无缝钢轨激振法应力放散装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种无缝钢轨激振法应力放散装置，它是以周期振动式气液增压的方式实现钢轨应力均匀化装置，辅以应力传感器现场检测钢轨的应力放散效果，以机液电一体化的自动模式进行应力放散作业，整机设备重量轻，并有防倾覆装置保证小车工作时不向侧面倾覆，降低了劳动强度，提高了工作效率与质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无缝钢轨激振法应力放散装置，具体为针对无缝钢轨，采用周期振动方法实现应力放散，属铁路行业无缝轨道的应力放散专用机械产品领域。
技术介绍
无缝线路是当前国内外在铁路中普遍采用的主型轨道结构，在铁路建设中普遍采用，目前的一次铺设无缝线路施工技术，归纳起来主要有单枕、群枕和长轨排捕设法三种， 其中单枕铺设法取消了传统的轨排组装基地，长钢轨、轨枕直接运抵工地进行铺设，其综合作业效率高，技术先进、实用、可靠，我国的高铁技术虽然处于世界领先水平，但是长期以来，在无缝线路的铺设和维护过程中，对于其应力放散方法和工艺还相对落后，基于我国铁路建设的现状和发展趋势，更高效的新型应力放散方法及设备亟待进一步研究。为了确保无缝线路钢轨的刚度和直线度，现行的拉伸钢轨方法主要以人工牵引的机械式为主，它是使用高强螺栓、扣板式扣件或弹条扣件对钢轨进行约束，将一段500m长的钢轨一端固定，另一端施加400t的拉力，对钢轨进行拉伸，使其钢轨内部产生拉应力，但这时会出现靠近拉伸端拉应力大，远离拉伸端小的不均勻分布情况，不利于钢轨的应力均勻放散；另一方面，测量应力放散的效果主要采用划线法，这使得整套设备体积大且笨重，作业过程劳动强度大，效率低，凭经验操作因素多，测量结果不精确。也有采用液压撞轨器进行应力放散方法，如中国专利技术专利《无缝线路应力放散撞轨装置》(申请号201010242615.7申请日 2010-08-02)所采用的，是由液压泵、冲击装置和撞轨装置组成的液压撞轨装置；中国技术专利《液压撞轨器》(申请号200820112869.5申请日2008-04-30)所公开的，是由汽油发动机、油泵总成及油箱、击发机构、撞轨滑块、车架及车轮构成的液压撞轨装置，以上两种液压撞轨装置，其不足之处在于撞击力较大，作业速度相对较慢；其次是没有在作业现场安装传感器并检测钢轨的应力放散效果；其三是撞击设备整体较重，不利于操作者安装和运输，其四是安装于钢轨上的撞轨机无防倾覆装置，不利于于作业中设备平稳的定位在钢轨上。
技术实现思路
本专利技术针对
技术介绍
所述问题，提出一种无缝钢轨激振法应力放散装置，它是以周期振动式气液增压的方式实现钢轨应力均勻化装置，辅以应力传感器现场检测钢轨的应力放散效果，以机液电一体化的自动模式进行应力放散作业，整机设备重量轻，并有防倾覆装置保证小车工作时不向侧面倾覆，降低了劳动强度，提高了工作效率与质量。本专利技术的技术方案是无缝钢轨激振法应力放散装置，其特征在于所述激振法应力放散，是以周期振动式气液增压的方式实现冲击式撞轨动作，并利用检测控制系统实时监控钢轨应力状态，以完成整个应力放散作业，其工作原理是基于激振原理，利用冲击式气液增压缸周期性撞击夹具，产生一系列的纵波传递能量使钢轨应力均勻化，并让该纵波使钢轨达到激振效果，在分析钢轨在受到400t拉力作用下的频率，运用ANSYS软件对钢3轨进行一系列的模态分析，并通过对钢轨前十阶模态数值的分析，结合现有应力放散设备的工作频率和相关的撞轨系统在各阶模态下的响应情况分析实验，得出符合本专利技术应力放散装置的激振频率值为0. 3 1Hz，激振力为12 16kN。无缝钢轨激振法应力放散装置，其特征在于该装置由行走小车、冲击单元、夹紧装置及检测控制系统四部分组成；所述冲击单元由冲击式气液增压缸及其气动控制回路和外接气源组成，冲击式气液增压缸是一个多级圆筒状金属缸体，所述增压缸内，有冲击杆(401)、活塞(409)、活塞杆(413)、带孔法兰盘、二个油液腔和五个气压腔；自冲击杆 (401) —端至增压缸底座法兰(417)端，为别是气压腔(431)、油液腔(406)、油液腔(408)、 气压腔(410)、气压腔(412)、气压腔(414)和气压腔(416)，冲击杆001)的活塞隔开气压腔(431)与油液腔(406)，油液腔(406)和油液腔(408)之间有带孔法兰盘(407)，气压腔 (410)和气压腔(412)之间有带孔法兰盘(411)，气压腔(412)和气压腔(414)之间有活塞杆(413)，气压腔(414)和和气压腔(416)之间是带孔法兰盘(415)，增压缸缸体两端是法兰盘(402)和(417);其工作原理是由缸体端部法兰盘(417)、气压腔(416)和气压腔(414)、 带气孔法兰盘(415)和活塞杆(413)端面间形成的冲击气缸，起到很强的冲击作用，当活塞杆(413)进入油液腔(406)后，利用气液增压作用，达到更好的冲击增力效果，又由于冲击过程是循环进行的，冲击频率由调节气体回路中的两行程阀间的距离来调定，从而达到冲击杆周期振动式的冲击撞轨动作效果。如上所述的无缝钢轨激振法应力放散装置，其特征在于所述的夹紧装置包括夹具体、侧面活块、上活块、衬套、砧座和螺栓紧固件；夹具体截面为“人”字状刚体，有对称的四个螺栓将夹具体紧固于小车的槽钢上，侧面活块为长条型，侧面活块带有的支撑脚插在夹具体下部两内侧窄槽内，夹具体两侧下部，还有螺栓通过衬套将侧面活块与钢轨沿水平方向夹紧；“人”字型夹具体上部有通孔螺纹，通孔螺纹内有螺栓将其下端挂接的上活块与钢轨在垂直方向上夹紧；砧座为圆型受力块，安装在夹具体上。如上所述的无缝钢轨激振法应力放散装置，其特征在于所述的行走小车其小车是经加工的槽钢及固联在槽钢上的行走轮、防覆轮、拖运轮、把手、冲击杆导向支撑块，冲击单元和夹紧装置也固联在槽钢上，槽钢上还固联有分列于小车两边的侧板，侧板上安装有检测控制系统、气动三大件和钢轨应力监测单元；行走轮是可在钢轨上滚动行走的塔轮，行走轮每两个一组共四个，分列于小车两端四角；防覆轮位于钢轨两侧肋部，防覆轮与拖运轮安装在防覆轮轴的两端，防覆轮轴中部有外螺纹，固联在小车槽钢上的防覆轮轴套有内螺纹，防覆轮轴外螺纹与防覆轮轴套内螺纹旋接；把手为门字型，安装在小车两端上；小车上还有对增压缸冲击杆起导向支撑作用的导向支撑块；其有益效果是将行走轮做成塔轮的形状能够使轮与轨道的接触更可靠，减轻钢轨的局部应力集中，降低整个装置的重心，提高作业和行走时小车的稳定性；防覆轮可平衡整个小车的倾覆力矩，以确保作业时小车的稳定性；拖运轮方便于小车不在钢轨上工作时的拖运；把手有利于小车的拖运及起吊，检测控制系统安放在小车侧板上，分列于小车两边，方便人工操作，并使小车两侧受力平衡。如上所述的无缝钢轨激振法应力放散装置，所述的检测控制系统安装有控制本装置作业的各种电、气元件，其特征在于所述的检测控制系统中，还有检测应力的应变片和冲击频率调节器两个部分，应变片安装在待作业的钢轨上，冲击频率调节器是两个调节冲击杆工作行程的行程阀，所述行程阀安装在冲击杆伸出气液增压缸外部分圆柱杆前端的小车上；其工作原理是在500m施工线路上每隔一段距离贴有用以检测钢轨内部应力变化情况的应变片，检测间隔相同的每段钢轨在放散作业过程中的应力变化状态，通过观测各段应力传感器上所示应力值是否相等，以确定应力放散作业是否达到放散要求，实现对整个放散作业过程的实时监测；调节两个行程控制阀之间的距离，即可调节冲击频率。本专利技术的有益效果是1、行走小车由行走轮支撑并带动整个设备在钢轨上行走，把手和拖运轮方便于小车的搬运，防覆轮可以平衡小车的倾覆力矩，以保证作业时小车的平稳。2、冲击式气本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．无缝钢轨激振法应力放散装置，其特征在于：所述激振法应力放散方法，是以周期振动式气液增压的方式实现冲击式撞轨动作，并利用检测控制系统实时监控钢轨应力状态，以完成整个应力放散作业，其工作原理是：基于激振原理，利用冲击式气液增压缸周期性撞击夹具，产生一系列的纵波传递能量使钢轨应力均匀化，并让该纵波使钢轨达到激振效果，在分析钢轨在受到４００ｔ拉力作用下的频率，运用ＡＮＳＹＳ软件对钢轨进行一系列的模态分析，并通过对钢轨前十阶模态数值的分析，结合现有应力放散设备的工作频率和相关的撞轨系统在各阶模态下的响应情况分析实验，得出符合本专利技术应力放散装置的激振频率值为０．３～１Ｈｚ，激振力为１２～１６ｋＮ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈水胜，华中平，余娟，周现柳，王鹿婷，梁亚茹，李茂，陈志成，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：83