CN110186353B - 火车车轮径向尺寸量具及火车车轮径向尺寸测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火车车轮径向尺寸量具，包括尺身、设置于尺身上且用于在测量时与车轮踏面接触的第一量爪、可移动的设置于尺寸上且用于测量车轮滚动圆外径的主游标、可移动的设置于尺寸上且用于测量车轮第一径向尺寸和第二径向尺寸的辅游标、设置于主游标上且用于在测量时与车轮踏面接触的第二量爪以及设置于尺身上的基准调节块，辅游标位于主游标和基准调节块之间，尺身具有刻度线。本发明的火车车轮径向尺寸量具，可以提高火车车轮径向尺寸的测量工作效率，可以减少多个量具、多次定位带来的测量误差，提高测量精度。本发明还公开了一种火车车轮径向尺寸测量方法。

Description

火车车轮径向尺寸量具及火车车轮径向尺寸测量方法

技术领域

本发明属于圆形盘类零件径向尺寸测量技术领域，具体地说，本发明涉及一种火车车轮径向尺寸量具及火车车轮径向尺寸测量方法。

背景技术

目前，火车车轮加工、检测过程中需要测量车轮的多个部位尺寸，特别是径向尺寸的测量尤其重要。对于火车车轮不同部位处的径向尺寸需要不同的量具进行测量，如火车车轮的外径、内径、报废槽等的测量均需要不同的量具，操作人员使用非常繁琐，测量基准不一，造成测量的数据误差较大，影响精度。

另外，随着市场的开拓，产品规格多样，火车车轮径向尺寸测量花费时间较长，影响加工、检测效率。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种火车车轮径向尺寸量具，目的是提高测量工作效率。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：火车车轮径向尺寸量具，包括尺身、设置于尺身上且用于在测量时与车轮踏面接触的第一量爪、可移动的设置于尺寸上且用于测量车轮滚动圆外径的主游标、可移动的设置于尺寸上且用于测量车轮第一径向尺寸和第二径向尺寸的辅游标、设置于主游标上且用于在测量时与车轮踏面接触的第二量爪以及设置于尺身上的基准调节块，辅游标位于主游标和基准调节块之间，尺身具有刻度线，第一径向尺寸为车轮轮辋内圆面与车轮踏面上第一接触点之间的最大垂直距离，第二径向尺寸为车轮报废槽与车轮踏面上第一接触点之间的最大垂直距离。

所述辅游标为数显游标。

所述第一量爪为L形结构，第一量爪的一端与所述尺身连接，第一量爪的另一端用于与车轮踏面相接触且第一量爪的该端端面为圆弧面。

所述第二量爪为L形结构，第二量爪的一端与所述主游标连接，第二量爪的另一端用于与车轮踏面相接触且第二量爪的该端端面为圆弧面。

所述尺身包括第一尺杆、第二尺杆以及位于第一尺杆和第二尺杆之间且与第一尺杆和第二尺杆连接的尺杆连接部，所述主游标和所述辅游标设置于第二尺杆上，所述第一量爪与第一尺杆连接，所述基准调节块设置于第一尺杆上。

本发明还提供了一种火车车轮径向尺寸测量方法，采用上述的火车车轮径向尺寸量具，且包括步骤：

S1、获取车轮滚动圆外径；

S2、获取车轮第一径向尺寸和第二径向尺寸，第一径向尺寸为车轮轮辋内圆面与车轮踏面上第一接触点之间的最大垂直距离，第二径向尺寸为车轮报废槽与车轮踏面上第一接触点之间的最大垂直距离；

S3、计算车轮轮辋内径和报废槽直径。

步骤S3中，根据公式D2＝L1-2*(L1-L2)计算车轮轮辋内径，D2为车轮轮辋内径，L1为车轮滚动圆外径，L2为第一径向尺寸。

步骤S3中，根据公式W＝L1-2*(L1-L3)计算报废槽直径，W为报废槽直径，L1为车轮滚动圆外径，L3为第二径向尺寸。

本发明的火车车轮径向尺寸量具，可以提高火车车轮径向尺寸的测量工作效率，可以减少多个量具、多次定位带来的测量误差，提高测量精度。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本发明火车车轮径向尺寸量具的使用状态主视图；

图2是本发明火车车轮径向尺寸量具的使用状态俯视图；

图3是测量计算说明图；

图中标记为：1、第一量爪；2、基准调节块；3、外侧轮辋面；4、尺身；401、第一尺杆；402、第二尺杆；403、第一连接杆；404、第二连接杆；405、第三连接杆；5、轮毂；6、把手；7、辅游标；8、测头；9、报废槽；10、主游标；11、轮辋内圆面；12、车轮踏面；13、滚动圆外径；14、报废槽直径；15、轮辋内径；16、第二量爪。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

需要说明的是，在下述的实施方式中，所述的“第一”、“第二”和“第三”并不代表结构和/或功能上的绝对区分关系，也不代表先后的执行顺序，而仅仅是为了描述的方便。

如图1至图3所示，本发明提供了一种火车车轮径向尺寸量具，包括尺身4、设置于尺身4上且用于在测量时与车轮踏面12接触的第一量爪1、可移动的设置于尺寸上且用于测量车轮滚动圆外径的主游标10、可移动的设置于尺寸上且用于测量车轮第一径向尺寸和第二径向尺寸的辅游标7、设置于主游标10上且用于在测量时与车轮踏面12接触的第二量爪16以及设置于尺身4上的基准调节块2，辅游标7位于主游标10和基准调节块2之间，尺身4具有刻度线。

具体地说，如图1至图3所示，火车车轮主要是由轮辋、轮毂5和辐板组成，轮辋、轮毂5和辐板为同轴设置，辐板位于轮辋和轮毂5之间。轮辋具有外侧轮辋面3和内侧轮辋面，外侧轮辋面3和内侧轮辋面为轮辋的相对两端的端面，外侧轮辋面3和内侧轮辋面为相平行的平面且外侧轮辋面3和内侧轮辋面与轮辋的轴线相垂直，辐板位于外侧轮辋面3和内侧轮辋面之间。轮辋还具有一个轮辋内圆面11，轮辋内圆面11为轮辋的面朝轮毂5且与轮毂5同轴的内壁面，轮辋内圆面11为圆柱面。在轮辋的轴向上，轮辋内圆面11位于外侧轮辋面3和辐板之间且轮辋内圆面11的边缘与外侧轮辋面3的内边缘连接。第一径向尺寸为车轮的轮辋内圆面11与车轮踏面12上第一接触点之间的最大垂直距离，第二径向尺寸为车轮报废槽9与车轮踏面12上第一接触点之间的最大垂直距离，第一接触点为在测量时车轮踏面12上的与第一量爪1相接触的部位，第二接触点为在测量时车轮踏面12上的与第二量爪16相接触的部位，第一接触点和第二接触点的连线与火车车轮的轴线相垂直且第一接触点和第二接触点的连线过火车车轮的轴心，第一接触点和第二接触点之间的距离即为需测量的车轮滚动圆外径，也即车轮踏板在第一接触点和第二接触点位置处的直径大小。报废槽9为在火车车轮的外侧轮辋面3上设置的凹槽且报废槽9为在外侧轮辋面3上沿整个周向延伸的圆环形凹槽，报废槽9与踏面、轮辋内圆面11和外侧轮辋面3为同轴设置，报废槽9的直径大于轮辋内圆面11的直径。火车车轮在使用后，外侧轮辋面3会出现磨损，轮辋宽度会逐渐减小，相应的，报废槽9的深度逐渐减小，当报废槽9所在部位完全磨损到极限后，表示火车车轮已报废，需要更换新的火车车轮，报废槽9作为表示火车车轮磨损程度的标记。

如图1至图3所示，第一量爪1为L形结构，第一量爪1的一端与尺身4连接，第一量爪1的另一端用于与车轮踏面12相接触且第一量爪1的该端端面为圆弧面。第二量爪16为L形结构，第二量爪16的一端与主游标10连接，第二量爪16的另一端用于与车轮踏面12相接触且第二量爪16的该端端面为圆弧面。第一量爪1和第二量爪16为相对布置且第一量爪1和第二量爪16处于与尺身4的长度方向相平行的同一直线上，尺身4的长度方向与火车车轮的轴线相垂直，第一量爪1与车轮踏面12的接触点为第一接触点，第二量爪16与车轮踏面12的接触点为第二接触点。在使用量具对火车车轮进行测量时，火车车轮呈水平状态放置，此时火车车轮的轴线为竖直线，火车车轮的外侧轮辋面3为水平面，尺身4呈水平状态横置在火车车轮的上方，基准调节块2放置在火车车轮的外侧轮辋面3上，第一量爪1位于尺身4的下方且将第一量爪1的下端与车轮踏面12接触，第二量爪16位于主游标10的下方，然后移动主游标10，使第二量爪16与的下端与车轮踏面12接触，根据主游标10对应尺身4上的刻度线位置，读取第一接触点和第二接触点之间的距离数值，也即测量获得车轮滚动圆外径。然后移动辅游标7，将辅游标7先移动至轮辋内圆面11处，使辅游标7的测头接触轮辋内圆面11上的与车轮踏面12上的第一接触点之间的垂直距离最大的一点，获取车轮第一径向尺寸；然后再次移动辅游标7，将辅游标7先移动至报废槽9处，使辅游标7的测头接触报废槽9上的与车轮踏面12上的第一接触点之间的垂直距离最大的一点，获取车轮第二径向尺寸。最后根据公式和获取的车轮滚动圆外径、第一径向尺寸和第二径向尺寸数值，计算车轮轮辋内径和报废槽直径。这种量具是采用双游标形式，一次定位后各滑动两个游标，通过固定的公式得出零件中各同心部位的尺寸，该量具只需一次定位，一次测量得出多个径向尺寸，从而解决了类尺寸使用多种量具多次测量的繁琐工作，可避免多次定位测量产生的误差和有效降低多量具之间的差异产生的累计误差。

作为优选的，辅游标7为数显游标，可以将测量的第一径向尺寸和第二径向尺寸数值直接显示在数字液晶显示屏上，读取方便简单，有助于提高测量精度。

如图1至图3所示，尺身4具有刻度线和对应刻度数值，刻度线设置在尺身4的表面上，尺身4的该表面为与火车车轮的轴线相平行的竖直面，刻度线的刻度数值自尺身4上的第一设定位置开始沿尺身4长度方向至尺身4上的第二设定位置逐渐增大，刻度数值表示车轮滚动圆外径，尺身4上的第一设定位置与火车车轮的轴线之间的距离小于尺身4上的第二设定位置与火车车轮的轴线之间的距离，主游标10和辅游标7在尺身4上设有刻度线的长度区域内移动。主游标10套设于尺身4上，主游标10上安装有固定主游标10在尺身4上的第一手紧螺栓，第一手紧螺栓的端部穿过主游标10上的手紧螺栓孔抵在尺身4的顶面，即可固定主游标10。同样的，基准调节块2为矩形块状结构，基准调节块2套设于尺身4上，基准调节块2具有让尺身4插入的滑槽，基准调节块2上安装有固定基准调节块2在尺身4上的第二手紧螺栓，第二手紧螺栓的端部穿过基准调节块2上的手紧螺栓孔抵在尺身4的顶面，即可将基准调节块2固定在尺身4上。基准调节块2的底面为水平面，基准调节块2的底面与轮辋外侧面贴合。基准调节块2用于对尺身4提供支撑作用，基准调节块2在尺身4上的位置可调节，在拧松基准调节块2上的第二手紧螺栓，可以沿尺身4的长度方向移动基准调节块2，可以将基准调节块2调节至合适的位置处与轮辋外侧面接触，测量的基准面是轮辋外侧面。

如图1至图3所示，尺身4包括第一尺杆401、第二尺杆402以及位于第一尺杆401和第二尺杆402之间且与第一尺杆401和第二尺杆402连接的尺杆连接部，主游标10和辅游标7设置于第二尺杆402上，第一量爪1与第一尺杆401连接，基准调节块2设置于第一尺杆401上。第一尺杆401和第二尺杆402均具有一定的长度，第一尺杆401和第二尺杆402的长度方向为同一方向且第一尺杆401和第二尺杆402的长度方向与火车车轮的轴线相垂直，第二尺杆402的长度大于第一尺杆401的长度，基准调节块2套设于第一尺杆401上，主游标10和辅游标7套设于第二尺杆402上，第二尺杆402上设置刻度线。尺杆连接部包括依次连接的第一连接杆403、第二连接杆404和第三连接杆405，第二连接杆404的长度方向与第一尺杆401和第二尺杆402的长度方向相平行，第一连接杆403和第三连接杆405的长度大小相同，第一连接杆403的长度方向与第二连接杆404的长度方向之间具有夹角且该夹角为钝角，第一连接杆403的长度方向上的一端与第一尺杆401的一端固定连接，第一尺杆401的另一端与第一量爪1固定连接，基准调节块2位于第一量爪1和第一连接杆403之间，第一连接杆403的长度方向上的另一端与第二连接杆404的长度方向上的一端固定连接，第三连接杆405的长度方向上的一端与第二连接杆404的长度方向上的另一端固定连接，第三连接杆405的长度方向上的另一端与第二尺杆402的一端固定连接，辅游标7位于第三连接杆405和主游标10之间。

本发明还提供了一种火车车轮径向尺寸测量方法，采用上述结构的火车车轮径向尺寸量具，且包括如下的步骤：

S1、获取车轮滚动圆外径；

S2、获取车轮第一径向尺寸和第二径向尺寸，第一径向尺寸为车轮轮辋内圆面11与车轮踏面12上第一接触点之间的最大垂直距离，第二径向尺寸为车轮报废槽9与车轮踏面12上第一接触点之间的最大垂直距离；

S3、计算车轮轮辋内径和报废槽直径。

在上述步骤S1中，将待测量的火车车轮呈水平状态放置，使火车车轮的轴线处于竖直面，火车车轮的外侧轮辋面3为水平面，将基准调节块2放置在火车车轮的外侧轮辋面3上，使尺身4呈水平状态横置在火车车轮的上方，将第一量爪1的下端与车轮踏面12接触，然后移动主游标10，使第二量爪16与的下端与车轮踏面12接触，根据主游标10对应尺身4上的刻度线位置，读取第一接触点和第二接触点之间的距离数值，也即测量获得车轮滚动圆外径，获取车轮滚动圆外径数值。

在上述步骤S2中，移动辅游标7，将辅游标7先移动至轮辋内圆面11处，使辅游标7的测头接触轮辋内圆面11上的与车轮踏面12上的第一接触点之间的垂直距离最大的一点，获取车轮第一径向尺寸，记录该第一径向尺寸的数值；然后再次移动辅游标7，将辅游标7先移动至报废槽9处，使辅游标7的测头接触报废槽9上的与车轮踏面12上的第一接触点之间的垂直距离最大的一点，获取车轮第二径向尺寸，记录该第二径向尺寸的数值。

如图3所示，在上述步骤S3中，根据公式D2＝L1-2*(L1-L2)计算车轮轮辋内径，D2为车轮轮辋内径，L1为车轮滚动圆外径，L2为第一径向尺寸。

如图3所示，在上述步骤S3中，根据公式W＝L1-2*(L1-L3)计算报废槽的直径，W为报废槽直径，L1为车轮滚动圆外径，L3为第二径向尺寸。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.火车车轮径向尺寸量具，其特征在于，包括尺身、设置于尺身上且用于在测量时与车轮踏面接触的第一量爪、可移动的设置于尺寸上且用于测量车轮滚动圆外径的主游标、可移动的设置于尺寸上且用于测量车轮第一径向尺寸和第二径向尺寸的辅游标、设置于主游标上且用于在测量时与车轮踏面接触的第二量爪以及设置于尺身上的基准调节块，基准调节块在尺身上的位置可调节，辅游标位于主游标和基准调节块之间，尺身具有刻度线；

第一量爪为L形结构，第一量爪的一端与尺身连接，第一量爪的另一端用于与车轮踏面相接触且第一量爪的端面为圆弧面；

第二量爪为L形结构，第二量爪的一端与主游标连接，第二量爪的另一端用于与车轮踏面相接触且第二量爪的端面为圆弧面；

尺身包括第一尺杆、第二尺杆以及位于第一尺杆和第二尺杆之间且与第一尺杆和第二尺杆连接的尺杆连接部，主游标和辅游标设置于第二尺杆上，第一量爪与第一尺杆连接，基准调节块设置于第一尺杆上；第一尺杆和第二尺杆均具有一定的长度，第一尺杆和第二尺杆的长度方向为同一方向且第一尺杆和第二尺杆的长度方向与火车车轮的轴线相垂直，第二尺杆的长度大于第一尺杆的长度，基准调节块套设于第一尺杆上，主游标和辅游标套设于第二尺杆上，第二尺杆上设置刻度线；

尺杆连接部包括依次连接的第一连接杆、第二连接杆和第三连接杆，第二连接杆的长度方向与第一尺杆和第二尺杆的长度方向相平行，第一连接杆和第三连接杆的长度大小相同，第一连接杆的长度方向与第二连接杆的长度方向之间具有夹角且该夹角为钝角，第一连接杆的长度方向上的一端与第一尺杆的一端固定连接，第一尺杆的另一端与第一量爪固定连接，基准调节块位于第一量爪和第一连接杆之间，第一连接杆的长度方向上的另一端与第二连接杆的长度方向上的一端固定连接，第三连接杆的长度方向上的一端与第二连接杆的长度方向上的另一端固定连接，第三连接杆的长度方向上的另一端与第二尺杆的一端固定连接，辅游标位于第三连接杆和主游标之间。

2.根据权利要求1所述的火车车轮径向尺寸量具，其特征在于，所述辅游标为数显游标。

3.根据权利要求1所述的火车车轮径向尺寸量具，其特征在于，所述刻度线设置在尺身的表面上，尺身的表面为与火车车轮的轴线相平行的竖直面，刻度线的刻度数值自尺身上的第一设定位置开始沿尺身长度方向至尺身上的第二设定位置逐渐增大，刻度数值表示车轮滚动圆外径，尺身上的第一设定位置与火车车轮的轴线之间的距离小于尺身上的第二设定位置与火车车轮的轴线之间的距离，主游标和辅游标在尺身上设有刻度线的长度区域内移动。

4.根据权利要求1至3任一所述的火车车轮径向尺寸量具，其特征在于，所述主游标套设于尺身上，主游标上安装有固定主游标在尺身上的第一手紧螺栓，第一手紧螺栓的端部穿过主游标上的手紧螺栓孔抵在尺身的顶面，即可固定主游标。

5.根据权利要求1至3任一所述的火车车轮径向尺寸量具，其特征在于，所述基准调节块为矩形块状结构，基准调节块套设于尺身上，基准调节块具有让尺身插入的滑槽，基准调节块上安装有固定基准调节块在尺身上的第二手紧螺栓，第二手紧螺栓的端部穿过基准调节块上的手紧螺栓孔抵在尺身的顶面，即可将基准调节块固定在尺身上。

6.火车车轮径向尺寸测量方法，其特征在于，采用权利要求1至5任一所述的火车车轮径向尺寸量具，且包括步骤：

S1、获取车轮滚动圆外径；

S2、获取车轮第一径向尺寸和第二径向尺寸，第一径向尺寸为车轮轮辋内圆面与车轮踏面上第一接触点之间的最大垂直距离，第二径向尺寸为车轮报废槽与车轮踏面上第一接触点之间的最大垂直距离；

S3、计算车轮轮辋内径和报废槽直径；

其中，在步骤S1中，将待测量的火车车轮呈水平状态放置，使火车车轮的轴线处于竖直面，火车车轮的外侧轮辋面为水平面，将基准调节块放置在火车车轮的外侧轮辋面上，使尺身呈水平状态横置在火车车轮的上方，将第一量爪的下端与车轮踏面接触，然后移动主游标，使第二量爪与的下端与车轮踏面接触，根据主游标对应尺身上的刻度线位置，读取第一接触点和第二接触点之间的距离数值，也即测量获得车轮滚动圆外径，获取车轮滚动圆外径数值；

在步骤S2中，移动辅游标，将辅游标先移动至轮辋内圆面处，使辅游标的测头接触轮辋内圆面上的与车轮踏面上的第一接触点之间的垂直距离最大的一点，获取车轮第一径向尺寸，记录该第一径向尺寸的数值；然后再次移动辅游标，将辅游标先移动至报废槽处，使辅游标的测头接触报废槽上的与车轮踏面上的第一接触点之间的垂直距离最大的一点，获取车轮第二径向尺寸，记录该第二径向尺寸的数值；

在步骤S3中，根据公式D2=L1-2*(L1-L2)计算车轮轮辋内径，D2为车轮轮辋内径，L1为车轮滚动圆外径，L2为第一径向尺寸；

在步骤S3中，根据公式W=L1-2*(L1-L3)计算报废槽的直径，W为报废槽直径，L1为车轮滚动圆外径，L3为第二径向尺寸。