本發(fā)明涉及一種可調(diào)節(jié)式鋼軌扣配件疲勞試驗(yàn)加力裝置及方法。

背景技術(shù)：

抗疲勞性能是鋼軌扣配件綜合性能中的一個(gè)非常重要的指標(biāo)。它通過特定的加力裝置，模擬火車運(yùn)行時(shí)的施力狀態(tài)，對(duì)鋼軌、扣配件等組合而成的系統(tǒng)施加具有一定角度、振幅、頻率的往復(fù)荷載。目前實(shí)驗(yàn)室采用的加力裝置多為整體式的具有固定角度、固定支腳長(zhǎng)度的加力架。此種加力架重量大，搬運(yùn)困難，且只能按照某種角度要求進(jìn)行加載，調(diào)整不方便，使用范圍窄。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種可調(diào)節(jié)式鋼軌扣配件疲勞試驗(yàn)加力裝置及方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種可調(diào)節(jié)式鋼軌扣配件疲勞試驗(yàn)加力裝置，包括加載橫梁和在加載橫梁兩端通過固定桿連接設(shè)置的加載支腳，在加載橫梁兩端下方設(shè)置有第一橫板，在加載支腳中部設(shè)置有第二橫板，在第一橫板和第二橫板上均開設(shè)有沿長(zhǎng)度方向的同軸心的長(zhǎng)孔，組成上調(diào)節(jié)螺紋副的一對(duì)螺母分置于第一橫板的上、下方；組成下調(diào)節(jié)螺紋副的一對(duì)螺母分置于第二橫板的上、下方，調(diào)節(jié)螺栓豎直穿過第一橫板和第二橫板上的長(zhǎng)孔，與上調(diào)節(jié)螺紋副、下調(diào)節(jié)螺紋副通過螺紋連接在一起，在加載支腳腳端設(shè)置有加載頭。

本發(fā)明還提供了一種可調(diào)節(jié)式鋼軌扣配件疲勞試驗(yàn)加力方法，包括如下步驟：

步驟一、調(diào)整加載支腳的長(zhǎng)度：

選取相應(yīng)厚度的調(diào)整墊塊使得加載支腳的長(zhǎng)度滿足要求，然后通過螺釘將調(diào)整墊塊與加載支腳和加載頭連接在一起；

步驟二、調(diào)整第一橫板與第二橫板之間的距離：

松開上、下調(diào)節(jié)螺紋副，使加載橫梁與加載支腳能繞固定桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而改變第一橫板與第二橫板之間的距離，當(dāng)?shù)谝粰M板與第二橫板之間的距離達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，鎖緊上、下調(diào)節(jié)螺紋副的螺母；

步驟三、對(duì)加載橫梁與加載支腳形成的夾角γ進(jìn)行微調(diào)：

測(cè)量夾角γ的大小，當(dāng)γ不符合設(shè)計(jì)要求時(shí)，松開上、下調(diào)節(jié)螺紋副，使加載橫梁與加載支腳能繞固定桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而對(duì)夾角γ進(jìn)行微調(diào)，直至夾角γ符合要求后，鎖緊上、下調(diào)節(jié)螺紋副的螺母；

步驟四、對(duì)加載支腳的長(zhǎng)度進(jìn)行微調(diào)：

更換不同厚度的調(diào)整墊塊，或者在調(diào)整墊塊與加載頭之間增加或去掉墊片，確保同時(shí)滿足鋼軌軌距不變且加載橫梁處于水平狀態(tài)；

步驟五、加力裝置搭放在鋼軌上后對(duì)夾角γ、鋼軌軌距及加載橫梁的水平狀態(tài)進(jìn)行復(fù)核，滿足實(shí)驗(yàn)要求后對(duì)加載橫梁施加一個(gè)向下的、具有固定振幅和頻率的作用力F，模擬火車在運(yùn)行時(shí)對(duì)鋼軌的作用力狀態(tài)，對(duì)鋼軌扣配件在組裝狀態(tài)下的抗疲勞性能進(jìn)行測(cè)試。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是：裝置結(jié)構(gòu)緊湊，輕巧靈便，調(diào)節(jié)方便，可根據(jù)不同的加載要求方便地進(jìn)行調(diào)節(jié)。具體表現(xiàn)在：

1)加載橫梁、加載支腳由鋼板焊接而成。

2)加載頭與鋼軌接觸部分采用大開角設(shè)計(jì)，開角達(dá)到130°，適用于不同加載角度時(shí)與鋼軌圓滑接觸。

3)通過更換具有不同厚度的調(diào)節(jié)墊塊來調(diào)整加載支腳的長(zhǎng)度，調(diào)節(jié)螺栓調(diào)整加載角度，能在不改變軌距的前提下，對(duì)不同加載角度要求的疲勞試驗(yàn)進(jìn)行加載。

附圖說明

本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：

圖1是本裝置的主視圖；

圖2是本裝置的側(cè)視圖；

圖3是本裝置的工作原理示意圖。

具體實(shí)施方式

一種可調(diào)節(jié)式鋼軌扣配件疲勞試驗(yàn)加力裝置，如圖1和圖2所示，包括：加載橫梁1、加載支腳2、上調(diào)節(jié)螺紋副3、調(diào)節(jié)螺栓4、下調(diào)節(jié)螺紋副5、調(diào)節(jié)墊塊6、加載頭7、固定桿8等，其中：

加載橫梁1、加載支腳2均由具有足夠強(qiáng)度的鋼板焊接而成，加載支腳2和固定桿8均為兩件，對(duì)稱布置于加載橫梁1兩端。加載橫梁1與加載支腳2通過固定桿8連接在一起，構(gòu)成可調(diào)節(jié)式鋼軌扣配件疲勞試驗(yàn)加力裝置的主體結(jié)構(gòu)，加載橫梁1與加載支腳2在上、下調(diào)節(jié)螺紋副不擰緊的情況下可繞固定桿8轉(zhuǎn)動(dòng)。在加載橫梁1兩端下方設(shè)置有第一橫板，在加載支腳2中部設(shè)置有第二橫板，第一橫板和第二橫板均與加載橫梁1平行設(shè)置，在第一橫板和第二橫板上均開設(shè)有沿長(zhǎng)度方向的同軸心的長(zhǎng)孔，上調(diào)節(jié)螺紋副3與下調(diào)節(jié)螺紋副5均由一對(duì)六角螺母組成，組成上調(diào)節(jié)螺紋副3的一對(duì)螺母分置于第一橫板的上、下方；組成下調(diào)節(jié)螺紋副5的一對(duì)螺母分置于第二橫板的上、下方，調(diào)節(jié)螺栓4豎直穿過第一橫板和第二橫板上的長(zhǎng)孔，與上調(diào)節(jié)螺紋副3、下調(diào)節(jié)螺紋副5通過螺紋連接在一起。調(diào)節(jié)墊塊6與加載頭7通過內(nèi)六角螺釘與加載支腳2連接在一起，直接對(duì)鋼軌施加作用力。

本發(fā)明還提供了一種可調(diào)節(jié)式鋼軌扣配件疲勞試驗(yàn)加力方法，包括如下內(nèi)容：

在疲勞試驗(yàn)加載前，要對(duì)軌距、加載角度等參數(shù)進(jìn)行調(diào)試，以使試驗(yàn)符合技術(shù)條件要求。在整個(gè)調(diào)試和試驗(yàn)過程中，保持加載橫梁1處于水平狀態(tài)，以保證鋼軌受力平衡。具體步驟是：根據(jù)技術(shù)條件中不同的角度要求，選取相應(yīng)厚度的調(diào)整墊塊6使得加載支腳2的長(zhǎng)度滿足要求；通過螺釘將調(diào)整墊塊6與加載支腳2和加載頭7連接在一起；松開上、下調(diào)節(jié)螺紋副，使加載橫梁1與加載支腳2能繞固定桿8轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度；當(dāng)?shù)谝粰M板與第二橫板之間的距離達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，鎖緊螺母；用萬能角度尺測(cè)量夾角γ的大小，然后計(jì)算α的大小，當(dāng)不符合設(shè)計(jì)要求時(shí)，松開調(diào)節(jié)螺紋副，按前述之方法對(duì)夾角γ進(jìn)行微調(diào)，直至夾角γ符合要求。由于夾角γ的變化會(huì)導(dǎo)致加載頭7與鋼軌不能很好的接觸，因此需要對(duì)加載支腳2的長(zhǎng)度進(jìn)行微調(diào)，此時(shí)需要更換不同厚度的調(diào)整墊塊6，或者在調(diào)整墊塊6與加載頭7之間增加或去掉墊片，以滿足“保持加載橫梁1處于水平狀態(tài)”和“軌距不變”的技術(shù)條件。調(diào)整好鋼軌軌距(1435mm)；使用轉(zhuǎn)運(yùn)工具，將整個(gè)加力裝置轉(zhuǎn)運(yùn)到鋼軌上方，使兩個(gè)加載頭搭在鋼軌上。復(fù)核夾角γ的大小、鋼軌軌距及加載橫梁1的水平狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)不符合時(shí)，按前述之方法進(jìn)行調(diào)整，直至三個(gè)參數(shù)都達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求。加力裝置在上、下振動(dòng)時(shí)，夾角γ會(huì)產(chǎn)生一定的變化，第一橫板與第二橫板之間的距離會(huì)相應(yīng)地產(chǎn)生微小變化，會(huì)影響調(diào)節(jié)螺栓4的狀態(tài)。所以在將試驗(yàn)參數(shù)調(diào)試合格后，需鎖緊上調(diào)節(jié)螺紋副3，用手輕輕擰動(dòng)下調(diào)節(jié)螺紋副5的螺母，使調(diào)節(jié)螺栓4與第二橫板之間有輕微的接觸，留出因加力裝置上、下振動(dòng)引起的調(diào)節(jié)螺栓4狀態(tài)變化空間。此時(shí)對(duì)加載橫梁施加一個(gè)向下的、具有固定振幅和頻率的作用力F，就可以模擬出火車在運(yùn)行時(shí)對(duì)鋼軌的作用力狀態(tài)，從而測(cè)試出鋼軌扣配件在組裝狀態(tài)下的抗疲勞性能。當(dāng)技術(shù)條件發(fā)生變更時(shí)，事先對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，設(shè)計(jì)出符合要求的調(diào)節(jié)墊塊6的厚度，再通過上調(diào)節(jié)螺紋副3和下調(diào)節(jié)螺紋副5的微調(diào)，使加力裝置可以適用于不同加載角度的疲勞試驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)鋼軌扣配件疲勞試驗(yàn)加力裝置可調(diào)節(jié)、擴(kuò)大使用范圍的目標(biāo)。

本裝置的工作原理如圖3所示，α為技術(shù)條件要求的鋼軌所受加載力的角度，作用力F與加載支腳2形成的夾角β和α相等，而加載橫梁1與加載支腳2形成的夾角γ(γ＝90°+β)。擰緊上調(diào)節(jié)螺紋副3和下調(diào)節(jié)螺紋副5，加載橫梁1與加載支腳2將不能繞固定桿8轉(zhuǎn)動(dòng)，即夾角β得到確定；松開上調(diào)節(jié)螺紋副3和下調(diào)節(jié)螺紋副5，調(diào)節(jié)螺栓4可以在第一橫板和第二橫板的長(zhǎng)孔內(nèi)進(jìn)行豎直方向和水平方向的移動(dòng)和調(diào)整，使得加載橫梁1與加載支腳2又能繞固定桿8轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)整夾角γ大小的目的，進(jìn)而方便地對(duì)鋼軌所受加載力的角度α進(jìn)行調(diào)整。