CN113324471B - 一种滚动测量列车对轮圆度的装置 - Google Patents

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Abstract

一种滚动测量列车对轮圆度的装置，包括测量器，测量器包括与踏面贴合的测量块，测量块与连接轴装配，连接轴安装在伸缩轴筒的一端上，伸缩轴筒另一端穿过测量顶板后进入测量腔内，测量腔设置在测量壳内，测量顶板安装在测量壳顶部且封闭测量腔；测量腔内由上至下依次安装有第三隔板、第二隔板，伸缩轴筒装入测量腔内的一端穿过第三隔板；伸缩轴筒内部为中空的轴孔，轴孔与探测转轴一端装配，探测转轴上设置有驱动弧，驱动销穿过伸缩轴筒后进入驱动弧槽内且与卡合、可滑动装配；轴孔位于探测转轴的顶部端面和连接轴之间的部分上安装有弹簧，弹簧用于对伸缩轴筒施加向上推动的弹力；探测转轴的底部穿过第二隔板后与电位器的输入轴装配。

Description

一种滚动测量列车对轮圆度的装置
技术领域
本发明涉及列车对轮检修技术，特别是涉及一种滚动测量列车对轮圆度的装置。
背景技术
在列车检修中，对于对轮的检修包括对对轮的圆度检测，也就检测对轮圆周的磨损情况。目前的检测方式是通知直尺按照标准间隔角度测量对轮的半径，通过半径的的长度变化来判断对轮的圆度情况，从而便于后续的维护、更换。这种方式只能大致检测对轮的圆度，误差较高、效率低下，严重影响了检修工序的正常进行，还可能无法及时发现圆度存在的较大缺陷，从而存在一定的安全隐患。
目前的检测方式有两种，一种是直接测量轮辋的圆周，通过圆跳动的幅度判断轮辋是否需要更换或检修；另一种是通过对轮滚动，探测轮辋滚动一周的轨迹幅度。第一种方式只是单纯测量轮辋的圆跳动，无法还原轮辋运行时的轨迹，因此不能作为对轮运行的参考。第二种方式能够比较真实地还原对轮工作时的滚动轨迹，因此不仅能够测量轮辋的圆跳动，还能够测量对轮运行时的稳定程度；这种方式主要用于整车大修时进行的全面检修，因此参考价值更高。但是目前第二种方式需要设置较长的测量轨道，通过轮辋滚动时对其路径上不同的传感器施加压力，并通过这个压力还原轮辋运行时其轨迹在直线上下的跳动。这种方式存在一定的设备误差，因为无法确保每个传感器的精度一致，因此对传感器要求很高，而且对引导对轮行走的轨道的直线度、水平度要求更高，对各个传感器与轨道安装的相对位置精度要求很高，这就造成第二种测试方式成本很高，使得实际使用时大多采用第一种方式。
对此发明人设计了一种滚动测量列车对轮圆度的装置，其通过一个测量器
就能测量轮辋一周的跳动，从而可以大大简化结构、降低成本。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种滚动测量列车对轮圆度的装置
为实现上述目的，本发明提供了一种滚动测量列车对轮圆度的装置，包括测量器，所述测量器包括与踏面贴合的测量块，测量块与连接轴装配，连接轴安装在伸缩轴筒的一端上，伸缩轴筒另一端穿过测量顶板后进入测量腔内，所述测量腔设置在测量壳内，测量顶板安装在测量壳顶部且封闭测量腔；
所述测量腔内由上至下依次安装有第三隔板、第二隔板、第一隔板，所述伸缩轴筒装入测量腔内的一端穿过第三隔板且与可轴向滑动、不可圆周转动装配；所述伸缩轴筒内部为中空的轴孔，所述轴孔与探测转轴一端可轴向滑动且可圆周主动转动装配，所述探测转轴上设置有沿着其轴向分布的驱动弧槽，驱动销穿过伸缩轴筒后进入驱动弧槽内且与之卡合、可滑动装配；所述轴孔位于探测转轴的顶部端面和连接轴之间的部分上安装有弹簧，弹簧用于对伸缩轴筒施加向上推动的弹力；
所述探测转轴的底部穿过第二隔板且与第二隔板可圆周转动、不可轴向移动装配，探测转轴的底部与电位器的输入轴不可相对圆周转动装配，电位器用于探测伸缩轴筒的轴向位移量。
优选地，还包括底板，底板上安装有轮缘座，所述轮缘座上设置有能与轮缘卡合装配的轮缘槽。
优选地，所述伸缩轴筒位于测量顶板和第三隔板之间的部分上安装有限位环。
优选地，电位器通过电缆供电，电缆串联电流计后与恒压电源电连接，电流计的信号输入MCU内。
优选地，螺栓穿过测量块后其端面与连接轴的侧面压紧，从而将测量块与连接轴相对固定。
优选地，所述测量腔的底部插接在插接台上，插接台安装在托板上，托板安装在底板上。
优选地，还包括定位板，定位板相对于底板固定，定位板上设置有定位半槽，定位半槽可与对轮轴贴合，且定位半槽正对对轮轴的移动方向。
优选地，还包括驱动机构，所述驱动机构包括升降板，所述升降板上分别安装有第一轴板、第二轴板，所述第一轴板、第二轴板分别与两根轮轴、一根主动轴可圆周转动装配，链条分别绕过两根轮轴的链轮、一根主动轴上的链轮并构成链传动机构，两根轮轴上分别安装有不同的驱动轮，两个驱动轮分别与轮辋的踏面压紧；所述主动轴一端与动力电机的电机轴连接，动力电机安装在升降板上。
优选地，所述驱动机构还包括侧板，侧板的顶部安装有顶板，顶板上安装有空心轴电机，空心轴电机的空心电机轴套装在螺套外且与之不可相对圆周转动装配，螺套与侧板可圆周转动且不可轴向移动装配，螺套套装在螺杆外且与之通过螺纹旋合装配，螺杆底部与升降板装配，升降板还与导向轴一端装配，导向轴另一端装入导向筒内且与之可轴向滑动装配，导向筒安装在顶板上。
优选地，在轮缘两侧分别安装有滚筒，滚筒与轮缘贴紧，且滚筒可圆周转动地套装在滚筒轴上，滚筒轴安装在第三轴板上，第三轴板安装在升降板上。
本发明的有益效果是：
本发明结构结构简单，只通过一个测量器，通过轮辋原地滚动的方式就能测量轮辋一周的跳动，不仅可以大大降低制造成本，也能够降低系统误差，从而提高精度。另外本发明通过对轮滚动的方式探测，可以相对真实地还原出对轮运行时的状态，从而为后续对轮的装车检测提供参考。另外还能避免以对轮轴为定位基准测量轮辋跳动时，对轮轴与轮辋装配的同轴度误差造成的测量误差，因此本发明的测量精度更加准确。
附图说明
图1-图5是本发明的结构示意图。其中图3是螺杆230轴线所在中心面处剖视图；图4是图3中F1处放大图。
图6-图7是驱动机构的结构示意图。
图8-图10是测量器800的结构示意图。
实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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。
参见图3，本发明的对轮900包括两个轮辋910，两个轮辋910上分别安装有不同的轮缘930，且两个轮辋910套装在同一对轮轴920上。
参见图1-图10，本实施例的装置，包括底板110、底板110上分别安装有测量器800、轮缘座120、侧板150，所述轮缘座120上设置有能与轮缘930卡合装配的轮缘槽121，使用时，通过轮缘槽121与轮缘930卡合装配以实现对对轮900的定位。
所述测量器800用于和轮辋910的踏面贴合，从而在轮辋910圆周转动时通过测量器800与不同位置的踏面接触以探测轮辋的圆度（圆跳动）。所述测量器800包括与踏面贴合的测量块810，测量块810与连接轴851装配，连接轴851安装在伸缩轴筒850的一端上，伸缩轴筒850另一端穿过测量顶板822后进入测量腔821内，所述测量腔821设置在测量壳820内，测量顶板822安装在测量壳820顶部且封闭测量腔821。
所述测量腔821内由上至下依次安装有第三隔板833、第二隔板832、第一隔板831，所述伸缩轴筒850装入测量腔821内的一端穿过第三隔板833且与可轴向滑动、不可圆周转动装配，所述伸缩轴筒850位于测量顶板822和第三隔板833之间的部分上安装有限位环852，限位环852用于限制伸缩轴筒850上下移动的最大位移量。
所述伸缩轴筒850内部为中空的轴孔853，所述轴孔853与探测转轴860一端可轴向滑动且可圆周主动转动装配，所述探测转轴860上设置有沿着其轴向分布的驱动弧槽861，驱动销870穿过伸缩轴筒850后进入驱动弧槽861内且与之卡合、可滑动装配。在伸缩轴筒850轴向移动时，能够带动驱动销870同步移动，从而通过驱动弧槽861带动探测转轴860圆周转动。而伸缩轴筒850轴向位移的不同会直接导致探测转轴860的转动角度不同。
所述探测转轴860的底部穿过第二隔板832且与第二隔板832可圆周转动、不可轴向移动装配，探测转轴860的底部与电位器350的输入轴351不可相对圆周转动装配，电位器350安装在第一隔板831上。使用时，探测转轴860带动输入轴351同步转动，从而使得电位器350探测转动角度。电位器350通过电缆340供电，电缆340串联电流计后与恒压电源电连接，电流计的信号输入MCU（或工控机）内，从而通过电流计探测的电流值、电位器350的阻值变化参数就能推算输入轴转动的角度，通过转动的角度、驱动弧槽的参数就能反推伸缩轴筒的轴向位移，伸缩轴筒的轴向位移就是踏面运行时的跳动，也就是轮辋侧面的圆跳动。当然，本实施例中，可以采用恒压电源对电位器直接供电，电位器自带信号输入，将电位器的信号接入MCU即可实现探测。
所述轴孔853位于探测转轴860的顶部端面和连接轴851之间的部分上安装有弹簧510，弹簧510用于对伸缩轴筒施加向上推动的弹力，从而使得测量块810与踏面贴合压紧时，测量块810受压下移，以带动伸缩轴筒同步下移。
优选地，螺栓840穿过测量块810后其端面与连接轴851的侧面压紧，从而将测量块810与连接轴851相对固定。
优选地，所述测量腔821的底部插接在插接台131上，插接台131安装在托板130上，托板130安装在底板110上。这种设计主要是为了防止使用时测量器移位，影响测量精度。
优选地，还包括定位板140，定位板140安装在底板110上或其它固定物上，定位板140上设置有定位半槽141，定位半槽141可与对轮轴920贴合，且定位半槽正对对轮轴920的移动方向。使用时，轮缘930沿着轮缘槽121向定位板滚动，直到对轮轴920与定位半槽141贴合即可完成定位。定位完成后转动轮辋即可进行探测，但由于手动转动轮辋会消耗大量体力，而且转速不均匀可能会影响测量结果，因此发明人还设计了驱动机构。
所述驱动机构包括侧板150，侧板150的顶部安装有顶板151，顶板151上安装有空心轴电机310，空心轴电机310的空心电机轴311套装在螺套220外且与之不可相对圆周转动装配，螺套220与侧板150可圆周转动且不可轴向移动装配，螺套220套装在螺杆230外且与之通过螺纹旋合装配，螺杆230底部与升降板160装配，升降板160还与导向轴211一端装配，导向轴211另一端装入导向筒212内且与之可轴向滑动装配，导向筒212安装在顶板151上。空心轴电机310启动后能够驱动螺套圆周转动，螺套220通过螺纹带动螺杆230轴向移动从而带动升降板同步升降。
所述升降板160上分别安装有第一轴板161、第二轴板162、第三轴板163，所述第一轴板161、第二轴板162分别与两根轮轴260、一根主动轴240可圆周转动装配，链条410分别绕过两根轮轴260的链轮、一根主动轴240上的链轮并构成链传动机构，两根轮轴260上分别安装有不同的驱动轮420，两个驱动轮420分别与轮辋910的踏面压紧，从而在驱动轮420圆周转动时能够通过摩擦力带动轮辋910转动以进行检测。
所述主动轴240一端与动力电机330的电机轴连接，动力电机330安装在升降板160上，动力电机330启动后能够带动主动轴240圆周转动，从而驱使轮辋转动。
优选地，为了确保轮辋转动时其圆周方向上的稳定性，避免轮辋产生径向波动影响探测结果，申请人还在轮缘930两侧分别安装有滚筒320，滚筒320与轮缘930贴紧，且滚筒320可圆周转动地套装在滚筒轴250上，滚筒轴250安装在第三轴板163上。使用时，通过两个滚筒320夹紧在轮缘两侧，从而防止轮辋转动时在径向上产生较大的波动，以提高检测结果。而检测完成后，升降板上移，带动滚筒上移至高于轮缘即可，此时可以取出对轮，然后进行下一对轮的检测。
本实施例中，电位器可以选用纸箱式电位器，这样电位器的输入轴可以直接和伸缩轴筒装配，但是直线式电位器相对昂贵，因此本实施例优选旋转式电位器。
本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种滚动测量列车对轮圆度的装置，其用于检测对轮轮辋的圆度，对轮包括两个轮辋，两个轮辋上分别安装有不同的轮缘，且两个轮辋套装在同一对轮轴上；其特征在于，包括测量器，所述测量器包括与踏面贴合的测量块，测量块与连接轴装配，连接轴安装在伸缩轴筒的一端上，伸缩轴筒另一端穿过测量顶板后进入测量腔内，所述测量腔设置在测量壳内，测量顶板安装在测量壳顶部且封闭测量腔；
所述测量腔内由上至下依次安装有第三隔板、第二隔板，所述伸缩轴筒装入测量腔内的一端穿过第三隔板且与可轴向滑动、不可圆周转动装配；所述伸缩轴筒内部为中空的轴孔，所述轴孔与探测转轴一端可轴向滑动且可圆周主动转动装配，所述探测转轴上设置有沿着其轴向分布的驱动弧槽，驱动销穿过伸缩轴筒后进入驱动弧槽内且与之卡合、可滑动装配；所述轴孔位于探测转轴的顶部端面和连接轴之间的部分上安装有弹簧，弹簧用于对伸缩轴筒施加向上推动的弹力；
所述探测转轴的底部穿过第二隔板且与第二隔板可圆周转动、不可轴向移动装配，探测转轴的底部与电位器的输入轴不可相对圆周转动装配，电位器用于探测伸缩轴筒的轴向位移量；
还包括驱动机构，所述驱动机构包括升降板，所述升降板上分别安装有第一轴板、第二轴板，所述第一轴板、第二轴板分别与两根轮轴、一根主动轴可圆周转动装配，链条分别绕过两根轮轴的链轮、一根主动轴上的链轮并构成链传动机构，两根轮轴上分别安装有不同的驱动轮，两个驱动轮分别与轮辋的踏面压紧；所述主动轴一端与动力电机的电机轴连接，动力电机安装在升降板上；
在轮缘两侧分别安装有滚筒，滚筒与轮缘贴紧，且滚筒可圆周转动地套装在滚筒轴上，滚筒轴安装在第三轴板上，第三轴板安装在升降板上。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括底板，底板上安装有轮缘座，所述轮缘座上设置有能与轮缘卡合装配的轮缘槽。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述伸缩轴筒位于测量顶板和第三隔板之间的部分上安装有限位环。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，电位器通过电缆供电，电缆串联电流计后与恒压电源电连接，电流计的信号输入MCU内。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，螺栓穿过测量块后其端面与连接轴的侧面压紧，从而将测量块与连接轴相对固定。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测量腔的底部插接在插接台上，插接台安装在托板上，托板安装在底板上。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括定位板，定位板相对于底板固定，定位板上设置有定位半槽，定位半槽可与对轮轴贴合，且定位半槽正对对轮轴的移动方向。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述驱动机构还包括侧板，侧板的顶部安装有顶板，顶板上安装有空心轴电机，空心轴电机的空心电机轴套装在螺套外且与之不可相对圆周转动装配，螺套与侧板可圆周转动且不可轴向移动装配，螺套套装在螺杆外且与之通过螺纹旋合装配，螺杆底部与升降板装配，升降板还与导向轴一端装配，导向轴另一端装入导向筒内且与之可轴向滑动装配，导向筒安装在顶板上。
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