专利名称：自动落锤激励装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及轨道结构和轨道部件动力特性的测试的技术领域，尤其涉及一种 自动落锤激励装置。
背景技术：
随着我国铁路提速和城市轨道的发展，越来越多的新型轨道结构投入实际使用。 为了掌握新型轨道结构和新型轨道部件的动力特性，需对其进行动力试验。而动力试验的 方法有两种，一种是在列车通过的条件下，在现场对轨道结构进行测试；二是轮轨模拟冲击试验。对于第一种方法，因为列车运行对试验设备的布置要求严格，将试验设备留在隧 道内存在一定的安全隐患；不能随时检测数据采集的状况；一次试验的周期较长。对于第 二种方法，也存在以下缺陷试验场地固定，一般都在固定的大型试验台上，无法在铁路现 场进行试验，因此需要预制试验轨道，试验台的搭建与试验轨道的预制都需要耗费大量的 人力物力，试验费用高。
实用新型内容为了克服现有技术结构的不足，本实用新型提供一种自动落锤激励装置，该装置 可以方便拆卸与安装，容易携带到现场，进而节省大量的试验准备时间与金钱。本发明公开了一种自动落锤激励装置，包括可拆卸连接的基础底座、立柱、顶部固 定架、电动设备、质量块和锤体；其中，所述立柱连接于所述基础底座与所述顶部固定架之 间，所述电动设备与所述顶部固定架相连接，所述质量块可吸附的连接于所述电动设备上， 所述锤体连接于所述基础底座上。上述自动落锤激励装置，优选所述电动设备包括电动葫芦和电磁吸盘，所述电动 葫芦与所述顶部固定架的电机固定杆相连接，所述电磁吸盘与所述电动葫芦相连接。上述自动落锤激励装置，优选所述质量块包括多个独立的子质量块。上述自动落锤激励装置，优选还包括法兰盘、液压缓冲器，所述法兰盘固定连接于 所述基础底座，所述液压缓冲器与所述锤体通过螺杆固定连接后，经所述液压缓冲器顶部 套接于所述法兰盘。上述自动落锤激励装置，优选所述锤体的锤头部分设置有力传感器。上述自动落锤激励装置，优选所述锤头包括橡胶锤头、铝质锤头或尼龙锤头。上述自动落锤激励装置，优选所述立柱包括上立柱、立柱套筒和下立柱，所述上立 柱和所述下立柱通过所述立柱套筒相连接。上述自动落锤激励装置，优选在所述顶部固定架和所述基础底座之间还连接有上 导杆和下导杆。上述自动落锤激励装置，优选还包括可调螺栓与圆盘垫，所述下立柱底部通过所 述可调螺栓与所述圆盘垫相连接。[0014]相对于现有技术而言，本实用新型具有如下优势第一、方便拆卸与安装，可以携带到现有的轨道上进行试验，无需预制轨道，节省 大量的试验准备时间与金钱。第二、在隧道内进行现场试验可以随测随走，测试完可以马上拆卸带出隧道，不留 安全隐患。
图1为本实用新型自动落锤激励装置实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，
以下结合附图和优 选实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。自动落锤激励装置可对铁轨、地面等被测对象进行跌落冲击测试。可根据测试需 要调节落锤质量和垂直下落高度。因受导杆导槽摩擦力很小，下落过程可近似认为是自由 落体。在锤头下部安装有力传感器，可测得冲击过程中冲击力随时间变化的波形。参照图1，图1为本实用新型自动落锤激励装置实施例的结构示意图。该激励装 置横跨在铁轨的单侧轨道上，长度方向与铁轨平行。测试过程中保证长度方向底杆高于固 定扣件的螺杆高度，侧杆高于铁轨顶部，内侧宽度大于铁轨或两扣件腰身之间的宽度。且 保证落锤落下后不反弹，落锤重量和下落高度可调。装置总高约2. 29m(不计底部可调螺 杆部分高度)，基础底座高0. 55m,中部立柱高(基础底座顶面与顶部固定架底面之间的距 离)1.4m，顶部固定架0. 337m。该装置整体由以下部件组成基础底座3 用于固定、支撑整个体系，承担体系全部重量。约束液压缓冲器14的 法兰盘15通过螺栓固定在该基础底座3上。材料为管材，该部件设计总高0. 55m。可调螺栓1 用于调节整体平衡，保证落锤垂直下落。圆盘垫17 作用有二，第一、用于分担落锤落下过程中对水泥地面所造成的冲击 损伤。基础底座3与水泥地面的总接触面积较小，落锤下落过程中会对地面造成一定程度 上的冲击损伤，垫上圆盘垫17能起到减小落锤下落过程对地面所造成的损伤。第二、调节 装置总体平衡。当地面不绝对水平时，可以在圆盘垫17孔内放上一些不同厚度的金属垫 片。备用实心柱体(未示出)当不用液压缓冲器14时，可使用该备用的实心圆柱体 代替，得到的冲击力会更大，但可能存在反弹现象。立柱立柱分为上立柱7和下立柱5，用于连接基础底座3和顶部固定件9，支撑上 部体系重量。材料为管材，为了便于运输，对单根立柱的长度进行了限制，立柱总数为8根。 上立柱7和下立柱5之间用立柱套筒6固定连接。立柱套筒6 连接、固定上下两根立柱，通过螺杆固定。顶部固定架9 用于连接下部体系和悬挂电动设备。上导杆10 在垂直方向约束落锤，使其垂直落下。上导杆10上部通过螺栓固定在 顶部固定架9上，下端与下导杆12连接。[0030]下导杆12 在垂直方向约束落锤，使其垂直落下。下导杆上部插入下导杆，起到约 束导杆水平方向运动，下部通过螺栓固定在基础底座上。质量块4 共13块子质量块，每块重约14. 6kg，落锤总重约190kg。可根据测试需 要调节落锤重量。块与块之间通过螺杆连接。其中顶部、底部两块配重块略有不同，此两配 重块左右两侧各有一凸出块，卡于导杆槽内，用于约束落锤垂直下落。且此两块质量块都开 了大小不一的通孔，顶部质量块用于放置电磁吸盘11，底部配重开一阶梯孔。电动设备包括电动葫芦8和电磁吸盘11，用于起吊和吸附所有质量块。液压缓冲器14 主要用于防止落锤反弹。液压缓冲器14下端通过螺杆与锤头连 接。落锤落在液压缓冲器14顶部。临时支架(未示出)装配配重块时，起临时支撑作用。下部带有橡胶层，起保护 作用。法兰盘15 固定在基础底座3上，在垂直方向约束液压缓冲器14。锤头设置于锤头2上，共有橡胶、铝质、尼龙三种锤头，可根据测试需要可调换锤 头类型，且装有力传感器，可以测得落锤下落过程中力脉冲信号，上端与液压缓冲器连接。安装流程安装的总原则为先主体，后附件。顺序如下基础底座3 安装时首先将基础底座3上的可调螺栓1拧上，垫上圆盘垫17，然后 将下立柱5插入到基础底座3中，插入要到位，且插入下立柱5时要与基础底座3各孔相匹 配，匹配的原则下立柱5上的孔数要与基础底座上的孔数一致，方位一致。基础底座3四侧 杆和四根下立柱5上的标识为孔数分别为0、1、2和3，四种区别方式。此时拧紧基础底座3 上8个固定螺杆。立柱套筒6 将立柱套筒6安装在下立柱5上，注意各立柱套筒6固定螺杆一侧均 位于装置外侧，初次安装时要求四个立柱套筒6上顶面近似在同一水平面上，然后拧紧立 柱套筒6下端固定螺杆。在初次安装完毕后，建议将立柱套筒固定在下立柱5上。以后不 再进行拆卸。电动葫芦8:将电动葫芦8安装在顶部固定架9的电机固定杆上。注意方向，要保 证电动葫芦8的可动钢绞线大致位于顶部固定架9水平面的中心位置。且此时将电动葫芦 8、电磁吸盘11的接线头分别与电板盒接好。顶部固定架9 在完成电动葫芦8的安装以后，将顶部固定架9倒置，便于安装四 根上立柱7。将四根上立柱7分别插入到顶部固定架9相对应的孔内，且要求到位，区分方 式与基础底座3相同。此时拧紧侧面的固定螺杆。组装将顶部固定架9顺置过来，多人合作举到下立柱5上方，将上立柱7插入到 立柱套筒6内。注意此时要求上、下立柱的同一方位的区别方式要相同，即某方向的孔数 要相同，方位一致。安装到位后再拧紧立柱套筒6上端的固定螺杆。上导杆10、下导杆12 在其中一侧导杆的上导杆10、下导杆12上各打了一个小圆 孔作为标记。此时先将打孔和不打孔的上导杆10、下导杆12连接好。连接时通过导杆内蕊 连接，初次连接时，先将下导杆12与导杆内蕊固定，然后再连接上导杆10。以后建议不再拆 卸导杆内蕊与下导杆12，就将导杆内蕊固定在下导杆12上。接下来将导杆安装到装置上 去，通过螺杆先将导杆与顶部固定架9固定，然后再固定基础底座3螺杆。正确安装要求导
5杆上红色油漆面朝外侧，且导杆上有孔的一侧要与顶部固定架9上固定导杆的有孔横杆位 于同一侧。锤体2 选择合理的锤头，连接好力传感器的导线，安上力传感器。注意安装力传 感器时要求力传感器凸面朝向锤头方向。盖上垫片拧紧内六角螺杆，再拧上锤头部分。液压缓冲器14 将安装好的锤体2与液压缓冲器14通过螺杆固定好后，从液压缓 冲器14顶部套入法兰盘15。法兰盘15 法兰盘15共有四种安装方式，各种方式视被锤击对象的高度而定。可 以将法兰盘15朝上和朝下安装，同时还可以将其安装在基础底座3用于固定法兰盘15的 横杆的上或下表面，因而有四种安装方式，但是都是通过螺杆固定。质量块4 质量块共有13块，最底层质量块到最顶层质量块的编号依次为1 13。 可视情况选用块数，但是最底层(1#)、次顶层(12#)和最顶层(13#)三块必须用，也就是说 最少的块数为3块，且为这三块。增加质量块之前，放上临时支架，临时支架橡胶层与基础 底座相接触。首先放上最底层质量块，在其上层内孔上放上橡胶垫，再加上2号质量块，放 上固定螺杆并拧紧。依次安装到第12号质量块，每块安装时，手动稍稍前后左右移动，使各 质量块各侧面大致位于同一平面内。第12块的固定螺杆先不完全拧紧，将吸附的小质量块 安装在第12号质量块上，此时先不完全拧紧固定小质量块的螺杆，尝试着放入第13块质量 块，此时要是小质量块能穿过第13块质量块的圆孔，便将下面的固定第12块的螺杆拧紧， 再安第13块。拧紧固定小质量块的螺杆和固定第13块的螺杆。安装后如右图所示。电磁吸盘11 将头部为扁型的开孔螺杆拧入到电磁吸盘11螺孔内，将电动葫芦8 钢绞线的下端横向螺栓穿过开孔螺杆的圆孔。接通外部电源。检查安装在安装完毕以后，必须进行安装检查。主要检查以下各项检查立柱上各杆的区别 方式，方位是否一致；检查各螺杆是否全都拧紧到位；进行试调，检查测试过程中所需的所 有子质量块能否在导杆之间穿行；检查电磁吸盘11能否吸起全部的质量块，通过起吊所有 质量块进行检查。试起吊时要求临时支架仍位于底座上，且要求高度一点一点增加。操作注意事项电磁吸盘11不宜长时间通电，在不进行起吊时宜关闭该电源；需要保护好电磁吸 盘11和吸附的质量块4，因电磁吸盘11与质量块4受潮因生锈，生锈后影响其吸力，因必须 保护此两部件，以防生锈；进行操作时，操作人员或其他人员仍不能太靠近该装置，特别是 不能伸手或身体其他部位位于质量块的下方；正式测试时，移走临时支架。综上所述，上述优选实施例具有如下优点第一、方便拆卸与安装，可以携带到现有的轨道上进行试验，无需预制轨道，节省 大量的试验准备时间与金钱。第二、在隧道内进行现场试验可以随测随走，测试完可以马上拆卸带出隧道，不留 安全隐患。第三、采用电磁铁吸附质量块上升到一定高度，关闭电源质量块自由下落，锤击钢 轨，完全保证了质量块的自由落体运动，并能确保每次试验提升的高度相同，方便的控制锤 击力的大小。第四、质量块采用分块安装的方式，可以通过控制质量块的数量来控制其质量。[0059]第五、在锤体部分配备了力传感器，可以方便的测量出锤击力的大小。第六、配备了液压阻尼锤体，可以避免锤头与钢轨连击问题。第七、配备了钢、铝、尼龙和橡胶材质锤头，试验时根据对力谱的需求更换锤头材 料。以上对本实用新型所提供的一种自动落锤激励装置进行详细介绍，本文中应用了 具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助 理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型 的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解 为对本实用新型的限制。
权利要求一种自动落锤激励装置，其特征在于，包括可拆卸连接的基础底座、立柱、顶部固定架、电动设备、质量块和锤体；其中，所述立柱连接于所述基础底座与所述顶部固定架之间，所述电动设备与所述顶部固定架相连接，所述质量块可吸附的连接于所述电动设备上，所述锤体连接于所述基础底座上。
2.根据权利要求1所述的自动落锤激励装置，其特征在于，所述电动设备包括电动葫 芦和电磁吸盘，所述电动葫芦与所述顶部固定架的电机固定杆相连接，所述电磁吸盘与所 述电动葫芦相连接。
3.根据权利要求2所述的自动落锤激励装置，其特征在于，所述质量块包括多个独立 的子质量块。
4.根据权利要求3所述的自动落锤激励装置，其特征在于，还包括法兰盘、液压缓冲 器，所述法兰盘固定连接于所述基础底座，所述液压缓冲器与所述锤体通过螺杆固定连接 后，经所述液压缓冲器顶部套接于所述法兰盘。
5.根据权利要求4所述的自动落锤激励装置，其特征在于，所述锤体的锤头部分设置 有力传感器。
6.根据权利要求5所述的自动落锤激励装置，其特征在于，所述锤头包括橡胶锤头、铝 质锤头或尼龙锤头。
7.根据权利要求6所述的自动落锤激励装置，其特征在于，所述立柱包括上立柱、立柱 套筒和下立柱，所述上立柱和所述下立柱通过所述立柱套筒相连接。
8.根据权利要求7所述的自动落锤激励装置，其特征在于，在所述顶部固定架和所述 基础底座之间还连接有上导杆和下导杆。
9.根据权利要求8所述的自动落锤激励装置，其特征在于，还包括可调螺栓与圆盘垫， 所述下立柱底部通过所述可调螺栓与所述圆盘垫相连接。
专利摘要本实用新型公开了一种自动落锤激励装置，包括可拆卸连接的基础底座、立柱、顶部固定架、电动设备、质量块和锤体；其中，所述立柱连接于所述基础底座与所述顶部固定架之间，所述电动设备与所述顶部固定架连接，所述质量块可吸附的连接于所述电动设备上，所述锤体连接于所述基础底座上。本实用新型方便拆卸与安装，可以携带到现有的轨道上进行试验，无需预制轨道，节省大量的试验准备时间与金钱；并且，在隧道内进行现场试验可以随测随走，测试完可以马上拆卸带出隧道，不留安全隐患。
文档编号E01B35/00GK201678922SQ201020196570
公开日2010年12月22日 申请日期2010年5月17日 优先权日2010年5月17日
发明者刘维宁, 应明, 王文斌, 董书伟, 谭祥军 申请人:北京交通大学;北京东方振动和噪声技术研究所