１ 铁路计轴 器简介
１ ． １铁路计轴器的用途 轨 道 计 轴 器 用 以检 测 列 车 通 过 铁 路 上 某 一 点 （ 计 轴 点 ）的 车轴 数 ， 以检 查 两个 计 轴 点 之 间 或 轨 道 区段 内 的空 间情 况 ，或 判 定 列 车通 过 计 轴 点 的
时 间 ，实 现 对 车 辆 运 行 方 向 、通 过 的轴 数 和 车速
车辆 “ 有 ”或 “ 无 ” 的轨 道 电路 ， 已远 远 不能 满
足 生产 和管 理 的需 要 了 。 从 七 十 年 代 起 ，各 类 新 型 计 轴 器 层 出不 穷 。 目前 ，市 面 上 无 论 国外 引进 的还 是 国产 的这 些 品 种 多 样 的 计 轴 器 ，其 开 发 原 理 不 外 乎 利 用 电磁 感 应 、 超 声 波 、 红 外 传 感 等 基 础 理 论 ，其 中 电磁 感
中图分类号 ：Ｔ Ｈ １ ２ ２ 文献标 识码 ：Ａ
文章 编号 ：１ ０ ０ ９ — ０ １ ３ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ８ （ 下） 一０ ０ ９ １ — ０ ３
Ｏ ｏ ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ Ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ９ －０ １ ３ ４ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ８ （ 下） ． ２ ７
收稿 日期：２ ０ １ ３ － ０ ６ － ２ １ 基金项 目：内蒙古 自治 区教 育厅 科研 项 目：铁路计轴器的研发 作者简介：王宏伟 （ １ ９ ７ ２一），女，副教授 ，硕士 ，主要从事机 电、数控专业结合 方向的研 究。
ｌ
匐 地
基于感测应 力集中变形 的铁 路计轴器结构 设计
Ｔｈ ｅ ｒ ａｉ ｌ ｗ ａｙ ａｘｌ ｅ ｃｏｕｎｔ ｅｒ ｓｔ ｒ ｕｃｔ ｕｒ ａｌ ｄｅｓｉ ｇｎ ｂａｓ ｅｄ ｏｎ ｓ ｅｎｓ ｉ ｎｇ ｄｅｆ ｏｒ ｍ ａｔ ｉ ｏｎ
ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｓｔ ｒ ｅｓｓ ｃｏｎｃｅｎｔ ｒ ａｔ ｉ ｏｎ
有效 的检 测 到这 一变 形 ， 成 为 支持 这 一 设 计 思路 的
核心 问题 。
１ ． ２ 铁路计轴器的发展现状及应用需求
国 内普 遍 采 用 “ 轨 道 电 路 ”技 术 ，即 利 用 钢
轨 作 为 信 息 传 输 通 道 。尽 管 上 述 轨 道 电路 技 术 有
着 明显 的 缺 点 （ 如 道 渣 、 轨枕 的漏 泄 是个 随机 量 ， 从 而 导 致 轨 道 电路 工 作 不 可靠 等 ） ，但 是 因为 它设 备 简单 且 节 省 投 资 ，所 以一 直 未被 淘汰 。 然 而 ， 随 着 电力 机 车 的 发展 ，现 代 化 的 物 流 管理 要 求对 机 车 和 车 辆 进 行 精 确 计 数 ， 只能 反 映 一 段 轨 道 上
过 对 国 内多 个 大 型 铁 路 站 场 的 了 解 ，确 实 急 需 高
可 靠性 的计 轴器 。
的 一 个 重 要 环 节 。根 据 “ 前 方 轨 道 区段 是 否 有 列 车 占用 ”这 一 信 息 才 能 决 定 后 续 列 车 的行 驶 速 度 （ Ａ－ 轴器设计新思路
２ ． １ 计轴器感测对象 我 们 说 ，铁 轨 在 机 车 轮 对 经 过 时 ，在 力 的作
用 下 ， 必 会 发 生 力 学 变形 。 而这 个 变 形 量 是 唯 一 的 ， 不 可 能 受 到其 他 的干 扰 和 混 淆 。所 以 ，在 列 车运 行过 程 中 ，要 检 测通 过 铁 轨 上 某 一 点 （ 计 轴 点 ） 的 车轴 数 ，最 直 观 可 靠 的检 测对 象 ，就 是 这 个 力 学变 形 量 。那 么 ，在 整 个 铁 轨 上 ， 怎样 才 能 找 到 这 个 可 以 方便 进 行 检 测 的变 形 ，并 且 如 何 能
２ ． ２ 瓶颈 问题 经 过 多 次 的 实 验 研 究 已 经 得 出 ： 当车 轮 通 过 轮 轨 ， 在轮 轨 上 所 施 加 的载 荷 是 一 种 接 触 应 力 ， 其 造 成 的主 要 结 果 是 使 轮 轨 表 面 产 生 塑 性 变 形 ， 而 对 轮 轨 内部 其 他 部 位 所 造 成 的 变 形 是 在 微 米 级
的 实 时 监 控 的设 备 。在 铁 路 自控 、遥 控 技 术 中 ，
对于 “ 列 车 占用 轨 道 ”情 况 的检 测是 整 个 系统 中
应 类 最 多 。但 是 ，他 们 在 应 用 现 场 中 （ 特 别 是 环
境 较 为 恶 劣 的工 业 企 业 、矿 山等 ）常 常 会 出现 错
记 、漏 记 、 多记 等 情 况 ，这 在 设 备 安 全 性 与 可 靠 性 直 接涉 及 到 旅 客 生 命 和 财 产 安 全 的 铁 路 运 输 生 产 和 控制 管理 中，并 且 对设 备具 有 “ 故 障－ 安全 ” 导 向性 能 的强 制 性 要 求 下 ，是 决 然 不 能 有 的 。 所 以 ，这 些 产 品始 终 不 能 完 全 投 入 到 现 场使 用 。 经
王宏伟，王春明，于冠东
Ｖ Ｖ ＡＮＧ Ｈｏ ｎ ｇ ． ｗｅ ｉ 。Ｗ ＡＮＧ Ｃｈ ｕ ｎ — ｍｉ ｎ ｇ ，ＹＵ Ｇｕ ａ ｎ — ｄ ｏ ｎ ｇ
（ 包 头钢铁 职业技术学院 ，包头 ０ １ ４ ０ １ ０ ）
摘 要 ： 铁路 计轴器是对车辆运行方 向、通过 的轴数和 车速的实时监 控设 备。目前 ，市面上品种多样的 计轴器其 开发原 理以 电磁 感应类最 多。但是 由于安 全可靠性 问题无法 真正投入使 用。本论 文 创新思路 ，以应 力集中变 形作为感 测对象 ，进行新 型计轴器 的研发 ，并且详细介 绍了本计 轴 器的工作 原理 、具体结构 设计 、安装过程 及现场实 地测试过程 及结果 。说明 了该 计轴器的 实 用性、先进性以及安全可靠性 。 关键词 ：计轴器 ；应力集中 ；结构设计 ；实验测试