權(quán)利要求書： 1.一種雙驅(qū)動輪軌實(shí)物滾動接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述疲勞試驗(yàn)機(jī)包括：支撐架；

中心軸，所述中心軸水平設(shè)置在所述支撐架上且穿過車輪，以將車輪支撐在所述支撐架上；

走動部，所述走動部設(shè)置在所述支撐架的底部，以用于放置試驗(yàn)鋼軌并驅(qū)動試驗(yàn)鋼軌做直線往復(fù)運(yùn)動，并且車輪能夠與試驗(yàn)鋼軌彼此接觸并相對滾動；

第一驅(qū)動裝置，所述第一驅(qū)動裝置設(shè)置在所述支撐架上并與所述中心軸相連接，以驅(qū)動所述中心軸帶動車輪轉(zhuǎn)動；和控制器，所述控制器分別與所述走動部和所述第一驅(qū)動裝置相連接，其中，當(dāng)所述走動部驅(qū)動鋼軌移動時(shí)，所述第一驅(qū)動裝置的驅(qū)動力為零，當(dāng)所述第一驅(qū)動裝置驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動時(shí)，所述走動部的驅(qū)動力為零;所述第一驅(qū)動裝置為驅(qū)動馬達(dá)，所述驅(qū)動馬達(dá)的轉(zhuǎn)子端與所述中心軸的一端相連接；

橫向力加載系統(tǒng)，所述橫向力加載系統(tǒng)包括第四驅(qū)動裝置，所述第四驅(qū)動裝置設(shè)置在所述支撐架上且與所述中心軸相連接，以向所述中心軸施加垂直于鋼軌的長度方向的橫向力。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疲勞試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述走動部包括：移動小車，所述移動小車設(shè)置在所述支撐架的底部；

多個(gè)扣件，所述多個(gè)扣件用于將鋼軌連接到所述移動小車的上側(cè)；和第二驅(qū)動裝置，所述第二驅(qū)動裝置分別與所述移動小車和所述控制器相連接，以按照所述控制器的指令驅(qū)動所述移動小車運(yùn)動。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的疲勞試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述第二驅(qū)動裝置包括：第二液壓作動器，所述第二液壓作動器的活塞部與所述移動小車相連接，且所述第二液壓作動器與所述控制器相連接以根據(jù)所述控制器的指令驅(qū)動所述移動小車；和摩擦力傳感器，所述摩擦力傳感器設(shè)置在所述移動小車上并與所述控制器相連接，以向所述控制器實(shí)時(shí)傳送車輪與鋼軌之間的摩擦力。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的疲勞試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述走動部還包括設(shè)置在所述支撐架的底板上的固定架，所述固定架用于支撐所述第二驅(qū)動裝置。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的疲勞試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述移動小車包括：多個(gè)導(dǎo)輥，所述多個(gè)導(dǎo)輥設(shè)置在所述支撐架的底板上；和

滑板，所述滑板水平放置在所述多個(gè)導(dǎo)輥上，并且所述滑板的上表面設(shè)置有所述多個(gè)扣件以將鋼軌連接到所述滑板的上側(cè)。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的疲勞試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述疲勞試驗(yàn)機(jī)還包括溫度力加載系統(tǒng)，所述溫度力加載系統(tǒng)包括：加載反力架，所述加載反力架設(shè)置在所述移動小車上；和

第三驅(qū)動裝置，所述第三驅(qū)動裝置設(shè)置在所述加載反力架上且分別與所述控制器和所述移動小車上的鋼軌相連接，以根據(jù)所述控制器的指令向鋼軌施加沿著鋼軌長度方向的力。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的疲勞試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述第三驅(qū)動裝置包括：第三液壓作動器，所述第三液壓作動器設(shè)置在所述加載反力架上且與所述控制器相連接，所述第三液壓作動器的活塞部與鋼軌相連接，以根據(jù)所述控制器的指令向鋼軌施加溫度力；和溫度力傳感器，所述溫度力傳感器設(shè)置在鋼軌上且與所述控制器相連接，以實(shí)時(shí)檢測所述溫度力并將所述溫度力傳送至所述控制器。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疲勞試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述第四驅(qū)動裝置包括：第四液壓作動器，所述第四液壓作動器設(shè)置在所述支撐架上且與所述控制器相連接，所述第四液壓作動器的活塞部與所述中心軸的一端相連接，以根據(jù)所述控制器的指令向所述中心軸施加所述橫向力；和橫向力傳感器，所述橫向力傳感器設(shè)置在所述第四液壓作動器和所述中心軸之間并與所述控制器相連接，以實(shí)時(shí)檢測所述中心軸受到的橫向力數(shù)據(jù)并將該橫向力數(shù)據(jù)傳送至所述控制器。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疲勞試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述支撐架包括多個(gè)立柱、支撐在所述多個(gè)立柱上的上橫梁、底板和嵌套在所述多個(gè)立柱上的滑動橫梁，其中所述中心軸與所述滑動橫梁相連接以使所述中心軸能夠沿著所述立柱滑動。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的疲勞試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述疲勞試驗(yàn)機(jī)還包括垂向力加載系統(tǒng)，所述垂向力加載系統(tǒng)包括：加載框架，所述加載框架通過軸承與所述中心軸相連接；和

第五驅(qū)動裝置，所述第五驅(qū)動裝置分別與所述上橫梁、所述加載框架以及所述控制器相連接，以根據(jù)所述控制器的指令通過所述加載框架向所述中心軸施加垂向力以使所述中心軸沿著所述立柱滑動。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的疲勞試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述第五驅(qū)動裝置包括：第五液壓作動器，所述第五液壓作動器設(shè)置在所述上橫梁上且分別與所述加載框架和所述控制器相連接，以根據(jù)所述控制器的指令向所述加載框架施加垂向力；和垂向力傳感器，所述垂向力傳感器設(shè)置在所述第五液壓作動器和所述加載框架之間并與所述控制器相連接，以實(shí)時(shí)檢測所述加載框架受到的垂向力數(shù)據(jù)并將該垂向力數(shù)據(jù)傳送至所述控制器。

說明書： 雙驅(qū)動輪軌實(shí)物滾動接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及一種疲勞試驗(yàn)機(jī)，更具體地，涉及一種雙驅(qū)動輪軌實(shí)物滾動接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)。背景技術(shù)[0002] 軌頭內(nèi)部裂紋是鋼軌母材和焊接接頭常見的滾動接觸疲勞失效類型。目前我國對鋼軌母材疲勞性能的考核方法為取軌頭材料的小試樣進(jìn)行軸向疲勞實(shí)驗(yàn)，對焊接接頭疲勞性能的考核方法為對實(shí)物進(jìn)行三點(diǎn)彎曲作用力下的疲勞實(shí)驗(yàn)，這兩種實(shí)驗(yàn)方法不能模擬列車實(shí)際通過時(shí)車輪和鋼軌的滾動接觸受力情況，由于沒有合適的實(shí)物輪軌滾動接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)，導(dǎo)致大量經(jīng)檢驗(yàn)滿足標(biāo)準(zhǔn)的全部要求的鋼軌及焊接接頭上線后出現(xiàn)軌頭內(nèi)部裂紋等嚴(yán)重問題。[0003] 目前國內(nèi)的滾動接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)均采用輪?輪滾動接觸的方法進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，即將鋼軌材料加工成輪狀，采用車輪和鋼軌輪對滾的方式模擬輪軌滾動接觸疲勞狀態(tài)。這種試驗(yàn)方法存在的技術(shù)問題主要是：(1)所用的鋼軌輪采用鋼軌材料加工而成，需要將原本為直線狀的鋼軌材料加工成輪狀，成本高昂；(2)適合于對車輪性能進(jìn)行測試與試驗(yàn)，不能對實(shí)物鋼軌進(jìn)行直接試驗(yàn)，現(xiàn)場應(yīng)用中通常想要考核一個(gè)探傷有疑似缺陷的鋼軌的抗疲勞性能，這種情況采用上述輪?輪接觸的試驗(yàn)設(shè)備根本無法實(shí)現(xiàn)；(3)不能準(zhǔn)確模擬鋼軌的實(shí)際工況，輪?輪滾動接觸的受力狀態(tài)與車輪在鋼軌上滾動時(shí)鋼軌的受力狀態(tài)存在差異，不適合對鋼軌性能的深入研究。例如：西南交通大學(xué)研制的JD?1型和JD?2型輪軌摩擦學(xué)模擬試驗(yàn)機(jī)中，需要將鋼軌材料加工成輪狀，而且試驗(yàn)用的車輪是縮小比例的模擬輪而非實(shí)物車輪。中國鐵道科學(xué)研究院2010年4月從德國RANK公司訂購了比例為1：1、最高速度為500km/h的高速輪軌關(guān)系試驗(yàn)臺，試驗(yàn)采用全尺寸的輪對，最大試驗(yàn)軸重50t，能夠?qū)Ω咚?、重載輪軌關(guān)系中蠕滑、黏著、輪軌磨耗、接觸疲勞等進(jìn)行試驗(yàn)，其試驗(yàn)輪為實(shí)物車輪，但是軌道仍需要加工成輪狀，其軌道輪的直徑為3000mm。

[0004] 國外德國、日本、奧地利、英國等均研制了采用實(shí)物鋼軌和實(shí)物車輪進(jìn)行滾動接觸疲勞實(shí)驗(yàn)的設(shè)備，其原理通常為液壓油缸帶動鋼軌在滑臺上往復(fù)水平移動，車輪在鋼軌上方固定跟隨鋼軌往復(fù)轉(zhuǎn)動，通過車輪加載垂向載荷給鋼軌。這種方法存在的技術(shù)問題主要是：(1)這些設(shè)備均采用車輪或鋼軌單獨(dú)驅(qū)動的方式——這種驅(qū)動方式實(shí)際模擬的是車輪在鋼軌上反復(fù)滾動的走行方式，該走行方式對于單線鐵路(雙方向行車)是合適的，但是我國目前絕大多數(shù)線路均為復(fù)線鐵路(每條線路單向行車)，對于單驅(qū)動模式的試驗(yàn)機(jī)，若想模擬復(fù)線鋼軌的受力情況，需要在車輪向另一個(gè)方向滾動時(shí)，減小加載力，即鋼軌往復(fù)一次只能實(shí)現(xiàn)一次加載，加載效率很低；(2)上述所有設(shè)備都沒有考慮溫度應(yīng)力對鋼軌使用壽命的影響——由于目前我國大部分線路均鋪設(shè)無縫線路，由于冬天和夏天的氣溫變化以及每天的晝夜溫度變化，鋼軌在使用過程中會受到因自身熱脹冷縮而產(chǎn)生的巨大溫度應(yīng)力，這種溫度應(yīng)力對于鋼軌使用壽命的影響非常顯著，而前述試驗(yàn)設(shè)備都沒有考慮到這種受力狀態(tài)的問題，也都沒有模擬鋼軌受到的溫度應(yīng)力的加載裝置。發(fā)明內(nèi)容[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種雙驅(qū)動輪軌實(shí)物滾動接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)，該疲勞試驗(yàn)機(jī)包括：[0006] 雙驅(qū)動輪軌實(shí)物滾動接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)，包括：[0007] 支撐架；[0008] 中心軸，中心軸水平設(shè)置在支撐架上且穿過車輪，以將車輪支撐在支撐架上；[0009] 走動部，走動部設(shè)置在支撐架的底部，以用于放置試驗(yàn)鋼軌并驅(qū)動試驗(yàn)鋼軌做直線往復(fù)運(yùn)動，并且車輪能夠與試驗(yàn)鋼軌彼此接觸并相對滾動；[0010] 第一驅(qū)動裝置，第一驅(qū)動裝置設(shè)置在支撐架上并與中心軸相連接，以驅(qū)動中心軸帶動車輪轉(zhuǎn)動；和[0011] 控制器，控制器分別與走動部和第一驅(qū)動裝置相連接，[0012] 其中，當(dāng)走動部驅(qū)動鋼軌移動時(shí)，第一驅(qū)動裝置的驅(qū)動力為零，當(dāng)?shù)谝或?qū)動裝置驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動時(shí)，走動部的驅(qū)動力為零。[0013] 在一個(gè)實(shí)施例中，第一驅(qū)動裝置為驅(qū)動馬達(dá)，驅(qū)動馬達(dá)的轉(zhuǎn)子端與中心軸的一端相連接。[0014] 在一個(gè)實(shí)施例中，走動部包括：[0015] 移動小車，移動小車設(shè)置在支撐架的底部；[0016] 多個(gè)扣件，多個(gè)扣件用于將鋼軌連接到移動小車的上側(cè)；和[0017] 第二驅(qū)動裝置，第二驅(qū)動裝置分別與移動小車和控制器相連接，以按照控制器的指令驅(qū)動移動小車運(yùn)動。[0018] 在一個(gè)實(shí)施例中，第二驅(qū)動裝置包括：[0019] 第二液壓作動器，第二液壓作動器的活塞部與移動小車相連接，且第二液壓作動器與控制器相連接以根據(jù)控制器的指令驅(qū)動移動小車；和[0020] 摩擦力傳感器，摩擦力傳感器設(shè)置在移動小車上并與控制器相連接，以向控制器實(shí)時(shí)傳送車輪與鋼軌之間的摩擦力。[0021] 在一個(gè)實(shí)施例中，走動部還包括設(shè)置在支撐架的底板上的固定架，固定架用于支撐第二驅(qū)動裝置。[0022] 在一個(gè)實(shí)施例中，移動小車包括：[0023] 多個(gè)導(dǎo)輥，多個(gè)導(dǎo)輥設(shè)置在支撐架的底板上；和[0024] 滑板，滑板水平放置在多個(gè)導(dǎo)輥上，并且滑板的上表面設(shè)置有多個(gè)扣件以將鋼軌連接到滑板的上側(cè)。[0025] 在一個(gè)實(shí)施例中，該疲勞試驗(yàn)機(jī)還包括溫度力加載系統(tǒng)，溫度力加載系統(tǒng)包括：[0026] 加載反力架，加載反力架設(shè)置在移動小車上；和[0027] 第三驅(qū)動裝置，第三驅(qū)動裝置設(shè)置在加載反力架上且分別與控制器和移動小車上的鋼軌相連接，以根據(jù)控制器的指令向鋼軌施加沿著鋼軌長度方向的力。[0028] 在一個(gè)實(shí)施例中，第三驅(qū)動裝置包括：[0029] 第三液壓作動器，第三液壓作動器設(shè)置在加載反力架上且與控制器相連接，[0030] 第三液壓作動器的活塞部與鋼軌相連接，以根據(jù)控制器的指令向鋼軌施加溫度力；和[0031] 溫度力傳感器，溫度力傳感器設(shè)置在鋼軌上且與控制器相連接，以實(shí)時(shí)檢測溫度力并將所述溫度力傳送至控制器。[0032] 在一個(gè)實(shí)施例中，該疲勞試驗(yàn)機(jī)還包括橫向力加載系統(tǒng)，橫向力加載系統(tǒng)包括第四驅(qū)動裝置，第四驅(qū)動裝置設(shè)置在支撐架上且與中心軸相連接，以向中心軸施加垂直于鋼軌的長度方向的橫向力。[0033] 在一個(gè)實(shí)施例中，第四驅(qū)動裝置包括：[0034] 第四液壓作動器，第四液壓作動器設(shè)置在支撐架上且與控制器相連接，第四液壓作動器的活塞部與中心軸的一端相連接，以根據(jù)控制器的指令向中心軸施加橫向力；和[0035] 橫向力傳感器，橫向力傳感器設(shè)置在第四液壓作動器和中心軸之間并與控制器相連接，以實(shí)時(shí)檢測中心軸受到的橫向力數(shù)據(jù)并將該橫向力數(shù)據(jù)傳送至控制器。[0036] 在一個(gè)實(shí)施例中，支撐架包括多個(gè)立柱、支撐在多個(gè)立柱上的上橫梁、底板和嵌套在多個(gè)立柱上的滑動橫梁，其中中心軸與滑動橫梁相連接以使中心軸能夠沿著立柱滑動。[0037] 在一個(gè)實(shí)施例中，該疲勞試驗(yàn)機(jī)還包括垂向力加載系統(tǒng)，垂向力加載系統(tǒng)包括：[0038] 加載框架，加載框架通過軸承與中心軸相連接；和[0039] 第五驅(qū)動裝置，第五驅(qū)動裝置分別與上橫梁、加載框架以及控制器相連接，以根據(jù)控制器的指令通過加載框架向中心軸施加垂向力以使中心軸沿著立柱滑動。[0040] 在一個(gè)實(shí)施例中，第五驅(qū)動裝置包括：[0041] 第五液壓作動器，第五液壓作動器設(shè)置在上橫梁上且分別與加載框架和控制器相連接，以根據(jù)控制器的指令向加載框架施加垂向力；和[0042] 垂向力傳感器，垂向力傳感器設(shè)置在第五液壓作動器和加載框架之間并與控制器相連接，以實(shí)時(shí)檢測加載框架受到的垂向力數(shù)據(jù)并將該垂向力數(shù)據(jù)傳送至控制器。[0043] 本發(fā)明公開的雙驅(qū)實(shí)物輪軌滾動接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)能夠準(zhǔn)確模擬鋼軌應(yīng)用中的實(shí)際受力狀態(tài)，從而獲得鋼軌母材疲勞性能的真實(shí)數(shù)據(jù)：采用車輪與鋼軌的雙驅(qū)動模式能夠成倍提高試驗(yàn)效率、縮短試驗(yàn)周期、降低試驗(yàn)成本，并且可以模擬鋼軌實(shí)際的滾動接觸疲勞受力狀態(tài)，從而確保模擬出真實(shí)的軌頭內(nèi)部裂紋形貌和失效狀態(tài)。同時(shí)，通過在被測鋼軌上加載縱向疲勞交變載荷，從而實(shí)現(xiàn)模擬鋼軌受到的溫度應(yīng)力。附圖說明[0044] 圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的雙驅(qū)動輪軌實(shí)物滾動接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)的主視圖；[0045] 圖2為圖1中所示的疲勞試驗(yàn)機(jī)的側(cè)視圖；[0046] 圖3A為使用圖1和2中所示的雙驅(qū)動輪軌實(shí)物滾動接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行疲勞試驗(yàn)中車輪驅(qū)動模式中的鋼軌受力狀態(tài)圖；和[0047] 圖3B為使用圖1和2中所示的雙驅(qū)動輪軌實(shí)物滾動接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行疲勞試驗(yàn)中鋼軌驅(qū)動模式中的鋼軌受力狀態(tài)圖。具體實(shí)施方式[0048] 下面參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的說明性、非限制性實(shí)施例，對根據(jù)本發(fā)明的雙驅(qū)動輪軌實(shí)物滾動接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步說明。[0049] 參照圖1和2，本發(fā)明公開的雙驅(qū)動輪軌實(shí)物滾動接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)包括支撐架、中心軸33、走動部、第一驅(qū)動裝置6和控制器(圖中未示出)，其中用于試驗(yàn)的車輪1通過中心軸33設(shè)置在支撐架上并與設(shè)置在走動部上的試驗(yàn)鋼軌2接觸，試驗(yàn)鋼軌2可以在走動部的驅(qū)動下做直線往復(fù)運(yùn)動、車輪1可以在第一驅(qū)動裝置6的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動。

[0050] 支撐架為該疲勞試驗(yàn)機(jī)的框架結(jié)構(gòu)，可以將試驗(yàn)車輪1支撐在適當(dāng)?shù)母叨纫赃M(jìn)行試驗(yàn)，并且可以在支撐架上安裝驅(qū)動裝置向試驗(yàn)車輪1加載不同方向的力。支撐架的尺寸、制作材料以及具體結(jié)構(gòu)等可以根據(jù)不同工況進(jìn)行選擇，在此不做具體限制。中心軸33水平設(shè)置在支撐架上，并且穿過車輪1的中心，以可拆卸的方式與車輪1連接，進(jìn)而在多種驅(qū)動裝置的驅(qū)動下帶動車輪1轉(zhuǎn)動。這樣，通過設(shè)置在支撐架上的驅(qū)動裝置向中心軸33加載不同方向的驅(qū)動力，進(jìn)而向車輪1加載不同方向和強(qiáng)度的驅(qū)動力。走動部設(shè)置在支撐架的底部，用于放置試驗(yàn)鋼軌2并在第一驅(qū)動裝置6的驅(qū)動力為零時(shí)驅(qū)動試驗(yàn)鋼軌2做直線往復(fù)運(yùn)動。其中，試驗(yàn)鋼軌2以可拆卸的方式連接在走動部的上側(cè)，車輪1與鋼軌2彼此接觸，從而在來自走動部或第一驅(qū)動裝置6的驅(qū)動力作用下發(fā)生相對運(yùn)動。第一驅(qū)動裝置6設(shè)置在支撐架上并與中心軸33相連接，以在走動部的驅(qū)動力為零時(shí)驅(qū)動中心軸33轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動車輪1轉(zhuǎn)動，車輪1轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的摩擦力進(jìn)一步驅(qū)動裝載有試驗(yàn)鋼軌2的走動部移動。在一個(gè)實(shí)施例中，第一驅(qū)動裝置6為驅(qū)動馬達(dá)，該驅(qū)動馬達(dá)的轉(zhuǎn)子端與中心軸33的一端相連接以驅(qū)動中心軸33轉(zhuǎn)動。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，第一驅(qū)動裝置6可以是本領(lǐng)域常用的任何可以驅(qū)動中心軸33旋轉(zhuǎn)的裝置。控制器為該疲勞試驗(yàn)機(jī)的控制部件，操作人員可以通過控制器為走動部和第一驅(qū)動裝置6設(shè)定試驗(yàn)所需的驅(qū)動力大小，從而完成鋼軌2疲勞試驗(yàn)。[0051] 下面結(jié)合圖1、2、3A和3B對本發(fā)明公開的雙驅(qū)動輪軌實(shí)物滾動接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)過程進(jìn)行說明。首先，分別將試驗(yàn)鋼軌2和車輪1安裝到走動部和中心軸33上，并調(diào)整車輪1的高度以使車輪1與鋼軌2的軌頭接觸；然后，啟動走動部和第一驅(qū)動裝置6，當(dāng)走動部的驅(qū)動力為零時(shí)，第一驅(qū)動裝置6向車輪1加載驅(qū)動力，以實(shí)現(xiàn)車輪1轉(zhuǎn)動并通過車輪1與鋼軌2之前的摩擦力驅(qū)動鋼軌2移動，當(dāng)?shù)谝或?qū)動裝置6的驅(qū)動力為零時(shí)，走動部驅(qū)動鋼軌2移動并通過鋼軌2與車輪1之間的摩擦力驅(qū)動鋼軌2轉(zhuǎn)動。[0052] 由上述說明可以知道，本發(fā)明公開的雙驅(qū)動輪軌實(shí)物滾動接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)分別使用走動部和第一驅(qū)動裝置6驅(qū)動試驗(yàn)鋼軌2和車輪1運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)車輪驅(qū)動和鋼軌驅(qū)動的雙驅(qū)動模式：圖3A示出了車輪驅(qū)動模式的受力圖，即，走動部的驅(qū)動力為零、第一驅(qū)動裝置6通過中心軸33驅(qū)動車輪1轉(zhuǎn)動并帶動鋼軌2向左側(cè)水平移動，此時(shí)車輪1與鋼軌2之間的摩擦力即為鋼軌2移動的驅(qū)動力，其方向如圖中黑色實(shí)心箭頭所示；圖3B示出了鋼軌驅(qū)動模式的受力圖，即，第一驅(qū)動裝置6的驅(qū)動力為零、走動部驅(qū)動鋼軌2向右側(cè)水平移動并帶動車輪1轉(zhuǎn)動，此時(shí)車輪1與鋼軌2之間的摩擦力為阻礙鋼軌2移動的阻力，其方向如圖中黑色實(shí)心箭頭所示，依然向左。這樣，在鋼軌2雙向運(yùn)動過程中，輪軌接觸面上的摩擦力方向始終不變，符合復(fù)線線路列車單向通過的走行方式，從而在鋼軌一次往復(fù)運(yùn)動中實(shí)現(xiàn)兩次加載，成倍提高試驗(yàn)效率，還可以減輕設(shè)備受到的振動沖擊。車輪驅(qū)動模式模擬的是機(jī)車車輪(驅(qū)動輪)通過時(shí)的受力狀態(tài)，鋼軌驅(qū)動時(shí)模擬的是貨車和客車車輪(從動輪)通過時(shí)的受力狀態(tài)，這樣可以完美模擬鋼軌實(shí)際的滾動接觸疲勞受力狀態(tài)，從而確保模擬出真實(shí)的軌頭內(nèi)部裂紋形貌和失效狀態(tài)。[0053] 參照圖1和2，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，走動部包括移動小車、多個(gè)扣件53和第二驅(qū)動裝置。移動小車設(shè)置在支撐架的底部，并且在移動小車上安裝多個(gè)扣件53，以通過多個(gè)扣件53將試驗(yàn)鋼軌2穩(wěn)定裝載在移動小車上。優(yōu)選地，移動小車包括多個(gè)導(dǎo)輥54和滑板55：多個(gè)導(dǎo)輥54設(shè)置在支撐架的底板14上，可以在第二驅(qū)動裝置的驅(qū)動下平穩(wěn)滾動；滑板55水平放置在多個(gè)導(dǎo)輥54上，并且在滑板55的上表面設(shè)置有多個(gè)扣件53以將鋼軌2連接到滑板

55上。第二驅(qū)動裝置分別與控制器和移動小車相連接，以在第一驅(qū)動裝置6的驅(qū)動力為零時(shí)按照控制器的指令驅(qū)動移動小車移動。這樣，如圖3B所示，在鋼軌驅(qū)動模式中，操作人員通過控制器向第二驅(qū)動裝置發(fā)送控制指令使第二驅(qū)動裝置驅(qū)動移動小車移動，進(jìn)而帶動鋼軌

2移動。

[0054] 在一個(gè)實(shí)施例中，第二驅(qū)動裝置包括第二液壓作動器51和摩擦力傳感器56。第二液壓作動器51的活塞部與移動小車相連接，同時(shí)第二液壓作動器51與控制器相連接。這樣，第二驅(qū)動裝置從控制器接收控制指令并根據(jù)該控制指令執(zhí)行相應(yīng)動作。摩擦力傳感器56設(shè)置在移動小車上以實(shí)時(shí)檢測車輪1與鋼軌2之間的摩擦力，同時(shí)摩擦力傳感器56還與控制器相連接，以將車輪1與鋼軌2之間的摩擦力數(shù)據(jù)傳送至控制器。為了模擬鋼軌2實(shí)際的滾動接觸疲勞受力狀態(tài)，需要保持車輪驅(qū)動模式與鋼軌驅(qū)動模式中鋼軌2與車輪1之間的摩擦力恒定，而通過摩擦力傳感器56可以在兩種驅(qū)動模式中實(shí)時(shí)檢測鋼軌2與車輪1之間的摩擦力，將該摩擦力傳送至控制器，控制器根據(jù)摩擦力的變化調(diào)整第一驅(qū)動裝置6或第二驅(qū)動裝置的驅(qū)動力大小，從而實(shí)現(xiàn)對滾動接觸疲勞受力狀態(tài)的真實(shí)模擬。[0055] 在一個(gè)實(shí)施例中，走動部還包括固定架52。固定架52設(shè)置在支撐架的底板14上，用于安裝第二驅(qū)動裝置并保證試驗(yàn)過程穩(wěn)定、所得數(shù)據(jù)精確。[0056] 參照圖1和2，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，該疲勞試驗(yàn)機(jī)還包括溫度力加載系統(tǒng)，該溫度力加載系統(tǒng)包括加載反力架43和第三驅(qū)動裝置。加載反力架43設(shè)置在移動小車上，以隨著小車移動。第三驅(qū)動裝置被保持在加載反力架43上，可以隨著小車移動，并且分別與控制器和移動小車上的鋼軌2相連接，以根據(jù)控制器的指令向鋼軌2加載沿著鋼軌2長度方向的力。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，第三驅(qū)動裝置包括第三液壓作動器41和溫度力傳感器42，其中第三液壓作動器41設(shè)置在加載反力架43上且與控制器相連接，第三液壓作動器41的活塞部與鋼軌2相連接，以根據(jù)控制器的指令向鋼軌2加載交變載荷；溫度力傳感器42設(shè)置在鋼軌2上且與控制器相連接，以實(shí)時(shí)檢測溫度力并將其傳送至控制器。這樣，可以通過第三液壓作動器41向鋼軌2加載疲勞交變載荷，從而實(shí)現(xiàn)對鋼軌2使用中受到的因環(huán)境的溫度變化而產(chǎn)生的應(yīng)力的模擬，使疲勞試驗(yàn)的結(jié)果更加真實(shí)。[0057] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，該雙驅(qū)動輪軌實(shí)物滾動接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)還包括橫向力加載系統(tǒng)。該橫向力加載系統(tǒng)包括設(shè)置在支撐架上且與中心軸33相連接第四驅(qū)動裝置，以向中心軸33加載垂直于鋼軌2的長度方向的橫向力，該橫向力進(jìn)一步作用在車輪1上，使車輪1的輪緣相對于鋼軌2產(chǎn)生垂直于鋼軌2的長度方向的加載力，從而實(shí)現(xiàn)對機(jī)車轉(zhuǎn)彎時(shí)車輪1與鋼軌2之間的受力狀態(tài)的模擬。[0058] 在一個(gè)實(shí)施例中，第四驅(qū)動裝置包括第四液壓作動器31和橫向力傳感器32。第四液壓作動器31設(shè)置在支撐架上且與控制器相連接，并且第四液壓作動器31的活塞部與中心軸33的一端相連接。這樣，第四液壓作動器31可以根據(jù)控制器的指令向中心軸33加載橫向力。橫向力傳感器32設(shè)置在第四液壓作動器31與中心軸33之間并與控制器相連接，以實(shí)時(shí)檢測中心軸33受到的橫向力的數(shù)據(jù)，同時(shí)將檢測到的橫向力數(shù)據(jù)傳送至控制器，以使控制器根據(jù)收到的橫向力數(shù)據(jù)調(diào)整第四液壓作動器31的動作。[0059] 下面參照圖1和2說明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的雙驅(qū)動輪軌實(shí)物滾動接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)中的支撐架的結(jié)構(gòu)做詳細(xì)說明。支撐架包括多個(gè)立柱11、支撐在多個(gè)立柱11上的上橫梁12、底板14和嵌套在多個(gè)立柱11上的滑動橫梁13。多個(gè)立柱11限定了支撐架的高度，并且在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中多個(gè)立柱11的數(shù)量為4個(gè)。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是立柱11的數(shù)量還可以是5個(gè)、6個(gè)或者更多個(gè)。上橫梁12為支撐架的頂部結(jié)構(gòu)，可以用于支撐其上安裝的驅(qū)動裝置。底板14為該疲勞試驗(yàn)機(jī)的底部結(jié)構(gòu)，走動部中的移動小車和固定架52均可設(shè)置在底板14上。中心軸33與滑動橫梁13相連接以使中心軸33可以沿著立柱11滑動，從而調(diào)整車輪1與鋼軌2之間的垂向壓力。[0060] 在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的雙驅(qū)動輪軌實(shí)物滾動接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)還包括垂向力加載系統(tǒng)，該垂向力加載系統(tǒng)包括加載框架23和第五驅(qū)動裝置。加載框架23通過軸承24與中心軸33相連接，以便于第五驅(qū)動裝置的驅(qū)動力加載到中心軸33。第五驅(qū)動裝置分別與上橫梁12、加載框架23以及控制器相連接，從而根據(jù)控制器的指令通過加載框架23向中心軸33加載垂向力使中心軸33沿著立柱11滑動。這樣，通過第五驅(qū)動裝置向中心軸33加載一定的垂向載荷，從而模擬不同載荷情況下的鋼軌2受力情況。

[0061] 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，第五驅(qū)動裝置包括第五液壓作動器21和垂向力傳感器22。第五液壓作動器21設(shè)置在上橫梁12上且分別與加載框架23和控制器相連接，以根據(jù)控制器的指令向加載框架23加載垂向力。垂向力傳感器22設(shè)置在第五液壓作動器21和加載框架23之間并與控制器相連接，從而實(shí)時(shí)檢測加載框架23處的垂向力數(shù)據(jù)并將該垂向力數(shù)據(jù)傳送至控制器，使控制器可以根據(jù)垂向力數(shù)據(jù)調(diào)整第五液壓作動器21的動作。這樣，該雙驅(qū)動輪軌實(shí)物滾動接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)可以模擬不同載荷下鋼軌2的受力情況。

[0062] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明公開的雙驅(qū)動輪軌實(shí)物滾動接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)的工作流程進(jìn)行詳細(xì)說明。分別將試驗(yàn)鋼軌2和試驗(yàn)車輪1安裝在走動部和中心軸33上，并通過第五液壓作動器21向加載框架23加載向下的垂向力，以使中心軸33沿著立柱11向下滑動、調(diào)整車輪1的高度，以模擬鋼軌2受到的垂向載荷。啟動走動部和第一驅(qū)動裝置6，當(dāng)走動部的第二驅(qū)動裝置向鋼軌2提供的驅(qū)動力為零時(shí)，由第一驅(qū)動裝置6向車輪1提供驅(qū)動力，進(jìn)入車輪驅(qū)動模式(如圖3A所示)，此時(shí)第一驅(qū)動裝置6通過中心軸33驅(qū)動車輪1轉(zhuǎn)動并帶動鋼軌2向左側(cè)水平移動；當(dāng)?shù)谝或?qū)動裝置6向車輪1提供的驅(qū)動力為零時(shí)，由第二驅(qū)動裝置向鋼軌2提供驅(qū)動力，進(jìn)入鋼軌驅(qū)動模式(如圖3B所示)，此時(shí)鋼軌2向右側(cè)水平移動并帶動車輪1轉(zhuǎn)動，此時(shí)車輪1加載給鋼軌2的摩擦力為阻礙鋼軌2移動的阻力，其方向如圖中箭頭所示，依然向左。在此過程中，由設(shè)置在走動部中的移動小車上的摩擦力傳感器56實(shí)時(shí)檢測車輪1與鋼軌2之間的摩擦力，在車輪驅(qū)動模式和鋼軌驅(qū)動模式中保持車輪1與鋼軌2之間的摩擦力恒定，并以此調(diào)整第一驅(qū)動裝置6和第二驅(qū)動裝置提供的驅(qū)動力的大小。同時(shí)，根據(jù)試驗(yàn)需要可以通過第三驅(qū)動裝置向鋼軌2加載沿著鋼軌2長度方向的縱向疲勞交變載荷，以模擬鋼軌2受到的溫度應(yīng)力，檢測溫度應(yīng)力對無縫線路鋼軌2軌頭內(nèi)部裂紋萌生和擴(kuò)展的影響；根據(jù)試驗(yàn)需要還可以通過第四驅(qū)動裝置向中心軸33加載垂直于鋼軌2的長度方向的橫向載荷，以模擬機(jī)車轉(zhuǎn)彎時(shí)鋼軌2受到的橫向力。

[0063] 由上述說明可以知道，本發(fā)明公開的雙驅(qū)實(shí)物輪軌滾動接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)能夠準(zhǔn)確模擬鋼軌應(yīng)用中的實(shí)際受力狀態(tài)，從而獲得鋼軌母材疲勞性能的真實(shí)數(shù)據(jù)。其中，采用車輪與鋼軌的雙驅(qū)動模式能夠成倍提高試驗(yàn)效率，縮短試驗(yàn)周期，降低試驗(yàn)成本，并且可以模擬鋼軌實(shí)際的滾動接觸疲勞受力狀態(tài)，從而確保模擬出真實(shí)的軌頭內(nèi)部裂紋形貌和失效狀態(tài)。同時(shí)，通過在被測鋼軌上加載縱向疲勞交變載荷，從而實(shí)現(xiàn)模擬鋼軌受到的溫度應(yīng)力。