CN108106843A - 一种在线轮对滚动轴承检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在线轮对滚动轴承检测装置，包括机架，在机架的左、右侧分别设有一条轮对轨道，轮对轨道由进轮轨和出轮轨组成，进轮轨和出轮轨之间活动连接，在机架左、右侧的顶端分别设有两个轨道安装座，且两个轨道安装座分别与进轮轨和出轮轨活动连接，在机架底部安装有顶升气缸，顶升气缸的输出端设在进轮轨和出轮轨的连接处，出轮轨上设有制动推轮装置；在机架的内部设有轮对驱动装置，在机架的左、右两侧各设有一组轮对夹紧装置。本发明优点在于采集来自轮对滚动轴承的振动频率信号，发现滚动轴承内部存在的缺陷，完全避免了检测过程存在的安全风险，检测过程中轮对不会发生偏动情况，有效提高了检测的准确性。

Description

一种在线轮对滚动轴承检测装置

技术领域

本发明涉及铁路车辆设备检测技术领域，特别是涉及一种在线轮对滚动轴承检测装置。

背景技术

如图1所示，轮对是铁路车辆转向架的重要部件，它由一根车轴100，二个车轮200及二组滚动轴承300压配而成，是铁路车辆动、静载荷的承力部件。

铁路车辆轮对在使用一段时间后要对其进行检修，按其使用时间或行驶公里数分四个检修等级，三级以上检修须将滚动轴承从轮对上退卸下来检修，一、二级检修无需退卸滚动轴承，而一、二级检修对滚动轴承检测方式目前主要通过人工盘动轴承看其是否转动灵活、有无卡滞现象，同时听其在转动时有无异常声响，如发现异常须对滚动轴承退卸检修后使用或更换新滚动轴承。而现通过有一、二级检修合格的轮对在运行过程中，负责调车作业人员经常听到来自滚动轴承内部的异常声响，为保证行车安全，将这部分滚动轴承退卸、分解后发现所产生的异常声响主要是因为滚动轴承内部的滚珠、滚道或保持架受损所造成，这表明人工检测方式存在一定的安全风险，通过对比实验发现很多存在一定质量问题的轮对只有当转速达到每小时20公里以上时才会发出明显的异常声响，且随着转速的提高异常声响频调也随之发生变化，人工盘动轴承的检测方式，转动很慢且仅为自身重量绕轴转动，故而不能准确判定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种在线轮对滚动轴承检测装置，其针对一、二级轮对检修的实际需要，解决了传统检测方式存在安全风险、检测准确性低的问题。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种在线轮对滚动轴承检测装置，包括机架，在所述机架的左、右侧分别设有一条轮对轨道，所述轮对轨道由进轮轨和出轮轨组成，所述进轮轨和出轮轨之间活动连接，在机架左、右侧的顶端分别设有两个轨道安装座，两个轨道安装座前后对立设置，且两个轨道安装座分别与进轮轨和出轮轨活动连接，在机架底部安装有顶升气缸，所述顶升气缸的输出端设在进轮轨和出轮轨的连接处，所述出轮轨上设有制动推轮装置；在机架的内部中间位置设有轮对驱动装置，在机架的左、右两侧各设有一组轮对夹紧装置。

进一步改进在于，用于连接所述进轮轨的轨道安装座上开有第一横向滑孔，所述进轮轨上开有第一纵向插槽，且在第一纵向插槽的两侧开有第二横向滑孔，所述轨道安装座插到第一纵向插槽内，并在第一横向滑孔和第二横向滑孔内贯穿有第一安装座销轴，实现进轮轨与轨道安装座的活动连接；

用于连接所述出轮轨的轨道安装座上开有第一圆柱通孔，所述出轮轨上开有第二纵向插槽，且在第二纵向插槽两侧开有第二圆柱通孔，所述轨道安装座插到第二纵向插槽内，并在第一圆柱通孔和第二圆柱通孔内贯穿有第二安装座销轴，实现出轮轨与轨道安装座的活动连接；

所述进轮轨上开有第三圆柱通孔，所述出轮轨上开有第三横向滑孔，所述顶升气缸的输出端开有第四圆柱通孔，在所述第三圆柱通孔、第三横向滑孔和第四圆柱通孔内贯穿有顶升转销，实现进轮轨、出轮轨以及顶升气缸三者之间的活动连接。

进一步改进在于，在机架的顶端还设有导向器，所述导向器位于轮对轨道的入口处。

进一步改进在于，所述制动推轮装置包括与出轮轨连接的两块气缸安装板，以及通过气缸安装板固定的推动气缸，以及活动设在出轮轨侧面的推轮制动杆，所述推轮制动杆设有收纳槽，所述收纳槽内放置有闸瓦安装盒，所述推动气缸的输出端穿进收纳槽内与闸瓦安装盒连接，且在闸瓦安装盒内设有闸瓦。

进一步改进在于，所述推轮制动杆的一端开有第五圆柱通孔，在所述出轮轨上设有制动转轴，所述制动转轴插进第五圆柱通孔内，实现推轮制动杆与出轮轨的活动连接。

进一步改进在于，两块气缸安装板均呈弯曲型，且两个气缸安装板的长度不相等。

进一步改进在于，所述闸瓦内贯穿有闸瓦穿销，用于固定闸瓦；

所述闸瓦安装盒的底部设有若干个弹簧，闸瓦安装盒通过弹簧与收纳槽的槽底连接。

进一步改进在于，所述推动气缸的输出端上设有突出块，所述突出块位于推轮制动杆下方。

进一步改进在于，所述轮对驱动装置包括设在机架内的底座，所述底座上固定有两个水平气缸，两个水平气缸反向设置，且每个水平气缸上连接有移动架，所述移动架与底座活动连接，且在每个移动架上安装有变频电机，所述变频电机的输出端连接有摩擦驱动轮；

所述变频电机的上部分设置为向外侧倾斜，所述摩擦驱动轮的最外侧轮边为竖直方向；

所述摩擦驱动轮由内层的铁芯内骨架和外层的橡胶组成，所述铁芯内骨架呈圆台形状，且沿圆台母线开有若干个母线嵌槽，沿圆台侧面开有环形嵌槽；

所述橡胶内部沿圆周方向嵌装有若干根冷却风管，所述冷却风管与铁芯内骨架的轴心平行，且冷却风管之间相互贯通。

进一步改进在于，所述轮对夹紧装置包括设在机架顶端的双滑杆，以及与双滑杆活动连接的夹紧罩体，所述夹紧罩体的顶端开有竖直螺孔，在竖直螺孔内活动设有调节螺杆，所述调节螺杆的上端设有夹紧手杆，调节螺杆的下端设有夹紧压块，所述夹紧罩体的内壁上还设有至少两个振动检测传感器；

在所述夹紧罩体与双滑杆的连接处设有锁定件，用于对夹紧罩体的位置锁定。

本发明的有益效果是：通过制动推轮装置、轮对驱动装置以及轮对夹紧装置的相互配合使用，用振动检测传感器采集来自轮对滚动轴承的振动频率信号，发现滚动轴承内部存在的缺陷，完全避免了检测过程存在的安全风险，检测过程中轮对不会发生偏动情况，有效提高了检测的准确性。

附图说明

图1为轮对的结构示意图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明的侧视图；

图4为本发明的俯视图；

图5为气缸安装板及推动气缸的连接关系图；

图6为摩擦驱动轮的轴向剖面图；

图7为铁芯内骨架的轴向剖面图；

图8为铁芯内骨架的俯视图；

图9为进、出轮轨分解后的主视图；

图10为进、出轮轨分解后的俯视图；

图11为轮对进入本发明检测工位时的主视图；

图12为轮对进入本发明检测工位时的侧视图；

图13为轮对进入本发明检测工位时的俯视图；

图14为轮对在检测状态下的主视图；

图15为轮对在检测状态下的侧视图；

图16为在制动状态时的侧视图；

图17为在推轮状态时的侧视图；

其中，100-车轴，200-车轮，300-滚动轴承，1-机架，2-进轮轨，3-出轮轨，4-轨道安装座，5-顶升气缸，6-第一横向滑孔，7-第一纵向插槽，8-第二横向滑孔，9-第一安装座销轴，10-第一圆柱通孔，11-第二纵向插槽，12-第二圆柱通孔，13-第二安装座销轴，14-第三圆柱通孔，15-第三横向滑孔，16-第四圆柱通孔，17-顶升转销，18-导向器，19-气缸安装板，20-推动气缸，21-推轮制动杆，22-收纳槽，23-闸瓦安装盒，24-闸瓦，25-第五圆柱通孔，26-制动转轴，27-闸瓦穿销，28-弹簧，29-突出块，30-底座，31-水平气缸，32-移动架，33-变频电机，34-摩擦驱动轮，341-铁芯内骨架，342-橡胶，343-母线嵌槽，344-环形嵌槽，345-冷却风管，35-双滑杆，36-夹紧罩体，37-竖直螺孔，38-调节螺杆，39-夹紧手杆，40-夹紧压块，41-振动检测传感器，42-锁定件。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

结合图2至图4所示，一种在线轮对滚动轴承检测装置，包括机架1，在机架1的左、右侧分别设有一条轮对轨道，轮对轨道由进轮轨2和出轮轨3组成，进轮轨2和出轮轨3之间活动连接，在机架1左、右侧的顶端分别设有两个轨道安装座4，两个轨道安装座4前后对立设置，且两个轨道安装座4分别与进轮轨2和出轮轨3活动连接，在机架1底部安装有顶升气缸5，顶升气缸5的输出端设在进轮轨2和出轮轨3的连接处，出轮轨3上设有制动推轮装置；在机架1的内部中间位置设有轮对驱动装置，在机架1的左、右两侧各设有一组轮对夹紧装置。

其中，制动推轮装置包括与出轮轨3连接的两块气缸安装板19，以及通过气缸安装板19固定的推动气缸20，以及活动设在出轮轨3侧面的推轮制动杆21，推轮制动杆21设有收纳槽22，收纳槽22内放置有闸瓦安装盒23，推动气缸20的输出端穿进收纳槽22内与闸瓦安装盒23连接，且在闸瓦安装盒23内设有闸瓦24。

优选的，推轮制动杆21的一端开有第五圆柱通孔25，在出轮轨3上设有制动转轴26，制动转轴26插进第五圆柱通孔25内，实现推轮制动杆21与出轮轨3的活动连接。

优选的，闸瓦24内贯穿有闸瓦穿销27，用于固定闸瓦24。

优选的，闸瓦安装盒23的底部设有若干个弹簧28，闸瓦安装盒23通过弹簧28与收纳槽22的槽底连接。

优选的，推动气缸20的输出端上设有突出块29，突出块29位于推轮制动杆21下方，突出块29不能穿过推轮制动杆21上的空隙。

结合图3和图5所示，两块气缸安装板19均呈弯曲型，且两个气缸安装板19的长度不相等，两块气缸安装板19的上端分别连接在不同高度处。

其中，轮对驱动装置包括设在机架1内的底座30，底座30上固定有两个水平气缸31，两个水平气缸31反向设置，且每个水平气缸31上连接有移动架32，移动架32与底座30活动连接，移动架32可在水平气缸31的作用下，沿底座横向移动。在每个移动架32上安装有变频电机33，变频电机33的输出端连接有摩擦驱动轮34。

优选的，变频电机33的上部分设置为向外侧倾斜，摩擦驱动轮34的最外侧轮边为竖直方向。

再结合图6-8所示，摩擦驱动轮34由内层的铁芯内骨架341和外层的橡胶342组成，铁芯内骨架341呈圆台形状，且沿圆台母线开有若干个母线嵌槽343，沿圆台侧面开有环形嵌槽344。这种嵌槽结构可有效防止长期连续作业所易产生的外层耐磨橡胶脱开现象，其中心加工有与电机轴适配的安装孔和键槽。橡胶342内部沿圆周方向嵌装有若干根冷却风管345，冷却风管345与铁芯内骨架341的轴心平行，且冷却风管345之间相互贯通。当摩擦驱动轮34旋转时形成快速流动的风道，可及时带走外层耐磨橡胶342因摩擦所产生的热量，保证轮对摩擦驱动可长时间连续稳定作业。

其中，轮对夹紧装置包括设在机架1顶端的双滑杆35，以及与双滑杆35活动连接的夹紧罩体36，夹紧罩体36的顶端开有竖直螺孔37，在竖直螺孔37内活动设有调节螺杆38，调节螺杆38的上端设有夹紧手杆39，调节螺杆38的下端设有夹紧压块40，夹紧罩体36的内壁上还设有至少两个振动检测传感器41。

优选的，在夹紧罩体36与双滑杆35的连接处设有锁定件42，用于对夹紧罩体36的位置锁定。

再结合图2-4、图9和图10所示，用于连接进轮轨2的轨道安装座4上开有第一横向滑孔6，进轮轨2上开有第一纵向插槽7，且在第一纵向插槽7的两侧开有第二横向滑孔8，轨道安装座4插到第一纵向插槽7内，并在第一横向滑孔6和第二横向滑孔8内贯穿有第一安装座销轴9，实现进轮轨2与轨道安装座4的活动连接。

用于连接出轮轨3的轨道安装座4上开有第一圆柱通孔10，出轮轨3上开有第二纵向插槽11，且在第二纵向插槽11两侧开有第二圆柱通孔12，轨道安装座4插到第二纵向插槽11内，并在第一圆柱通孔10和第二圆柱通孔12内贯穿有第二安装座销轴13，实现出轮轨3与轨道安装座4的活动连接。

进轮轨2上开有第三圆柱通孔14，出轮轨3上开有第三横向滑孔15，顶升气缸5的输出端开有第四圆柱通孔16，在第三圆柱通孔14、第三横向滑孔15和第四圆柱通孔16内贯穿有顶升转销17，实现进轮轨2、出轮轨3以及顶升气缸5三者之间的活动连接。

上述介绍的轨道安装座4、进轮轨2、出轮轨3以及顶升气缸5输出端之间的活动连接关系，使得其满足：当顶升气缸5向上升的时候，进轮轨2和出轮轨3最高能到达水平状态，且进轮轨2和出轮轨3形成有一个卡槽(进轮轨2和出轮轨自身上设有凹槽和挡体)；当顶升气缸5向下降的时候，进轮轨2和出轮轨3的连接点向下移动，使得进轮轨2和出轮轨3形成“V”字型。

优选的，如图4所示，在机架1的顶端还设有导向器18，导向器18位于轮对轨道的入口处，用于轮对进入工位时的导向作用。

本发明的具体实施过程：

首先，结合图11至13所示，将装有滚动轴承300的轮对通过导向器18沿着进轮轨2进入到本机的检测工位，止停在进轮轨2与出轮轨3所形成的卡槽内。

然后，结合图14和图15所示，活动连接进轮轨2和出轮轨3的顶升气缸5带动顶升转销17下降，带动进轮轨2和出轮轨3下降，使轮对下降至滚动轴承300落入其轮对夹紧装置的底座上时，继续下降使进轮轨2、出轮轨3与车轮200完全脱离。将左、右侧的轮对夹紧装置沿双滑杆35分别推至相应滚动轴承300上方，转动夹紧手杆39，使夹紧压块40下降，夹紧轮对。控制两个水平气缸31，推动移动架32向两侧靠近，使摩擦驱动轮34贴在轮辋内侧面，启动变频电机33，摩擦驱动轮34带动轮对开始旋转，达到设定转速后，振动检测传感器41分别采集相应滚动轴承300的音频信号，实施检测作业。

检测完成后，如图16所示，控制安装在出轮轨3侧边的制动推轮装置中的推动气缸20工作，带动闸瓦安装盒23内的闸瓦24斜向上顶出，直到闸瓦24上端面与车轮200接触，开始制动(此时因为进、出轮轨形成V型，推轮制动杆21接触不到车轮200，推轮动作不起作用)，使旋转的轮对快速停止转动。

制动结束后，如图17所示，轮对停止转动，松开轮对夹紧装置，并将其沿滑杆回位，再控制顶升气缸5工作，带动进轮轨2和出轮轨3上升，托住轮对后继续上升至初始位，此时轮对又处在水平状态下进轮轨2与出轮轨3形成的卡槽内；然后控制推动气缸20继续向上顶，因为突出块29的设置，当突出块接触到收纳槽22的底端时，闸瓦安装盒23不会继续上升，而是整个推轮制动杆21开始绕制动转轴26转动，推轮制动杆21上端逐渐接触并推动车轮200，进而将已完成检测的轮对推出工位(同理，此时制动动作不起作用)。至此，完成一个工作循环。

特别的，本发明介绍的装置可以配合工控微机系统使用，对现有合格的各型轮对用滚动轴承建有相应的频谱库，通过PLC及工控微机(此为现有技术能实现的，这里不做详细介绍)实现设备的在线自动运行、检测，自动采集来自轮对滚动轴承的振动频率信号，并能对显示滚动轴承内部缺陷的音频信号自动记录、保存并报警。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种在线轮对滚动轴承检测装置，包括机架(1)，其特征在于：在所述机架(1)的左、右侧分别设有一条轮对轨道，所述轮对轨道由进轮轨(2)和出轮轨(3)组成，所述进轮轨(2)和出轮轨(3)之间活动连接，在机架(1)左、右侧的顶端分别设有两个轨道安装座(4)，两个轨道安装座(4)前后对立设置，且两个轨道安装座(4)分别与进轮轨(2)和出轮轨(3)活动连接，在机架(1)底部安装有顶升气缸(5)，所述顶升气缸(5)的输出端设在进轮轨(2)和出轮轨(3)的连接处，所述出轮轨(3)上设有制动推轮装置；在机架(1)的内部中间位置设有轮对驱动装置，在机架(1)的左、右两侧各设有一组轮对夹紧装置。

2.根据权利要求1所述的一种在线轮对滚动轴承检测装置，其特征在于：用于连接所述进轮轨(2)的轨道安装座(4)上开有第一横向滑孔(6)，所述进轮轨(2)上开有第一纵向插槽(7)，且在第一纵向插槽(7)的两侧开有第二横向滑孔(8)，所述轨道安装座(4)插到第一纵向插槽(7)内，并在第一横向滑孔(6)和第二横向滑孔(8)内贯穿有第一安装座销轴(9)，实现进轮轨(2)与轨道安装座(4)的活动连接；

用于连接所述出轮轨(3)的轨道安装座(4)上开有第一圆柱通孔(10)，所述出轮轨(3)上开有第二纵向插槽(11)，且在第二纵向插槽(11)两侧开有第二圆柱通孔(12)，所述轨道安装座(4)插到第二纵向插槽(11)内，并在第一圆柱通孔(10)和第二圆柱通孔(12)内贯穿有第二安装座销轴(13)，实现出轮轨(3)与轨道安装座(4)的活动连接；

所述进轮轨(2)上开有第三圆柱通孔(14)，所述出轮轨(3)上开有第三横向滑孔(15)，所述顶升气缸(5)的输出端开有第四圆柱通孔(16)，在所述第三圆柱通孔(14)、第三横向滑孔(15)和第四圆柱通孔(16)内贯穿有顶升转销(17)，实现进轮轨(2)、出轮轨(3)以及顶升气缸(5)三者之间的活动连接。

3.根据权利要求1所述的一种在线轮对滚动轴承检测装置，其特征在于：在机架(1)的顶端还设有导向器(18)，所述导向器(18)位于轮对轨道的入口处。

4.根据权利要求1所述的一种在线轮对滚动轴承检测装置，其特征在于：所述制动推轮装置包括与出轮轨(3)连接的两块气缸安装板(19)，以及通过气缸安装板(19)固定的推动气缸(20)，以及活动设在出轮轨(3)侧面的推轮制动杆(21)，所述推轮制动杆(21)设有收纳槽(22)，所述收纳槽(22)内放置有闸瓦安装盒(23)，所述推动气缸(20)的输出端穿进收纳槽(22)内与闸瓦安装盒(23)连接，且在闸瓦安装盒(23)内设有闸瓦(24)。

5.根据权利要求4所述的一种在线轮对滚动轴承检测装置，其特征在于：所述推轮制动杆(21)的一端开有第五圆柱通孔(25)，在所述出轮轨(3)上设有制动转轴(26)，所述制动转轴(26)插进第五圆柱通孔(25)内，实现推轮制动杆(21)与出轮轨(3)的活动连接。

6.根据权利要求4所述的一种在线轮对滚动轴承检测装置，其特征在于：两块气缸安装板(19)均呈弯曲型，且两个气缸安装板(19)的长度不相等。

7.根据权利要求4所述的一种在线轮对滚动轴承检测装置，其特征在于：所述闸瓦(24)内贯穿有闸瓦穿销(27)，用于固定闸瓦(24)；

所述闸瓦安装盒(23)的底部设有若干个弹簧(28)，闸瓦安装盒(23)通过弹簧(28)与收纳槽(22)的槽底连接。

8.根据权利要求4所述的一种在线轮对滚动轴承检测装置，其特征在于：所述推动气缸(20)的输出端上设有突出块(29)，所述突出块(29)位于推轮制动杆(21)下方。

9.根据权利要求1所述的一种在线轮对滚动轴承检测装置，其特征在于：所述轮对驱动装置包括设在机架(1)内的底座(30)，所述底座(30)上固定有两个水平气缸(31)，两个水平气缸(31)反向设置，且每个水平气缸(31)上连接有移动架(32)，所述移动架(32)与底座(30)活动连接，且在每个移动架(32)上安装有变频电机(33)，所述变频电机(33)的输出端连接有摩擦驱动轮(34)；

所述变频电机(33)的上部分设置为向外侧倾斜，所述摩擦驱动轮(34)的最外侧轮边为竖直方向；

所述摩擦驱动轮(34)由内层的铁芯内骨架(341)和外层的橡胶(342)组成，所述铁芯内骨架(341)呈圆台形状，且沿圆台母线开有若干个母线嵌槽(343)，沿圆台侧面开有环形嵌槽(344)；

所述橡胶(342)内部沿圆周方向嵌装有若干根冷却风管(345)，所述冷却风管(345)与铁芯内骨架(341)的轴心平行，且冷却风管(345)之间相互贯通。

10.根据权利要求1所述的一种在线轮对滚动轴承检测装置，其特征在于：所述轮对夹紧装置包括设在机架(1)顶端的双滑杆(35)，以及与双滑杆(35)活动连接的夹紧罩体(36)，所述夹紧罩体(36)的顶端开有竖直螺孔(37)，在竖直螺孔(37)内活动设有调节螺杆(38)，所述调节螺杆(38)的上端设有夹紧手杆(39)，调节螺杆(38)的下端设有夹紧压块(40)，所述夹紧罩体(36)的内壁上还设有至少两个振动检测传感器(41)；

在所述夹紧罩体(36)与双滑杆(35)的连接处设有锁定件(42)，用于对夹紧罩体(36)的位置锁定。