施例中，所述支撑架包括第一拼接板和第二拼接板，所述第一拼接板和所述第二拼接板通过钉体固定连接；所述第一拼接板和所述第二拼接板的一端面呈水平设置，相对的另一端面均设置突起的结构，所述销轴穿过突起的结构用于承接所述受力杆。

轮轨力溯源方法，使用轮轨力溯源装置，包括如下步骤：

组装好轮轨力溯源装置，将支撑架大致水平放置在轨道的侧边，并避免接触轨道；

安装测力传感器至轨道上或第二受力端下；

调节受力杆至水平位置，且第二受力端与轨道之间相作用；

然后启动施力源对第一受力端施加向上的力，使得第二受力端对轨道施加一个垂直于轨道向下的力；

采集测力传感器的力值。

在其中一个实施例中，轮轨力溯源方法还包括如下步骤：

受力杆上安装有电子水平仪，实时检测受力杆的水平度，并将对应的水平度数据传输至处理模块；

受力杆调平时查看显示的数值是否达到预设的水平度，若未达成，调节至达成为止，若达成进行下一步；

施力源开始对第一受力端施加力，同时测力传感器实时检测力值大小，并输送至处理模块；

处理模块处理实时传送回来的水平度数据和测力传感器的力值数据，对于超出预设水平度测力传感器测得的力数据记录为不满足要求力值。

在其中一个实施例中，还包括如下步骤：

对于超出水平度后无法测得的力数值，在调节受力杆达到要求的水平度时，利用施力源提供预压力给第二受力端；

查看测力传感器测得的力值是否低于要测的力值，若否，继续重复上述步骤，直至调节至低于要测的力值；若是，开启下一步；

施力源继续对第一受力端施加力，同时测力传感器实时测量力值大小，并输送至处理模块；

处理模块处理实时传送回来的水平度数据和测力传感器的力值数据，确定是否需要测的力全部满足水平度要求，若是，停止检测；若否，继续重复上述步骤，直至满足为止。

本实用新型所提供的技术方案具有以下的优点及效果：

需要获取轮轨力数据时，将支撑架放置在待测轨道旁，此时的支撑架与轨道没有相互作用力，然后调节好第二受力端位于轨道的正上方，并且保证受力杆处于水平状态，且第二受力端与轨道之间可以相作用。因而在施力源对第一受力端施加力时，第二受力端的力可以直接作用在轨道上，所以受力杆也能基本保持在水平状态，即保证了第二受力端对轨道的压力为垂直于轨道的力。测力传感器测得此时施加给轨道的直接作用力，又不会对轨道产生向上的拉力，所以轨道测量的力更加接近真实数据，可精准对轮轨力溯源。本方案中的第一受力端和第二受力端位于受力杆与第一承接位转动配合的两侧，施力源在给第一受力端施加外力时，既可以把力输送给第一受力杆，又通过支撑架将力给抵消了。

附图说明

图1是本实用新型轮轨力溯源装置的使用状态的立体结构示意图；

图2是本实用新型轮轨力溯源装置的分解结构示意图；

图3是本实用新型轮轨力溯源装置的使用前的主视结构示意图；

图4是本实用新型轮轨力溯源装置的使用时的主视结构示意图。

附图标记说明：

10、支撑架；11、第一拼接板；12、第二拼接板；13、支撑位；14、第一承接位；15、第二承接位；20、受力杆；21、第一受力端；22、第二受力端；23、销轴；24、调节头；25、连接孔；30、施力源；40、测力传感器；50、夹持器；51、第一配合位；52、第二配合位；60、水平板；70、水平仪；80、轨道。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照说明书附图对本实用新型的具体实施例进行更详细的描述。

除非特别说明或另有定义，本文所使用的“第一、第二…”仅仅是用于对名称的区分，不代表具体的数量或顺序。

除非特别说明或另有定义，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。

需要说明的是，本文中“固定于”、“连接于”，可以是直接固定或连接于一个元件，也可以是间接固定或连接于一个元件。

如图1至图4所示，轮轨力溯源装置包括：支撑架10、受力杆20、施力源30和测力传感器40；所述支撑架10包括底部的支撑位13，用于支撑在轨道80旁，和顶部的第一承接位14；所述受力杆20转动连接在所述第一承接位14上，所述受力杆20包括第一受力端21和第二受力端22，所述第一受力端21和所述第二受力端22位于所述受力杆20与第一承接位14转动配合处的两侧；所述施力源30安装在所述支撑架10上，所述施力源30自由端与所述受力杆20的第一受力端21配合，所述受力杆20的第二受力端22外伸出所述支撑架10，并可以作用在轨道80上；检测时所述测力传感器40安装在所述第二受力端22和所述轨道80之间。

需要获取轮轨力数据时，将支撑架10放置在待测轨道80旁，此时的支撑架10与轨道80没有相互作用力，然后调节好第二受力端22位于轨道80的正上方，并且保证受力杆20处于水平状态，且第二受力端22与轨道80之间可以相作用。因而在施力源30对第一受力端21施加力时，第二受力端22的力可以直接作用在轨道80上，所以受力杆20也能基本保持在水平状态，即保证了第二受力端22对轨道80的压力为垂直于轨道80的力。测力传感器40测得此时施加给轨道80的直接作用力，又不会对轨道80产生向上的拉力，所以轨道80测量的力更加接近真实数据，可精准对轮轨力溯源。本方案中的第一受力端21和第二受力端22位于受力杆20与第一承接位14转动配合的两侧，施力源30在给第一受力端21施加外力时，既可以把力输送给第一受力杆20，又通过支撑架10将力给抵消了。

轮轨力溯源装置还包括夹持器50，所述夹持器50包括第一配合位51和第二配合位52，所述第一配合位51与所述轨道80相配合，所述第二配合位52与所述测力传感器40相配合。夹持器50保证了第二受力端22作用在轨道80的力为垂直力，而且通过第二配合位52给测力传感器40提供了一个安装的位置，因而保证了测力传感器40受力时位置不变，可以更好的测出垂直力。

如图1和图2所示，轮轨力溯源装置还包括水平板60，所述水平板60放置在承接面上，所述支撑架10放置在所述水平板60上。水平板60可以方便支撑架10调制水平位置，而且水平板60调节完一次后无需反复调节，需要测另一条轨道80的力时直接调转支撑架10即可。另外，水平板60可以增加受力面积防止对轨道80床产生破坏。

如图2至图4所示，所述受力杆20上设置有两个调节头24，两个所述调节头24分别安装在所述第一受力端21和所述第二受力端22。调节头24可以调节伸出的长度，能方便控制使用时的高度，也能避免由于高度不够导致的调至水平耗费时间。

具体地，所述调节头24包括底座和旋拧块，所述旋拧块和所述底座之间通过螺纹配合，通过旋拧块旋拧调节伸出的长度。底座固定连接在受力杆20上，旋拧头可以旋拧出来，通过旋拧头的伸出的长度作为高度的补偿，方便操作，而且螺纹的方式为无级调节，调节精度高，旋拧的方式也方便使用者的操作，调节方便。

轮轨力溯源装置还包括水平仪70，所述水平仪70垂直于所述调节头24安装在所述受力杆20上，所述调节头24垂直时，所述水平仪70处于水平状态。首先将水平仪70与调节头24的位置关系设置为垂直状态，所以水平仪70处于水平状态，调节头24即处于垂直状态，所以施加给轨道80的力也为垂直的力，因而可以保证更准确地模拟轨道80承受的正压力。

其中，所述水平仪70采用电子水平仪70，所述水平仪70和所述测力传感器40接入至处理模块内。电子水平仪70可以输出数显功能，而且可以接入到处理模块内，对水平数据和力数据分析。

另外地，所述支撑架10顶部还设置有第二承接位15，所述第二承接位15位于所述第一受力端21的下方，所述施力源30采用千斤顶，所述千斤顶的底部安装在所述第二承接位15上。设置有第二承接位15用于承接千斤顶，即可以通过人为的控制千斤顶的方式给予第一受力端21施加力。

如图2所示，受力杆20上设置有多个连接孔25，所述受力杆20通过销轴23穿过不同的所述连接孔25与所述支撑架10转动连接。连接孔25用于与销轴23转动连接，而且多个连接孔25的设置方式，可以通过连接不同的连接孔25位置，然后利用杠杆原理施加相同的力实现输出不同的力。

如图2所示，所述支撑架10包括第一拼接板11和第二拼接板12，所述第一拼接板11和所述第二拼接板12通过钉体固定连接；所述第一拼接板11和所述第二拼接板12的一端面呈水平设置，相对的另一端面均设置突起的结构，所述销轴23穿过突起的结构用于承接所述受力杆20。将支撑架10设置成第一拼接板11和第二拼接板12，可以方便拆卸放置。另外，通过突出的结构给受力杆20一个承接位置，即形成第一承接位14。而且第一拼接板11和第二拼接板12的一端面呈水平设置即为承接地面的一端，使得支撑架10整体水平放置。

轮轨力溯源方法，所述轮轨力溯源装置，包括如下步骤：

组装好轮轨力溯源装置，将支撑架10大致水平放置在轨道80的侧边，并避免接触轨道80；安装测力传感器40至轨道80上或第二受力端22下；调节受力杆20至水平位置，且第二受力端22与轨道80之间相作用；然后启动施力源30对第一受力端21施加向上的力，使得第二受力端22对轨道80施加一个垂直于轨道80向下的力；采集测力传感器40的力值。通过调平后，然后采集直接作用在轨道80上的垂直力，从而对轮轨力溯源。而且提供垂直力时，不会直接接触到轨道80，所以不存在其他力的干扰，最大程度的还原轮轨力。

另外，轮轨力溯源方法还包括如下步骤：

受力杆20上安装有电子水平仪70，实时检测受力杆20的水平度，并将对应的水平度数据传输至处理模块；受力杆20调平时查看显示的数值是否达到预设的水平度，若未达成，调节至达成为止，若达成进行下一步；施力源30开始对第一受力端21施加力，同时测力传感器40实时检测力值大小，并输送至处理模块；处理模块处理实时传送回来的水平度数据和测力传感器40的力值数据，对于超出预设水平度测力传感器40测得的力数据记录为不满足要求力值。采用电子水平仪70的方式可以实时记录水平度，从而使得水平度在满足设定要求时才记录真实的力数值。所以即使在测试过程出现了水平度不满足要求的情况，即施加给轨道80的力垂直度不够的情况，之后的数据不被记录到正常数据。

轮轨力溯源方法还包括如下步骤：

对于超出水平度后无法测得的力数值，在调节受力杆20达到要求的水平度时，利用施力源30提供预压力给第二受力端22；查看测力传感器40测得的力值是否低于要测的力值，若否，继续重复上述步骤，直至调节至低于要测的力值；若是，开启下一步；施力源30继续对第一受力端21施加力，同时测力传感器40实时测量力值大小，并输送至处理模块；处理模块处理实时传送回来的水平度数据和测力传感器40的力值数据，确定是否需要测的力全部满足水平度要求，若是，停止检测；若否，继续重复上述步骤，直至满足为止。

因为在测力时，可能存在要施加的力很大，但是又无法满足水平度的要求，此时，可以先测出一段数据，这段数据为满足水平度要求的；然后，停止测试，在测量前就施加外力给轨道80，观看测力传感器40的力值显示，控制力在上次测量前的最大力以下，然后开始测量，此时，可以测量的是其中一段力范围，通过多次测量将多次测量的数据整合到一段，从而满足最终力值的范围，又满足水平度的问题。如预定的水平度为0.5mm/m此时超出该水平度测量的力数据均不被记录。

以上实施例也并非是基于本实用新型的穷尽性列举，在此之外，还可以存在多个未列出的其他实施方式。在不违反本实用新型构思的基础上所作的任何替换与改进，均属本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.轮轨力溯源装置，其特征在于，包括：支撑架、受力杆、施力源和测力传感器；所述支撑架包括底部的支撑位，用于支撑在轨道旁，和顶部的第一承接位；所述受力杆转动连接在所述第一承接位上，所述受力杆包括第一受力端和第二受力端，所述第一受力端和所述第二受力端位于所述受力杆与第一承接位转动配合处的两侧；所述施力源安装在所述支撑架上，所述施力源自由端与所述受力杆的第一受力端配合，所述受力杆的第二受力端外伸出所述支撑架，并作用在轨道上；检测时所述测力传感器安装在所述第二受力端和所述轨道之间。

2.如权利要求1所述轮轨力溯源装置，其特征在于，还包括夹持器，所述夹持器包括第一配合位和第二配合位，所述第一配合位与所述轨道相配合，所述第二配合位与所述测力传感器相配合。

3.如权利要求1所述轮轨力溯源装置，其特征在于，还包括水平板，所述水平板放置在承接面上，所述支撑架放置在所述水平板上。

4.如权利要求1至3任一项所述轮轨力溯源装置，其特征在于，所述受力杆上设置有两个调节头，两个所述调节头分别安装在所述第一受力端和所述第二受力端。

5.如权利要求4所述轮轨力溯源装置，其特征在于，所述调节头包括底座和旋拧块，所述旋拧块和所述底座之间通过螺纹配合，通过旋拧块旋拧调节伸出的长度。

6.如权利要求4所述轮轨力溯源装置，其特征在于，还包括水平仪，所述水平仪垂直于所述调节头安装在所述受力杆上，所述调节头垂直时，所述水平仪处于水平状态。

7.如权利要求6所述轮轨力溯源装置，其特征在于，还包括处理模块，所述水平仪采用电子水平仪，所述水平仪和所述测力传感器接入至所述处理模块内。

8.如权利要求1-3任一项所述轮轨力溯源装置，其特征在于，所述支撑架顶部还设置有第二承接位，所述第二承接位位于所述第一受力端的下方，所述施力源采用千斤顶，所述千斤顶的底部安装在所述第二承接位上。

9.如权利要求1-3任一项所述轮轨力溯源装置，其特征在于，受力杆上设置有多个连接孔，所述受力杆通过销轴穿过不同的所述连接孔与所述支撑架转动连接。

10.如权利要求9所述轮轨力溯源装置，其特征在于，所述支撑架包括第一拼接板和第二拼接板，所述第一拼接板和所述第二拼接板通过钉体固定连接；所述第一拼接板和所述第二拼接板的一端面呈水平设置，相对的另一端面均设置突起的结构，所述销轴穿过突起的结构用于承接所述受力杆。