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万能材料试验机测试橡胶垫板静刚度准确性的措施

发布时间:2019-5-20 9:33:43  浏览:

用于无砟轨道的轨下橡胶垫板,除要求有较高的电绝缘性能外,还应具有良好的减振作用。为使扣件系统中轨下橡胶垫板能达到设计要求的减振效果,轨下橡胶垫板生产商在生产轨下橡胶垫板时,应严格控制其静刚度值,并对生产的胶垫静刚度值进行抽样检测以评估此项技术指标是否达到设计值。

根据规定:轨下橡胶垫板静刚度值采用试验机进行轨下橡胶垫板静刚度测定。在这里结合新型轨下胶垫性能检测项目,采用万能材料试验机对五种新型轨下橡胶垫板(样本总量达100块)静刚度值进行了测定。但现场测试结果发现,万能材料试验机自带的位移测试系统,测试出的结果中仅有不到10块橡胶垫板的静刚度值在理论设计值范围之内,其他的都低于理论设计值。因此,对万能材料试验机自带位移测试系统测试出的轨下橡胶垫板静刚度的精度提出了质疑。

在这里基于以上问题,选取了其中的一种新型轨下橡胶垫板,在进行现场试验的基础上,对万能材料试验机自带位移测试系统测试的轨下橡胶垫板静刚度与百分表测试出的静刚度值进行了对比分析,找出产生问题的原因,并提出万能材料试验机测试橡胶垫板静刚度准确性的措施。

1、新型橡胶垫结构及其特点

试验选取由某生产的新型橡胶垫板(产品规格为60-10-11)为样品,其静刚度理论设计值为90~120kn/mm。

橡胶垫板上部长为185+3-1mm,定位角间距为170mm,宽为149mm,厚为10mm。

胶垫与轨枕或者承力层接触的一面有六条沟槽,与钢轨接触的一面有五条沟槽;沟槽尺寸均为上宽4mm,深3mm,底宽3mm;相邻两沟槽中心间距为25mm,如图1。

橡胶垫板适用于60kg/m及75kg/m钢轨。与一般橡胶垫板相比,两面分别多出一条沟槽,增加了钢轨纵向阻力,有利于轨道结构的稳定性。

 测试橡胶垫板静刚度准确性

2、测试原理及步骤

2.1测试原理

通过万能材料试验机(微机控制电液伺服万能试验机。

对橡胶垫板施加垂向荷载,利用试验机自带位移测试系统与位移百分表(量程:30mm;分度值:0.01mm)分别记录橡胶垫板在荷载作用下产生的变形值,然后根据静刚度与力-位移的关系得出两种位移测试手段下橡胶垫板的静刚度值。

2.2测试步骤

(1)试验环境温度为23°c±2°c。

(2)试验前,将试验所用部件和设备在23°c±2°c的环境中至少静置24小时。

(3)把试验装置安放在试验机上,安放顺序为:支承钢板、砂布(有砂粒面朝上)、被测垫板、砂布(有砂粒面朝下)、短钢轨(确保短钢轨放置在被测橡胶轨下垫板起作用的区域),并在短钢轨对角处布置两个位移百分表测定短钢轨的位移(图2),位移百分表安装在试验机承台的支承钢板上。当荷载分别加至20kn与80kn时,百分表都有一读数,两者之差即为橡胶垫在荷载从20kn加至80kn的压缩量。

 测定短钢轨的位移

(4)加载到预压静载140kn,卸载,停留1分钟,再一次加载到预压载荷140kn,卸载,停留1分钟,然后正式试验。

 

3、橡胶垫板静刚度测试结果

为了进行万能材料试验机测试橡胶垫板静刚度的精度分析,现场试验时须同时记录两组数据:一组由万能材料试验机自带位移测试系统读取并由计算机显示;另一组由试验人员通过位移百分表读取。试验选取五块同规格橡胶垫板,判别水平为Ⅱ的一次抽样方案抽取的样品中取出,具有很强的代表性。测试结果见表1,图3。

橡胶垫板静刚度测试结果

由表1和图3可知:万能材料试验机自带的位移测试系统测出的橡胶垫板静刚度值都低于理论设计值(90~120kn/mm);而通过位移百分表读取的数据都在理论设计值范围之内。

4、偏差原因分析

采用万能材料试验机测试轨下橡胶垫板的静刚度是一种简便且行之有效的方法。但测试方法不当或测试仪器存在问题,则所测得的结果可能与实际不符。事实上,目前生产的万能材料试验机本身就或多或少存在一些问题。①力传感器的检定存在盲点。一般的计量检定取设备最大负荷的10%甚至20%为检定的起始点,而很多质量不佳的传感器恰好是小于或等于10%以下,误差很大;②位移传感器的安装位置。因为设计的差异,位移传感器的安装位置各有不同,而位移传感器的安装位置会影响测试结果;③万能材料试验机位移测试系统参数设置不正确会影响测试结果,甚至使测试结果偏差较大。

为了找出产生偏差的原因,使试验机测试橡胶垫板静刚度的精确性达到要求,进而准确进行橡胶垫板静刚度测试,笔者特邀请了试验机厂家维修人员前来检修。针对上述三种原因逐一进行检测,结果发现,前两种原因对偏差产生的影响非常小,主要偏差来源于万能材料试验机位移测试系统参数设置不正确。现将经过检修后的万能试验机测定的上述五块橡胶垫的静刚度值列于表2。

 万能试验机测定

结合表1与表2可知:试验机检修前位移百分表测出的各块橡胶垫板静刚度值,与检修后试验机自带位移测试系统测出的对应橡胶垫板静刚度值基本相等,且均满足设计要求(90~120kn/mm),见图4。

 万能材料试验机测试橡胶垫板静刚度准确性的措施

有鉴于此,提出采用万能材料试验机测定轨下橡胶垫板静刚度准确性的措施:

(1)确保万能材料试验机位移测试系统参数设置正确;

(2)由具有丰富经验的专业人员操作测试仪器,避免由于人为原因造成不必要的误差;

(3)若万能材料试验机测试结果与理论设计值偏差较大,应同时采用位移百分表记录数据,避免由于试验机本身问题引起的偏差;

(4)应妥善保养万能材料试验机,若出现故障应及时维修。

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