[发明专利]一种钢轨疲劳试验机

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢轨试验装置，更具体说是一种钢轨疲劳试验器。

背景技术

钢轨的疲劳裂纹会给车辆带来很大的安全隐患，因此，对钢轨的疲劳裂纹萌生、扩展情况进行分析研究，具有十分重要的社会意义及经济意义。对钢轨的疲劳试验是保证钢轨安全性的重要环节之一。

现有的钢轨疲劳试验机，包括相应的机架，机架内的夹具、载荷压块以及载荷驱动。疲劳试验时，施加在钢轨上的荷载为交变荷载，以上百万次为基数确定钢轨疲劳极限，对于试样的选择，试样数量，加载范围，试验结果的记录及整理方法均有所规定。同时，可结合光学显微镜(OM)、显微硬度仪、扫描电子显微镜(SEM)对实验结果进行分析研究，研究了弯矩作用下的钢轨疲劳性能。

目前，国内外的钢轨疲劳试验机，其载荷驱动大多采用液压驱动和电磁驱动二种方式，由于钢轨疲劳试验具有变荷载频率高、试验时间长等特点，因此液压驱动很容易使液压机的橡胶件损坏，甚至还没完成钢轨的疲劳试验而试验机本身就需要修理，在规定的时间内仪器因各种原因发生停止工作则需重新开始试验。而电磁驱动存在结构复杂的不足，而且试验精度也有待于进一步提高。

发明内容

针对上述情况，本发明拟解决的问题是提供一种结构简单、精度高的钢轨疲劳试验器。

为解决上述问题，本发明采用了以下技术方案：一种钢轨疲劳试验机，它包括机架以及控制装置，在所述机架内设有上压头、下顶块、压力传感器以及变荷载装置，所述下顶块上设有顶球，所述变荷载装置包括驱动电机、凸轮、顶杆以及顶杆下落限位块，所述驱动电机与凸轮传动连接，所述顶杆的一端在凸轮上方、另一端顶在下顶块的下侧，所述压力传感器固定在顶杆上端，所述机架还设有横杆，所述顶杆下落限位块在横杆上，并且顶杆下落限位块与横杆之间设有升降装置；所述压力传感器、升降装置分别与控制装置电连接。

所述机架的顶部固定液压机，所述液压机的输出端与上压头固定，所述液压机还与控制装置电连接。

所述升降装置可以是：它包括涡轮、涡杆以及涡杆驱动电机，所述涡轮螺纹固定在下落限位块下面，所述涡杆分别与涡轮、涡杆驱动电机传动连接，所述涡杆驱动电机与控制装置电连接。所述升降装置还可以是汽缸。

采用了上述结构，在钢轨疲劳试验时，将钢轨置于下顶块的二个顶球上，上压头压在钢轨的中间。如设定钢轨疲劳试验的最大压力为F₁、最小压力为F₂，则调节上压头的高度，使凸轮最大半径处顶在顶杆时，钢轨受到的压力为F₁，然后再调节升降装置，确定顶杆下落限位块的高度，使顶杆不能下落时钢轨受到的压力为F₂，这里需要强调的是：凸轮最大半径与最小半径之差为ΔR，钢轨受到的压力为F₁时与钢轨受到的压力为F₂时顶杆的位移量为ΔL，则必须满足ΔR大于ΔL。上述结构的钢轨疲劳试验机凸轮在驱动电机的带动下转动，实现了钢轨变荷载压力的试验。

本发明的钢轨疲劳试验机，采用凸轮变载荷结构，液压机仅为调节上压头的高度，能满足钢轨疲劳试验时高频率变荷载、试验时间长的要求。另外，由于压力传感器、升降装置、液压机与控制装置电连接。当压力传感器测得的最大压力小于F₁时，通过控制装置的程序设置，控制液压机降低上压头的高度，满足压力传感器测得的最大压力等于F₁；当压力传感器测得的最小压力小于F₂时，通过控制装置的程序设置，控制升降装置升高顶杆下落限位块的高度，满足压力传感器测得的最小压力等于F₂。综上所述，本发明的钢轨疲劳试验机具有结构简单、运行稳定、使用寿命长、试验精度等特点。

附图说明

图1是本发明钢轨疲劳试验机的结构示意图；

图2是图1的一个侧面的示意图；

图3是升降装置的结构示意图。

图中：1-机架，2-控制装置，3-上压头，4-下顶块，5-压力传感器，6-驱动电机，7-凸轮，8-顶杆，9-顶杆下落限位块，10-横杆，11-液压机，12-升降装置，13-涡轮，14-涡杆，15-涡杆驱动电机，16-钢轨，17-顶球。

具体实施方式