[发明专利]轨底弯矩式力传感器

说明书

一种轨底弯矩式力传感器。涉及一种轮轨力的精确测量装置。为了解决现有的剪力传感器测量轮轨力时，精度低、安装复杂以及灵敏度差的问题。本发明所述的弹性应变梁的底面中心位置开有加载螺纹通孔，加载螺栓穿过加载螺纹通孔对弹性应变梁施加预紧力，并通过防松螺母进一步固定加载螺栓的位置；弹性应变梁的侧壁上开有应变孔，应变片预埋在应变孔中。另外，本发明轨底弯矩式力传感器通过两个固定夹具固定于钢轨轨底。有益效果为测量精度高，测量结果准确，安装简单，结构简单，额定量程大。适用于对钢轨轮轨力的精确测量。

技术领域

本发明涉及一种轮轨力的精确测量装置。

背景技术

随着我国经济结构的调整和飞速发展，铁路运输需求正在迅速增长，中国铁路已逐步建立客运快速、货运快捷和重载、行车高密的现代化运输体系。为满足铁路跨越式发展的战略要求，急需全面提升列车运行的安全保障水平。

机车车辆的车轮与钢轨间的相互作用，对于机车车辆的运行平稳性、车轮和钢轨磨耗、机车车辆的维修费用、线路维修费用以及机车车辆的安全运行都有直接的影响。随着机车车辆的重量的增大，以及运行速度的提高，这种影响越发显著。因此，车辆轮轨力安全监测系统的开发，以及测量轮轨力传感器技术的研究对于高速重载的发展有着深远的意义。

在轮轨力测量过程中，相关数据测量及预报的准确性完全取决于轮轨力测量传感器的精确度及稳定性。

现有的一种测量轮轨力的不打孔式剪力传感器，与以往的需要在钢轨上预留安装孔的剪力传感器相比，虽然可避免损坏钢轨本身，不影响钢轨的使用寿命，一定程度上提高了稳定性和测量精度，但是在其他方面仍然存在一些问题，主要体现在：

1、对安装操作的准确性、规范性要求高。在安装过程中，传感器需要通过外部辅助器件对其施加压力，其次受力方向难于控制，若传感器中心轴方向稍有偏差，就会导致测力齿受力不均，从而影响测量精度以及测量数据的准确性。

2、安装过程复杂，维护困难。现有不打孔式剪力传感器的安装辅助部件较多，需使用专用夹具或紧固螺栓将剪力传感器固定在钢轨上，安装完成后还需对敏感元件位置进行密封操作，再覆以保护罩以保证其稳定性；安装过程繁琐，耗时长，工作量大，且增大了后期维护保养的难度。

3、在使用过程中，现有的不打孔式剪力传感器粘帖或夹紧固定在钢轨轨腰的两侧，通过钢轨与测力齿之间形变传递的对应关系来测量钢轨相应位置所受轮轨力大小；这种从钢轨侧面感应钢轨形变，进而进行轮轨力测量的测量方式，形变传递损耗大、灵敏度差，易造成测量误差，无法保证连续的有效监测。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的剪力传感器测量轮轨力时，精度低、安装复杂以及灵敏度差的问题，提出了一种轨底弯矩式力传感器。

本发明所述的轨底弯矩式力传感器，包括弹性应变梁、加载螺栓、防松螺母和应变片；该轨底弯矩式力传感器通过两个固定夹具固定在两条相邻轨枕间中心位置的钢轨的底部；

弹性应变梁的底面中心位置开有加载螺纹通孔，加载螺栓穿过加载螺纹通孔与弹性应变梁螺纹连接；防松螺母通过螺纹与加载螺栓相连；

弹性应变梁的侧壁上开有应变孔，应变片预埋在应变孔中；

所述两个固定夹具分别固定在弹性应变梁的两端。

优选的是，所述防松螺母位于弹性应变梁下方，并通过螺纹与加载螺栓相连。

优选的是，所述弹性应变梁两端凸起部分的顶面上分别设置有多个防滑齿。

优选的是，固定夹具包括传感器托架和压块，传感器托架的底面中心位置设置有凹槽，凹槽内设置有定位安装销安装孔和螺栓通孔；传感器托架的两端均设置有螺栓通孔，压块上设置有螺栓通孔，并且，传感器托架两端的螺栓通孔分别与压块的螺栓通孔相对应。