[发明专利]一种钢轨全应力测载装置

说明书

技术领域

本装置通过专利设计的传感器检测钢轨内部动态载荷下产生的剪、压二种应力，经过电子耦合测试计算出承受动态载荷的质量，属于一种大型动态在线检测电子衡器的新产品。 

背景技术

目前用于传统的不断轨钢轨上测量动态载荷的轨道衡、超偏载仪以及其他钢轨动态测重装置都是应用安装在钢轨轨腰的“螺栓嵌入式剪力传感”器结合安装在轨底的“板式压力传感器”过衡产生的信号进行采集、放大，通过二次仪表显示被测物质重量。 

由于传统的钢轨测载设备(超偏载仪、轨道衡)必须在钢轨底部安装压力传感器，为使传感器受力均匀需要把20-30余根特制钢枕组装为一体钢性结构或建造钢筋水泥整体道床，这样造成建造成本高，施工维护困难，特别在繁忙铁路干线上安装和检修更换重力传感器需要申请施工天窗点，给设备安装、检修带来困难。(图1) 

发明内容

实现钢轨全应力载荷测量的技术关键是应用本专利设计的“锁销式十字孔压力传感器”和“锁销式十字孔压力传感器”，上述二种传感器为内部均设有应力疏导十字孔的传感器，压力传感器在十字中心线上分别粘贴4片应变片、剪力传感器呈十字孔中心线45度角粘贴剪力鱼尾型应变片。 

“锁销式十字孔压力传感器”与“锁销式十字孔剪力传感器”外侧应用相应的锥度与钢轨轨腰的锥度孔对接安装，其结合力和密贴程度高并带有自锁功 能。由于传感器设计了应力疏导十字孔结构，使传感器应力反应更加灵敏。(图2)

全应力钢轨测载仪应用“锁销式十字孔压力传感器”与“锁销式十字孔剪力传感器”的匹配，实现了钢轨全应力载重检测。其原理是：当车轮在钢轨上碾压时产生的动态载荷使使“锁销式十字孔剪力传感器”形变，形成动态“碗型”波形与随即与“锁销式十字孔压力传感器”产生的“驼峰型”波形合成方波，通过信号放大、A/D转换二次仪表显示为过衡重量。(图3)

实施本专利可以节约传统钢轨测载仪的压力传感器安装平台30余万元(整体道床费用60万元)，给设备安装、维护带来极大便利，同时拓展了钢轨动态测载的应用领域和提高了检测的准确性。

附图说明 

附图1传统超偏载仪特制钢枕整体结构图 

附图2锁销式十字孔压力、剪力传感器结构示意图 

附图3锁销式十字孔压力、剪力传感器动态载荷下产生的波形曲线截图 

附图4传感器安装位置示意图 

附图5锁销式十字孔压力、剪力传感器静态载荷检测示意图 

具体实施方式

首先在钢轨上按照一定相同的距离(与轨枕轨距一致)打眼、攻丝。接下来安装压力、剪力传感器： 

传感器的安装方式为： 

单根钢轨上钢轨每个测区传感器安装位置为：两侧各安置1个“锁销式十字孔剪力传感器”。中间安置1-N个“锁销式十字孔压力传感器”，测区越多、越长，钢轨测载仪准确度越高。这样2根钢轨即可测得左右装载的总和以及偏载的状况。(图4)

本专利在钢轨静态测载上的应用 

由于本专利“锁销式十字孔压力传感”具有精度高，反应灵敏的特点，用于钢轨静态测载有较大优势。在钢轨载重车辆固定轮距的每只车轮中心线位置二侧小于600毫米以内安装2只“锁销式十字孔式压力传感器”或“锁销式剪力传感器”，当被测车辆车辆在距离传感器该中心线位置小于300毫米内测量静态检 测准确度可分别达到万分之二、万分之三。(图5)

高速、弯道超偏载仪应用 

本专利可以加长测区(每个测区设置多个“自锁十字孔压力传感器”)，测区可从现在3-4个增加至6-8个甚至更多测区，这样通过传感器取样点增多，即使线路基础有少量变化，传感器受力此小彼大，利用取用平均值数据可以把误差借调过来以此来提高检测精确度。 

根据上述原理本专利可以在高速通过列车区段设置高速超偏载仪、在站场条件不允许的弯道上设置弯道超偏载仪，通过砝码车调试和标定可以达到超偏载仪检定规程的准确度。