CN103852039A - 一种制动管法兰测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制动管法兰测量装置，包括定位装置和位移传感器；所述定位装置与制动管法兰连接，用于将所述制动管法兰固定在预设位置，所述位移传感器与所述制动管法兰对应设置，用于检测所述制动管法兰的各端面的高度。采用这种结构，工作过程中，定位装置将制动管法兰的位置固定在预设位置，以避免制动管法兰在测量过程中位置变化从而影响测量精度，然后利用位移传感器测量制动管法兰的各个端面的高度，不一样的高度通过不同的电信号反应出来，并且通过差值算法能够计算出两个不同端面的高度差，因此，能够精确地获取上述接头体密封槽深度和接头体的凸出高度。与现有技术相比，上述测量装置既具有较高的测量精度，并且成本也较低。

Description

一种制动管法兰测量装置

技术领域

本发明涉及铁路运输技术领域，尤其涉及一种铁路货车用的制动管法兰测量装置。

背景技术

铁路货车的制动管法兰是铁路车辆制动系统的关键部件，它的质量直接关系到车辆制动系统的安全性和可靠性，直接影响到车辆的运行安全。

请参考图1和图2，图1和图2分别为现有技术中制动管法兰的主视图和俯视图；该制动管法兰100由接头体102和法兰体101两部分组成，接头体102套装在法兰体101内部。根据铁路货车的检修技术规定：

第一，上述法兰的接头体102密封槽深度H应在4.5mm～5mm范围内。超出该范围则为不合格法兰，应当更换新管，或者按照图样规定重新加工至规定范围，从而保证接头体102加工面与密封图槽面的平行度。

第二，上述法兰的接头体102端面相对于法兰体101的凸出高度h应在0.1mm～0.5mm范围内。当-0.7mm≤h＜0.1mm时，可在法兰体101与接头体102间加一定厚度的调整垫片103，如图3所示，该图为图1所示的制动管法兰增加调整垫片的结构示意图，以使制动管法兰符合技术规定；当h＜-0.7mm时，应更换新制动管法兰。

因此，我们需要对该制动管法兰的接头体102密封槽深度H和接头体102凸出高度h进行准确而快速的检测，才能准确判断该法兰是否符合规范，进而采取相应的调整措施，完成检修。

现有技术中通常采用两种方法检测：第一种方法采用人工操持游标卡尺或样板来检测法兰接头，这种方法的缺点是误差大、准确性差并且效率较低；第二种方法采用三坐标测量仪来检测法兰接头，该技术的缺点是成本太高，三坐标测量仪器的价格普遍不低于数十万美元，而且三坐标测量设备较为庞大，另外，该设备对安装使用的环境要求较高，对环境的适应性较差。

有鉴于此，亟待针对上述技术问题，另辟蹊径设计一种新型的制动管法兰测量装置，使其既能保证较高的测量准确度和较小的误差，并且具有成本较低的特点。

发明内容

本发明的目的为提供一种制动管法兰测量装置，该测量具有较高的测量准确度和较小的误差，并且生产成本较低。

为解决上述技术问题，本发明提供一种制动管法兰测量装置，包括定位装置和位移传感器；所述定位装置与制动管法兰连接，用于将所述制动管法兰固定在预设位置，所述位移传感器与所述制动管法兰对应设置，用于检测所述制动管法兰的各端面的高度。

优选地，所述定位装置包括夹套和压紧机构，所述制动管法兰支撑于所述夹套上，所述压紧机构用于将所述制动管法兰压紧于所述测量装置的下壳体下方。

优选地，所述夹套两侧设有与所述制动管法兰的法兰体的通孔对应的第一圆柱凸台，所述法兰体套装于所述第一圆柱凸台。

优选地，所述压紧机构包括设于所述制动管法兰上方的压块和连接块，所述压块两侧设有与所述第一圆柱凸台对应的第二圆柱凸台，所述压块中部还设有第三圆柱凸台，所述第三圆柱凸台与所述制动管法兰的接头体的端面贴合、且与所述接头体具有间隙，所述第二圆柱凸台与所述第一圆柱凸台对应设置，且插装于所述通孔中；所述连接块设于所述压块上、且上端与所述下壳体可拆卸连接。

优选地，所述连接块和所述下壳体的对应位置处设有第一阶梯孔，所述连接块通过设于所述第一阶梯孔中的螺栓组件与所述下壳体连接。

优选地，所述连接块还设有第二阶梯孔，所述连接块通过设于所述第二阶梯孔中的调节部件抵紧所述压块。

优选地，所述调节部件包括从上到下依次连接的紧定螺钉、弹簧和顶头，所述顶头抵紧所述压块。

优选地，所述夹套的顶端设有向内侧延伸的弯折部，所述连接块的底端设有向外侧延伸的凸缘，所述弯折部的底壁与所述凸缘的顶壁贴合。

优选地，所述位移传感器为激光位移传感器。

优选地，还包括电驱动装置，所述电驱动装置上设有铰接轴，所述激光位移传感器通过所述铰接轴与所述电驱动装置回转连接，以使所述激光位移传感器的检测范围覆盖整个制动管法兰。

优选地，还包括控制器，所述控制器用于接收所述位移传感器输出的电信号，并根据所述电信号判断所述制动管法兰是否合格，且在所述制动管法兰不合格时计算并输出调整策略。

本发明提供一种制动管法兰测量装置，包括定位装置和位移传感器；所述定位装置与制动管法兰连接，用于将所述制动管法兰固定在预设位置，所述位移传感器与所述制动管法兰对应设置，用于检测所述制动管法兰的各端面的高度。

采用这种结构，工作过程中，定位装置将制动管法兰的位置固定在预设位置，以避免制动管法兰在测量过程中位置变化从而影响测量精度，然后利用位移传感器测量制动管法兰的各个端面的高度，不一样的高度通过不同的电信号反应出来，并且通过差值算法能够计算出两个不同端面的高度差，因此，能够精确地获取上述接头体密封槽深度和接头体的凸出高度。与现有技术相比，上述测量装置既具有较高的测量精度，并且成本也较低。

附图说明

图1和图2分别为现有技术中制动管法兰的主视图和俯视图；

图3为图1所示的制动管法兰增加调整垫的结构示意图；

图4为本发明所提供测量装置的一种具体实施方式的立体图；

图5和图6分别为图4的主视图和俯视图；

图7为图5中的夹套的主视图；

图8为图5中的夹套的俯视图，并示出了夹套与制动管法兰的装配图；

图9和图10为图4中的压块的主视图和俯视图；

图11为图5中的连接块的俯视图；

图12为图11的A-A向剖视图；

图13为图5中调节部件连接处的局部放大图；

图14为本发明所提供测量装置的另一种实施方式的结构示意图。

其中，图1至图14中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

制动管法兰100；法兰体101；通孔1011；接头体102；调整垫片103；

定位装置1；夹套11；弯折部111；第一圆柱凸台112；压紧机构12；压块121；第二圆柱凸台121a；第三圆柱凸台121b；连接块122；第一阶梯孔122a；螺栓组件122b；第二阶梯孔122c；调节部件122d；凸缘122e；紧定螺钉122d1；弹簧122d2；顶头122d3；

位移传感器2；

电驱动装置3；铰接轴31；

下壳体4；

滑动机构5；滑块51；导轨52；皮带传动机构53；

显示屏6。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种制动管法兰测量装置，该测量装置通过设置位移传感器和定位装置实现了对制动管法兰端面位置的精确测量，并且还具有结构简单、成本较低的特点。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图4至图6，图4为本发明所提供测量装置的一种具体实施方式的立体图；图5和图6分别为图4的主视图和俯视图。

在一种具体实施方式中，如图4至图6所示，本发明提供一种测量装置，用于测量制动管法兰的接头体102密封槽深度H和接头体102端面相对于法兰体101的凸出高度h。该测量装置包括电驱动装置3、壳体、定位装置1和位移传感器2。壳体是测量装置的整体框架，该壳体包括上壳体、下壳体4和侧面壳体；定位装置1与制动管法兰连接，用于将制动管法兰固定在预设位置，并保证法兰体101和接头体102相对位置固定不变，位移传感器2与制动管法兰对应设置，其在电驱动装置3的驱动作用下，能够检测制动管法兰的各端面的高度。

采用这种结构，工作过程中，定位装置1将制动管法兰的位置固定在预设位置，以避免制动管法兰在测量过程中位置变化从而影响测量精度，然后利用位移传感器2测量制动管法兰的各个端面的高度，不一样的高度通过不同的电信号反应出来，并且通过差值算法能够计算出两个不同端面的高度差，因此，能够精确地获取上述接头体102密封槽深度H和接头体102的凸出高度h。与现有技术相比，上述测量装置既具有较高的测量精度，并且成本也较低。

还可以进一步设置上述定位装置1的具体结构。

请参考图5、图7和图8、图7为图5中的夹套的主视图；图8为图5中的夹套的俯视图，并示出了夹套与制动管法兰的装配图。

在另一种具体实施方式中，如图7和图8所示，上述定位装置1包括夹套11和压紧机构12，制动管法兰100支撑于夹套11上，压紧机构12用于将制动管法兰100压紧于测量装置的下壳体4下方。

由于制动管法兰100包括法兰体101和接头体102，接头体102支撑于法兰体101中部，因此如果不对制动管法兰进行上下夹紧，容易接头体102相对于法兰体101发生竖直方向位移，影响测量的准确性。采用上述结构的定位装置1后，夹套11从下方支撑制动管法兰100，压紧机构12从上方压紧制动管法兰100，限制了制动管法兰100在竖直方向的位移，并将其固定于测量部件的下壳体4上，不仅保证了制动管法兰相对于下壳体4的位置不变，并且还保证了接头体102相对于法兰体101的位置固定性。

还可以进一步设置上述压紧结构的具体结构。

具体的方案中，上述夹套11两侧可以设有与制动管法兰100的法兰体101的通孔1011对应的第一圆柱凸台112，法兰体101套装于第一圆柱凸台112。这样，两个第一圆柱凸台112限制了法兰体101在平面内的位置，即限制法兰体101两个方向的自由度，起到了较好的定位作用。

请参考图5、图9至图12，图9和图10为图4中的压块的主视图和俯视图；图11为图5中的连接块的俯视图；图12为图11的A-A向剖视图。

具体的方案中，如图9至图12所示，上述压紧机构12包括设于制动管法兰100上方压块121和连接块122，二者独立设置。压块121两侧设有与第一圆柱凸台112对应的第二圆柱凸台121a，压块121中部还设有第三圆柱凸台121b，第三圆柱凸台121b与制动管法兰100的接头体102的端面贴合、且与接头体101具有间隙，第二圆柱凸台121a与第一圆柱凸台112对应设置，且插装于法兰体101的通孔1011中；连接块122设于压块121上，且上端与下壳体4可拆卸连接。

采用这种结构，连接块122将定位装置1与下壳体4连接起来，起到连接作用，将下壳体4施加的作用力传递给压块121，压块121通过第三圆柱凸台121b向下压紧接头体102，保证压紧结构102与法兰体101没有间隙，避免制动管发生竖向位移，限制了制动管法兰100的第三个自由度。第三圆柱凸台121b与法兰体101具有间隙避免第三圆柱凸台121b与法兰体101贴合而不与接头体102贴合。

当然，上述压紧机构12并不仅限于这种结构，还可以采用其他结构，例如仅设置一个固定块在制动管法兰和下壳体4之间，该固定块与下壳体4连接，即同时起到压紧作用和连接作用，这种压紧机构12的结构更加简，只是加工过程和拆装过程略微复杂。

具体的方案中，如图4所示，上述夹套11的顶端还可以设有向内侧延伸的弯折部111，连接块122的底端设有向外侧延伸的凸缘122e，弯折部111的底壁与凸缘122e的顶壁贴合。

采用这种结构，夹套11两侧的弯折部111能够进一步限制连接块122的位置，避免连接块122发生横向位移，进一步保证了定位装置1的定位准确性。

更具体的方案中，上述连接块122和下壳体4的对应位置处可以设有第一阶梯孔122a，连接块122通过设于第一阶梯孔122a中的螺栓组件122b与下壳体4连接。

采用螺栓连接能够简单、方便地连接下壳体4与连接块122，并且这种结构的加工制造成本较低。具体地，第一阶梯孔122a的数目可以为四个，四个第一阶梯孔122a对称设于连接块122两侧，这样保证固定装置与下壳体4的稳定连接，并且使制动管法兰受力对称、位置精准，更进一步增强测量装置的测量准确性。

此外，上述连接块122还可以设有第二阶梯孔122c，连接块122通过设于第二阶梯孔122c中的调节部件122d抵紧压块121。具体地，如图13所示，图13为图5中调节部件连接处的局部放大图；该调节部件122d包括从上到下依次连接的紧定螺钉122d1、弹簧122d2和顶头122d3，顶头122d3抵紧压块121。

采用这种结构，采用上述螺栓组件122b连接下壳体4和连接块122后，再旋紧紧定螺钉122d1，施加向下的作用力，该作用力压缩弹簧122d2，弹簧122d2产生的弹力进一步向下推动顶头122d3，顶头122d3向下顶紧压块121，使夹套11的弯折部111贴紧连接块122的凸缘122e，并使压块121和连接块122脱开，进而压块121向下贴合接头体102，进而接头体102贴合法兰体101，进而法兰体101贴合夹套11。由此可见，采用这种结构的调节部件122d能够起到微调制动管法兰位置的作用，避免制动管法兰在测量过程中接头体102与法兰体101的间隙过大，进一步增强测量装置的测量准确性，并且弹簧122d2的存在保证了调节部件122d的工作灵活性。上述弹簧122d2的形式可以多种多样，例如普通弹簧或者蝶形弹簧等等。上述顶头122d3的形式也可以多种多样，例如顶头122d3的底端可以为半球形，由于半球形顶头的轮廓较为平滑，因此顶头122d3在旋紧紧定螺钉122d1的过程中不会因为应力集中对压板造成损坏。

可以想到，上述调节部件122d并不仅限于上述结构，还可以采用其他结构，例如可以直接采用紧定螺钉122d1作为调节部件122d，该紧定螺钉122d1的底端顶紧压块121，这种调节部件122d的结构非常简单，但是这种调节部件122d的灵活性较差。

还可以进一步限制上述测量装置的位移传感器2的具体结构形式。

在一种具体实施方式中，上述位移传感器2可以具体为激光位移传感器。激光位移传感器通过发射光源发射激光，使光束通过透镜、光路板折射，最后形成电信号返回电路，这种位移传感器2能够保证测量装置具有非常高的测量精度。当然，上述测量装置还可以采用其他种类的位移传感器2，例如电涡流位移传感器和电容位移传感器等。

在另一种具体实施方式中，上述测量装置的电驱动装置3上设有铰接轴31，激光位移传感器通过铰接轴31与电驱动装置3回转连接，以使激光位移传感器的检测范围覆盖整个制动管法兰。

采用这种结构，激光位移传感器能够在每变换一个工作位置，就能输出一组数据，从而对制动管法兰的整个平面均进行测量，并能够在输出的数据中找寻出误差最大的一组数据，然后根据该组数据进行判断、分析和调整，这样能够更进一步增强测量装置的测量准确性。此外，由于激光位移传感器在测量过程中仅绕铰接轴31转动，保证其自身位置的准确性。当然，上述激光位移传感器并不限于这种连接结构，如图14所示，该图为本发明提供测量装置的另一种具体实施方式的结构示意图，上述测量装置还可以设置导轨52和滑块51组成的往复滑动机构5，将激光位移传感器与滑块51连接，电驱动装置3通过皮带传动机构53能够带动滑块51、进而带动激光位移传感器沿导轨52滑动，同样能够实现对整个制动管法兰的检测。只是，滑动过程中激光位移传感器整体发生移动，其自身的位置精确性略差，因此测量后输出的结果也略差。

在另一种具体实施方式中，上述测量装置还可以包括控制器，控制器用于接收位移传感器2输出的电信号，并根据电信号判断制动管法兰是否合格，且在制动管法兰不合格时计算并输出调整策略。

采用这种结构，操作人员可以直接根据控制器输出的调整策略进行调整，无需操作人员根据位移传感器2的输出结果进行分析、计算，进一步提高了测量装置的自动化程度，提高了工作效率。

在另一种具体实施方式中，上述测量装置还可以包括显示屏6，该显示屏6能够实时显示结果，增强了测量装置的高效性和直观性。

以上对本发明所提供的一种制动管法兰测量装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (11)

1.一种制动管法兰测量装置，其特征在于，包括定位装置(1)和位移传感器(2)；所述定位装置(1)与制动管法兰(100)连接，用于将所述制动管法兰(100)固定在预设位置，所述位移传感器(2)与所述制动管法兰(100)对应设置，用于检测所述制动管法兰(100)的各端面的高度。

2.根据权利要求1所述的制动管法兰测量装置，其特征在于，所述定位装置(1)包括夹套(11)和压紧机构(12)，所述制动管法兰(100)支撑于所述夹套(11)上，所述压紧机构(12)用于将所述制动管法兰(100)压紧于所述测量装置的下壳体(4)下方。

3.根据权利要求2所述的制动管法兰测量装置，其特征在于，所述夹套(11)两侧设有与所述制动管法兰(100)的法兰体(101)的通孔(1011)对应的第一圆柱凸台(112)，所述法兰体(101)套装于所述第一圆柱凸台(112)。

4.根据权利要求3所述的制动管法兰测量装置，其特征在于，所述压紧机构(12)包括设于所述制动管法兰(100)上方的压块(121)和连接块(122)，所述压块(121)两侧设有与所述第一圆柱凸台(112)对应的第二圆柱凸台(121a)，所述压块(121)中部还设有第三圆柱凸台(121b)，所述第三圆柱凸台(121b)与所述制动管法兰(100)的接头体(102)的端面贴合、且与所述接头体(101)具有间隙，所述第二圆柱凸台(121a)与所述第一圆柱凸台(112)对应设置，且插装于所述通孔(1011)中；所述连接块(122)设于所述压块(121)上、且上端与所述下壳体(4)可拆卸连接。

5.根据权利要求4所述的制动管法兰测量装置，其特征在于，所述夹套(11)的顶端设有向内侧延伸的弯折部(111)，所述连接块(122)的底端设有向外侧延伸的凸缘(122e)，所述弯折部(111)的底壁与所述凸缘(122e)的顶壁贴合。

6.根据权利要求4所述的制动管法兰测量装置，其特征在于，所述连接块(122)和所述下壳体(4)的对应位置处设有第一阶梯孔(122a)，所述连接块(122)通过设于所述第一阶梯孔(122a)中的螺栓组件(122b)与所述下壳体(4)连接。

7.根据权利要求6所述的制动管法兰测量装置，其特征在于，所述连接块(122)还设有第二阶梯孔(122c)，所述连接块(122)通过设于所述第二阶梯孔(122c)中的调节部件(122d)抵紧所述压块(121)。

8.根据权利要求7所述的制动管法兰测量装置，其特征在于，所述调节部件(122d)包括从上到下依次连接的紧定螺钉(122d1)、弹簧(122d2)和顶头(122d3)，所述顶头(122d3)抵紧所述压块(121)。

9.根据权利要求1-8任一项所述的制动管法兰测量装置，其特征在于，所述位移传感器(2)为激光位移传感器。

10.根据权利要求9所述的制动管法兰测量装置，其特征在于，还包括电驱动装置(3)，所述电驱动装置(3)上设有铰接轴(31)，所述激光位移传感器通过所述铰接轴(31)与所述电驱动装置(3)回转连接，以使所述激光位移传感器的检测范围覆盖整个制动管法兰(100)。

11.根据权利要求1-8任一项所述的制动管法兰测量装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器用于接收所述位移传感器(2)输出的电信号，并根据所述电信号判断所述制动管法兰是否合格，且在所述制动管法兰不合格时计算并输出调整策略。

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