CN112792555A - 一种铁路货车轮对轴端螺栓自动拆卸设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁路货车轮对轴端螺栓自动拆卸设备，包括机架，设置在机架上的拆卸机构及轴端枕位；机架的中间部位独立设有升降平台，轴端枕位设置在位于升降平台左边的机架上；拆卸机构滑动固定在轴端枕位的侧边，拆卸机构通过底座滑动固定有伺服扭力扳手总成、端盖夹持移动装置。本发明设置通过设置伺服扭力扳手及轴端夹持装置，实现对端面螺栓及轴端的自动移去，并可实时反馈扭矩数据，有效推进检修速度；另外通过螺栓定位装置完成轮对端面螺栓的精准定位，结合拆卸机构，以及通过机械传动机构完成轮对的自动推出，实现了铁路货运列车轮对检修中的轮对轴端螺栓自动拆卸。

Description

一种铁路货车轮对轴端螺栓自动拆卸设备

技术领域

本发明涉及车轮检修技术领域，特别涉及一种铁路货车轮对轴端螺栓自动拆卸设备。

背景技术

铁路货运列车一般在行驶一定的公里数或是年限后要进行拆解检修，轮对是货运列车拆解后的一个部分，轮对检修在当前市场上有专用的检修产线，其中一个检修工艺是对轮对两端的外六角螺栓进行拆卸，当前市场这部分工序均由人工采用气动扳手进行逐个拆卸，使用噪音大，人工作业劳动强度大，安全系数低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铁路货车轮对轴端螺栓自动拆卸设备，解决现有技术人工拆卸劳动强度大，安全系数低等问题。

一种铁路货车轮对轴端螺栓自动拆卸设备，包括机架，设置在机架上的拆卸机构及枕位；其中：枕位用于托住轮对；拆卸机构滑动固定在机架上，拆卸机构上滑动固定有伺服扭力扳手总成、端盖夹持移动装置；伺服扭力扳手总成用于拆卸轴端螺栓，端盖夹持移动装置用于夹持并移除端盖；工作时，伺服扭力扳手总成与端盖夹持移动装置的轴心分别与轮对的两个端盖共中心线。

进一步地，本发明所述自动拆卸设备还包括定位机构，所述定位机构包括用于驱动轮对的轮对旋转驱动装置及用于定位轴端螺栓位置的螺栓定位机构；螺栓定位机构包括螺栓卡板，所述伺服扭力扳手总成包括螺栓套筒；螺栓套筒的分布与螺栓卡板的卡口位置匹配。

进一步地，所述拆卸机构安装在第一滑动组件上，第一滑动组件与两个轴端中心线方向平行；夹持时，所述端盖夹持移动装置的端盖夹持部与所述梅花筒的轴心分别与两个轴端共中心线。

根据本发明的实施例，所述螺栓定位机构通过第二滑动组件安装在所述拆卸机构上，所述端盖夹持部通过第三滑动组件安装在所述拆卸机构上，第三滑动组件位于所述伺服扭力扳手总成的上端面；第二滑动组件在水平面内沿第一滑动组件的垂直方向设置，第三滑动组件的滑动方向同所述第一滑动组件。

进一步地，所述螺栓定位机构还包括转轴、复位弹簧及编码器；所述转轴包括导向弹梢、过渡转轴；所述导向弹梢的一端固定在螺栓卡板上，相对另一端与过渡转轴滑动连接；复位弹簧套装在所述螺栓卡板及过渡转轴之间，导向弹梢为两个以上。

优选地，所述螺栓定位机构还包括套装在所述过渡转轴上的固定导向主座，固定导向主座设有与所述过渡转轴匹配的凹槽及与所述导向弹梢匹配的通孔；所述过渡转轴为T字形，所述导向弹梢穿过所述过渡转轴进入凹槽的部分设有限位部。

进一步地，所述机架的中部设有轮对升降平台及设置在轮对升降平台两端的车轮枕位。

进一步地，所述轮对旋转驱动装置通过第四滑动组件固定在所述两个车轮枕位之间，第四滑动组件滑动方向与两个轴端中心线方向平行。

进一步地，本发明所述自动拆卸设备还包括分别设置在所述车轮枕位一侧的推轮机构，推轮机构用于将轮对推出所述轮对升降平台。

进一步地，本发明所述自动拆卸设备还包括分别设置在左右机架上的轴端定位装置，轴端定位装置设有长度测量传感器，用于定位两个端盖之间的长度。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

1.本发明设置通过设置伺服扭力扳手及轴端夹持装置，实现对端面螺栓及轴端的自动移去，并可通过反馈扭矩数据，有效推进检修速度。

2.本发明通过螺栓定位装置完成轮对端面螺栓的精准定位，结合拆卸机构，以及通过机械传动机构完成轮对的自动推出，实现了铁路货运列车轮对检修中的轮对轴端螺栓自动拆卸。

3.本发明可推进轮对检修工艺流水线的全自动化升级，提高生产效率，降低人工作业强度，保证人员作业安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明自动拆卸设备工作状态结构示意图。

图2为本发明自动拆卸设备整体结构示意图。

图3为本发明拆卸机构及螺栓定位机构示意图。

图4为本发明螺栓定位机构工作状态示意图。

图5为本发明螺栓定位机构立体结构示意图。

图6为本发明螺栓定位机构剖面示意图。

图7为本发明螺栓定位机构固定导向主座示意图。

图8为本发明升降平台结构示意图。

图9为本发明推轮机构结构示意图。

图10为本发明轴端定位装置结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。

需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-10所示，本发明提出一种铁路货车轮对轴端螺栓自动拆卸设备，其中：1端盖，2轮对，3定位机构，4拆卸机构，5机架，6升降平台，7轴端定位装置，8枕位，9推轮机构，11轴端螺栓，12轴端；31轮对旋转驱动装置，32螺栓定位机构，321为螺栓卡板，322为导向弹梢，323为复位弹簧，324为阻挡盖板，325为固定导向主座，326为联轴器，327为过渡法兰，328为编码器安装板，329为编码器，3210为过渡转轴，3251凹槽，3252通孔；33第二滑动组件，34第四滑动组件，41伺服扭力扳手总成，411螺栓套筒，42端盖夹持移动装置，421端盖夹持部，43第一滑动组件，44第三滑动组件；71测量机构，72调节气缸，73顶升气缸；81轴端枕位，82车轮枕位；91推轮杆，92连接件，93推出气缸。

参阅图1-3所示，本发明所述铁路货车轮对轴端螺栓自动拆卸设备，包括机架5，设置在机架5上的拆卸机构4及轴端枕位81；机架5的中间部位独立设有升降平台6，轴端枕位81设置在位于升降平台6左边的机架5上；拆卸机构4滑动固定在轴端枕位81的侧边，拆卸机构4通过底座滑动固定有伺服扭力扳手总成41、端盖夹持移动装置42；其中：

轴端枕位81为V字形，尺寸与轮对2的轴端匹配，宽度略小于轴端的长度，确保端盖1在为轴端枕位81之外的自由状态便于退出；

伺服扭力扳手总成41包括螺栓套筒411，尺寸与形状和轴端螺栓11匹配，还包括与螺栓套筒411通过转轴连接的伺服电机；端盖夹持移动装置42包括端盖夹持部421，端盖夹持部421为两个夹持瓣，与轴端1的尺寸匹配；优选地，端盖夹持部421与螺栓套筒411同心布局，端盖夹持移动装置42通过伺服扭力扳手总成41的上方设置的垂直安装板滑动安装；优选地，螺栓套筒411及端盖夹持部421中心的高度与轮对落入轴端枕位81时端盖1的中心高度一致。

在本实施例中，拆卸机构4通过第一滑动组件43安装在轴端枕位81的一侧，端盖夹持移动装置42通过第三滑动组件44安装在拆卸机构4的上方；第一滑动组件43滑动方向为水平朝轴端枕位81方向(X轴方向)，第三滑动组件44与第一滑动组件43的滑动方向相同(X轴方向)。

在本实施例中，所述铁路货车轮对轴端螺栓自动拆卸设备还包括定位机构3，定位机构3包括轮对旋转驱动装置31和螺栓定位机构32，旋转驱动装置31的功能在于驱动轮对的旋转，使螺栓定位机构32利用计数原理进行定位；其中：

如图1-2、8所示，升降平台6上的左右两端安装有车轮枕位82，如V型，轮对旋转驱动装置31安装位置贴近工作时轮对的位置，优选贴近车轮枕位82，通过第四滑动组件34滑动安装，第四滑动组件34的滑动方向与第一滑动组件43的滑动方向相同(X轴方向)；轮对旋转驱动装置31包括旋转驱动轮及电机，电机驱动旋转驱动轮在水平面旋转，带动轮对2沿垂直方向旋转，优选地，轮对旋转驱动装置的旋转驱动轮设置高度不低于车轮枕位82的高度；

此外，如图3-7所示，螺栓定位机构32通过第二滑动组件33滑动安装在拆卸机构4上，第二滑动组件33滑动方向为Y轴方向；螺栓定位机构32包括螺栓卡板321，导向弹梢322，复位弹簧323，以及过渡转轴3210；其中，复位弹簧323套装在导向弹梢322的外表面，两端分别固定在螺栓卡板321和过渡转轴3210上；导向弹梢322的一端与螺栓卡板321固定连接，相对另一端滑动滑动安装在过渡转轴3210内，导向弹梢322的数量为两个以上，优选3个，呈品字形分布；过渡转轴3210与编码器329的输入轴通过联轴器326连接。

进一步地，过渡转轴3210沿轴向剖面为T型结构，导向弹梢322分布在转轴半径之外；进一步地，所述定位机构还包括套装在过渡转轴3210上的固定导向主座325以及阻挡盖板324，固定导向主座325设有凹槽3251，凹槽3251的深度略大于导向弹梢322在复位弹簧323自由状态时进入空腔的长度，凹槽3251底部还设有与导向弹梢322尺寸及数量匹配的通孔3252；复位弹簧323在自由状态时，导向弹梢322处于固定导向主座325的凹槽3251内，复位弹簧323在压缩状态时进入固定导向主座325的通孔3252内。优选地，所述定位机构还设有环形结构的阻挡盖板，半径略大于套装复位弹簧323后的导向弹梢322的分布半径，安装在固定导向主座325上，起到保护过渡转轴3210的作用；优选地，导向弹梢322进入固定导向主座325凹槽3251内的部分设有环状凸起，对凹槽3252内滑动的距离进行限位。

进一步地，螺栓定位机构32还包括套装在联轴器326上的过渡法兰327，以及安装在编码器端面的编码器安装板328，过渡法兰327的两端分别固定连接固定导向主座325和编码器安装板328。进一步地，所述螺栓卡板321设有与螺栓螺母对应的卡口，卡口沿边缘开口设置，尺寸、形状及数量与螺栓匹配，具体在工作时螺栓卡板321可以选择合适的型号。

如图8-9所示，本发明所述所述铁路货车轮对轴端螺栓自动拆卸设备还包括设置在升降平台6下方的推轮机构9，优选在车轮枕位9和旋转驱动装置31之间，推轮机构9包括推轮杆91，连接件92及推出气缸93，推轮杆91的一端铆接在升降平台6的侧边上，相对另一端通过连接件92与推出气缸93的输出端铰接，推轮工作时气缸93升起，通过连接件92使推轮杆91沿铆接点为圆心向上旋转。

如图10所示，本发明所述所述铁路货车轮对轴端螺栓自动拆卸设备还包括安装在机架5两端的轴端定位装置7，轴端定位装置7包括安装在顶升气缸73(沿Z轴方向顶升)上的测距机构，测距机构由长度测量机构71及X轴方向驱动的调节气缸72组成，测量机构71上安装有长度测量传感器(图中未示出，可选择常用的长度测量传感器)，工作时，顶升气缸73向上升起至轴端1高度，调节气缸72驱动传感器贴近端盖1的端面，通过左右布局的传感器测量获得长度数据获得轮轴长度位置。

以下对本发明所述铁路货车轮对轴端螺栓自动拆卸设备的工作原理及过程进行描述：

如图1-2所示，将轮对2推入升降平台6，轮对2落入车轮枕位82，轴端定位装置7顶起，顶升气缸73伸出，调节气缸72使测量机构71贴近端面螺栓11的端面，检测轮对2轮轴长度位置，轴端定位装置7下降至初始位置。调节升降平台6的高度，螺栓定位装置32由第二滑动组件33推送至轮对2中心轴线上，第一滑动组件32将螺栓定位装置32顶至螺栓11端面上(如图4所示)，轮对旋转驱动装置31推出顶至轮对2的轮饼轮辋上驱动轮对2旋转，螺栓1旋转，旋转过程中在合适的位置螺栓定位装置32的螺栓卡板321会卡合端面的三个螺栓11，轮对2由于惯性继续旋转，此时螺栓定位装置32的编码器开始计数，直至轮对2停止旋转，螺栓定位装置32编码器计数完毕；轮对旋转驱动装置31驱动轮对2反转，直至螺栓定位装置32的编码器回到零位，轮对2停止旋转，螺栓定位装置32通过第一滑动组件43返回至安全距离，螺栓定位装置32回置初始位，拆卸机构4通过第一滑动组件43滑向端盖1的端面，此时伺服扭力扳手总成41套住螺栓11的外六角头，同时端盖夹持移动装置42将端盖夹住，伺服扭力扳手总成41开始拆卸螺栓11，并实时将拆卸扭矩反馈至控制主机终端，同时通过第一滑动组件43缓慢后退，直至螺栓11完全退出轮对2，此时拆卸机构4再通过第一滑动组件43以最初速度退至起始点，端盖夹持移动装置42将端盖1和螺栓11从轮对2中退出，单边螺栓拆卸结束后，另外一边重复以上过程，完成后推轮机构9顶升至初始位，将轮对2推出，整个轮对的轴端螺栓11拆卸完毕。

根据本领域的常识，如在少量工件检修时可不需要对螺栓11的位置进行定位，可直接将轮对推入枕位8(如轮子外侧的轴端枕位81、车轮枕位82或设置在两个车轮之间的枕位)人工旋转轮对2使螺栓11的位置与拆卸机构4匹配，然后操作同上拆卸机构4即可移除端盖1和螺栓11。

根据本领域的常识，在机架5上设置左右两边相同的定位机构3、拆卸机构4，轴端枕位81实现轮对2两端的端盖1和螺栓11同时退出，并将拆卸机构4增加扭矩传感器实施反馈扭矩数据来提高效率和自动化的方案也在本发明保护范围之内。

本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (10)

1.一种铁路货车轮对轴端螺栓自动拆卸设备，其特征在于，包括机架(5)，设置在机架(5)上的拆卸机构(4)及枕位(8)；其中：

枕位(8)用于托住轮对；拆卸机构(4)滑动固定在机架(5)上，拆卸机构(4)上滑动固定有伺服扭力扳手总成(41)、端盖夹持移动装置(42)；伺服扭力扳手总成(41)用于拆卸轴端螺栓(11)，端盖夹持移动装置(42)用于夹持并移除端盖(1)；工作时，伺服扭力扳手总成(41)与端盖夹持移动装置(42)的轴心分别与轮对(2)的两个端盖(1)共中心线。

2.根据权利要求1所述的自动拆卸设备，其特征在于，还包括定位机构(3)，所述定位机构(3)包括用于驱动轮对的轮对旋转驱动装置(31)及用于定位轴端螺栓(11)位置的螺栓定位机构(32)；螺栓定位机构(32)包括螺栓卡板(321)，所述伺服扭力扳手总成(41)包括螺栓套筒(411)；螺栓套筒(411)的分布与螺栓卡板(321)的卡口位置匹配。

3.根据权利要求2所述的自动拆卸设备，其特征在于，所述拆卸机构(4)安装在第一滑动组件(43)上，第一滑动组件(43)与两个轴端(1)中心线方向平行；夹持时，所述端盖夹持移动装置(42)的端盖夹持部(421)与所述梅花筒(411)的轴心分别与两个轴端(1)共中心线。

4.根据权利要求3所述的自动拆卸设备，其特征在于，所述螺栓定位机构(32)通过第二滑动组件(33)安装在所述拆卸机构(4)上，所述端盖夹持部(421)通过第三滑动组件(44)安装在所述拆卸机构(4)上，第三滑动组件(44)位于所述伺服扭力扳手总成(41)的上端面；第二滑动组件(33)在水平面内沿第一滑动组件(43)的垂直方向设置，第三滑动组件(44)的滑动方向同所述第一滑动组件(43)。

5.根据权利要求2所述的自动拆卸设备，其特征在于，所述螺栓定位机构(32)还包括转轴、复位弹簧(323)及编码器(329)；所述转轴包括导向弹梢(322)、过渡转轴(3210)；所述导向弹梢(322)的一端固定在螺栓卡板(321)上，相对另一端与过渡转轴(3210)滑动连接；复位弹簧(323)套装在所述螺栓卡板(321)及过渡转轴(3210)之间，导向弹梢(322)为两个以上。

6.根据权利要求5所述的自动拆卸设备，其特征在于，所述螺栓定位机构(32)还包括套装在所述过渡转轴(3210)上的固定导向主座(325)，固定导向主座(325)设有与所述过渡转轴(3210)匹配的凹槽(3251)及与所述导向弹梢(322)匹配的通孔(3252)；所述过渡转轴(3210)为T字形，所述导向弹梢(322)穿过所述过渡转轴(3210)进入凹槽(3251)的部分设有限位部(3213)。

7.根据权利要求2所述的自动拆卸设备，其特征在于，所述机架(5)的中部设有轮对升降平台(6)，轮对升降平台(6)两端设置有车轮枕位(82)。

8.根据权利要求7所述的自动拆卸设备，其特征在于，所述轮对旋转驱动装置(31)通过第四滑动组件(34)固定在所述两个车轮枕位(82)之间，第四滑动组件(34)滑动方向与两个端盖(1)中心线方向平行。

9.根据权利要求7所述的自动拆卸设备，其特征在于，还包括分别设置在所述车轮枕位(82)一侧的推轮机构(9)，推轮机构(9)用于将轮对推出所述轮对升降平台(6)。

10.根据权利要求1所述的自动拆卸设备，其特征在于，还包括分别设置在左右机架(5)上的轴端定位装置(7)，轴端定位装置(7)设有长度测量传感器，用于定位两个端盖(1)之间的长度。

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