[实用新型]一种钢轨组装扣件系统的动态和疲劳性能检测装置

说明书

本实用新型涉及一种钢轨组装扣件系统的动态和疲劳性能检测装置，用于对钢轨组装扣件系统进行动态力学行为检测与疲劳性能检测，检测装置包括底板、竖向立柱、激振器、作动头、过渡滑块、舌板、辅梁、箱体及上部横梁，竖向立柱固定连接在底板上，辅梁与上部横梁分别连接在竖向立柱上，箱体位于辅梁与上部横梁之间，箱体用于固定轨枕，激振器固定在底板上，激振器的作动头与过渡滑块连接，过渡滑块用于支撑钢轨的轨头，舌板用于实现钢轨的轨头与过渡滑块之间的连接。本实用新型可在组装扣件系统的动态和疲劳试验中，充分考虑车速、轴重、轨道结构、线路线形、轨面状态等现实因素的影响，实现宽频带激励、多工况检测，且操作简便、成本低廉。

技术领域

本实用新型属于铁路配件技术领域，尤其是涉及一种钢轨组装扣件系统的动态和疲劳性能检测装置。

背景技术

近年来，公路运输愈发引发环境污染、土地占用、能源消耗、运输费用及运输安全等成本效应，我国交通运输战略逐步转变为“优先发展铁路、促进铁路公路协调发展”的模式。高铁、地铁等轨道交通与路面交通和空中交通相比，具有土地及空间占用率低、运输量大、运行速度快、环境污染小、舒适性和准点率高等优点，因此伴随着城市化进程的加速，我国轨道交通建设正在经历黄金发展期。

轨道系统作为轨道车辆的直接承载结构，在结构稳定方面要求具有绝对可靠性，钢轨与轨枕之间的扣件系统是起到联接作用的关键部件。扣件系统承受并传递轮轨纵向、横向及垂向力，其中高分子元件给轨道结构尤其是轨下提供弹性，对轮轨冲击起到缓冲作用，对振动能量的传递起到隔离或消耗作用。扣件弹条通过自身的拉压、弯曲及扭转组合形变对钢轨施加扣压力，在一定弹程范围内可调整轨道几何形位，保证钢轨与轨枕的相对位置固定，保障行车安全。目前，扣件系统的主要病害有：弹性垫板发生疲劳破坏或产生永久变形、螺栓松动、预埋套管断裂、轨距块或垫圈等被压溃、弹条产生裂纹或断裂破坏等。其中，扣件弹性垫板的疲劳和永久变形会使弹性发生改变，引起轨下刚度不平顺，尤其在小半径曲线路段或轨面波磨、掉块、鱼鳞纹等病害较严重路段，轨下弹性垫板的刚度改变会降低扣件减、隔振效率，加剧复杂轮轨力作用下的轨道结构不良动态响应。此外，螺栓、预埋套管零部件虽然体积较小，但其失效破坏可能导致弹条扣压力不足、几何位置偏转、弹程减小等，从而放大钢轨在节点位置的动力响应。有研究结果表明，当连续三个扣件弹条断裂失效时，轨距可能急剧扩张，严重时可能导致断轨或列车脱轨事故的发生。可见，扣件系统作为轨道结构的关键连接部件和轨下重要的减、隔振元件，其服役可靠性直接关系到车辆运营安全，组装扣件及其零部件的综合性能亟待改善。然而，现有的室内组装扣件系统动态和疲劳性能检测方法，仅针对单一低频(一般在3～5Hz范围内)和固定幅值的简谐振动响应进行测试和分析，与实际线路中钢轨的振动响应满布2000Hz频域范围，全局优势频率集中在20～400Hz中低频段不符，且扣件系统的实际工作带宽受到行车速度、轨道减振结构等诸多因素的影响，因此采用传统检测方法获取的组装扣件动态和疲劳性能，无法准确、全面地预测扣件系统在实际线路中的动态和疲劳力学行为。综上所述，开发出基于不同车速、轴重、轨道结构、线路线形、轨面状态等更接近实际工况的组装扣件动态和疲劳性能检测装置及方法迫在眉睫。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种钢轨组装扣件系统的动态和疲劳性能检测装置法。

本实用新型钢轨组装扣件系统的动态和疲劳性能检测装置具有操作简便、成本低廉且更能准确的模拟弹条实际工况等优点。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：