一种智能轨枕预埋套管抗拔力试验小车制造技术

一种智能轨枕预埋套管抗拔力试验小车，将原本试验要求的人工搬运组装的抗拔仪完全集成在一起，加装3D激光扫描数据收集及分析处理功能，扫描数据传输至电脑后，反算空间坐标传输至机械臂自动对位，结合电脑RPC编程控制自动操作，再利用位移传感器、力值传感器以及扭力检测传感器对试验数据进行收集并进行信号触发，进而控制机械动作，启动设备后，整个过程中，智能抗拔仪试验小车自动安装、锁紧、松脱，液压站自动定速加载、稳定保压持荷、均匀降压卸载并记录试验数据，扫描抗拔力受力后作业面，检测轨枕裂纹，判定试验结果，上传试验数据至信息化大平台，全过程无需人工干预，杜绝传统抗拔仪试验时人工作业对试验结论的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种智能轨枕预埋套管抗拔力试验小车
本专利技术涉及轨道交通质量检测试验装置
，特别涉及一种智能轨枕预埋套管抗拔力试验小车。
技术介绍
伴随我国高速铁路的快速发展，混凝土轨枕在铁路上被大量使用，埋设在轨枕中的预埋套管通过扣件系统固定住道钉，进而压紧弹条锁紧钢轨，保证火车运行时钢轨的稳定性。因此，轨枕的预制过程中，预埋套管的安装固定牢固性对轨枕的实体质量有决定性作用，成品检测时，预埋套管抗拔力检验成为轨枕组批检验的关键项目。因此，在轨枕的生产过程中，预埋套筒抗拔力的检验方法的准确性及检测结构的有效性是辨别产品质量合格的重要因素。在铁路验收标准中，一批次的产品，要求检测3个预埋套管的抗拔力，每个预埋套管的抗拔力在均匀加载到设计压力60KN后，在持续保压60KN下达到3分钟，套管周围无裂纹则判定合格。根据此检测要求，常规的轨枕的质量检验试验采用的是人工加装抗拔仪的方式，通过搬运长螺杆、马凳、穿心式液压千斤顶至轨枕的预埋套管上，然后人工组装好加压杆，连接上数显表，将长螺杆旋入预埋套管中（设计深度120mm），依次从上向下组装马凳、液压千斤顶，然后在千斤顶上放上穿心铁垫板，最后在螺杆上旋紧双螺帽防止加压时反旋。准备就绪后，通过人工不断来回压下加压杆（类似水井压力杆）逐渐加载到标准荷载（一般为60KN），并维持压力值在60KN上，持续时间3分钟，试验完成后进行卸载，人工反序移走各个试验设备，检查预埋套管四周有无裂纹产生，无裂纹产生则判定本次试验成功，一批次轨枕检测3个预埋套管后，全部合格则判定该批次轨枕或轨道板的预埋套管抗拔力合格。常规试验的问题在于，试验过程需要人工操作加压泵实现压力加载，而人工作业时加载速率并不均匀，给试验最终的数值带来不准确性，持压过程中因要求保持压力在60KN上，实际上采用液压千斤顶加载时，设备本身的密封性问题不可避免的会造成压力丢失，数值会持续下降，人工操作加压时，为避免持压时数值低于设计值的出现导致试验无效，往往加载到62KN甚至63KN,更有加载更高值的现象，并在试验过程中一直补压，给出一个预降的空间来保证整个3分钟能稳定在设计值上方，导致人工加载时采用了过大的压力，给预埋套管的抗拔力合格带来了更高的要求，另一方面，偶有试验时数值下降太快低于设计值情况出现，也会直接导致试验数据无效，而试验人员因重做耗时较多可能忽视试验过程准确性，使得产品质量存疑的现象，在持压结束后，压力值直接卸载，也不能符合速率控制的要求，造成抗拔试验不精确，最后，整个试验检测的过程中，试验数据由始至终均为人为控制，不具备检察、监控手段，无信息化管理管控，速率、力值为人为记录，真实性存疑，更有不检测直接填写数据到记录表格现象，轨枕及轨道板的套管抗拔力检验又极其重要，影响重大。
技术实现思路
针对上述缺陷，本专利技术的目的在于提出一种智能轨枕预埋套管抗拔力试验小车，解决现有技术中的问题。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种智能轨枕预埋套管抗拔力试验小车，包括：平移小车，由型钢拼接，含检测平台和固定支架；桁架支撑系统，桁架结构由两根H型钢作为立柱，一根方形槽钢为横梁，横梁上的安装一排齿条；三维机械臂组，由两节桁架结构组成，两节桁架结构以铰接方式连接，通过液压油缸实现两节机械臂张开与闭合模式；液压站，安装在检测平台上，提供液压动力给各部件；液压抗拔组件，安装在三维机械臂组的末端，用以对枕轨加压、持压、卸压及松脱，还安装有位移传感器、力值传感器和扭力传感器监测试验过程中各项数据；三维扫描器：安装在三维机械臂组的末端，扫描枕轨中的预埋套管三维数据，传输至主控电脑，试验结束后，扫描检测裂纹，留存图片；主控机，收集各信号传输信息，分析三维扫描器数据，运用程序反算动作位移，控制对位，受力试验过程各传感器数据，运行既定的RPC程序，下达工作指令至各电磁阀完成自动化控制。优选的，抗拔仪组件包括筒体，在筒体内由上到下依次安装有齿轮连杆、锁紧螺母、受力螺杆、活塞，在筒体外上端连接有驱动齿轮连杆的液压马达，下端连接有被受力螺杆带动的反力垫板，在筒体外中部两侧分别安装有进油阀和回油阀。优选的，平移小车的检测平台上的两侧立有H型钢作为立柱，立柱上端横置连接有方形槽钢作为横梁，由此形成桁架支撑系统，三维机械臂组其中一节桁架与横梁上的齿条连接，另一节桁架的的末端分别连接有液压抗拔组件、三维扫描器和主控机。优选的，检测平台上分别设有数量为两个的枕轨挡块，还设置电磁阀推动枕轨挡块位移。本专利技术的有益效果：本专利技术采用机械自动化的原理，将原本试验要求的人工搬运组装的抗拔仪完全集成在一起，加装三维扫描器扫描数据收集及分析处理功能，扫描数据传输至主控机后，反算空间坐标传输至机械臂自动对位，结合电脑RPC编程控制自动操作，再利用位移传感器、力值传感器以及扭力检测传感器对试验数据进行收集并进行信号触发，进而控制机械动作。启动设备后，整个过程中，智能抗拔仪试验小车自动安装、锁紧、松脱，液压站自动定速加载、稳定保压持荷、均匀降压卸载并记录试验数据，扫描抗拔力受力后作业面，检测轨枕裂纹，判定试验结果，上传试验数据至信息化大平台，全过程无需人工干预。加载、持荷及卸载过程全部电脑控制，尤其对持荷过程中的智能补压，充分保障了3分钟加载力值的准确性，同时，采用电脑记录与信息化数据库连接上传的方式，确保了试验结果准确有效，可靠的保障了高速铁路使用轨枕的质量，杜绝传统抗拔仪试验时人工作业对试验结论的影响，确保检验过程全程数据化机械控制，与铁路标准的试验要求完美契合，并与铁路信息化系统对接，杜绝人为影响导致的试验无效或不准确性。附图说明图1为智能抗拔仪试验小车的主视图。图2为智能抗拔仪试验小车的侧视图。图3为智能抗拔仪试验小车的俯视图。图4为抗拔仪组件的结构示意图。图5为智能抗拔仪试验小车的电控图。图6为智能抗拔仪试验小车的辅助控制回路图。图7为智能抗拔仪试验小车的液压系统原理图。其中：轨枕1、检测平台2、三维机械臂组3、液压站4、抗拔仪组件5、轮组6、固定支架7、预埋套管8、三维扫描器9、枕轨挡块10、移动组件11、液压马达12、横向齿轮条13、齿轮连杆14、受力螺杆15、螺帽16、回油阀17、进油阀18、活塞19、反力垫板20、主控机21、扶手22。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。如图1-7所示，一种智能轨枕预埋套管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能轨枕预埋套管抗拔力试验小车，其特征在于，包括：/n平移小车，由型钢拼接，含检测平台和固定支架；/n桁架支撑系统，桁架结构由两根H型钢作为立柱，一根方形槽钢为横梁，横梁上的安装一排齿条；/n三维机械臂组，由两节桁架结构组成，两节桁架结构以铰接方式连接，通过液压油缸实现两节机械臂张开与闭合模式；/n液压站，安装在检测平台上，提供液压动力给各部件；/n液压抗拔组件，安装在三维机械臂组的末端，用以对枕轨加压、持压、卸压及松脱，还安装有位移传感器、力值传感器和扭力传感器监测试验过程中各项数据；/n三维扫描器：安装在三维机械臂组的末端，扫描枕轨中的预埋套管三维数据，传输至主控电脑，试验结束后，扫描检测裂纹，留存图片；/n主控机，收集各信号传输信息，分析三维扫描器数据，运用程序反算动作位移，控制对位，受力试验过程各传感器数据，运行既定的RPC程序，下达工作指令至各电磁阀完成自动化控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能轨枕预埋套管抗拔力试验小车，其特征在于，包括：
平移小车，由型钢拼接，含检测平台和固定支架；
桁架支撑系统，桁架结构由两根H型钢作为立柱，一根方形槽钢为横梁，横梁上的安装一排齿条；
三维机械臂组，由两节桁架结构组成，两节桁架结构以铰接方式连接，通过液压油缸实现两节机械臂张开与闭合模式；
液压站，安装在检测平台上，提供液压动力给各部件；
液压抗拔组件，安装在三维机械臂组的末端，用以对枕轨加压、持压、卸压及松脱，还安装有位移传感器、力值传感器和扭力传感器监测试验过程中各项数据；
三维扫描器：安装在三维机械臂组的末端，扫描枕轨中的预埋套管三维数据，传输至主控电脑，试验结束后，扫描检测裂纹，留存图片；
主控机，收集各信号传输信息，分析三维扫描器数据，运用程序反算动作位移，控制对位，受力试验过程各传感器数据，运行既定的RPC程序，下达工作指令...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，程伟，俞军，宋加，陈英杰，孟兆昆，宓浩，朱娜，
申请(专利权)人：中铁株洲桥梁有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43