CN102837709B - 用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检测装置 - Google Patents
用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检测装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检测装置，包括固定架、传感器安装总架、用于测量横向位移的传感器和用于测量垂向位移的传感器；固定架上端匹配地固装在火车车厢连通部半圆筒箱体上端，固定架下端与火车车厢连通部半圆筒箱体下端的箱体边缘匹配地固装在一起；传感器安装总架上端设有固定片，下端设安装板；传感器安装总架通过固定片固装在固定架的外表面上；用于测量垂向位移的传感器固装在传感器安装总架的内侧面上；用于测量横向位移的传感器固装在安装板的下端面上。本发明结构简单、方便实用、安装更加牢固，保证了电涡流传感器和激光传感器的使用要求，并可以根据需要调节激光传感器光束照在铁轨上的角度。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检测装置。
背景技术
随着神华铁路运输需求的逐年增加，提高列车行驶速度、开行大轴重列车、开行万吨甚至两万吨重载列车是提高神华铁路运输能力的主要措施，其中重载铁路空载车辆运行提速是增加重载铁路运力和工作效率的有利手段，但因空载时车辆垂向作用力的减小，空载车辆的脱轨系数要大于满载车辆，因此重载铁路空载车辆提速后容易发生脱轨事故，为了防止此类情况的发生，列车空载返回时的运行速度通常低于满载时的运行速度。为了适应神华铁路快速发展的需要，需要研发重载铁路空载车辆脱轨预警系统，提升神华铁路运输能力，保证铁路运输安全。
此脱轨预警系统包括安装在列车上的重载铁路空载车辆综合检测系统（简称检测系统）和脱轨分级报警处理系统（简称报警系统），车辆综合检测系统自动检测车辆运行过程中轮轨间相互作用力、相对位移以及振动加速度等状态参数。脱轨分级报警处理系统根据检测数据预判车辆脱轨倾向，并对其进行分级报警处理。该系统的研究将在理论上提出结合脱轨系数和轮轨相对位移的综合脱轨评价标准，确定不同列车编组形式、不同线路区段的重载铁路空车运行速度目标值。检测系统的位移测量部分负责检测轮轨间横向和垂向相对位移，采用非接触的测量方式。
发明内容
本发明的目的在于改进现有技术的缺陷，而提供一种用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检测装置。该装置结构简单、方便实用、安装更加牢固，保证了电涡流传感器和激光传感器的使用要求，并可以根据需要调节激光传感器光束照在铁轨上的角度。
为实现上述目的，本发明提供一种用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检测装置，该装置包括安装于火车车厢连通部半圆筒箱体上的固定架、传感器安装总架、用于测量横向位移的传感器和用于测量垂向位移的传感器；
所述的固定架上端匹配地固装在火车车厢连通部半圆筒箱体上端的凸出边缘上，所述固定架下端与所述火车车厢连通部半圆筒箱体下端的箱体边缘匹配地固装在一起；
所述传感器安装总架上端设有向内弯折的固定片，下端固设有向外弯折安装板；传感器安装总架通过固定片固装在所述固定架的外表面上；
所述用于测量垂向位移的传感器固装在所述传感器安装总架的内侧面上；
所述用于测量横向位移的传感器固装在所述安装板的下端面上。
进一步的，所述的固定架上端通过卡夹匹配地固装在火车车厢连通部半圆筒箱体上端的凸出边缘上，所述固定架下端通过固定夹与所述火车车厢连通部半圆筒箱体下端的箱体边缘匹配地固装在一起。
进一步的，所述固定片与传感器安装总架的下端之间设有加强筋，所述传感器安装总架上端还设有至少一个用于与所述固定架的外表面相连接固定的辅助固定片。
进一步的，所述用于测量垂向位移的传感器通过一T型传感器安装架固装在所述传感器安装总架的内侧面上；所述的T型传感器安装架包括横向固定板和竖向固定板，所述横向固定板与传感器安装总架的内侧面固定连接在一起，所述用于测量垂向位移的传感器固装在所述竖向固定板上，且该竖向固定装板上设有用于调节所述用于测量垂向位移的传感器光束照在铁轨上角度的圆弧槽口。竖向固定装板上的外端设有安装孔，内端开有圆弧槽口；用于测量垂向位移的传感器（即激光传感器）的一端与竖向固定装板的外端安装孔固定，另一端通过圆弧槽口改变激光传感器与水平方向的角度，这样设置的目的在于：有利于消除T型传感器安装架在实际安装时不能保证绝对水平的问题，提高了激光传感器检测的精度。
进一步的，所述用于测量横向位移的传感器为电涡流传感器，所述用于测量垂向位移的传感器为激光传感器。
进一步的，所述用于测量垂向位移的传感器包括两个激光传感器，所述的两个激光传感器对称安装在所述T型激光安装架竖向固定板两侧的板面上，并保证两个激光传感器基于轮轨中心对称安装。因为车轮与铁轨之间存在横向位移和垂向位移，铁轨与车轮有效接触的表面并不是水平面，如果只安装一个激光传感器测量垂向位移，车轮与铁轨之间的横向位移也会导致激光传感器检测的输出值发生变化，将两个激光传感器基于轮轨中心对称安装，这样可以消除轮轨之间的横向位移对垂向位移检测的干扰，提高垂向位移检测的精度。
进一步的，所述电涡流传感器位于铁轨正上方25mm处。
进一步的，所述激光传感器与铁轨之间的距离为250mm-750mm。
进一步的，所述激光传感器与铁轨之间的距离为350mm。为了保证各安装架（固定架、传感器安装总架、T型传感器安装架）之间不发生干涉并且保证激光传感器与被检测面之间的距离在要求范围内，在实际的安装中选择激光传感器与铁轨之间的距离为350mm。
进一步的，所述传感器安装总架由不导磁材料制成。
本发明能够安装在重载车辆的车厢底部的箱体上，与以往安装在货车转向架上的固定装置相比，结构简单、方便实用、安装更加牢固，保证了电涡流传感器和激光传感器的使用要求。
附图说明
图1为本发明的整体结构立体示意图之一。
图2为本发明的整体结构立体示意图之二。
图3为本发明的整体结构主视图。
图4为本发明的整体结构右视图。
图5为本发明的整体结构俯视图。
图6为本发明中传感器安装总架与T型传感器安装架的装配示意图之一。
图7为本发明中传感器安装总架与T型传感器安装架的装配示意图之二。
图8为本发明中固定架的结构示意图。
图9为本发明中传感器安装总架的结构示意图。
图10为本发明中T型传感器安装架的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的具体实施方式。
如图1至10所示，一种用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检测装置，该装置包括安装于火车车厢连通部半圆筒箱体1上的固定架2、由不导磁材料制成传感器安装总架3、T型传感器安装架8、一个用于测量横向位移的电涡流传感器4和两个用于测量垂向位移的激光传感器5；所述的固定架2上端通过卡夹6匹配地固装在火车车厢连通部半圆筒箱体1上端的凸出边缘11上，所述固定架2下端通过固定夹7与所述火车车厢连通部半圆筒箱体1下端的箱体边缘12匹配地固装在一起；
所述传感器安装总架3上端设有向内弯折的固定片31，且该传感器安装总架3上端还设有一个用于与所述固定架2的外表面相连接固定的辅助固定片34。
传感器安装总架3下端固设有向外弯折安装板32；传感器安装总架3通过固定片31固装在所述固定架2的外表面上，固定片31与传感器安装总架3的下端之间设有加强筋33；电涡流传感器4固装在所述安装板32的下端面上。
所述T型传感器安装架8固装在所述传感器安装总架3的内侧面上；其包括横向固定板81和竖向固定板82，横向固定板81与传感器安装总架3的内侧面固定连接在一起，两个激光传感器5对称安装在所述T型激光安装架8竖向固定板82两侧的板面上，并保证两个激光传感器5基于轮轨中心对称安装，且该竖向固定装板82上设有用于调节激光传感器5光束照在铁轨9上角度的圆弧槽口821。
所述电涡流传感器4位于铁轨9正上方25mm处，所述激光传感器5与铁轨9之间的距离为350mm。
本发明所提供的检测装置是脱轨预警系统上空载车辆综合检测系统的一部分。由轮轨之间的相对位移、相互作用力以及振动加速度等参数，结合相应的脱轨判据预判车辆脱轨倾向。
重载车辆的车厢底部安装了与车厢连通的半圆筒箱体1，以此提高货车的运输量；半圆筒箱体1与车轮相对位置不变，所述检测装置固定安装在火车车厢连通部的半圆筒箱体1上。半圆筒箱体1的上端伸出与水平方向成8.3°长160mm的钢板，箱体1两端箱盖的突出边缘11厚度为15mm。固定架2上端通过卡夹6匹配地固装在半圆筒箱体1上端的凸出边缘11上，固定架2下端通过固定夹7与半圆筒箱体1下端边缘12匹配地固装在一起。
具体安装时需保证固定架2的中心面和铁轨9的中心面位置重合，并用四个M16的紧固螺钉加固固定架2与半圆筒箱体1的连接。T型激光安装架8的横向固定板81与传感器安装总架3内侧面之间通过螺栓固定，两个激光传感器5通过螺栓对称安装在T型激光安装架8竖向固定板82两侧的板面上，并保证两个激光传感器5基于轮轨中心对称安装，且该竖向固定装板82上设有圆弧槽口821，圆弧槽口821用以调整激光传感器5光束照在铁轨9上的角度。最后将电涡流传感器4固定在传感器安装总架3的安装板32下端面上，并调整其横向位置，保证电涡流传感器4的中心位置和铁轨9的中心位置重合。
本文中所采用的描述方位的词语“上”、“下”、“左”、“右”等均是为了说明的方便基于附图中图面所示的方位而言的，在实际装置中这些方位可能由于装置的摆放方式而有所不同。
综上所述，本发明所述的实施方式仅提供一种最佳的实施方式，本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而熟悉本项技术的人士仍可能基于本发明所揭示的内容而作各种不背离本发明创作精神的替换及修饰；因此，本发明的保护范围不限于实施例所揭示的技术内容，故凡依本发明的形状、构造及原理所做的等效变化，均涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检测装置，其特征在于：该装置包括安装于火车车厢连通部半圆筒箱体(1)上的固定架(2)、传感器安装总架(3)、用于测量横向位移的传感器和用于测量垂向位移的传感器；
所述的固定架(2)上端匹配地固装在火车车厢连通部半圆筒箱体(1)上端的凸出边缘(11)上，所述固定架(2)下端与所述火车车厢连通部半圆筒箱体(1)下端的箱体边缘(12)匹配地固装在一起；
所述传感器安装总架(3)上端设有向内弯折的固定片(31)，下端固设有向外弯折安装板(32)；传感器安装总架(3)通过固定片(31)固装在所述固定架(2)的外表面上；
所述用于测量垂向位移的传感器固装在所述传感器安装总架(3)的内侧面上；
所述用于测量横向位移的传感器固装在所述安装板(32)的下端面上；
所述用于测量垂向位移的传感器通过一T型传感器安装架(8)固装在所述传感器安装总架(3)的内侧面上；所述的T型传感器安装架(8)包括横向固定板(81)和竖向固定板(82)，所述横向固定板(81)与传感器安装总架(3)的内侧面固定连接在一起，所述用于测量垂向位移的传感器固装在所述竖向固定板(82)上，且该竖向固定装板(82)上设有用于调节所述用于测量垂向位移的传感器光束照在铁轨上角度的圆弧槽口(821)。
2.根据权利要求1所述的用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检测装置，其特征在于：所述的固定架(2)上端通过卡夹(6)匹配地固装在火车车厢连通部半圆筒箱体(1)上端的凸出边缘(11)上，所述固定架(2)下端通过固定夹(7)与所述火车车厢连通部半圆筒箱体(1)下端的箱体边缘(12)匹配地固装在一起。
3.根据权利要求2所述的用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检测装置，其特征在于：所述固定片(31)与传感器安装总架(3)的下端之间设有加强筋(33)，所述传感器安装总架(3)上端还设有至少一个用于与所述固定架(2)的外表面相连接固定的辅助固定片(34)。
4.根据权利要求1所述的用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检测装置，其特征在于：所述用于测量横向位移的传感器为电涡流传感器(4)，所述用于测量垂向位移的传感器为激光传感器(5)。
5.根据权利要求4所述的用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检测装置，其特征在于：所述用于测量垂向位移的传感器包括两个激光传感器(5)，所述的两个激光传感器(5)对称安装在所述T型传感器安装架(8)竖向固定板(82)两侧的板面上。
6.根据权利要求5所述的用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检测装置，其特征在于：所述电涡流传感器(4)位于铁轨(9)正上方25mm处。
7.根据权利要求6所述的用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检测装置，其特征在于：所述激光传感器(5)与铁轨(9)之间的距离为250mm-750mm。
8.根据权利要求7所述的用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检测装置，其特征在于：所述激光传感器(5)与铁轨(9)之间的距离为350mm。
9.根据权利要求8所述的用于重载铁路空车车辆脱轨预警系统上的检测装置，其特征在于：所述传感器安装总架(3)由不导磁材料1Cr18Ni9Ti制成。
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