CN113654698A - 一种转辙机最大输出力的现场测试方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转辙机最大输出力的现场测试方法和装置，在标定过程中，需要拔出动作杆端头的螺栓销，插入测力销，使用测力计测量摩擦力或动作杆转换力，标定完成之后的日常检查过程中，相对于目前的摩擦力测量方法，不需要测力计，也不需要拔出动作杆端头的螺栓销，这样就不会改变转辙机和道岔的连接，不会因此而导致连接不可靠的故障，仅需在电机轴外露端或者齿轮轴等和电机转速成固定比例的零件外露处就可以进行检测，因此本发明的测试方法，操作方便，安全可靠，不影响转辙机和道岔的连接可靠性。

Description

一种转辙机最大输出力的现场测试方法和装置

技术领域

本发明涉及一种转辙机最大输出力的现场测试方法和装置，特别是在现场应用环境下判断转辙机的最大输出力相对于初始状态是否发生了变化，或者判断转辙机的最大输出力是否超出了规定范围。

背景技术

转辙机用于转换并锁闭道岔，为保证道岔转换的可靠性，并保护转换设备，转辙机有最大转换力设定机构，当道岔转换阻力大于转辙机的最大转换力时，转辙机的动作杆不能继续运动。转辙机通常以摩擦连接器、扭矩限制器、溢流阀等器件来设定其最大输出力，当动作杆阻力数值达到最大输出力时，摩擦连接器内部打滑，或者溢流阀溢流，或者扭矩限制器输出扭矩不再增大，使得转辙机动作杆最大输出力被限制。对于电动转辙机，通常以摩擦转换力（简称摩擦力）来衡量动作杆最大输出力，对于电液转辙机，除摩擦力外还可以用溢流压力来衡量动作杆最大输出力。

由于长时间使用及恶劣环境的影响，转辙机最大输出力会发生变化，当最大输出力变小时，可能发生道岔不能转换到位的故障，当最大输出力变大，可能发生锁闭零件反弹断开表示电路的故障，因此需要定期检查转辙机的最大输出力是否适当，最大输出力的设定机构是否需要调整。

目前对电动转辙机最大输出力的测试需要使用专用测力设备，测试过程需要摘下转辙机动作杆端头销孔内的螺栓销，更换为测力销，测试完成后需要将螺栓销重新装回，测试过程比较繁琐，工作量较多。

对于电液转辙机的测试，可以使用与电动转辙机相同的测力销检测方法，也可以使用检测油路压力的方法，临时检测时，压力检测设备的连接和拆卸比较繁琐，长期连接压力检测设备需要考虑寿命和环境问题。

可见，针对现有测量摩擦力或者溢流压力不够方便的问题，研究一种新的检测方法，以满足快速、简便的现场测试要求很有实用价值。

转辙机最大输出力的测试方法，是在转辙机动作杆转换过程中，使其动作杆卡死不动，此时测得动作杆输出力为转辙机最大输出力，也称为摩擦力（摩擦转换力），转辙机的此种状态称为摩擦状态，此种状态相当于电机在转辙机最大输出力设定机构设定的扭矩下工作。三相交流异步电机在确定的供电条件下转矩和转速有稳定的关系，当转辙机最大输出力设定机构的设定扭矩稳定时，由于供电电压不变，对应的电机转速也不变，据此，在转辙机安装完成，现场供电条件不变时，可以用电机转速来反映转辙机最大输出力设定机构的设定扭矩数值，通过电机转速是否变化来反映转辙机最大输出力是否变化。这样，就可以利用检测转速的装置来代替测力装置，来检测转辙机最大输出力相对初始状态是否变化，或者检测转辙机的最大输出力是否超出了规定范围。

发明内容

本发明提供一种转辙机最大输出力的现场测试方法和装置，可用于现场测试转辙机最大输出力有无明显变化，是否需要调整，可以快速方便得出测试结果，用于指导转辙机的维护、调整。

本发明的技术方案是：涉及一种转辙机最大输出力的现场测试方法和装置，其特征是：包括转速检测器，适配座，处理终端，转速检测器由壳体，轴承，联轴器，转轴，检测体，转角传感器组成，适配座与转速检测器壳体连接，用于在被测转动零件的外壳上对转速检测器定位，轴承安装在壳体内，转轴安装在轴承内，转轴伸向适配器的一端安装有联轴器，转轴的另一端固定安装有检测体，转角传感器固定安装在壳体上，对应于能检测到检测体转动的位置，处理终端包括处理模块，输入输出终端器件，电源，处理模块与转角传感器及输入输出终端器件进行信息传输，以无线或有线方式连接，电源向处理模块、传感器及输入输出终端供电。

所述转速检测器与适配座连接是可拆卸连接，更换不同的适配座后就可以适应在不同外形尺寸零件上进行定位。

所述联轴器在转速输入轴上可以沿轴向在一定范围移动，以适应待检测转动零件和转轴的距离变化。

所述联轴器和待检测转动零件之间的联接使用摩擦力或者磁力，并保持同步转动。

所述处理模块和输入输出终端器件固定安装在转速检测器的壳体上。

所述处理模块和输入输出终端器件固定安装在一起，与转速检测器中的转角传感器无线或导线连接传输信息。

所述处理模块固定安装在转速检测器中，输入输出终端器件与处理模块无线或导线连接传输信息。

本发明用于现场测试时首先需要现场测定每一台转辙机的摩擦转速最大允许值及摩擦转速最小允许值作为判断基准，测试时，将每台转辙机测得摩擦转速与其对应的判断基准进行比较，以判断转辙机摩擦力是否适当，将转辙机处于摩擦状态时的电机转速或者与电机转速成固定比例关系的其他转动零件转速称为摩擦转速。

当电源屏输出电压，功率因数，转辙机控制电缆等影响转辙机电机端电压的参数有明显变化时，需要重新测定摩擦转速最大允许值及摩擦转速最小允许值。

转速检测器有标定模式和检测模式两种工作模式。

标定模式按照如下步骤进行：

步骤一：转辙机在现场安装完成并具备通电工作条件后，或者在需要进行标定时，将该装置定位在测试位置并固定，选择进入标定模式。

步骤二：选择标定方法一或者标定方法二并执行，标定方法一，调整转辙机摩擦力至下限值，转辙机通电工作，测得摩擦转速记录为摩擦转速最大允许值，调整转辙机摩擦力至上限值，转辙机通电工作，测得摩擦转速记录为摩擦转速最小允许值，标定完成，将转辙机摩擦力调整至适当值。标定方法二，转辙机通电工作并进入摩擦状态，测量并记录摩擦力和摩擦转速，作为数据点1，转辙机通电工作，测量并记录动作杆转换力及对应测得电机转速，作为数据点2，以数据点1和数据点2拟合转换力和电机转速线性关系式，根据摩擦力下限值及上限值，利用所得线性关系式，计算摩擦转速最大允许值和摩擦转速最小允许值，标定完成。

步骤三：将标定所得摩擦转速最大允许值和摩擦转速最小允许值存储并与对应转辙机序号关联。

检测模式按照如下步骤进行：

步骤一：选择进入检测模式，输入待测转辙机序号或者选择待测转辙机序号。

步骤二：转辙机进入摩擦状态，测试其摩擦转速，与其标定模式测得的摩擦转速最大允许值及摩擦转速最小允许值比较，当测得摩擦转速介于两者之间时，摩擦力合适，不需要进行调整，当测得摩擦转速大于摩擦转速最大允许值时，表明转辙机最大输出力变小，需要将其调整增大，当测得摩擦转速小于摩擦转速最小允许值时，表明转辙机最大输出力变大，需要将其调整减小；操作人员可以根据装置判断结果，确定是否对摩擦力进行调整。

本发明的优点是，在标定过程中，需要拔出动作杆端头的螺栓销，插入测力销，使用测力计测量摩擦力或动作杆转换力，标定完成之后的日常检查过程中，相对于目前的摩擦力测量方法，不需要测力计，也不需要拔出动作杆端头的螺栓销，这样就不会改变转辙机和道岔的连接，不会因此而导致连接不可靠的故障，仅需在电机轴外露端或者齿轮轴等和电机转速成固定比例的零件外露处就可以进行检测，因此本发明的测试方法，操作方便，安全可靠，不影响转辙机和道岔的连接可靠性。

下面结合实施例附图对本发明作进一步说明。

附图说明

图1是本发明实施例1中转速检测器的结构示意图；

图2是本发明实施例4中转速检测器的结构示意图；

图3是本发明实施例7中转速检测器的结构示意图。

图中，1、适配座，2、磁体，3、联轴器，4、转轴，5、壳体，6、轴承，7、检测体，8、转角传感器，9、端盖，10、摩擦头，11、压簧，12、调节螺母。

具体实施方式

为进一步阐述发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1

如图1所示，本发明涉及一种转辙机最大输出力的现场测试方法和装置，其特征是，装置由转速检测器和数据处理模块构成，转速检测器包括：适配座1，磁体2，联轴器3，转轴4，壳体5，轴承6，检测体7，转角传感器8，端盖9组成，适配座1与壳体5螺纹连接或者快换卡口连接，用于在被测转动零件的外壳上对转速检测器定位，轴承6安装在壳体5内，转轴4安装在轴承6孔内，转轴4伸向适配器1的一端安装有联轴器3，转轴4的另一端固定安装有检测体7，转角传感器8固定安装在端盖9上，对应于能检测到检测体7转动的位置，端盖9与壳体5螺纹连接，数据处理模块由计算板卡，输入输出终端器件，电源组成，数据处理模块和转速检测器中的转角传感器8进行信息传输并供给电源。

联轴器3和转轴4轴向套接，横销同时穿过两个零件，横销与一个零件固定且可在另外一个零件槽中滑动。

磁体2和联轴器3固定连接，磁体2与待测零件端面吸合后随待测零件同步转动，并带动联轴器3和转轴4同步转动。

检测体7使用不导磁材料制成，端面嵌入磁柱，跟随转轴4同步转动，用于转角传感器8检测转轴4转角。

数据处理模块独立于转速检测器，通过导线与转速检测器中的转角传感器8连接，向转角传感器8供电并进行信息传输，数据处理模块采集转角传感器8的信息并对其处理计算得出所测零件的转速，接收并处理输入信息，输出信息至输出终端。

数据处理模块中的软件有标定模式和检测模式两种工作模式。

装置运行在标定模式时按照如下步骤进行：

步骤一：转辙机在现场安装完成并具备通电工作条件后，或者在需要进行标定时，将该装置定位在测试位置并固定，选择进入标定模式。

步骤二：选择标定方法一或者标定方法二并执行，标定方法一，调整转辙机摩擦力至下限值，转辙机通电工作，测得摩擦转速记录为摩擦转速最大允许值，调整转辙机摩擦力至上限值，转辙机通电工作，测得摩擦转速记录为摩擦转速最小允许值，标定完成，将转辙机摩擦力调整至适当值；标定方法二，转辙机通电工作并进入摩擦状态，测量并记录摩擦力和摩擦转速，作为数据点1，转辙机通电工作，测量并记录动作杆转换力及对应测得电机转速，作为数据点2，以数据点1和数据点2拟合转换力和电机转速线性关系式，根据摩擦力下限值及上限值，利用所得线性关系式，计算摩擦转速最大允许值和摩擦转速最小允许值，标定完成。

步骤三：将标定所得摩擦转速最大允许值和摩擦转速最小允许值存储并与对应转辙机序号关联。

装置运行在检测模式时按照如下步骤进行：

步骤一：选择进入检测模式，输入待测转辙机序号或者选择待测转辙机序号。

步骤二：转辙机进入摩擦状态，测试其摩擦转速，与其标定模式测得的摩擦转速最大允许值及摩擦转速最小允许值比较，当测得摩擦转速介于两者之间时，摩擦力合适，不需要进行调整，当测得摩擦转速大于摩擦转速最大允许值时，表明转辙机最大输出力变小，需要将其调整增大，当测得摩擦转速小于摩擦转速最小允许值时，表明转辙机最大输出力变大，需要将其调整减小。操作人员可以根据装置判断结果，确定是否对摩擦力进行调整。

当不同待测零件的外壳结构、尺寸不同时，按照相关结构和尺寸，更改适配座的结构、尺寸即可

用于现场测试之前，在标定状态下，现场测定摩擦转速最大允许值及摩擦转速最小允许值作为判断基准，之后就可以根据测得摩擦转速判断摩擦力是否适当。

当电源屏输出电压，功率因数，转辙机控制电缆等影响电机端电压的参数有明显变化时，需要重新测定摩擦转速最大允许值及摩擦转速最小允许值。

实施例2

如实施例1所述基本结构，转速检测器中有电源为转角传感器8供电，转角传感器8中有无线传输模块，数据处理模块和转角传感器8之间无导线连接，使用无线方式传输数据。其余与实施例1相同，不再详细描述。

实施例3

如实施例1所述基本结构，数据处理模块安装在转速检测器中，构成数据处理模块的器件以导线连接传输电能及信息数据，或者以无线方式传输信息数据，各器件根据空间需求布置，固定在转速检测器中，其余与实施例1相同，不再详细描述。

实施例4

见图2，如实施例1所述基本结构，转速检测器中联轴器3端头的磁体2由摩擦头10取代，摩擦头10使用高摩擦系数材料制成的，联轴器3和转轴4之间安装压缩弹簧11，使用时，利用适配座1定位并固定转速检测器后，弹簧11被压缩，使得摩擦头10和待测零件端面接触位置产生摩擦力，当待测零件转动时，摩擦力带动摩擦头10和待测零件同步转动，进而，检测体7与待测零件同步转动，其余和实施例1相同，不再详细描述。

实施例5

如实施例4所述，转速检测器中有电源为转角传感器8供电，转角传感器8中有无线传输模块，数据处理模块和转角传感器8之间无导线连接，使用无线方式传输数据。其余与实施例4相同，不再详细描述。

实施例6

如实施例4所述基本结构，数据处理模块安装在转速检测器中，构成数据处理模块的器件以导线连接传输电能及信息数据，或者以无线方式传输信息数据，各器件根据空间需求布置，固定在转速检测器中，其余与实施例4相同，不再详细描述。

实施例7

见图3，如实施例4所述，将压簧11设置在转轴4外周，在转轴4外周有螺纹结构，调节螺母12与转轴4螺纹连接，压簧11一端接触调节螺母12，另一端接触联轴器3，这样可以调节摩擦头10与待测零件之间的接触压力，进而调节两者之间摩擦力，保证其同步转动，其余与实施例4相同，不再详细描述。

实施例8

如实施例7所述，转速检测器中有电源为转角传感器8供电，转角传感器8中有无线传输模块，数据处理模块和转角传感器8之间无导线连接，使用无线方式传输数据。其余与实施例7相同，不再详细描述。

实施例9

如实施例7所述基本结构，数据处理模块安装在转速检测器中，构成数据处理模块的器件以导线连接传输电能及信息数据，或者以无线方式传输信息数据，各器件根据空间需求布置，固定在转速检测器中，其余与实施例7相同，不再详细描述。

需要说明的是本发明描述的转速均指转辙机电机转速或者和电机转速有比例关系的其它零件转速，或者由其它零件折算得出电机转速。

本发明结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种转辙机最大输出力的现场测试装置，其特征是：包括转速检测器及数据处理单元，其中，转速检测器包括：适配座（1），磁体（2），联轴器（3），转轴（4），壳体（5），轴承（6），检测体（7），转角传感器（8），端盖（9），适配座（1）通过接口安装在壳体（5）一端，端盖（9）安装在壳体（5）的另一端，适配座（1）用于在被测转动零件的外壳上对转速检测器定位；在壳体（5）中心腔体内通过轴承（6）安装转轴（4），转轴（4）伸向适配器（1）的一端安装有联轴器（3），转轴（4）的另一端固定安装有检测体（7）；转角传感器（8）在与检测体（7）对正的位置固定在端盖（9）上，且转角传感器（8）与检测体（7）保持固定的距离；

数据处理单元包括：计算板卡、输入输出终端器件和电源，数据处理模块和转速检测器中的转角传感器（8）电连接，与转角传感器（8）进行数据传输。

2.根据权利要求1所述的一种转辙机最大输出力的现场测试装置，其特征是：联轴器（3）一端套接在转轴（4）上，另一端中心开有凹槽，凹槽内嵌入有磁体（2）。

3.根据权利要求1所述的一种转辙机最大输出力的现场测试装置，其特征是：联轴器（3）一端套接在转轴（4）上，另一端中心开有凹槽，凹槽内嵌入有摩擦头（10），联轴器（3）和转轴（4）之间安装压缩弹簧（11）。

4.根据权利要求1所述的一种转辙机最大输出力的现场测试装置，其特征是：联轴器（3）和转轴（4）轴向套接，横销同时穿过联轴器（3）和转轴（4），横销与联轴器（3）和转轴（4）其中一个零件固定且可在另外一个零件槽中滑动；联轴器（3）和转轴（4）或通过轴向键和滑动槽配合连接，联轴器（3）和转轴（4）相互传递扭矩的同时，可以沿轴向滑动。

5.根据权利要求1所述的一种转辙机最大输出力的现场测试装置，其特征是：检测体（7）和磁体（2）或摩擦头（10）在转轴（4）的轴线上。

6.一种转辙机最大输出力调整机构的现场测试方法，其特征是：工作模式包括标定模式和检测模式，标定模式用于确定并记录每台待测转辙机的摩擦转速最大允许值和摩擦转速最小允许值作为判定基准，对于每一台转辙机，必须在标定模式下完成判定基准的确定并记录；之后检测模式才可以正常工作，检测模式下测量选定转辙机的摩擦转速并与其判定基准相比较，判定所检测的转辙机摩擦力是否适当。

7.根据权利要求6所述的一种转辙机最大输出力的现场测试方法，其特征是：所述的标定模式按照如下步骤进行：

步骤一：转辙机在现场安装完成并具备通电工作条件后，在投入使用前或者在需要进行标定时，将该装置定位在测试位置并固定，选择进入标定模式，输入转辙机的识别号；

步骤二：选择标定方法一，调整转辙机摩擦力至允许的下限值，转辙机通电工作，测得摩擦转速记录为摩擦转速最大允许值，调整转辙机摩擦力至允许的上限值，转辙机通电工作，测得摩擦转速记录为摩擦转速最小允许值，完成后将摩擦力调整至适当值，转辙机通电工作，测得摩擦转速记录为摩擦转速工作值；

步骤三：将标定所得摩擦转速最大允许值、摩擦转速最小允许值及摩擦转速工作值与转辙机识别号关联存储。

8.根据权利要求6所述的一种转辙机最大输出力的现场测试方法，其特征是：所述的标定模式按照如下步骤进行：

步骤一：转辙机在现场安装完成并具备通电工作条件后，在投入使用前或者在需要进行标定时，将该装置定位在测试位置并固定，选择进入标定模式，输入转辙机的识别号；

步骤二：选择标定方法二，确认转辙机摩擦力适当，转辙机通电工作，测量并记录摩擦力和摩擦转速，作为数据点1，转辙机通电工作，测量并记录动作杆转换力及对应测得转速，作为数据点2，以数据点1和数据点2拟合动作杆转换力和转速的线性关系式，以摩擦力允许的下限值及上限值分别作为动作杆转换力数值，代入所得线性关系式，计算得出对应的转速数值，摩擦力允许下限值计算得出的是摩擦转速最大允许值，摩擦力允许上限值计算得出的是摩擦转速最小允许值，记录两个数值，数据点1对应的摩擦转速记录为摩擦转速工作值；

步骤三：将标定所得摩擦转速最大允许值、摩擦转速最小允许值及摩擦转速工作值与转辙机识别号关联存储。

9.根据权利要求6所述的一种转辙机最大输出力的现场测试方法，其特征是：检测模式按照如下步骤进行：

步骤一：将该装置定位在测试位置并固定，进入检测模式工作，输入所测转辙机识别号，若数据库中无此识别号，则报警并退出检测模式，若数据库中有此识别号，但缺少标定数据，则提示缺少标定数据需要进行标定并退出检测模式，否则提示转辙机开始通电检测，处理器开始记录转速数据，转辙机通电后，在动作杆转换过程中使转辙机进入摩擦状态，持续规定时间后停止，处理器在转速降低到规定值后停止记录，并对记录转速进行处理，以此过程的稳定转速最大值作为测得转速；

步骤二：将被测转辙机的测得转速与其标定模式记录的摩擦转速最大允许值及摩擦转速最小允许值进行比较，当测得转速大于其摩擦转速最大允许值或者小于其摩擦转速最小允许值，则输出报警信息，并记录关联至当前转辙机，提示摩擦力超标，否则将关联的报警记录清零，进一步，当测得转速大于其摩擦转速最大允许值，则提示摩擦力过小，当测得转速小于其摩擦转速最小允许值，则提示摩擦力过大；

否则，将测得转速与其摩擦转速工作值进行比较，差值超过规定限值时，输出预警信息，提示摩擦力变化超标，进一步，当测得转速大于摩擦转速工作值时，提示转辙机摩擦力变小，当测得转速小于摩擦转速工作值时，提示转辙机摩擦力变大；

步骤三：检查此转辙机有无报警信息，若有报警信息，则提示需调整摩擦力后重新检测，并返回步骤一，否则退出检测模式。

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