一种能自动警示轨道交通扣件失效的螺栓的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及轨道扣件失效检测领域，尤其是涉及一种能自动警示轨道交通扣件失效的螺栓。
【背景技术】
[0002]铁路和城市轨道交通的轨道结构中，扣件是固定钢轨到轨枕或轨道板上、保持轨道几何形位的重要部件。扣件数量众多、类型多样，但为了实现提供足够的扣压力和牢固的稳定性，其关键零件是螺栓。扣件螺栓可以分为用于锚固扣件的带螺头的螺栓和用于固定扣件弹条的带螺帽的螺栓两大类。在扣件的使用中，螺栓在列车荷载传递、温度和湿度、轨道电路等因素的影响下，会出现螺头和螺杆断裂、螺栓松动、螺帽松动、垫圈断裂等直接损伤，导致扣件失效。或者当扣件弹条断裂、螺栓弹簧失效时，虽然螺栓状态良好，但扣件本身已经因失去扣压力或弹性而失效。这两大类扣件失效是当前铁路和城市轨道交通中最常见的现象。这些扣件失效中，螺栓与扣件部件如弹条、垫圈、弹簧的联系不紧密甚至不再存在。
[0003]目前，对扣件状态的检测主要靠人工巡检，效率低下且非常被动，更无法在列车运营时候检查。中国专利CN203063961U公开一种铁路弹条扣件紧固状态自动检查小车，包括轨道小车、线结构激光传感器、光电编码器、GPS接收机、同步控制电路、嵌入式计算机和电源装置，轨道小车跨于两侧钢轨上，线结构激光传感器设置轨道小车上，光电编码器安装在轨道小车车轮的中心轴上，GPS接收机的天线设置在轨道小车上、接收机设置在同步控制电路内，同步控制电路、嵌入式计算机和电源装置依次安装在轨道小车内。该小车能实现铁路弹条扣件紧固状态的自动检测和报警，但该小车结构复杂，成本较高，使用也不方便。
【发明内容】
[0004]本发明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制作成本低、使用方便的能自动警示轨道交通扣件失效的螺栓。
[0005]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0006]一种能自动警示轨道交通扣件失效的螺栓，包括垫圈、与垫圈相匹配的螺头或螺帽以及与螺头或螺帽连接的螺杆，所述螺头或螺帽内设有扣件失效警示电路，所述扣件失效警示电路包括电池、常闭开关和LED灯，所述LED灯暴露于螺头或螺帽表面，所述电池、常闭开关和LED灯依次通过电线连成一回路；在螺头或螺帽拧紧、与垫圈完全接触时，常闭开关闭合，所述回路呈断路，在螺头或螺帽松动、与垫圈完全脱离或部分脱离时，常闭开关打开，所述回路呈通路，LED灯点亮，实现自动警示。
[0007]所述螺头或螺帽内设有用于放置电池和常闭开关的凹槽、用于放置电线的线槽和用于放置LED灯的开孔，所述凹槽、开孔通过线槽相互连通。
[0008]所述凹槽和线槽设于螺头或螺帽底面。
[0009]所述凹槽设有两个。
[0010]所述线槽环绕螺头或螺帽一周。
[0011]所述线槽的直径小于螺头或螺帽的直径，且大于螺杆的直径。
[0012]所述开孔设于螺头或螺帽侧面或顶面上，从侧面或顶面的表面向螺头或螺帽内部延伸，直至与线槽相连。
[0013]所述开孔设有I?(η-1)个，其中，η为螺头或螺帽的侧面个数。
[0014]所述LED灯为除红灯之外的其他任何颜色的灯。
[0015]所述电池为纽扣电池。
[0016]与现有技术相比，本发明直接利用扣件既有的锚固螺栓和弹条螺栓，在锚固螺栓的螺头和弹条螺栓的螺帽内开设线槽、凹槽，并在侧面开孔，安装包括电池、常闭开关和LED灯的扣件失效警示电路，在螺头或螺帽拧紧、与垫圈密贴的情况下，常闭开关闭合，电路呈断路，LED灯不亮；在螺头或螺帽松动时，与垫圈完全脱离或部分脱离，常闭开关打开，电路呈通路，LED灯点亮，从而自动警示扣件的失效。这使得扣件螺栓既具有设计要求的固定功能，同时又自带状态警示功能，安装与普通扣件螺栓一样，节省了人工巡检，提高扣件失效的检出率。本发明具有以下优点:
[0017]①利用扣件的既有螺栓；②加工方便，安装方法与普通扣件螺栓相同制作成本较低；④扣件失效时LED灯发亮，自动警示；?可实现所有扣件状态的自动警示。
【附图说明】
[0018]图1是本发明中扣件锚固螺栓的三维示意图；
[0019]图2是本发明扣件锚固螺栓的侧视图；
[0020]图3是本发明扣件锚固螺栓的俯视图；
[0021]图4是本发明中扣件弹条螺栓的三维示意图；
[0022]图5是本发明扣件弹条螺栓的侧视图；
[0023]图6是本发明扣件弹条螺栓的俯视图。
[0024]附图标注:
[0025]1、螺头，2、螺帽，3、垫圈，4、凹槽，5、线槽，6、开孔。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0027]实施例1
[0028]如图1-图3所示，本实施例提供一种能自动警示轨道交通扣件失效的螺栓，为用于锚固扣件的带螺头I的螺栓，包括与螺头I相匹配的垫圈3以及与螺头I连接的螺杆，螺头I内设有扣件失效警示电路，扣件失效警示电路包括电池、常闭开关和LED灯，LED灯暴露于螺头I表面，电池、常闭开关和LED灯依次通过电线连成一回路。LED灯为除红灯之外的其他任何颜色的灯。电池为纽扣电池。
[0029]螺头I内设有用于分别放置电池和常闭开关的两个凹槽4、用于放置电线的线槽5和用于放置LED灯的开孔6，凹槽4、开孔6通过线槽5相互连通。凹槽4和线槽5设于螺头I底面。线槽5环绕螺头I 一周。线槽5的直径小于螺头I的直径，且大于螺杆的直径。开孔6设于螺头I侧面上，从侧面表面向螺头I内部延伸，直至与线槽5相连。开孔6设有I?(η-1)个，其中，η为螺头I的侧面个数，本实施例中开孔6设有三个。
[0030]上述螺栓的使用原理为:在螺头I拧紧、与垫圈3完全接触时，常闭开关闭合，回路呈断路，LED灯不亮，表示扣件工作状态正常；在螺头或螺帽松动、与垫圈3完全脱离或部分脱离时，常闭开关打开，回路呈通路，LED灯点亮，表示扣件部分失效或完全失效，实现自动警示。
[0031]实施例2
[0032]如图4-图6所示，本实施例提供一种能自动警示轨道交通扣件失效的螺栓，为用于固定扣件弹条的带螺帽2的螺栓，包括与螺帽2相匹配的垫圈3以及与螺帽2连接的螺杆，螺帽2内设有扣件失效警示电路，扣件失效警示电路包括电池、常闭开关和LED灯，LED灯暴露于螺帽2表面，电池、常闭开关和LED灯依次通过电线连成一回路。LED灯为除红灯之外的其他任何颜色的灯。电池为纽扣电池。
[0033]螺帽2内设有用于分别放置电池和常闭开关的两个凹槽4、用于放置电线的线槽5和用于放置LED灯的开孔6，凹槽4、开孔6通过线槽5相互连通。凹槽4和线槽5设于螺帽2底面。线槽5环绕螺帽2—周。线槽5的直径小于螺帽2的直径，且大于螺杆的直径。开孔6设于螺帽2侧面上，从侧面表面向螺帽2内部延伸，直至与线槽5相连。开孔6设有I?(η-1)个，其中，η为螺帽2的侧面个数。本实施例中开孔6设有两个。
[0034]上述螺栓的使用原理为:在螺帽2拧紧、与垫圈3完全接触时，常闭开关闭合，回路呈断路，LED灯不亮，表示扣件工作状态正常；在螺头或螺帽松动、与垫圈3完全脱离或部分脱离时，常闭开关打开，回路呈通路，LED灯点亮，实现自动警示，表示扣件部分失效或完全失效。
[0035]本发明在扣件既有螺栓的基础上开发，加工方便，安装方法与普通扣件螺栓相同，制作成本较低。这使得扣件螺栓既具有设计要求的固定功能，同时又自带状态警示功能。这种螺栓的使用会节省人工扣件巡检的工作量，提高扣件失效的检出率。
[0036]上述对本发明实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种能自动警示轨道交通扣件失效的螺栓，包括垫圈(3)、与垫圈相匹配的螺头(I)或螺帽(2)以及与螺头(I)或螺帽(2)连接的螺杆，其特征在于，所述螺头(I)或螺帽(2)内设有扣件失效警示电路，所述扣件失效警示电路包括电池、常闭开关和LED灯，所述LED灯暴露于螺头(I)或螺帽(2)表面，所述电池、常闭开关和LED灯依次通过电线连成一回路；在螺头(I)或螺帽(2)拧紧、与垫圈(3)完全接触时，常闭开关闭合，所述回路呈断路，在螺头或螺帽松动、与垫圈(3)完全脱离或部分脱离时，常闭开关打开，所述回路呈通路，LED灯点亮，实现自动警示。2.根据权利要求1所述的能自动警示轨道交通扣件失效的螺栓，其特征在于，所述螺头(I)或螺帽(2)内设有用于放置电池和常闭开关的凹槽(4)、用于放置电线的线槽(5)和用于放置LED灯的开孔(6)，所述凹槽(4)、开孔(6)通过线槽(5)相互连通。3.根据权利要求2所述的能自动警示轨道交通扣件失效的螺栓，其特征在于，所述凹槽⑷和线槽(5)设于螺头⑴或螺帽(2)底面。4.根据权利要求2所述的能自动警示轨道交通扣件失效的螺栓，其特征在于，所述凹槽⑷设有两个。5.根据权利要求2所述的能自动警示轨道交通扣件失效的螺栓，其特征在于，所述线槽(5)环绕螺头⑴或螺帽(2) —周。6.根据权利要求5所述的能自动警示轨道交通扣件失效的螺栓，其特征在于，所述线槽(5)的直径小于螺头⑴或螺帽(2)的直径，且大于螺杆的直径。7.根据权利要求2所述的能自动警示轨道交通扣件失效的螺栓，其特征在于，所述开孔(6)设于螺头(I)或螺帽(2)侧面或顶面上，从侧面或顶面的表面向螺头(I)或螺帽(2)内部延伸，直至与线槽(5)相连。8.根据权利要求2或7所述的能自动警示轨道交通扣件失效的螺栓，其特征在于，所述开孔(6)设有I?(η-1)个，其中，η为螺头⑴或螺帽⑵的侧面个数。9.根据权利要求1所述的能自动警示轨道交通扣件失效的螺栓，其特征在于，所述LED灯为除红灯之外的其他任何颜色的灯。10.根据权利要求1所述的能自动警示轨道交通扣件失效的螺栓，其特征在于，所述电池为纽扣电池。
【专利摘要】本发明涉及一种能自动警示轨道交通扣件失效的螺栓，包括垫圈(3)、与垫圈相匹配的螺头(1)或螺帽(2)以及与螺头(1)或螺帽(2)连接的螺杆，所述螺头(1)或螺帽(2)内设有扣件失效警示电路，所述扣件失效警示电路包括电池、常闭开关和LED灯，所述LED灯暴露于螺头(1)或螺帽(2)表面，所述电池、常闭开关和LED灯依次通过电线连成一回路；在螺头(1)或螺帽(2)拧紧、与垫圈(3)完全接触时，常闭开关闭合，所述回路呈断路，在螺头或螺帽松动、与垫圈(3)完全脱离或部分脱离时，常闭开关打开，所述回路呈通路，LED灯点亮。与现有技术相比，本发明具有制作成本低、使用方便、可实现自动警示等优点。
【IPC分类】E01B9/10, G08B21/00
【公开号】CN104947551
【申请号】CN201510350619
【发明人】周宇, 于淼, 姜俊楠, 张 杰, 杨新文
【申请人】同济大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月23日