CN105157652A - 一种受电弓弓头碳滑块厚度检测方法 - Google Patents

Abstract

一种受电弓弓头碳滑块厚度检测方法，在受电弓弓头碳滑块上安装位移传感器，通过位移传感器在受电弓弓头碳滑块上的移动测量受电弓弓头碳滑块任意一点的厚度。所述的通过位移传感器在受电弓弓头碳滑块上的移动测量受电弓弓头碳滑块任意一点的厚度是将位移传感器安放在受电弓弓头碳滑块上，并使位移传感器的探头紧贴在受电弓弓头碳滑块的表面上，然后让位移传感器在受电弓弓头碳滑块的表面上按照各测量点的位置平行移动，通过观测位移传感器在移动过程中的数值变化，测量受电弓弓头碳滑块各测量点的厚度。

Description

一种受电弓弓头碳滑块厚度检测方法

技术领域

本发明涉及到一种机车设备的维修检测方法，具体涉及到电力机车、城轨、地铁等各类机车上一种受电弓弓头厚度的检验方法，用以对各类机车上受电弓弓头磨损情况进行快速准确检测，能够方便并连续检测弓头碳滑块厚度并生产位移与弹滑块厚度曲线再传输至终端数据库做进一步分析。属机车制造和检测维护技术领域。

背景技术：

受电弓是电力牵引机车从接触网取得电能的重要受流电气设备，安装在机车或动车车顶上。受电弓可分单臂弓和双臂弓两种，均由滑板、上框架、下臂杆（双臂弓用下框架）、底架、升弓弹簧、传动气缸、支持绝缘子等部件组成。受电弓弓头是受电弓滑板与接触网接触的部件，负荷电流通过接触线和受电弓滑板接触面的流畅程度很大程度取决于受电弓弓头。为保证弓网有良好的受流特性，受电弓弓头的接触是非常关键；由于受电弓弓头在工作时是长期与接触网线滑动接触的，所以磨损较大，当受电弓弓头碳滑块厚度磨损到一定程度需要更换，否则将会影响受流特性。目前对于什么时候情况下要更换，完全凭人工用卡尺量的检查方式，这种方式的检测数据容易存在人为误差；而且由于弓头碳滑块较长，人工测量选择的测量点越多越能反应弓头磨损情况，但同时测量时间会较长，所以通常只选择了几个测量点测量，并不能全面的体现弓头磨损情况，其检测数据也不便于快速存档，因此很有必要对此加以改进。

通过专利检索没发现有与本发明相同技术的专利文献报道，与本发明有一定关系的专利主要有以下几个：

1、专利号为CN201010617570，名称为“受电弓监测系统”的发明专利，该专利公开了一种受电弓监测系统，包括CCD相机、激光器组和闪光灯组，CCD像机、激光器组和闪光灯组连接PLC控制器，由PLC控制器控制其开闭，PLC控制器还连接有工控机，工控机与CCD相机之间通过宽带网络连接，可通过宽带网络接收CCD相机传送的照片并存储与处理。其工控机通过对CCD拍摄的受电弓弓头部分侧面的图像进行分析处理，可清楚、直观的了解受电弓弓头顶部滑板的磨损情况及两侧的羊角的变形情况。从而能够自动实现对受电弓滑板磨耗情况及羊角变形情况的监测，效率及精度高，不易出现误判，更可靠的避免弓网事故的发生。

2、专利号为CN200410046817，名称为“新型弓网故障隐患检测方法”发明专利，该专利公开了一种电气化铁路受电弓和接触网的动态检测问题。在实现对弓网接触压力检测的基础上，利用力传感器检测到的力与弓头弹簧变形大小有关，而加速度传感器检测到的弓头加速度与受电弓弓头位移无关的原理就可以判定接触网的硬点是由于导线硬弯造成的，还是线夹倾斜过大造成的。利用弓网接触压力波形的有规则变化还可以判定受电弓滑板上的沟槽。将机车晃动波形和动态拉出值超限波形对比就可以发现接触网动态拉出值超限是由于机车晃动引起的，还是接触网本身有问题。本发明还提供了一种利用感应电检测弓网拉弧的方法。

3、专利号为CN201320020778，名称为“弓网检测系统专用高速动态接触压力组件”的发明专利，该专利公开了一种弓网检测系统专用高速动态接触压力组件，包括内部设置压力传感器组成电路的第一壳体和内部设有补偿加速度传感器组成电路的第二壳体；第一壳体和第二壳体由航空铝材料制成；第一壳体上设有一个用于与受电弓滑板固定的垂直通孔和一个用于与受电弓弓头支撑固定的水平安装孔；第二壳体由螺栓紧固在第一壳体的侧面；第二壳体一端面穿设有一根输入输出线缆。

上述这些专利虽然都涉及到弓网检测，也提出了一些结构性的改进，但都没有考虑如何改进受电弓弓头的检测，更没有提出如何检测受电弓弓头碳滑块厚度，因此受电弓弓头碳滑块厚度的检测都还是存在前面所述的不足，因此仍有待进一步加以改进。

发明内容

本发明的目的在于针对现有受电弓弓头碳滑块厚度的检测方法及装置所存在测量时间长，局限性大，不能准确反映受电弓弓头碳滑块厚度的真实情况的不足，提出一种新的受电弓弓头碳滑块厚度的检测方法，该受电弓弓头碳滑块厚度的检测方法可以更加快速准确完成受电弓弓头碳滑块厚度的检测。

为了达到这一目的，本发明提供了一种受电弓弓头碳滑块厚度检测方法，在受电弓弓头碳滑块上安装位移传感器，通过位移传感器在受电弓弓头碳滑块上的移动测量受电弓弓头碳滑块任意一点的厚度。

进一步地，所述的通过位移传感器在受电弓弓头碳滑块上的移动测量受电弓弓头碳滑块任意一点的厚度是将位移传感器安放在受电弓弓头碳滑块上，并使位移传感器的探头紧贴在受电弓弓头碳滑块的表面上，然后让位移传感器在受电弓弓头碳滑块的表面上按照各测量点的位置平行移动，通过观测位移传感器在移动过程中的数值变化，测量受电弓弓头碳滑块各测量点的厚度。

进一步地，所述的位移传感器安装在具有弹性伸缩的顶杆上，通过弹性伸缩的顶杆将位移传感器的探头紧贴在受电弓弓头碳滑块的表面上。

进一步地，所述的弹性伸缩的顶杆安装在弓形测试夹具内，测量时利用以弓形测试夹具夹持住受电弓弓头碳滑块，并使得位移传感器紧贴在受电弓弓头碳滑块的任意位置上，通过移动弓形测试夹具带动位移传感器在受电弓弓头碳滑块表面上移动，并在移动过程中观测位移传感器的数据变化，同时将所测得数据通过数据线送到数据处理中心，通过计算测得受电弓弓头碳滑块的整个厚度数据。

进一步地，所述的弓形测试夹具的侧面安装有可调钢珠滚轮，通过调整可调钢珠滚轮的位置，调整位移传感器在受电弓弓头碳滑块宽度方向上的位置，以便在移动弓形测试夹具时能够测得同一纵向方向截面的受电弓弓头碳滑块厚度数据。

进一步地，所述的位移传感器测量受电弓弓头碳滑块厚度的步骤如下：

1）先调整弓形测试夹具内弹性伸缩的顶杆，使得位移传感器的显示数值为零；

2）将弓形测试夹具上的弹性伸缩的顶杆拉起，夹在受电弓弓头碳滑块的一头，并通过调整设在弓形测试夹具侧面的钢珠滚轮，调整位移传感器位于受电弓弓头碳滑块宽度方向的位置；

3）手持弓形测试夹具沿受电弓弓头碳滑块从一头移动到另一头，移动过程中保持弓形测试夹具底部的滑块始终接触在弓头金属支撑板的底部，通过读取移动过程中位移传感器的变化值；

4）在移动过程中，将位移传感器的变化值通过数据信号线送到数据处理中心，由数据处理中心进行数据处理，测量出受电弓弓头碳滑块在一个宽度位置的纵向所有厚度值；所测数据通过显示屏显示；

5）调整设在弓形测试夹具侧面的钢珠滚轮，进一步调整位移传感器位于受电弓弓头碳滑块宽度方向的位置，按照步骤3）和4）可以确定另外宽度截面的纵向厚度数值；以此反复可以测得所有受电弓弓头碳滑块的整个厚度数据。

本发明的优点在于：

本发明采取位移传感器移动的方式来测量受电弓弓头碳滑块的整个厚度，能快速准确完成受电弓弓头碳滑块厚度，主要有以下特点：

（1）采取位移传感器移动的方式来测量受电弓弓头碳滑块的厚度，可以全面的进行受电弓弓头碳滑块的检测，检测面广、精度高；

（2）能对各类机车上受电弓弓头磨损情况进行快速准确检测；

（3）能够方便并连续检测弓头碳滑块厚度并生产位移与弹滑块厚度曲线再传输至终端数据库做进一步分析；

（4）所检测的数据便于传输和保存；检测速度快，检测方法简单，容易操作；

（5）可以作为一种功能模块与试验台、测试仪等设备配合使用。

附图说明

图1是本发明原理示意图；

图2是本发明一种实施例的结构示意图；

图3是图2的侧向结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来进一步阐述本发明。

附图1给出了本发明的原理示意，从附图中可以看出，本发明是在受电弓弓头碳滑块1上设置一个位移传感器5，位移传感器5通过一个顶杆4顶在受电弓弓头碳滑块1的上弧形面2上，同时位移传感器5安装在弹性装置7内，并通过弹性装置7使得顶杆4始终紧贴在受电弓弓头碳滑块1的上弧形面2上，弹性装置7又安装在位移传感器安装架6上。测量时将位移传感器安装架6沿着受电弓弓头碳滑块金属底板3的下平面平行移动，在移动中保持位移传感器安装架6与受电弓弓头碳滑块金属底板3的下平面的距离不变，位移传感器5将在移动过程中受弹性装置7的作用始终紧贴在受电弓弓头碳滑块1的上弧形面2上，由此侧得上弧形面2上的任一点相对受电弓弓头碳滑块金属底板3的下平面的距离变化值，再将这些数据送到数据计算中心通过计算则可以得到任意一点的受电弓弓头碳滑块厚度。当位移传感器安装架6从起始点8移动到终点9，就可以得到一条的受电弓弓头碳滑块厚度；移动位移传感器安装架6在横截面的位置，则可以另一条横截面上的受电弓弓头碳滑块厚度，通过多条线性数据可以得到整个受电弓弓头碳滑块厚度，将这些数据与正常值进行比对，则可以判断受电弓弓头碳滑块厚度是否合格。

实施例一

附图2和3给出了本发明的一个具体实施例；通过附图2和3可以看出，本发明涉及一种受电弓弓头碳滑块厚度检测方法，在受电弓弓头碳滑块201上安装位移传感器205，通过位移传感器205在受电弓弓头碳滑块201上的移动测量受电弓弓头碳滑块任意一点的厚度。

进一步地，所述的通过位移传感器205在受电弓弓头碳滑块上的移动测量受电弓弓头碳滑块任意一点的厚度是将位移传感器205安放在受电弓弓头碳滑块201的表面上，并使位移传感器的探头紧贴在受电弓弓头碳滑块201的表面上，然后让位移传感器在受电弓弓头碳滑块201的表面上按照各测量点的位置平行移动，通过观测位移传感器在移动过程中的数值变化，测量受电弓弓头碳滑块各测量点的厚度。

进一步地，所述的位移传感器205安装在具有弹性伸缩的顶杆210上，通过弹性伸缩的顶杆210将位移传感器205的探头202紧贴在受电弓弓头碳滑块201的表面上。

进一步地，所述的弹性伸缩的顶杆210安装在弓形测试夹具207内，测量时利用以弓形测试夹具207夹持住受电弓弓头碳滑块201，并使得位移传感器205的探头202紧贴在受电弓弓头碳滑块201的任意位置上；同时，在弓形测试夹具207下端口设有定位块204，让受电弓弓头碳滑块201的金属底板203卡在定位块204上；通过移动弓形测试夹具207带动位移传感器在受电弓弓头碳滑块201表面上移动，从受电弓弓头碳滑块201的一端208移动到另一端209，并在移动过程中观测位移传感器的数据变化，同时将所测得数据通过数据线送到数据处理中心，通过计算测得受电弓弓头碳滑块的整个厚度数据。

进一步地，所述的弓形测试夹具207的侧面安装有可调钢珠滚轮206，通过调整可调钢珠滚轮206的位置，调整位移传感器205在受电弓弓头碳滑块201宽度方向上的位置，以便在移动弓形测试夹具时能够测得同一纵向方向截面的受电弓弓头碳滑块厚度数据。

进一步地，所述的弓形测试夹具207的后面有操作把手211，移动移动弓形测试夹具时通过手把握住操作把手211，在受电弓弓头碳滑块201的表面上平行移动。

进一步地，所述的位移传感器测量受电弓弓头碳滑块厚度的步骤如下：

1）先调整弓形测试夹具内弹性伸缩的顶杆，使得位移传感器的显示数值为零；

2）将弓形测试夹具上的弹性伸缩的顶杆拉起，夹在受电弓弓头碳滑块的一头，并通过调整设在弓形测试夹具侧面的钢珠滚轮，调整位移传感器位于受电弓弓头碳滑块宽度方向的位置；

3）手持弓形测试夹具沿受电弓弓头碳滑块从一头移动到另一头，移动过程中保持弓形测试夹具底部的滑块始终接触在弓头金属支撑板的底部，通过读取移动过程中位移传感器的变化值；

4）在移动过程中，将位移传感器的变化值通过数据信号线送到数据处理中心，由数据处理中心进行数据处理，测量出受电弓弓头碳滑块在一个宽度位置的纵向所有厚度值；所测数据通过显示屏显示；

5）调整设在弓形测试夹具侧面的钢珠滚轮，进一步调整位移传感器位于受电弓弓头碳滑块宽度方向的位置，按照步骤3）和4）可以确定另外宽度截面的纵向厚度数值；以此反复可以测得所有受电弓弓头碳滑块的整个厚度数据。

上述所列实施例，只是结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的优点在于：

本发明采取位移传感器移动的方式来测量受电弓弓头碳滑块的整个厚度，能快速准确完成受电弓弓头碳滑块厚度，主要有以下特点：

（1）采取位移传感器移动的方式来测量受电弓弓头碳滑块的厚度，可以全面的进行受电弓弓头碳滑块的检测，检测面广、精度高；

（2）能对各类机车上受电弓弓头磨损情况进行快速准确检测；

（3）能够方便并连续检测弓头碳滑块厚度并生产位移与弹滑块厚度曲线再传输至终端数据库做进一步分析；

（4）所检测的数据便于传输和保存；检测速度快，检测方法简单，容易操作；

（5）可以作为一种功能模块与试验台、测试仪等设备配合使用。

Claims (7)

1.一种受电弓弓头碳滑块厚度检测方法，其特征在于：在受电弓弓头碳滑块上安装位移传感器，通过位移传感器在受电弓弓头碳滑块上的移动测量受电弓弓头碳滑块任意一点的厚度。

2.如权利要求1所述的受电弓弓头碳滑块厚度检测方法，其特征在于：所述的通过位移传感器在受电弓弓头碳滑块上的移动测量受电弓弓头碳滑块任意一点的厚度是将位移传感器安放在受电弓弓头碳滑块上，并使位移传感器的探头紧贴在受电弓弓头碳滑块的表面上，然后让位移传感器在受电弓弓头碳滑块的表面上按照各测量点的位置平行移动，通过观测位移传感器在移动过程中的数值变化，测量受电弓弓头碳滑块各测量点的厚度。

3.如权利要求2所述的受电弓弓头碳滑块厚度检测方法，其特征在于：所述的位移传感器安装在具有弹性伸缩的顶杆上，通过弹性伸缩的顶杆将位移传感器的探头紧贴在受电弓弓头碳滑块的表面上。

4.如权利要求3所述的受电弓弓头碳滑块厚度检测方法，其特征在于：所述的弹性伸缩的顶杆安装在弓形测试夹具内，测量时利用以弓形测试夹具夹持住受电弓弓头碳滑块，并使得位移传感器紧贴在受电弓弓头碳滑块的任意位置上，通过移动弓形测试夹具带动位移传感器在受电弓弓头碳滑块表面上移动，并在移动过程中观测位移传感器的数据变化，同时将所测得数据通过数据线送到数据处理中心，通过计算测得受电弓弓头碳滑块的整个厚度数据。

5.如权利要求3所述的受电弓弓头碳滑块厚度检测方法，其特征在于：所述的弓形测试夹具的侧面安装有可调钢珠滚轮，通过调整可调钢珠滚轮的位置，调整位移传感器在受电弓弓头碳滑块宽度方向上的位置，以便在移动弓形测试夹具时能够测得同一纵向方向截面的受电弓弓头碳滑块厚度数据。

6.如权利要求5所述的受电弓弓头碳滑块厚度检测方法，其特征在于：所述的弓形测试夹具的后面有操作把手，移动移动弓形测试夹具时通过手把握住操作把手，在受电弓弓头碳滑块的表面上平行移动。

7.如权利要求1所述的受电弓弓头碳滑块厚度检测方法，其特征在于：所述的位移传感器测量受电弓弓头碳滑块厚度的步骤如下：

1）先调整弓形测试夹具内弹性伸缩的顶杆，使得位移传感器的显示数值为零；

2）将弓形测试夹具上的弹性伸缩的顶杆拉起，夹在受电弓弓头碳滑块的一头，并通过调整设在弓形测试夹具侧面的钢珠滚轮，调整位移传感器位于受电弓弓头碳滑块宽度方向的位置；

3）手持弓形测试夹具沿受电弓弓头碳滑块从一头移动到另一头，移动过程中保持弓形测试夹具底部的滑块始终接触在弓头金属支撑板的底部，通过读取移动过程中位移传感器的变化值；

4）在移动过程中，将位移传感器的变化值通过数据信号线送到数据处理中心，由数据处理中心进行数据处理，测量出受电弓弓头碳滑块在一个宽度位置的纵向所有厚度值；所测数据通过显示屏显示；

5）调整设在弓形测试夹具侧面的钢珠滚轮，进一步调整位移传感器位于受电弓弓头碳滑块宽度方向的位置，按照步骤3）和4）可以确定另外宽度截面的纵向厚度数值；以此反复可以测得所有受电弓弓头碳滑块的整个厚度数据。