CN112110378A - 轴距可调式自定心转向架落成工作台 - Google Patents

Abstract

轴距可调式自定心转向架落成工作台属于轨道车辆转向架的构架与轮对组装辅助装置领域，其包括检修地沟和电气操控平台；检修地沟包括位于水平地面上的地沟侧墙和沟槽底面，电气操控平台固连在其中一个地沟侧墙的顶端；该工作台还包括地沟端盖板、盖板支柱、两个电气配电柜、两套水平位移调整机构、两个固定式升降座、四个车轮定位卡槽、两个平动式升降座和轨道组。本发明可以大幅减轻轮对定位和测绘作业的劳动强度，显著提高生产效率，降低对天车吊具的占用时间，并减少操作人员和设备的安全隐患。

Description

轴距可调式自定心转向架落成工作台

技术领域

本发明属于轨道车辆转向架的构架与轮对组装辅助装置领域，具体涉及一种轴距可调式自定心转向架落成工作台。

背景技术

轨道车辆的转向架包括作为主要承力框架的构架和两组轮对，如图1所示，每组轮对11均包含一根车轴11-1和对称布置于车轴11-1两端的两个车轮片11-2。不同类型的轻轨、高铁、地铁等轨道客车，其转向架构架对应着多种不同的轮对轴间距尺寸D。现有方法将构架与轮对落成组装时，需要预先将两组轮对11布置于标准轨距的铁轨上，使其二者的车轴11-1彼此平行，并根据不同的构架尺寸类型，对应调整两组轮对11的间距，再利用天车吊具将构架悬吊至两组轮对11的上方，完成落成组对安装过程。

由于车轮片11-2可以沿轨道滚动而导致两组轮对11的间距发生变化，而车轴11-1及其两端的两个车轮片11-2的轴向上均没有可用于定位测量的平面，因此，构架与轮对落成组装时，前、后两组轮对11的轴距测量定位过程非常繁琐，需要反复测量和调整，导致定位过程费时费力，效率低下，因误差问题而导致的返工情况时有发生，不仅制约生产效率的提升，而且频繁的吊装和落成操作也增加了构架和轮对之间磕碰划伤的风险，甚至造成设备和人员的生产安全问题。

发明内容

为了解决现有前、后两组轮对的轴距不易于测量，导致其定位过程非常繁琐，需要反复测量和调整前、后两组轮对的间距，造成定位过程费时费力，效率低下，不仅制约生产效率的提升，而且频繁的吊装和落成操作也增加了构架和轮对之间磕碰划伤的风险，甚至给设备和人员带来安全隐患的技术问题，本发明提供一种轴距可调式自定心转向架落成工作台。

本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：

轴距可调式自定心转向架落成工作台，其包括检修地沟和电气操控平台；检修地沟包括位于水平地面上的地沟侧墙和沟槽底面，电气操控平台固连在其中一个地沟侧墙的顶端；其特征在于：该工作台还包括地沟端盖板、盖板支柱、两个电气配电柜、两套水平位移调整机构、两个固定式升降座、四个车轮定位卡槽、两个平动式升降座和轨道组；

所述轨道组由彼此平行的两条分段式钢轨构成，每条分段式钢轨组均包括彼此共线的三个钢轨段；两个电气配电柜以及盖板支柱的底部均固连于沟槽底面上，两个电气配电柜均分别与电气操控平台电气连接；地沟端盖板的下端面由盖板支柱支撑；

所述水平位移调整机构包括两个水平丝杠轴座、水平丝杠和直线导轨，水平丝杠的两端分别与一个对应的水平丝杠轴座同轴固连；直线导轨平行布置于水平丝杠的正下方；两套水平位移调整机构的底部均固连于一个电气配电柜上；两个固定式升降座的底部均垂直固连于另一个电气配电柜上；两条直线导轨分别对应位于一一对应的一条分段式钢轨组的下方，且直线导轨与分段式钢轨组中共线的三个钢轨段平行；

所述平动式升降座包括高度调整座、水平滑块和红外测距传感器，水平滑块包括导轨滑槽和丝杠螺孔，导轨滑槽与直线导轨滑动连接，丝杠螺孔与水平丝杠螺纹连接，高度调整座固连于水平滑块的上端面；红外测距传感器固连于高度调整座中上段的外侧壁上；

所述固定式升降座和高度调整座均为竖直布置的垂向升降机构，其二者内部均设有受高度调整步进电机驱动的齿轮；车轮定位卡槽包括双垂向高度调整杆、辊轮定位座、两个辊轮和高度调整齿条，垂向高度调整杆垂直固连于辊轮定位座的下端面，高度调整齿条固连于垂向高度调整杆下段的外侧壁上，并随同垂向高度调整杆插入一一对应的一个固定式升降座或一个高度调整座内部，且每个车轮定位卡槽下部的高度调整齿条均与一一对应的一个受高度调整步进电机驱动的齿轮彼此啮合；红外测距传感器探头的轴向垂直指向一个一一对应的一个固定式升降座的侧壁端面；

所述辊轮定位座的俯视图为矩形，其矩形的侧壁由两个彼此平行的滚轮轴座板和两个钢轨托板合围形成；每个辊轮的转轴两端均与对应的两块滚轮轴座板上的轴孔转动连接；

所述两条分段式钢轨彼此平行地固连于地沟端盖板的上端面，且轨道组的延伸方向垂直于检修地沟的开槽方向；地沟端盖板上按矩形的四角开设有两个长矩形窗口和两个短矩形窗口，每个长矩形窗口均对应位于一个一一对应直线导轨的正上方；

每条分段式钢轨组内彼此共线的三个钢轨段分别跨过一个长矩形窗口和一个短矩形窗口，且两个钢轨段彼此邻近的钢轨端头分别由同一个辊轮定位座上的前、后两个钢轨托板分别支撑；

所述电气操控平台通过与固定式升降座以及高度调整座二者内部的高度调整步进电机均无线通讯的方式连接，并由电气操控平台分别向每个高度调整步进电机同步发送完全相同的电机转角编码器控制信号，以同步控制每个高度调整步进电机的转动角度，进而控制高度调整齿条的升降高度值；

所述两个红外测距传感器通过无线通讯的方式与电气操控平台电气连接，并向电气操控平台发送测量距离值控制信号；且电气操控平台通过电气配电柜与水平位移调整机构电气连接，并向水平丝杠的驱动电机发送水平位移量对应的转角编码器控制信号，以同步控制每个水平丝杠的驱动电机的转动角度，进而同步控制水平滑块的在水平丝杠上的水平移动距离和水平移动位置。

上述辊轮定位座上的两个钢轨托板的上端面位于滚轮轴座板上端面的下方，其二者之间的高度差H恰等于钢轨段的底面到其踏面最高点之间的垂向高度差值；所述两个滚轮轴座板的间距值，是三个钢轨段宽度的110％至120％，其最佳参数值为115％。

本发明的有益效果是：该轴距可调式自定心转向架落成工作台，其固定式升降座以或高度调整座支撑的共计四个辊轮定位座可以在步进电机和齿条机构的驱动下调整竖直升降的高度。水平位移调整机构中的水平丝杠可以带动水平滑块水平移动，使平动式升降座可以在红外测距传感器的距离测量反馈信号和电气操控平台的配合控制下实现水平位置的精确调整和定位。

四个辊轮定位座可以从地沟端盖板下方同步升高，并分别从对应的长矩形窗口或两个短矩形窗口升至地沟端盖板的上端面上方，最终使钢轨段的踏面最高点与辊轮的最高点处于同一高度，进而使轮对上的车轮片可以从钢轨段上轻而易举地滚入辊轮定位座的两个滚轮轴座板之间，并进一步由两个辊轮共同对车轮片的圆周外径进行两切点式的支撑定位，进而实现轮对水平位置的快速固定，实现两组轮对按预先给定的轴距和姿态可靠定位，并为后续的构架吊装落成组对工作创造稳固、可靠的先决条件，因此可以大幅减轻轮对定位和测绘作业的劳动强度，显著提高生产效率，降低对天车吊具的占用时间，并减少操作人员和设备的安全隐患。

此外该轴距可调式自定心转向架落成工作台还具有自动化程度高、结构简单实用，操作方便，成本低廉，便于推广普及等优点。

附图说明

图1是现有两组轮对及其二者轴距关系的原理示意图；

图2是本发明轴距可调式自定心转向架落成工作台的立体结构示意图；

图3是本发明轴距可调式自定心转向架落成工作台的侧视图；

图4是图2的爆炸装配示意图；

图5是不包含地沟端盖板的本发明轴距可调式自定心转向架落成工作台在另一视角下的立体结构示意图；

图6是不包含检修地沟、电气操控平台、地沟端盖板、盖板支柱的本发明轴距可调式自定心转向架落成工作台在图2视角下的立体图；

图7是图6中I部分的局部放大图；

图8是本发明车轮定位卡槽的立体结构示意图；

图9是本发明平动式升降座的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图2至图9所示，本发明的轴距可调式自定心转向架落成工作台包括：检修地沟1和电气操控平台2；检修地沟1包括位于水平地面上的地沟侧墙1-1和沟槽底面1-2，电气操控平台2固连在其中一个地沟侧墙1-1的顶端；其特征在于：该工作台还包括地沟端盖板3、盖板支柱4、两个电气配电柜5、两套水平位移调整机构6、两个固定式升降座7、四个车轮定位卡槽8、两个平动式升降座9和轨道组10。

所述轨道组10由彼此平行的两条分段式钢轨构成，每条分段式钢轨组均包括彼此共线的三个钢轨段10-1；两个电气配电柜5以及盖板支柱4的底部均固连于沟槽底面1-2上，两个电气配电柜5均分别与电气操控平台2电气连接；地沟端盖板3的下端面由盖板支柱4支撑。

所述水平位移调整机构6包括两个水平丝杠轴座6-1、水平丝杠6-2和直线导轨6-3，水平丝杠6-2的两端分别与一个对应的水平丝杠轴座6-1同轴固连；直线导轨6-3平行布置于水平丝杠6-2的正下方；两套水平位移调整机构6的底部均固连于一个电气配电柜5上；两个固定式升降座7的底部均垂直固连于另一个电气配电柜5上；两条直线导轨6-3分别对应位于一一对应的一条分段式钢轨组的下方，且直线导轨6-3与分段式钢轨组中共线的三个钢轨段10-1平行。

所述平动式升降座9包括高度调整座9-1、水平滑块9-2和红外测距传感器9-3，水平滑块9-2包括导轨滑槽9-2-1和丝杠螺孔9-2-2，导轨滑槽9-2-1与直线导轨6-3滑动连接，丝杠螺孔9-2-2与水平丝杠6-2螺纹连接，高度调整座9-1固连于水平滑块9-2的上端面；红外测距传感器9-3固连于高度调整座9-1中上段的外侧壁上。

所述固定式升降座7和高度调整座9-1均为竖直布置的垂向升降机构，其二者内部均设有受高度调整步进电机驱动的齿轮；车轮定位卡槽8包括双垂向高度调整杆8-1、辊轮定位座8-2、两个辊轮8-3和高度调整齿条8-4，垂向高度调整杆8-1垂直固连于辊轮定位座8-2的下端面，高度调整齿条8-4固连于垂向高度调整杆8-1下段的外侧壁上，并随同垂向高度调整杆8-1插入一一对应的一个固定式升降座7或一个高度调整座9-1内部，且每个车轮定位卡槽8下部的高度调整齿条8-4均与一一对应的一个受高度调整步进电机驱动的齿轮彼此啮合；红外测距传感器9-3探头的轴向垂直指向一个一一对应的一个固定式升降座7的侧壁端面。

所述辊轮定位座8-2的俯视图为矩形，其矩形的侧壁由两个彼此平行的滚轮轴座板8-2-2和两个钢轨托板8-2-1合围形成；每个辊轮8-3的转轴两端均与对应的两块滚轮轴座板8-2-2上的轴孔转动连接。

所述两条分段式钢轨彼此平行地固连于地沟端盖板3的上端面，且轨道组10的延伸方向垂直于检修地沟1的开槽方向；地沟端盖板3上按矩形的四角开设有两个长矩形窗口3-1和两个短矩形窗口3-2，每个长矩形窗口3-1均对应位于一个一一对应直线导轨6-3的正上方。

每条分段式钢轨组内彼此共线的三个钢轨段10-1分别跨过一个长矩形窗口3-1和一个短矩形窗口3-2，且两个钢轨段10-1彼此邻近的钢轨端头分别由同一个辊轮定位座8-2上的前、后两个钢轨托板8-2-1分别支撑。

所述电气操控平台2通过与固定式升降座7以及高度调整座9-1二者内部的高度调整步进电机均无线通讯的方式连接，并由电气操控平台2分别向每个高度调整步进电机同步发送完全相同的电机转角编码器控制信号，以同步控制每个高度调整步进电机的转动角度，进而控制高度调整齿条8-4的升降高度值。

所述两个红外测距传感器9-3通过无线通讯的方式与电气操控平台2电气连接，并向电气操控平台2发送测量距离值控制信号；且电气操控平台2通过电气配电柜5与水平位移调整机构6电气连接，并向水平丝杠6-2的驱动电机发送水平位移量对应的转角编码器控制信号，以同步控制每个水平丝杠6-2的驱动电机的转动角度，进而同步控制水平滑块9-2的在水平丝杠6-2上的水平移动距离和水平移动位置。

所述辊轮定位座8-2上的两个钢轨托板8-2-1的上端面位于滚轮轴座板8-2-2上端面的下方，其二者之间的高度差H恰等于钢轨段10-1的底面到其踏面最高点之间的垂向高度差值；所述两个滚轮轴座板8-2-2的间距值，是三个钢轨段10-1宽度的110％至120％，其最佳参数值为115％。

具体应用本发明的轴距可调式自定心转向架落成工作台时，红外测距传感器9-3选用欧普顿牌E3k100-7M型红外传感器，水平丝杠6-2、高度调整座9-1和固定式升降座7的位移量均在步进电机的基础上增配欧姆龙牌WLMGCA2型限位开关并采用自控领域公知的位移量反馈控制方法进行位移量控制。

使用时将所需落成组对构架上前、后两根车轴11-1的图纸标准间距值已知量，输入电气操控平台2并采用自控领域公知的步进电机转角编码信号控制方法，以无线通讯的方式实现电气操控平台2对两个水平丝杠6-2的驱动电机的转角控制量的同步控制，从而使水平丝杠6-2带动水平滑块9-2水平移动，进而改变受带动水平滑块9-2支撑的车轮定位卡槽8的水平位置。当红外测距传感器9-3检测到高度调整座9-1与固定式升降座7的距离与输入电气操控平台2车轴图纸标准间距值减去固定式升降座7自身的宽度值后的计算结果相等时，则说明位于同一条分段式钢轨上的两个辊轮定位座8-2的质心距离已经等于给定的车轴图纸标准间距值。

电气操控平台2采用自控领域公知的步进电机转角编码信号控制方法，以无线通讯的方式实现对固定式升降座7以及高度调整座9-1二者内部的高度调整步进电机转角控制量的同步控制，从而使每个受固定式升降座7以或高度调整座9-1支撑的共计四个辊轮定位座8-2从地沟端盖板3下方同步升高，并分别从对应的长矩形窗口3-1或两个短矩形窗口3-2升至地沟端盖板3的上端面上方，最终使钢轨段10-1的踏面最高点与辊轮8-3的最高点处于同一高度，从而使轮对11上的车轮片11-2可以从钢轨段10-1上轻而易举地滚入辊轮定位座8-2的两个滚轮轴座板8-2-2之间，并进一步由两个辊轮8-3共同对车轮片11-2的圆周外径进行两切点式的支撑定位，进而实现轮对11水平位置的快速固定，实现两组轮对11按预先给定的轴距和姿态可靠定位，并为后续的构架吊装落成组对工作创造稳固、可靠的先决条件。

Claims (2)

1.轴距可调式自定心转向架落成工作台，其包括检修地沟(1)和电气操控平台(2)；检修地沟(1)包括位于水平地面上的地沟侧墙(1-1)和沟槽底面(1-2)，电气操控平台(2)固连在其中一个地沟侧墙(1-1)的顶端；其特征在于：该工作台还包括地沟端盖板(3)、盖板支柱(4)、两个电气配电柜(5)、两套水平位移调整机构(6)、两个固定式升降座(7)、四个车轮定位卡槽(8)、两个平动式升降座(9)和轨道组(10)；

所述轨道组(10)由彼此平行的两条分段式钢轨构成，每条分段式钢轨组均包括彼此共线的三个钢轨段(10-1)；两个电气配电柜(5)以及盖板支柱(4)的底部均固连于沟槽底面(1-2)上，两个电气配电柜(5)均分别与电气操控平台(2)电气连接；地沟端盖板(3)的下端面由盖板支柱(4)支撑；

所述水平位移调整机构(6)包括两个水平丝杠轴座(6-1)、水平丝杠(6-2)和直线导轨(6-3)，水平丝杠(6-2)的两端分别与一个对应的水平丝杠轴座(6-1)同轴固连；直线导轨(6-3)平行布置于水平丝杠(6-2)的正下方；两套水平位移调整机构(6)的底部均固连于一个电气配电柜(5)上；两个固定式升降座(7)的底部均垂直固连于另一个电气配电柜(5)上；两条直线导轨(6-3)分别对应位于一一对应的一条分段式钢轨组的下方，且直线导轨(6-3)与分段式钢轨组中共线的三个钢轨段(10-1)平行；

所述平动式升降座(9)包括高度调整座(9-1)、水平滑块(9-2)和红外测距传感器(9-3)，水平滑块(9-2)包括导轨滑槽(9-2-1)和丝杠螺孔(9-2-2)，导轨滑槽(9-2-1)与直线导轨(6-3)滑动连接，丝杠螺孔(9-2-2)与水平丝杠(6-2)螺纹连接，高度调整座(9-1)固连于水平滑块(9-2)的上端面；红外测距传感器(9-3)固连于高度调整座(9-1)中上段的外侧壁上；

所述固定式升降座(7)和高度调整座(9-1)均为竖直布置的垂向升降机构，其二者内部均设有受高度调整步进电机驱动的齿轮；车轮定位卡槽(8)包括双垂向高度调整杆(8-1)、辊轮定位座(8-2)、两个辊轮(8-3)和高度调整齿条(8-4)，垂向高度调整杆(8-1)垂直固连于辊轮定位座(8-2)的下端面，高度调整齿条(8-4)固连于垂向高度调整杆(8-1)下段的外侧壁上，并随同垂向高度调整杆(8-1)插入一一对应的一个固定式升降座(7)或一个高度调整座(9-1)内部，且每个车轮定位卡槽(8)下部的高度调整齿条(8-4)均与一一对应的一个受高度调整步进电机驱动的齿轮彼此啮合；红外测距传感器(9-3)探头的轴向垂直指向一个一一对应的一个固定式升降座(7)的侧壁端面；

所述辊轮定位座(8-2)的俯视图为矩形，其矩形的侧壁由两个彼此平行的滚轮轴座板(8-2-2)和两个钢轨托板(8-2-1)合围形成；每个辊轮(8-3)的转轴两端均与对应的两块滚轮轴座板(8-2-2)上的轴孔转动连接；

所述两条分段式钢轨彼此平行地固连于地沟端盖板(3)的上端面，且轨道组(10)的延伸方向垂直于检修地沟(1)的开槽方向；地沟端盖板(3)上按矩形的四角开设有两个长矩形窗口(3-1)和两个短矩形窗口(3-2)，每个长矩形窗口(3-1)均对应位于一个一一对应直线导轨(6-3)的正上方；

每条分段式钢轨组内彼此共线的三个钢轨段(10-1)分别跨过一个长矩形窗口(3-1)和一个短矩形窗口(3-2)，且两个钢轨段(10-1)彼此邻近的钢轨端头分别由同一个辊轮定位座(8-2)上的前、后两个钢轨托板(8-2-1)分别支撑；

所述电气操控平台(2)通过与固定式升降座(7)以及高度调整座(9-1)二者内部的高度调整步进电机均无线通讯的方式连接，并由电气操控平台(2)分别向每个高度调整步进电机同步发送完全相同的电机转角编码器控制信号，以同步控制每个高度调整步进电机的转动角度，进而控制高度调整齿条(8-4)的升降高度值；

所述两个红外测距传感器(9-3)通过无线通讯的方式与电气操控平台(2)电气连接，并向电气操控平台(2)发送测量距离值控制信号；且电气操控平台(2)通过电气配电柜(5)与水平位移调整机构(6)电气连接，并向水平丝杠(6-2)的驱动电机发送水平位移量对应的转角编码器控制信号，以同步控制每个水平丝杠(6-2)的驱动电机的转动角度，进而同步控制水平滑块(9-2)的在水平丝杠(6-2)上的水平移动距离和水平移动位置。

2.如权利要求1所述的轴距可调式自定心转向架落成工作台，其特征在于：所述辊轮定位座(8-2)上的两个钢轨托板(8-2-1)的上端面位于滚轮轴座板(8-2-2)上端面的下方，其二者之间的高度差H恰等于钢轨段(10-1)的底面到其踏面最高点之间的垂向高度差值；所述两个滚轮轴座板(8-2-2)的间距值，是三个钢轨段(10-1)宽度的110％至120％，其最佳参数值为115％。

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