CN104390609A - 在线钢轨平直度自动测量仪 - Google Patents

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李小杰
杨国义
杨少锋
刘学春
关菊梅
毕士龙
张昌强
熊治林
赵在群
蒋宗伟
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Wuhan Iron and Steel Co Ltd
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Wuhan Iron and Steel Group Corp
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Abstract

本发明公开了一种在线钢轨平直度自动测量仪,包括机架,所述机架上设有测量尺架,所述测量尺架上设有沿纵向移动的测量小车,所述测量小车上设有用于测量钢轨平直度的测量机构,所述机架上还设有多个平行并横向布置的滑轨,所述滑轨上设有沿纵向设置的平移横梁,所述平移横梁与所述滑轨滑动连接;所述机架上设有使所述平移横梁在所述滑轨上横向移动的平移机构;所述平移横梁两端设有使所述测量尺架做竖直运动的自动升降机构。本发明具有能同时测量钢轨顶面和侧面的表面曲线且精度高、操作简便的有益效果。

Description

在线钢轨平直度自动测量仪
技术领域
[0001] 本发明涉及钢轨检测技术领域,具体是一种在线钢轨平直度自动测量仪。
背景技术
[0002] 钢轨在生产过程出厂产品质量指标之一的平直度的检查主要还是以人工检查为主,其主要是检查钢轨两端0 — 1米、0 — 2米、1 一 3米的踏面平直度和侧面平直度。通过人工手拿一根长度为2米的铝镁合金尺和塞尺,测量放在静止的钢轨踏面或侧面,然后用塞尺不同规格去测量平尺与钢轨间存在的间隙,来判断平直度是否符合标准要求。这样的操作方式存在着操作不便,压力不均衡,测量不精确,数据纪录不方便和易错等缺点。
[0003] 在线检查中还有一种方式是钢轨动态运行时,顶面(踏面)和侧面分别安装激光头对准被测面来纪录数据绘成曲线。其缺点是无法区分钢轨行走时的抖动与正常表面曲线,由于钢轨标准中不同规格平直度要求在0.3-0.6mm之间,而钢轨行走的抖动往往造成曲线失真,无法作为最终的判定结论。因此现在各生产厂依然还是依靠人工测量为主。人工测量主要存在以下问题:
[0004] 1)操作不便。铝镁合金尺较长(2米),测量时压在钢轨表面特别是侧面操作不便,测量需要两人配合。
[0005] 2)测量过程无法反应整个测量表面(2米)情况,只能是发现最深点。
[0006] 3)测量必须分两步执行,测量踏面和测量侧面。
[0007] 4)测量尺易变形。由于操作和放置不便,测量尺易产生变形。
[0008] 5)没有历史数据和曲线可供返查。
[0009] 6)测量中压力不均衡,测量值易失真。
发明内容
[0010] 本发明的目的是为了解决上述背景技术存在的不足,提出一种能同时测量钢轨顶面和侧面的表面曲线且精度高、操作简便的在线钢轨平直度自动测量仪。
[0011] 为了实现以上目的,本发明提供的一种在线钢轨平直度自动测量仪,包括机架,所述机架上设有测量尺架,所述测量尺架上设有沿纵向移动的测量小车,所述测量小车上设有用于测量钢轨平直度的测量机构,其特征在于:所述机架上还设有多个平行并横向布置的平移滑轨,所述平移滑轨上设有沿纵向设置的平移横梁,所述平移横梁与所述平移滑轨滑动连接;所述机架上设有使所述平移横梁在所述平移滑轨上横向移动的平移机构;所述平移横梁两端设有使所述测量尺架做竖直运动的自动升降机构。
[0012] 作为优选方案,所述平移机构包括沿横向固定在机架上的平移基座,所述平移基座底部一侧设有平移电机,所述平移电机的输出端通过平移联轴器与平移丝杠连接,所述平移丝杠上设有平移推板,所述平移推板与所述平移横梁固定连接。
[0013] 进一步地,所述平移基座上设有若干个定位传感器。
[0014] 更近一步地,所述自动升降机构包括设置在所述平移横梁两端的升降基座,所述升降基座顶部设有升降电机,所述升降电机的输出端通过升降联轴器与向下延伸的升降丝杆连接,所述升降丝杆从上至下依次设有固定座和移动座,所述固定座与所述升降基座侧部固定连接,所述移动座通过连接部与所述测量尺架固定连接。
[0015] 更进一步地所述平移横梁两端还设有使测量尺架做升降运动的手动升降结构,所述手动升降结构包括安装在所述升降基座侧部的手柄支撑座,所述手柄支撑座支撑有手柄组件,所述手柄组件的输出端通过升降联轴器与升降丝杆连接。
[0016] 更近一步地,所述测量尺架上设有测量电机、与所述测量电机传动连接的齿形轮及与所述齿形轮啮合的齿形带,所述齿形带上通过的连接板与测量小车连接,所述测量小车与设置在所述测量尺架的测量滑轨滑动连接。
[0017] 再进一步地,所述测量机构包括设置在所述测量小车上分别采集钢轨踏面和钢轨侧面的表面形状数据的激光测距头。
[0018] 本发明的有益效果:1、选用高精度激光测距传感器,保证测量的分辨力足够高。2、侧面平直度通过运用圆弧型轨道设计和伺服控制,第一可保证测量机构在钢轨表面的压力能够均衡;第二可防止因轨道的偏斜造成测量误差。3、踏面平直度通过运用两个伺服电机控制下压,可以保证测量尺下压钢轨踏面时压力均匀,即使钢轨踏面(上表面)处于非水平状态,只要不超过设备的测量范围,均可保证压力均匀。4、通过与机组的信号交互,控制钢轨自动走停到测量位置,对钢轨进行测量。5、选用大理石作为标准板,保证测量前设备测量尺的自校正(或清零)。6、测量数据图示化。7、结合标准自动判定。8、数据全部保存,通过网络可用于数据返查和远程查看。
附图说明
[0019] 图1为本发明的结构示意图;
[0020] 图2为图1的侧视图;
[0021] 图3为图1的后视图;
[0022] 图4为测量小车结构图;
[0023] 图5为自动升降机构结构图;
[0024] 图6为平移机构结构图;
[0025] 图中:机架1、平移横梁2、平移滑轨3、平移丝杆4、平移基座5、平移电机6、平移联轴器7、定位传感器8、平移轴承座9、平移推板10、升降电机底板11、升降电机12、升降梯形竖板13、升降竖板14、升降联轴器15、第一伞形齿轮16、固定座17、移动座18、升降L型座19、升降丝杆20、山型座21、圆柱销22、圆弧滑轨23、圆弧轴承24、升降底座25、第二伞形齿轮26、手柄支撑座27、安全销28、手柄组件29、方形轴30、单向安全扣31、测量尺架32、测量尺电机33、齿形带34、齿形轮35、小车连接板36、测量小车37、激光测距头38、小车滑轨39、L型靠尺40、手柄轴承座41、大理石标块42、平板电脑43、功能按钮44。
具体实施方式
[0026] 下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
[0027] 实施例:如图1所示的一种在线钢轨平直度自动测量仪,包括机架1,所述机架1上设有测量尺架32,所述测量尺架32上设有沿纵向移动的测量小车37,所述测量小车37上设有用于测量钢轨平直度的测量机构,所述机架1上还设有多个平行并横向布置的平移滑轨3,所述平移滑轨3上设有沿纵向设置的平移横梁2,所述平移横梁2与所述平移滑轨3滑动连接;所述机架1上设有使所述平移横梁2在所述平移滑轨3上横向移动的平移机构;所述平移横梁2两端设有使所述测量尺架32做竖直运动的自动升降机构。
[0028] 所述平移机构包括沿横向固定在机架1上的平移基座5,所述平移基座5底部一侧设有平移电机6,所述平移电机6的输出端通过平移联轴器7与平移丝杠4连接,所述平移丝杠4上设有平移推板10,所述平移推板10与所述平移横梁2固定连接。
[0029] 所述平移基座5上设有若干个定位传感器8。
[0030] 所述自动升降机构包括设置在所述平移横梁2两端的升降基座,所述升降基座顶部设有升降电机12,所述升降电机12的输出端通过升降联轴器15与向下延伸的升降丝杆20连接,所述升降丝杆20从上至下依次设有固定座17和移动座18,所述固定座17与所述升降基座侧部固定连接,所述移动座18通过连接部与所述测量尺架32固定连接。
[0031] 所述平移横梁2两端还设有使测量尺架32做升降运动的手动升降结构,所述手动升降结构包括安装在所述升降基座侧部的手柄支撑座27,所述手柄支撑座27支撑有手柄组件29,所述手柄组件29的输出端通过升降联轴器15与升降丝杆20连接。
[0032] 所述测量尺架32上设有测量电机33、与所述测量电机33传动连接的齿形轮35及与所述齿形轮35啮合的齿形带34,所述齿形带34上通过的连接板36与测量小车37连接,所述测量小车37与设置在所述测量尺架32的测量平移滑轨39滑动连接。
[0033] 所述测量机构包括设置在所述测量小车37上分别采集钢轨踏面和钢轨侧面的表面形状数据的激光测距头38。
[0034] 本发明的工作原理为:
[0035] 1、测量钢轨动作。当设备接收到机组信号开始测量或执行手动测量钢轨指令时,平移部件电机6得电带动平移部件丝杆4,通过平移部件推板6推动平移部件横梁2移动使得整个测量机构前行,当L型靠尺40接触到钢轨时,将反作用力通过圆弧滑轨23和圆弧轴承24电控柜的伺服控制器,测量尺架32也会受力发生转动使得2块L型靠尺40压住钢轨侧面,当伺服控制器中测得的扭力达到要求时,伺服控制器会锁住平移部件电机6使得平移部件横梁2不再前行,然后2台升降电机12得电后通过升降联轴器15带动升降丝杆20旋转,使得移动座18移动从而带动固定在一起的升降竖板14和升降梯形竖板13下行,升降L型座也随之下行,通过圆柱销22使得山型座21、圆弧轴承24、圆弧滑轨23下行,带动测量尺架32下移,采用两台电机作用是保证在下压时2块L型靠尺40能够以同样的压力压在钢轨上并保证压力一致,即使钢轨在辊道上头高一头低压力也会保持一致。待压力达到设定值时,伺服控制器锁住升降电机12。随后,测量尺架32上测量尺电机32带动齿形轮35旋转,与其啮合的齿形带34开始移动,固定在齿形带34上的小车连接板36受力后推动测量小车37沿着小车平移滑轨39横向移动,安装在测量小车上的2个激光测距头38分别会采集钢轨踏面和侧面的表面形状数据。当测量完毕时,测量小车37退回起始位。测量尺架32在2台2台升降电机12作用下提升,然后平移部件电机6得电使得平移部件横梁2起始位停止。
[0036] 2、对大理石标块42测量,校准测量尺。设备自标定是通过对大理石标块42测量来进行的,其测量值作为基准值,用于测量钢轨时得到的原始数据与基准值间的差值即是钢轨表面曲线测量的真实值。
[0037] 当设备接收到内部自标定指令时开始大理石标块42过程,平移部件横梁2在平移部件电机6作用下后退到大理石标块42上方,然后执行与测量钢轨上面第1条同样的动作,测量数据记录在电脑中,用于校正测量尺。
[0038] 3、手动提升测量尺架32。当设备出现故障造成了测量尺架32无法提升时,为了及时退出测量状态不影响产线工作,可以通过手动方式及时将测量尺架32提升,使得其抬高后不再影响钢轨的运行。
[0039] 出现故障后,人为切断设备电源,所有的设备电机没有电流通过,不会自锁。然后,人工将所有安全销22拔出,用手推动手柄组件29,使得其前行,其上的三根定位销穿过手柄轴承座上开的3个孔,同时方形轴30进入手柄组件29中心的方孔,然后将安全销22放回原位,防止手柄旋转时后退造成方形轴30与手柄组件29中心的方孔脱离使得测量尺组件失去动力下坠地。当手柄组件29受力旋转时,方形轴30也随之转动,安装其上的第二伞形齿轮26也旋转,与其啮合的第一伞形齿轮16也随之转动,带动了升降丝杆20旋转,从而移动座18受升降丝杆20旋转移动,从而带动升降L型座19、圆柱销22、山型座21、圆弧轴承24、圆弧滑轨23、测量尺轨底座25和测量尺架32移动。移动中,手柄停止受力转动,测量尺架32由于自身重力通过一系列零件会带动升降丝杆20发生旋转,此时由于单向安全扣31锁扣是单向的,会顶住手柄组件29上的圆柱销,从而阻止了测量尺架29的下坠。
[0040] 以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明的结构做任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种在线钢轨平直度自动测量仪,包括机架(I),所述机架(I)上设有测量尺架(32),所述测量尺架(32)上设有沿纵向移动的测量小车(37),所述测量小车(37)上设有用于测量钢轨平直度的测量机构,其特征在于:所述机架(I)上还设有多个平行并横向布置的平移滑轨(3),所述平移滑轨(3)上设有沿纵向设置的平移横梁(2),所述平移横梁(2)与所述平移滑轨(3)滑动连接;所述机架(I)上设有使所述平移横梁(2)在所述平移滑轨(3)上横向移动的平移机构;所述平移横梁(2)两端设有使所述测量尺架(32)做竖直运动的自动升降机构。
2.根据权利要求1所述的在线钢轨平直度自动测量仪,其特征在于:所述平移机构包括沿横向固定在机架(I)上的平移基座(5),所述平移基座(5)底部一侧设有平移电机(6),所述平移电机¢)的输出端通过平移联轴器(7)与平移丝杠(4)连接,所述平移丝杠(4)上设有平移推板(10),所述平移推板(10)与所述平移横梁(2)固定连接。
3.根据权利要求2所述的在线钢轨平直度自动测量仪,其特征在于:所述平移基座(5)上设有若干个定位传感器(8)。
4.根据权利要求1所述的在线钢轨平直度自动测量仪,其特征在于:所述自动升降机构包括设置在所述平移横梁(2)两端的升降基座,所述升降基座顶部设有升降电机(12),所述升降电机(12)的输出端通过升降联轴器(15)与向下延伸的升降丝杆(20)连接,所述升降丝杆(20)从上至下依次设有固定座(17)和移动座(18),所述固定座(17)与所述升降基座侧部固定连接,所述移动座(18)通过连接部与所述测量尺架(32)固定连接。
5.根据权利要求4所述的在线钢轨平直度自动测量仪,其特征在于:所述平移横梁(2)两端还设有使测量尺架(32)做升降运动的手动升降结构,所述手动升降结构包括安装在所述升降基座侧部的手柄支撑座(27),所述手柄支撑座(27)支撑有手柄组件(29),所述手柄组件(29)的输出端通过升降联轴器(15)与升降丝杆(20)连接。
6.根据权利要求1所述的在线钢轨平直度自动测量仪,其特征在于:所述测量尺架(32)上设有测量电机(33)、与所述测量电机(33)传动连接的齿形轮(35)及与所述齿形轮(35)啮合的齿形带(34),所述齿形带(34)上通过的连接板(36)与测量小车(37)连接,所述测量小车(37)与设置在所述测量尺架(32)的测量滑轨(39)滑动连接。
7.根据权利要求1所述的在线钢轨平直度自动测量仪,其特征在于:所述测量机构包括设置在所述测量小车(37)上分别采集钢轨踏面和钢轨侧面的表面形状数据的激光测距头(38)。
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Applicant before: Wuhan Iron & Steel (Group) Corp.

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Application publication date: 20150304