CN113561096A - 一种铁路车辆车轮加工用固定装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁路车辆车轮加工用固定装置及其使用方法，涉及铁路车辆车轮加工技术领域，为解决现有铁路车辆车轮固定装置通常采用左右夹持的方式进行固定，无法在固定过程中实现车轮的偏转，导致加工不便的问题。所述固定装置底座内部的两侧均安装有从动导轨，所述从动导轨的内部安装有导杆，所述固定装置底座内部的中间位置处安装有主动导轨，所述主动导轨的内部安装有滚珠丝杆，所述导杆和滚珠丝杆上均安装有滑块，所述主动导轨和从动导轨的滑块之间安装有滑台，所述滑台的上表面安装有模拟导轨，所述模拟导轨的两端均安装有支架，所述支架的上端安装有气缸，所述气缸的输出端上安装有夹持导向机构。

Description

一种铁路车辆车轮加工用固定装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及铁路车辆车轮加工技术领域，具体为一种铁路车辆车轮加工用固定装置及其使用方法。

背景技术

火车、又称铁路列车，是指在铁路轨道上行驶的车辆，通常由多节车厢所组成，为人类的现代重要交通工具之一。早期的传统火车列车是由一至三节机车牵引若干车厢或车皮组成，现代的新型火车已经出现了多节车厢自带动力的动车组列车。火车车辆一般由车体、车底架、车轮部、车钩缓冲装置和制动装置五大部分组成，其中，车轮在加工的过程中，通常需要依靠固定装置对其进行定位，以确保加工过程稳定性。

但是，现有铁路车辆车轮固定装置通常采用左右夹持的方式进行固定，无法在固定过程中实现车轮的偏转，导致加工不便；所以我们提出了一种铁路车辆车轮加工用固定装置及其使用方法，以便于解决上述中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铁路车辆车轮加工用固定装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的现有铁路车辆车轮固定装置通常采用左右夹持的方式进行固定，无法在固定过程中实现车轮的偏转，导致加工不便的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种铁路车辆车轮加工用固定装置，包括固定装置底座，所述固定装置底座内部的两侧均安装有从动导轨，所述从动导轨的内部安装有导杆，所述固定装置底座内部的中间位置处安装有主动导轨，所述主动导轨的内部安装有滚珠丝杆，所述导杆和滚珠丝杆上均安装有滑块，所述主动导轨和从动导轨的滑块之间安装有滑台，所述滑台的上表面安装有模拟导轨，所述模拟导轨的两端均安装有支架，所述支架的上端安装有气缸，所述气缸的输出端上安装有夹持导向机构，所述固定装置底座上表面的后端安装有液压升降柱，所述液压升降柱的上端安装有涡轮减速机，所述涡轮减速机的输入端上安装有伺服电机，所述涡轮减速机的输出端上安装有传动轴，所述传动轴的一端安装有轴芯定位机构，所述轴芯定位机构的外壁上安装有步进马达。

优选的，所述轴芯定位机构内部的中间位置处安装有从动齿轮，且从动齿轮通过转轴与轴芯定位机构转动连接，所述从动齿轮和轴芯定位机构的内壁上均设置有弧形槽，所述从动齿轮的一侧安装有主动齿轮，且主动齿轮与步进马达的输出端传动连接，所述轴芯定位机构内部的四周均设置有弧形电磁铁，且弧形电磁铁设置有三个，所述弧形电磁铁的内壁上安装有伸缩传动杆，所述伸缩传动杆一端的两侧均通过导向凸块与弧形槽滑动连接。

优选的，所述伸缩传动杆的两侧均安装有加固杆，且加固杆的两端分别与伸缩传动杆的外壁和弧形电磁铁的内壁焊接连接。

优选的，所述滚珠丝杆的一端安装有步进电机，且步进电机的输出端与滚珠丝杆传动连接，所述滚珠丝杆的另一端通过轴承与主动导轨转动连接，所述导杆的两端均通过定位件与从动导轨固定连接。

优选的，所述夹持导向机构外壁的一侧设置有软胶齿，所述软胶齿上设置有伸缩槽口，且伸缩槽口设置有五个。

优选的，所述夹持导向机构的内部安装有弹簧，所述弹簧的一端安装有导轮支架，所述导轮支架的一端安装有胶质导轮，且胶质导轮与导轮支架转动连接，所述弹簧的内部设置有限位杆，且限位杆与弹簧内部的一端固定连接。

优选的，所述夹持导向机构的前端面上设置有条形槽，且条形槽设置有五个，所述导轮支架的外壁上安装有螺纹杆，且螺纹杆的一端贯穿并延伸至条形槽的外部，所述螺纹杆与条形槽的连接处安装有螺母。

优选的，所述模拟导轨内部的两侧均设置有导槽，所述夹持导向机构的下端设置有下凸块，且夹持导向机构通过下凸块与导槽滑动连接。

优选的，所述模拟导轨内部的中间位置处安装有激光检测器。

优选的，所述的一种铁路车辆车轮加工用固定装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：首先，通过转运设备将铁路车辆车轮移动至模拟导轨上，同时驱动模拟导轨两端的气缸，依靠气缸输出端带动夹持导向机构伸出，从两侧夹紧车轮；

步骤二：初步夹持完毕后，驱动液压升降柱，带动轴芯定位机构升降，使其与车轮轴芯高度平齐，之后启动主动导轨前端的步进电机，带动导轨内的滚珠丝杆旋转，配合两侧的从动导轨，带动模拟导轨以及两侧的夹持导向机构和车轮向后移动，使轴芯定位机构伸入车轮轴芯；

步骤三：轴芯定位机构进入车轮轴芯后，启动其外壁的步进马达，依靠步进马达输出端的主动齿轮带动从动齿轮旋转，使三根伸缩传动杆沿齿轮上的弧形槽方向移动，带动伸缩传动杆端头的弧形电磁铁向外扩展，从三个方位吸附住车轮轴芯内壁，实现固定；

步骤四：在加工过程中，需要对车辆偏转时，可驱动夹持导向机构从两侧短暂撤离，再由伺服电机配合涡轮减速机带动输出端上的传动轴旋转，使传动轴一端的轴芯定位机构带动车轮协同转动，完毕后驱动夹持导向机构重新夹紧固定，达到调整车轮加工角度的效果；

步骤五：当加工完毕后，可解锁夹持导向机构外壁上的螺母，使机构内的胶质导轮在弹簧作用下弹出，让导轮贴合于车轮弧度，之后重新锁紧螺母，并再次驱动伺服电机，使其带动车轮旋转，模拟在导轨上的运行状态，同时通过模拟导轨上的激光检测器对车轮的周身平整度进行检测，判断出车轮加工质量是否合规。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过在固定装置上设置轴芯定位机构，且轴芯定位机构与涡轮减速机输出端的传动轴连接，在固定时，可驱动电动导轨带动铁路车辆车轮的轴芯部分套设至轴芯定位机构外部，并驱动轴芯定位机构外壁的的步进马达，带动定位机构外侧的三组弧形电磁铁向外扩展，吸附住车轮轴芯内壁，实现固定，在加工过程中，需要对车辆偏转时，可驱动伺服电机，带动涡轮减速机输出端上的传动轴旋转，使传动轴一端的轴芯定位机构带动车轮协同转动，达到调整车轮加工角度的效果，让加工过程更加灵活便捷，解决了现有铁路车辆车轮固定装置通常采用左右夹持的方式进行固定，无法在固定过程中实现车轮的偏转，导致加工不便。

2、本发明的轴芯定位机构伸入车轮轴芯后，可驱动步进马达，利用马达输出端上的主动齿轮带动从动齿轮旋转，使三根伸缩传动杆依靠末端的导向凸块沿齿轮上的弧形槽方向移动，带动伸缩传动杆端头的弧形电磁铁向外扩展，从三个方位吸附住车轮轴芯内壁，实现固定，因三组弧形电磁铁具有外扩式结构，所以能适用不同尺寸轴芯车轮的固定工作，泛用性广。

3、通过在模拟导轨两侧设置夹持导向机构，当铁路车辆车轮放置在模拟导轨上时，可通过气缸输出端带动两侧的夹持导向机构向内收紧，实现对车轮两侧的夹持固定，提升加工过程中的稳定性，而在加工完毕后，可解锁夹持导向机构外壁上的螺母，使机构内的胶质导轮在弹簧作用下弹出，让导轮贴合于车轮弧度，之后重新锁紧螺母，并再次驱动伺服电机，使其带动车轮旋转，由导轮进行引导，模拟车轮在导轨上的运行状态，同时通过模拟导轨上的激光检测器对车轮的周身平整度进行检测，判断出车轮加工质量是否合规，保证了产品的加工质量。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的轴芯定位机构内部结构示意图；

图3为本发明的导轨连接结构示意图；

图4为本发明的夹持导向机构局部结构示意图；

图5为本发明的夹持导向机构内部结构示意图；

图中：1、固定装置底座；2、从动导轨；3、主动导轨；4、滑块；5、滑台；6、模拟导轨；7、激光检测器；8、导槽；9、支架；10、气缸；11、夹持导向机构；12、液压升降柱；13、涡轮减速机；14、伺服电机；15、传动轴；16、轴芯定位机构；17、步进马达；18、弧形电磁铁；19、从动齿轮；20、伸缩传动杆；21、加固杆；22、导向凸块；23、弧形槽；24、主动齿轮；25、导杆；26、定位件；27、滚珠丝杆；28、步进电机；29、下凸块；30、软胶齿；31、伸缩槽口；32、条形槽；33、螺母；34、螺纹杆；35、弹簧；36、限位杆；37、导轮支架；38、胶质导轮。

具体实施方式

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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图1-5，本发明提供的一种实施例：一种铁路车辆车轮加工用固定装置，包括固定装置底座1，固定装置底座1内部的两侧均安装有从动导轨2，从动导轨2的内部安装有导杆25，固定装置底座1内部的中间位置处安装有主动导轨3，主动导轨3的内部安装有滚珠丝杆27，导杆25和滚珠丝杆27上均安装有滑块4，主动导轨3和从动导轨2的滑块4之间安装有滑台5，滑台5的上表面安装有模拟导轨6，模拟导轨6的两端均安装有支架9，支架9的上端安装有气缸10，气缸10的输出端上安装有夹持导向机构11，固定装置底座1上表面的后端安装有液压升降柱12，液压升降柱12的上端安装有涡轮减速机13，涡轮减速机13的输入端上安装有伺服电机14，涡轮减速机13的输出端上安装有传动轴15，传动轴15的一端安装有轴芯定位机构16，轴芯定位机构16的外壁上安装有步进马达17。

进一步，轴芯定位机构16内部的中间位置处安装有从动齿轮19，且从动齿轮19通过转轴与轴芯定位机构16转动连接，从动齿轮19和轴芯定位机构16的内壁上均设置有弧形槽23，从动齿轮19的一侧安装有主动齿轮24，且主动齿轮24与步进马达17的输出端传动连接，轴芯定位机构16内部的四周均设置有弧形电磁铁18，且弧形电磁铁18设置有三个，弧形电磁铁18的内壁上安装有伸缩传动杆20，伸缩传动杆20一端的两侧均通过导向凸块22与弧形槽23滑动连接，当轴芯定位机构16伸入车轮轴芯后，可驱动步进马达17，利用马达输出端上的主动齿轮24带动从动齿轮19旋转，使三根伸缩传动杆20依靠末端的导向凸块22沿齿轮上的弧形槽23方向移动，带动伸缩传动杆20端头的弧形电磁铁18向外扩展，从三个方位吸附住车轮轴芯内壁，实现固定，因弧形电磁铁18带有外扩结构，所以能适用不同尺寸轴芯车轮的固定工作，泛用性广。

进一步，伸缩传动杆20的两侧均安装有加固杆21，且加固杆21的两端分别与伸缩传动杆20的外壁和弧形电磁铁18的内壁焊接连接，加固杆21提高了伸缩传动杆20的结构强度，避免其带动车轮偏转时发生断裂情况。

进一步，滚珠丝杆27的一端安装有步进电机28，且步进电机28的输出端与滚珠丝杆27传动连接，滚珠丝杆27的另一端通过轴承与主动导轨3转动连接，导杆25的两端均通过定位件26与从动导轨2固定连接，当需要对车轮的轴芯部分定位时，可通过步进电机28带动滚珠丝杆27旋转，使主动导轨3带动模拟导轨6以及车轮向后移动，使轴芯定位机构16能顺利伸入车轮轴芯。

进一步，夹持导向机构11外壁的一侧设置有软胶齿30，软胶齿30上设置有伸缩槽口31，且伸缩槽口31设置有五个，软胶齿30能够提高车轮与夹持导向机构11间的摩擦力，提高夹持稳定性，因其为软胶材质，所以不会对车轮表面产生磨损。

进一步，夹持导向机构11的内部安装有弹簧35，弹簧35的一端安装有导轮支架37，导轮支架37的一端安装有胶质导轮38，且胶质导轮38与导轮支架37转动连接，弹簧35的内部设置有限位杆36，且限位杆36与弹簧35内部的一端固定连接，当需要模拟车轮沿导轨行进时，可通过弹簧35带动胶质导轮38弹出，使其贴附于车轮弧面，在其旋转时起到导向作用，提升测试稳定性。

进一步，夹持导向机构11的前端面上设置有条形槽32，且条形槽32设置有五个，导轮支架37的外壁上安装有螺纹杆34，且螺纹杆34的一端贯穿并延伸至条形槽32的外部，螺纹杆34与条形槽32的连接处安装有螺母33，在加工过程中，需要依靠夹持导向机构11外壁的软胶齿30正常夹持时，可将胶质导轮38收纳至夹持导向机构11内部，并通过螺纹杆34和螺母33将其锁紧固定，避免弹出。

进一步，模拟导轨6内部的两侧均设置有导槽8，夹持导向机构11的下端设置有下凸块29，且夹持导向机构11通过下凸块29与导槽8滑动连接，夹持导向机构11在移动时，可通过下凸块29实现与导槽8的滑动，避免气缸10推动时发生偏移，延长了气缸10的使用寿命。

进一步，模拟导轨6内部的中间位置处安装有激光检测器7，当车轮在导轨上模拟转动状态时，激光检测器7可对车轮的周身平整度进行检测，判断出车轮加工质量是否合规。

进一步，一种铁路车辆车轮加工用固定装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：首先，通过转运设备将铁路车辆车轮移动至模拟导轨6上，同时驱动模拟导轨6两端的气缸10，依靠气缸10输出端带动夹持导向机构11伸出，从两侧夹紧车轮；

步骤二：初步夹持完毕后，驱动液压升降柱12，带动轴芯定位机构16升降，使其与车轮轴芯高度平齐，之后启动主动导轨3前端的步进电机28，带动导轨内的滚珠丝杆27旋转，配合两侧的从动导轨2，带动模拟导轨6以及两侧的夹持导向机构11和车轮向后移动，使轴芯定位机构16伸入车轮轴芯；

步骤三：轴芯定位机构16进入车轮轴芯后，启动其外壁的步进马达17，依靠步进马达17输出端的主动齿轮24带动从动齿轮19旋转，使三根伸缩传动杆20沿齿轮上的弧形槽23方向移动，带动伸缩传动杆20端头的弧形电磁铁18向外扩展，从三个方位吸附住车轮轴芯内壁，实现固定；

步骤四：在加工过程中，需要对车辆偏转时，可驱动夹持导向机构11从两侧短暂撤离，再由伺服电机14配合涡轮减速机13带动输出端上的传动轴15旋转，使传动轴15一端的轴芯定位机构16带动车轮协同转动，完毕后驱动夹持导向机构11重新夹紧固定，达到调整车轮加工角度的效果；

步骤五：当加工完毕后，可解锁夹持导向机构11外壁上的螺母33，使机构内的胶质导轮38在弹簧35作用下弹出，让导轮贴合于车轮弧度，之后重新锁紧螺母33，并再次驱动伺服电机14，使其带动车轮旋转，模拟在导轨上的运行状态，同时通过模拟导轨6上的激光检测器7对车轮的周身平整度进行检测，判断出车轮加工质量是否合规。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种铁路车辆车轮加工用固定装置，包括固定装置底座(1)，其特征在于：所述固定装置底座(1)内部的两侧均安装有从动导轨(2)，所述从动导轨(2)的内部安装有导杆(25)，所述固定装置底座(1)内部的中间位置处安装有主动导轨(3)，所述主动导轨(3)的内部安装有滚珠丝杆(27)，所述导杆(25)和滚珠丝杆(27)上均安装有滑块(4)，所述主动导轨(3)和从动导轨(2)的滑块(4)之间安装有滑台(5)，所述滑台(5)的上表面安装有模拟导轨(6)，所述模拟导轨(6)的两端均安装有支架(9)，所述支架(9)的上端安装有气缸(10)，所述气缸(10)的输出端上安装有夹持导向机构(11)，所述固定装置底座(1)上表面的后端安装有液压升降柱(12)，所述液压升降柱(12)的上端安装有涡轮减速机(13)，所述涡轮减速机(13)的输入端上安装有伺服电机(14)，所述涡轮减速机(13)的输出端上安装有传动轴(15)，所述传动轴(15)的一端安装有轴芯定位机构(16)，所述轴芯定位机构(16)的外壁上安装有步进马达(17)。

2.根据权利要求1所述的一种铁路车辆车轮加工用固定装置，其特征在于：所述轴芯定位机构(16)内部的中间位置处安装有从动齿轮(19)，且从动齿轮(19)通过转轴与轴芯定位机构(16)转动连接，所述从动齿轮(19)和轴芯定位机构(16)的内壁上均设置有弧形槽(23)，所述从动齿轮(19)的一侧安装有主动齿轮(24)，且主动齿轮(24)与步进马达(17)的输出端传动连接，所述轴芯定位机构(16)内部的四周均设置有弧形电磁铁(18)，且弧形电磁铁(18)设置有三个，所述弧形电磁铁(18)的内壁上安装有伸缩传动杆(20)，所述伸缩传动杆(20)一端的两侧均通过导向凸块(22)与弧形槽(23)滑动连接。

3.根据权利要求2所述的一种铁路车辆车轮加工用固定装置，其特征在于：所述伸缩传动杆(20)的两侧均安装有加固杆(21)，且加固杆(21)的两端分别与伸缩传动杆(20)的外壁和弧形电磁铁(18)的内壁焊接连接。

4.根据权利要求1所述的一种铁路车辆车轮加工用固定装置，其特征在于：所述滚珠丝杆(27)的一端安装有步进电机(28)，且步进电机(28)的输出端与滚珠丝杆(27)传动连接，所述滚珠丝杆(27)的另一端通过轴承与主动导轨(3)转动连接，所述导杆(25)的两端均通过定位件(26)与从动导轨(2)固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种铁路车辆车轮加工用固定装置，其特征在于：所述夹持导向机构(11)外壁的一侧设置有软胶齿(30)，所述软胶齿(30)上设置有伸缩槽口(31)，且伸缩槽口(31)设置有五个。

6.根据权利要求1所述的一种铁路车辆车轮加工用固定装置，其特征在于：所述夹持导向机构(11)的内部安装有弹簧(35)，所述弹簧(35)的一端安装有导轮支架(37)，所述导轮支架(37)的一端安装有胶质导轮(38)，且胶质导轮(38)与导轮支架(37)转动连接，所述弹簧(35)的内部设置有限位杆(36)，且限位杆(36)与弹簧(35)内部的一端固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种铁路车辆车轮加工用固定装置，其特征在于：所述夹持导向机构(11)的前端面上设置有条形槽(32)，且条形槽(32)设置有五个，所述导轮支架(37)的外壁上安装有螺纹杆(34)，且螺纹杆(34)的一端贯穿并延伸至条形槽(32)的外部，所述螺纹杆(34)与条形槽(32)的连接处安装有螺母(33)。

8.根据权利要求1所述的一种铁路车辆车轮加工用固定装置，其特征在于：所述模拟导轨(6)内部的两侧均设置有导槽(8)，所述夹持导向机构(11)的下端设置有下凸块(29)，且夹持导向机构(11)通过下凸块(29)与导槽(8)滑动连接。

9.根据权利要求1所述的一种铁路车辆车轮加工用固定装置，其特征在于：所述模拟导轨(6)内部的中间位置处安装有激光检测器(7)。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种铁路车辆车轮加工用固定装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：首先，通过转运设备将铁路车辆车轮移动至模拟导轨(6)上，同时驱动模拟导轨(6)两端的气缸(10)，依靠气缸(10)输出端带动夹持导向机构(11)伸出，从两侧夹紧车轮；

步骤二：初步夹持完毕后，驱动液压升降柱(12)，带动轴芯定位机构(16)升降，使其与车轮轴芯高度平齐，之后启动主动导轨(3)前端的步进电机(28)，带动导轨内的滚珠丝杆(27)旋转，配合两侧的从动导轨(2)，带动模拟导轨(6)以及两侧的夹持导向机构(11)和车轮向后移动，使轴芯定位机构(16)伸入车轮轴芯；

步骤三：轴芯定位机构(16)进入车轮轴芯后，启动其外壁的步进马达(17)，依靠步进马达(17)输出端的主动齿轮(24)带动从动齿轮(19)旋转，使三根伸缩传动杆(20)沿齿轮上的弧形槽(23)方向移动，带动伸缩传动杆(20)端头的弧形电磁铁(18)向外扩展，从三个方位吸附住车轮轴芯内壁，实现固定；

步骤四：在加工过程中，需要对车辆偏转时，可驱动夹持导向机构(11)从两侧短暂撤离，再由伺服电机(14)配合涡轮减速机(13)带动输出端上的传动轴(15)旋转，使传动轴(15)一端的轴芯定位机构(16)带动车轮协同转动，完毕后驱动夹持导向机构(11)重新夹紧固定，达到调整车轮加工角度的效果；

步骤五：当加工完毕后，可解锁夹持导向机构(11)外壁上的螺母(33)，使机构内的胶质导轮(38)在弹簧(35)作用下弹出，让导轮(38)贴合于车轮弧度，之后重新锁紧螺母(33)，并再次驱动伺服电机(14)，使其带动车轮旋转，模拟在导轨上的运行状态，同时通过模拟导轨(6)上的激光检测器(7)对车轮的周身平整度进行检测，判断出车轮加工质量是否合规。

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