一种钢轨淬火变形测量用实验装置

1.本实用新型属于测量实验装置技术领域，具体地涉及一种钢轨淬火变形测量用实验装置。


背景技术：

2.雾冷和风冷是钢轨淬火常用的冷却方式，即空气与水的混合物或空气作为冷却介质对钢轨进行降温处理。在钢轨淬火过程中由于钢轨的长度和重量都比较大，又是异形断面钢材，以及在冷却过程中的固态相变和温度变化的综合作用下，会产生复杂的弯曲变形。若产生的弯曲变形较大，则进行矫直时的矫直难度较大，且需要较大的矫直力，这样不但增加矫直时的功率消耗，而且易产生较大的残余应力，当残余应力过大时，钢轨就会报废。钢轨的高平直度、几何尺寸高精度是实现铁路平顺运行的重要保证。目前，科研人员主要是通过研究一小段钢轨的变形结果来推算出整个百米钢轨的变形量大小。然而，科研人员在进行钢轨淬火实验研究时，钢轨变形的测量较为困难，且成本较高。


技术实现要素：

3.本实用新型就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供了一种钢轨淬火变形测量用实验装置；本实用新型能够低成本地简易实现钢轨变形量的实验数据测量和记录。
4.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。
5.本实用新型提供一种钢轨淬火变形测量用实验装置，包括测量杆，其特征在于，所述测量杆包括第一测量杆、第二测量杆和第三测量杆，所述第一测量杆与所述第二测量杆垂直固定，所述第三测量杆与所述第二测量杆垂直固定，所述第一测量杆端部设置有测量头，所述测量头与实验钢轨底部中心对应，所述第二测量杆上设置有定位通孔，底座通过穿过所述定位通孔的连接销与所述第二测量杆销接，所述第三测量杆的端部连接有笔芯，所述笔芯的端部与转动数据输出机构对应接触。
6.进一步地，所述转动数据输出机构包括第一卷筒、第二卷筒、卷纸筒、第一大齿轮、第二大齿轮、第三大齿轮、减速齿轮和低速电机，所述第一卷筒与所述第一大齿轮同轴连接，所述第二卷筒与所述第二大齿轮同轴连接，所述卷纸筒与所述第三大齿轮同轴连接，所述第一大齿轮、所述第二大齿轮和所述第三大齿轮同时与所述减速齿轮啮合，所述减速齿轮与所述低速电机输出轴连接，所述卷纸筒的纸绕过所述第二卷筒与所述第一卷筒固定，所述笔芯的端部与所述第二卷筒外侧的纸对应接触。
7.更进一步地，所述第一卷筒、所述第二卷筒、所述卷纸筒的筒径相同，所述第一大齿轮、所述第二大齿轮和所述第三大齿轮的轮径相同。
8.更进一步地，所述第二卷筒与所述第三测量杆垂直设置。
9.进一步地，所述第三测量杆的端部设置有内盲孔，所述笔芯插入所述内盲孔中，所述笔芯通过配合的连接头固定在所述第三测量杆内。
10.进一步地，所述测量头的端部为圆形的平面并连接有隔热板。
11.进一步地，所述第一测量杆、所述第二测量杆和所述第三测量杆分别沿z轴、x轴和y轴方向设置。
12.进一步地，所述定位通孔至少为一个。
13.本实用新型的有益效果。
14.本实用新型能够通过测量头对实验钢轨淬火变形量的测量，并记录在转动数据输出机构上，再通过比例放大的原理得到目标测量数据，整体结构稳定，结构简单，操作简易，实验数据观察一目了然，可操作性强，利于推广。
附图说明
15.为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
16.图1是本实用新型的结构立体图。
17.图2是本实用新型的测量比例示意图。
18.图3是本实用新型的测量杆安装部分分解示意图。
19.图4是本实用新型的转动数据输出机构的俯视图。
20.图中标记：1为第一测量杆、2为第二测量杆、3为第三测量杆、4为测量头、5为实验钢轨、6为定位通孔、7为底座、8为连接销、9为笔芯、10为第一卷筒、11为第二卷筒、12为卷纸筒、13为第一大齿轮、14为第二大齿轮、15为第三大齿轮、16为减速齿轮、17为低速电机、18为内盲孔、19为连接头、20为隔热板。
具体实施方式
21.结合附图所示，本实施方式提供了一种钢轨淬火变形测量用实验装置，包括测量杆，测量杆包括第一测量杆1、第二测量杆2和第三测量杆3，第一测量杆1与第二测量杆2垂直固定，第三测量杆3与第二测量杆2垂直固定，第一测量杆1、第二测量杆2和第三测量杆3分别沿z轴、x轴和y轴方向设置。第一测量杆1、第二测量杆2和第三测量杆3选用的材料均为质量较轻的金属材料，可减小对实验钢轨5轨底作用的压力，从而减小实验误差。
22.第一测量杆1端部设置有测量头4，测量头4的端部为圆形的平面并连接有隔热板20，测量头4与实验钢轨5底部中心对应。隔热板20选用可耐1000℃高温、抗弯强度高不易变形，易加工的材质，将隔热板20加工成较小的圆片，直径大小应小于10mm，可减小对实验钢轨5轨底变形测量的误差，另外，应选用一定厚度的隔热板20，可防止淬火时实验钢轨5轨底因温度过高而导致测量杆发生变形或损坏。
23.第二测量杆2上设置有定位通孔6，定位通孔6至少为一个，底座7通过穿过定位通孔6的连接销8与第二测量杆2销接。由于实验所用的实验钢轨5长度较短，因此实验钢轨5的变形量也就很小，安装时根据实际实验时的实验钢轨5变形量的大小，将底座7与不同位置的通孔相连，将第二测量杆2分成长度分为如图 2所示的l1和l2的两段，可将输出的实验钢轨5轨底变形量图按照l1：l2的比例进行放大，有利于数据结果的观察。
24.底座7选用质量较大的金属材料，有利于整体结构稳定。实验时，当钢轨发生变形时，第一测量杆1的测量头4便会随着轨底上下移动，使得第二测量杆2在底座7上发生转动，
从而带动第三测量杆3的端部上下移动，实现对实验钢轨5变形量数据的记录驱动。
25.第三测量杆3的端部设置有内盲孔18，笔芯9插入内盲孔18中，笔芯9通过配合的连接头19固定在第三测量杆3内。
26.笔芯9的端部与转动数据输出机构对应接触。转动数据输出机构包括第一卷筒10、第二卷筒11、卷纸筒12、第一大齿轮13、第二大齿轮14、第三大齿轮15、减速齿轮16和低速电机17。
27.第一卷筒10与第一大齿轮13同轴连接，第二卷筒11与第二大齿轮14同轴连接，卷纸筒12与第三大齿轮15同轴连接，第一卷筒10、第二卷筒11、卷纸筒12的筒径相同，第一大齿轮13、第二大齿轮14和第三大齿轮15的轮径相同，这样使第一卷筒10、第二卷筒11、卷纸筒12的转向和转速均相同。
28.第一大齿轮13、第二大齿轮14和第三大齿轮15同时与减速齿轮16啮合，减速齿轮16与低速电机17输出轴连接，卷纸筒12的纸绕过第二卷筒11与第一卷筒10固定，第二卷筒11与第三测量杆3垂直设置，笔芯9的端部与第二卷筒11外侧的纸对应接触。
29.实验时，低速电机17将带动减速齿轮16转动，减速齿轮16通过啮合作用带动第一大齿轮13、第二大齿轮14和第三大齿轮15同时通向同速转动，并带动卷纸筒12、第一卷筒10、第二卷筒11转动，测量杆将测量的结果通过笔芯9直接绘制于经过第二卷筒11外侧的纸面上，再将输出的轨底变形量图按照l1：l2的比例进行放大，得到实际的数据结果。
30.可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施方式所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。