專利名稱：鐵路無縫線路溫度力縱向分布計算裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
鐵路無縫線路溫度力縱向分布計算裝置(以下簡稱計算裝置)屬于物理類計算系列(G06C)。
在鐵路運輸生產(chǎn)中，鋪設(shè)在地面上的鋼軌通常采用每根25米長的標(biāo)準(zhǔn)軌。近些年來，人們把若干根標(biāo)準(zhǔn)軌焊接起來使用，稱為無縫鋼軌。無縫線路(由無縫鋼軌鋪設(shè)的鐵路線路)為鐵路運輸帶來的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益是舉世公認(rèn)的。但是，無縫線路的鋼軌自由伸縮受到限制，由于溫度變化而在無縫線路鋼軌內(nèi)部出現(xiàn)的巨大溫度力，給無縫線路的強度和穩(wěn)定帶來嚴(yán)重的威脅。這就要求工程技術(shù)人員按著溫度力的變化規(guī)律，對無縫線路及時地、科學(xué)地進(jìn)行維修，以保證鐵路運輸生產(chǎn)的安全。遺憾的是，迄今為止，人們?nèi)匀贿\用傳統(tǒng)的維修方法，憑經(jīng)驗，甚至有時只憑借臆測，對無縫線路進(jìn)行維修。因而不能及時地發(fā)現(xiàn)，或妥善地處理無縫線路因巨大溫度力而產(chǎn)生的變形(習(xí)慣上稱脹軌跑道)。統(tǒng)計表明，國內(nèi)發(fā)生脹軌跑道多起，其中百分之八十以上影響了行車，導(dǎo)致列車顛覆、造成運輸生產(chǎn)重大損失的大事故，也曾發(fā)生若干起。有鑒于此，鐵路運輸有關(guān)部門要求迅速改變這種狀況，創(chuàng)造科學(xué)的方法管理無縫線路。
本發(fā)明的目的就是為了適應(yīng)這種需要，設(shè)計制造了一種簡單易行的計算工具、科學(xué)的指導(dǎo)無縫線路的維修。
長期的研究發(fā)現(xiàn)影響脹軌跑道的主要因素有三一是鋼軌溫度壓力偏高地段，二是溫度上升季節(jié)，三是線路狀態(tài)不良，養(yǎng)護(hù)維修方法不當(dāng)。對無縫鋼軌溫度力縱向分布可劃為伸縮區(qū)和固定區(qū)(如圖2)，對于不同季節(jié)不同溫度，伸縮區(qū)和固定區(qū)所受的溫度力按一定規(guī)律變化，溫度力又分為溫度壓力和溫度拉力，溫度壓力和溫度拉力在伸縮區(qū)和固定區(qū)相互轉(zhuǎn)化。以上述理論與實踐為指導(dǎo)思想制作的計算裝置有如下功能1、已知焊接長鋼軌鋪設(shè)時的溫度(鎖定軌溫)，可顯示任一軌溫時鋼軌的溫度力沿焊接長鋼軌縱向分布圖形及數(shù)值。2、對焊接長鋼軌由于種種原因產(chǎn)生爬行后，可計算爬行后的實際鎖定軌溫。3、可顯示冬夏兩季伸縮區(qū)長度和溫度力峰值及其距軌端的位置。這些功能所顯示的數(shù)據(jù)能夠指導(dǎo)無縫線路的維修，及時地采取措施防止脹軌跑道和斷軌。
該計算裝置由模板框架、溫度力滑片、溫度標(biāo)、伸縮區(qū)滑片和游標(biāo)組成。溫度力滑片上是有溫度力標(biāo)(Pt)和鋼軌爬行量標(biāo)(△t)，溫度力標(biāo)適用于60公斤(60kg／m)和50公斤(50kg／m)兩種軌型，且各分為拉力區(qū)和壓力區(qū)，以零值為界區(qū)分。鋼軌爬行量以零值為分界區(qū)分為縮短區(qū)和伸長區(qū)。溫度標(biāo)固定在模板框架上，指示鋼軌溫度，分為正溫度區(qū)和負(fù)溫度區(qū)。伸縮區(qū)滑片上標(biāo)有道床縱向阻力梯度線和零值溫度力線，適用于60公斤和50公斤兩種軌型。由于混凝土軌枕的配置數(shù)有1840根／公里和1760根／公里兩種規(guī)格，所以伸縮區(qū)滑片應(yīng)具有兩個。游標(biāo)套在模板框架外，其上刻有焊接長鋼軌兩端伸縮區(qū)長度線。
以下是本發(fā)明的最佳實施例。計算裝置的各部分采用溫度線脹系數(shù)小的相同材料制作。本例中將計算裝置做平面矩形計算尺方式，即溫度標(biāo)固定在模板框架個上，把模板框架分成三個長度相等、寬度不等的矩形窗口，在每個窗口長邊上開條滑道，將溫度力標(biāo)滑片、二個伸縮區(qū)滑片做成與窗口相對應(yīng)尺寸的矩形滑尺，在長邊上開設(shè)相對應(yīng)的滑道，這樣就可以將三條尺插進(jìn)對應(yīng)的窗口，并可自由的平行移動，在模板框架上拉進(jìn)拉出。每條尺的刻度如下1、溫度標(biāo)T(℃)每刻度的計量單位為℃，每刻度的長度為1.8毫米，最高正溫度區(qū)以為70℃，最低負(fù)溫度區(qū)為－50℃，這樣刻度表明本計算裝置的最大軌溫幅度為120℃，可在全國范圍內(nèi)應(yīng)用。
2、溫度力標(biāo)(Pt)每刻度的計量單位為10千牛噸(KN)，50公斤鋼軌每刻度的長為1.200毫米，最大拉力為1200KN，最大壓力為700KN，60公斤鋼軌每刻度長為1.015毫米，最大拉力為1400KN，最大壓力為800KN。
3、鋼軌爬行量標(biāo)△L每刻度的計量單位為1毫米(mm)，表示每一百米的爬行量，每刻度的長為1.325毫米，最大縮短量為－13.0毫米，最大伸長量為12毫米。
4、在游標(biāo)線上對應(yīng)二個伸縮區(qū)滑片的位置刻有伸縮區(qū)長度線，每刻度的計量單位為米，每刻度的長為1毫米，最大長度為100米。
5、梯度線在伸縮區(qū)滑片上距中心線4.5厘米處劃一條與水平邊成42.5度角的斜線，再距該線1厘米處劃一條平行線。
本實施例的使用方法如下一、幾種量值的讀數(shù)方法1、溫度力值從游標(biāo)黑線與溫度力標(biāo)重合位置；2、伸縮區(qū)長度梯度線與伸縮區(qū)長度線交點位置；3、實際鎖定軌溫游標(biāo)黑線對準(zhǔn)相對爬行量后與溫度標(biāo)的重合位置；
4、溫度力峰的位置相反方向梯度線的交點與伸縮區(qū)長度線的交點位置；二、確定溫度力分布圖形的操作方法溫度力分布圖形可由游標(biāo)黑線單獨構(gòu)成，也可由梯度線與游標(biāo)黑線共同構(gòu)成，操作方法有三。
1、溫度力標(biāo)中零刻度線對準(zhǔn)長軌鋪設(shè)時鎖定軌溫后，固定不動；2、伸縮區(qū)滑片中零溫度力線對準(zhǔn)鎖定軌溫后，移動游標(biāo)。
3、保持伸縮區(qū)滑片與游標(biāo)間某種相對位置不變，將它們一起上下移動。
三、可利用此裝置計算制成圖表、供設(shè)計、養(yǎng)護(hù)維修使用。
該計算裝置是在掌握無縫線路溫度力縱向分布規(guī)律的基礎(chǔ)上研制的。能夠科學(xué)地指導(dǎo)無縫線路的維修。在無縫線路不斷擴(kuò)大鋪設(shè)范圍的今日，其重要意義更為突出。
權(quán)利要求1.鐵路無縫線路溫度力縱向分布計算裝置，其特征在于它由模板框架(1)、溫度力滑片(2)、溫度標(biāo)(3)、伸縮區(qū)滑片(4)、伸縮區(qū)滑片(5)和游標(biāo)(6)組成，溫度標(biāo)固定在模板框架上把模板框架分成三個長度相等、寬度不等的矩形窗口，在每個窗口的長邊上都開有滑道，滑道至直向模板框架的兩端在溫度力滑片、伸縮區(qū)滑片的長邊上開有與窗口滑道對應(yīng)的滑道，從而使三種滑片可分別插入三個窗口中，并可自由地平行移動，在模板框架的長邊上開有滑道，游標(biāo)通過滑道套在框架上，并能平行移動，溫度力滑片上刻有溫度力標(biāo)(Pt)和鋼軌爬行量標(biāo)(Δt)，在溫度力標(biāo)上刻有溫度(T)，在兩個伸縮區(qū)滑片上分別刻有道床縱向阻力梯度線和零溫度力線，在游標(biāo)上與兩個伸縮區(qū)滑片相對應(yīng)的區(qū)段分別刻有長度線，裝置各部分均應(yīng)采用溫度線脹系數(shù)小的相同材料制作，并應(yīng)有一定的強度。
專利摘要鐵路無縫線路溫度力縱向分布計算裝置，可以做成平面矩形計算尺方式，溫度力滑片、二個伸縮區(qū)滑片等三個尺條在框架上平行拉進(jìn)拉出，與游標(biāo)及固定在框架上的溫度標(biāo)一同作用，向應(yīng)用者提供無縫線路溫度力縱向分布的可靠數(shù)據(jù)，實行科學(xué)地養(yǎng)路，從而克服了傳統(tǒng)的憑經(jīng)驗維修的缺點，能及時地妥善地預(yù)防、處理脹軌跑道等故障，為保證鐵路運輸安全生產(chǎn)提供簡單易行的可靠的工具。
文檔編號G06G1/00GK2140538SQ92239179
公開日1993年8月18日 申請日期1992年10月27日 優(yōu)先權(quán)日1992年10月27日
發(fā)明者王瑋, 黃淑森, 吳豐, 張景利 申請人:齊齊哈爾鐵路運輸職工大學(xué)