CN114396852A - 一种轮对的轴颈检测装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于轮对检测领域，具体涉及一种轮对的轴颈检测装置及测量方法。包括测量机构、顶升驱动机构和支撑机构，所述测量机构安装于所述支撑机构；所述测量机构包括顶部测量块、侧部测量块和安装部件，所述顶部测量块和侧部测量块都安装于所述安装部件，所述侧部测量块设置在两侧，所述顶部测量块包括轴颈顶部测量头和顶部定位块，两侧的所述侧部测量块分别包括轴颈侧部测量头和侧部定位块；所述顶升驱动机构设置于测量机构下方，用于顶升并驱动轮对转动。

Description

一种轮对的轴颈检测装置及测量方法

技术领域

本发明属于轮对检测领域，具体涉及一种轮对的轴颈检测装置及测量方法。

背景技术

轮对是指机车车辆上与钢轨相接触的部分，由左右两个车轮牢固地压装在同一根车轴上所组成。轮对的作用是保证机车车辆在钢轨上的运行和转向，承受来自机车车辆的全部静、动载荷，把它传递给钢轨，并将因线路不平顺产生的载荷传递给机车车辆各零部件。轮对在经过一段时间的运行后，便需要从机车上拆卸下来，然后更换轮对两端的轴承。

当轴承被更换后，为了保证轴承安装符合要求，于是必不可少的便需要对轮对进行检测。在对轮对检测时，其中一项便是对轮对的轴颈进行直径检测，从而保证轮对能够与轴承的内径互相匹配。

但是由于轴颈整体呈圆柱形，在使用三点测量法对轴颈进行测量时，现有检测装置的测量位置常常会出现偏差，进而使得测量位置不处于轴颈中部，导致测量结果出现误差。

发明内容

本发明提供一种轮对的轴颈检测装置及测量方法，其目的在于减小现有检测装置出现的测量误差。

为了达到上述目的，本发明提供包括测量机构和支撑机构，测量机构设置于支撑机构。支撑机构将测量机构进行支撑以及带动运动，从而使得测量机构能够稳定的与轴颈和轴肩配合。

所述测量机构包括顶部测量块、侧部测量块和安装部件，所述顶部测量块和侧部测量块都安装于所述安装部件，所述侧部测量块设置在两侧，所述顶部测量块包括轴颈顶部测量头和顶部定位块，两侧的所述侧部测量块分别包括轴颈侧部测量头和侧部定位块；

所述顶升驱动机构设置于测量机构下方，用于顶升并驱动轮对转动。

本方案中在顶部测量块和侧部测量块中分别设置有顶部定位块和侧部定位块，于是顶部测量块中的顶部测量头以及侧部测量块中的侧部测量头便可以分别在轮轴的顶端总部和侧面中部进行测量，测量结果更为精准。

进一步的，本方案中的顶部定位块设置倒V形槽，倒V形槽用于贴合轴颈或轴肩，同时顶部测量头安装在倒V形槽中部。当定位块贴合在轴颈时，顶部测量头与轴颈接触的部位为轮对的顶端中部(如果顶部测量头与轮轴接触的部位不是中部，于是顶部定位块变会与轮轴互相抵住，进而使得顶部测量头无法接触轮轴)，从而使得轴颈测量更加精准。

并且本方案中顶部定位块和侧部定位块的高度差为特定值(该数值与轮轴的半径值相同)，于是当顶部定位块完成定位后，侧部测量块的测量位置也自动位于轴颈中部，从而使得侧部测量头的测量也更为精准。

进一步的，本方案中的侧部定位块呈板状。当侧部测量块向轮轴运动时，如果安装于侧部定位块上的侧部测量头并未处于轮轴的侧面中部，于是侧部定位块便会与轴颈接触，进而使得侧部测量头不能够接触到轴颈。

同时侧部测量块的测量位置为轴颈和轴肩的侧面中部时，于是侧部测量头会首先接触轮对，进而使得侧部测量头向内压缩。最终使得轮轴与轮对互相抵住，使得测量头不再压缩，避免了测量头被损坏。

进一步的，在轴承安装时，除了轴颈处的直径需要满足使用的需求外，轴肩处的直径也需要满足使用的需求。同时轴肩上也会安装其他的部件，也需要保证轴肩的尺寸合格。因此，本方案中的顶部测量块中包括有轴颈顶部测量头和轴肩顶部测量头，侧部测量块中包括有轴颈侧部测量头和轴肩侧部测量头。轴肩顶部测量头用于测量轴肩的顶端，两侧的轴肩侧部测量头用于分别测量轴肩的两侧端。

进一步的，由于轴肩的直径相较于轴颈处的直径更大，故轴肩顶部测量头与轴颈顶部测量头不能够处于相同的水平高度。再由于测量不同的轮对时，不同轮对的轴肩直径也并不一致，因此，为了使得轴肩顶部测量头能够顺利接触到轴肩，故轴肩顶部测量头上连接有第一运动器。第一运动器可以带动轴肩顶部测量头进行升降，从而使得轴肩顶部测量头能够顺利接触到轴肩，以及在测量完成后使得轴肩顶部测量器头能够与轴肩分离。

进一步的，为了避免轴颈顶部测量头与轮轴直接发生硬接触，于是顶部测量块还包括有缓冲机构。缓冲机构包括弹性件与安装件，安装件用于供轴颈顶部测量头安装，安装件与弹性件相连。当轴颈顶部测量头与轮轴发生硬接触时，于是轴颈顶部测量头便会朝着安装部件后退，进而将冲击力作用到位于安装件和安装部件之间的弹性件。进而实现了对轴颈顶部测量头的保护。

进一步的，为了确定轴颈测量的基准，于是本装置还包括对称设置的顶尖机构。顶尖机构具体包括有顶尖器以及移动器。顶尖器与移动器相连，当移动器运动时，于是顶尖器也会随之运动，进而使得顶尖器接触或者远离轮对。当顶尖器接触到轮对时，于是两侧的顶尖器尖端便会分别抵住轮轴的轴线孔。当轴线孔被抵住之后，于是轮轴的中轴线便为轴颈测量时的基准线。

进一步的，为了保证轮对的多个面都能够被测量，于是本方案中设置了顶升驱动机构。顶升驱动机构具体包括升降器和驱动组件。升降器用于将轮对进行顶升，保证轮对处于悬空状态，以及将轮对顶升到顶尖机构工作的范围内。

升降器顶部设置驱动组件。驱动组件用于驱动轮对转动，进而使得测量机构将轮对一侧测量后，另一侧也能够被测量，保证轴颈每一侧都能满足轴承安装的需要。

进一步的，本方案中的驱动组件包括了驱动轮和驱动电机。驱动轮与驱动电机通过传动带相连，驱动电机可以带动驱动轮进行转动。驱动轮用于与悬空状态的轮对接触，进而使得轮对被驱动轮驱动转动。为了使得轮对被顶升后保持稳定不会滑落。于是驱动组件还包括有从动轮。驱动轮与从动轮并排设置，驱动轮与从动轮之间设置间隙。当顶升驱动机构将轮对顶升时，轮对便位于驱动轮与从动轮之间的间隙中，进而使得轮对被固定。

本方案的另一目的便是提供一种应用上述检测装置的测量方法，包括以下步骤：

步骤一，顶升驱动机构将轮对顶升脱离地面，使得轮对能够与测量机构配合。同时当轮对脱离地面后，轮对便能够被驱动进行转动，进而实现对轮对的不同侧进行测量。

步骤二，轮对被顶升后，于是位于轮对两端的顶尖机构便会分别抵住轮轴两端的定位孔，从而使得轮对轴线作为测量基准。

步骤三，当轮对被顶升后，于是顶部测量块和两侧的侧部测量块便可以靠近轮轴，从而采用三点测量法对轴颈进行初次测量。

步骤四，当测量机构初次测量完成后，于是轮对便会被驱动转动90°，进而使轮对的不同侧与测量机构配合。

步骤五，当轮对被驱动转动至不同侧后，于是顶部测量块和两侧的侧部测量块便再次靠近轮轴，从而实现对轴颈的再次测量。

本发明的有益效果在于：与现有技术相比，本方案中通过设置顶部定位块和侧部定位块，进而使得顶部测量块和侧部测量块的测量位置都分别为轮轴的顶端中部和侧面中部，进而使得测量结果更为准确。

附图说明

图1为轮对的轴颈检测装置的结构示意图。

图2为测量机构中测量轴颈时的示意图。

图3为测量机构测量轴颈和轴肩的示意图。

图4为顶尖机构的示意图。

图5为顶升驱动机构的示意图。

图6为顶升驱动机构的侧视图。

附图标记包括：测量机构1、顶部测量块11、轴颈顶部测量头111、轴肩顶部测量头112、第一运动器113、侧部测量块12、轴颈侧部测量头121、轴肩侧部测量头122、安装部件13、第二运动器14、定位块15、顶部定位块151、侧部定位块152、顶升驱动机构2、升降器21、驱动组件22、驱动轮221、从动轮222、驱动电机223、支撑机构3、顶尖机构4、顶尖器41、移动器42。

具体实施方式

为了使实施例的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例基本如附图1至附图6所示，一种轮对的轴颈检测装置，包括测量机构1、顶升驱动机构2和支撑机构3。支撑机构3为两个并排设置的龙门架，两个龙门架之间设置连接板，用于供测量机构1安装在其上。测量机构1设置两个，并且对称设置，用于测量轮对两端的轴颈和轴肩。

本实施例中测量机构1具体包括了顶部测量块11、对称设置在两侧的侧部测量块12和安装部件13，顶部测量块11和侧部测量块12安装于安装部件13，且位于同一平面。安装部件13具体为安装板，顶部测量块11位于安装板的下端中部，侧部测量块12分别位于安装板的下端左右两侧。顶部测量块11、两侧的侧部测量块12呈三角形分布，从而使得轮对的轮轴能够被夹持在三个测量块之间。

本实施例中顶部测量块11包括有两行排列设置的轴颈顶部测量头111，侧部测量块12包括两行排列设置的轴颈侧部测量头121。每一行的轴颈顶部测量头111都与两侧对应行的轴颈侧部测量头121位于同一平面内，进而实现对轴颈的测量。两行轴颈顶部测量头111和轴颈侧部测量头121分别测量轴颈的中部以及外侧末端，进而保证轴颈中部以及外侧末端都满足使用的需求。

本实施例中安装部件13上连接有第二运动器14，第二运动器14可以带动侧部测量块12运动。因此，当侧部测量块12在未测量轴颈和轴肩时，侧部测量块12便位于轴肩和轴颈外部，从而避免轮对运动受到干扰。之后在需要测量轴颈和轴肩时，第二运动器14再带动侧部测量块12靠近轴颈和轴肩。同时，当需要测量不同直径的轮对时，由于侧部测量块12的位置并不固定，因此侧部测量块12便可以对不同直径的轮对进行测量。

本实施例中第二运动器14为气浮导轨，气浮导轨的运动精度极高。因此，气浮导轨便可以将两侧的侧部测量块12精确移动和停止，从而减小测量的误差。

本实施例中龙门架的下方设置顶升升驱动机构，顶升驱动机构2可以将轮对顶升，进而轮对悬空。当轮对被顶升后，于是顶升驱动机构2便可以驱动轮221转进行转动90°，从而使得轮对的另一侧也能够被测量机构1测量。为了保证测量的精准，于是在对轮对的一侧进行测量后，便可以通过顶升驱动机构2将轮对进行转动，从而再对轮对的其他侧进行测量。

顶部测量块11中还包括有轴肩顶部测量头112，侧部测量块12也还包括有轴肩侧部测量头122。轴肩顶部测量头112与轴肩侧部测量头122位于同一平面，且与轴颈顶部测量头111和轴颈侧部测量头121平行。

轴肩顶部测量头112通过第一运动器113连接在安装部件13上。第一运动器113具体为伸缩气缸，伸缩气缸可以带动轴肩顶部测量头112运动，进而使得轴肩顶部测量头112能够接触到轴肩。

本实施例中还包括有定位块15，定位块15包括顶部定位块151和侧部定位块152。

顶部定位块151位于顶部测量块11，侧部定位块152位于侧部测量块12。顶部定位块151安装在轴颈顶部测量头111和轴肩顶部测量头112。顶部定位块151中部设置倒V形槽。同时轴颈顶部测量头111或轴肩顶部测量头112安装在倒V形槽中部。当顶部定位块151接触到轮对轴颈或者轴端时，于是位于顶部定位块151中倒V形槽中部的轴颈顶部测量头111或轴肩顶部测量头112便可以接触到轴颈或轴肩，进而使得轴颈或轴肩被测量。

本实施例中顶部定位块151的定位原理为。顶部定位块151的倒V形槽贴合到轴颈和轴肩上时，由于顶部定位块151为竖直下降，因此，倒V形槽两侧便可与轴颈和轴肩的两侧贴合，进而使得轴颈顶部测量头111和轴肩顶部测量头112的测量位置分别为轴颈和轴肩的顶端中部(如果测量位置并不是中部，于是定位块15便会与轮对互相抵住，从而不能测量)。

同时顶部定位块151还可以对侧部定位块152进行定位，进而使得侧部测量块12的测量位置为轴颈和轴肩的侧面中部。具体的原理为：由于顶部定位块151和侧部定位块152的竖直高度是特定的，于是当顶部定位块151定位完成后，于是两侧的侧部定位块152便也随之定位完成。

侧部定位块152呈板状，侧部测量头都安装在侧部定位块152上。侧部测量块12与轮轴贴合的位置为轮轴的侧面中部。

或者也可以将侧部定位块152也设置为与顶部定位块151结构相同，于是侧部定位块152也可以与轮轴的侧部贴合，进而使得轴颈侧部测量头121和轴肩侧部测量头122的测量位置为轴颈和轴肩的侧面中部(如果测量位置并不是中部，于是定位块15便会与轮对互相抵住，从而不能测量)。

为了避免轴颈顶部测量头111与轴颈直接发生硬碰撞。于是顶部测量块11中还包括有缓冲机构。缓冲机构具体包括有安装件和弹性件。安装件安装于安装部件13的容纳槽中，同时容纳槽内容纳有弹性件。弹性件两端分别与安装部件13和安装件相连。本实施例中的弹性件为弹簧。

缓冲机构的具体工作过程为，当轴颈顶部测量头111与轮轴接触时，于是轴颈顶部测量头111便会后退，从而将冲击力传递给弹性件。弹性件将冲击力吸收，进而避免轴颈顶部测量头111损坏。

本实施例中的安装件上连接有限位件，限位件通过连接杆与安装件连接。同时安装部件13中构造有第一限位部。第一限位部可以与限位件进行接触，进而使得限位件不再能够后退，轴颈顶部测量头111稳定停止。

同时在安装部件13上构造有第二限位部。第二限位部也用于与限位件互相抵住，从而使得安装件和安装部件13固定在一起。

第一限位部和第二限位部具体为活动空间的上下两侧侧壁。活动空间上侧壁为第一限位部，活动空间下侧壁为第二限位部。活动空间构造于安装部件13。

限位件的具体运动过程为，限位件容纳于活动空间内。当轴颈顶部测量头111与轮轴未接触时，于是限位件便与第二限位部接触，进而使得安装部件13与安装件固定在一起。当轴颈顶部测量头111与轮轴接触时，于是安装件便会带动限位件后退，最终使得安装件与第一限位部接触。于是轴颈顶部测量头111被固定。

本实施例中还包括对称设置的两个顶尖机构4，两个顶尖机构4互相配合，从而确定轴颈和轴肩的测量基准。顶尖机构4包括顶尖器41和移动器42，顶尖器41为莫式4号顶尖机构4，移动器42为伸缩气缸。顶尖器41安装在滑动槽内，同时在顶尖器41与移动器42相连。当移动器42运动时，于是顶尖器41便会在滑动槽内伸缩。当顶尖器41在滑动槽内滑动时，于是顶尖器41便靠近或远离轮对。

当顶尖器41接触到轮对的轮轴时，顶尖器41的前端抵住了轮对的轮轴轴线孔，进而使得轮轴中心线为轴肩和轴颈的测量基准。

本实施例中的顶升驱动机构2设置在中部，具体包括了升降器21和驱动组件22。升降器21顶部连接驱动组件22，当升降器21上升时，于是驱动组件22便可以接触到轮对的轮轴。同时，当驱动机构接触到轮对后，升降器21还会继续升降，进而使得轮对继续被顶升悬空(当轮对悬空后，于是轮对便可以在驱动机构的作用下进行转动)。

本实施例中的驱动机构包括了两个驱动电机223和两个驱动轮221。两个驱动电机223左右对称设置，并且驱动电机223通过传动带连接有驱动轮221。当驱动电机223转动时，于是通过传动带的带动，驱动轮221也会随之转动，进而使得轮对转动。

同时驱动组件22还包括有从动轮222，从动轮222与驱动轮221并排设置在安装架上。同时安装架驱动轮221与从动轮222之间设置间隙。当驱动组件22接触到轮对时，于是轮对的轮轴便位于驱动轮221与从动轮222之间，进而使得轮对被限制，避免了轮对被顶升时轮对滑落。

一种使用上述的轴颈检测装置的轴颈测量方法，包括如下步骤。

步骤一，顶升驱动机构2将轮对顶升，使得轮对与测量机构1配合。同时当轮对被顶升后，于是轮对脱离地面，轮对便能够被驱动进行转动，进而实现对轮对的不同侧进行测量。

步骤二，轮对被顶升后，位于轮对两端的顶尖机构4便会分别抵住轮轴两端的定位孔，从而使得轮对的轮轴线作为轴颈和轴肩的测量基准。

步骤三，当轮对被顶升后，顶部测量块11和两侧的侧部测量块12便可以向着轮轴靠近，进而采用三点测量法对轴颈进行初次测量。顶部测量块11和两侧的侧部测量块12测量的位置分别为轮轴的顶端中部和侧面中部。

步骤四，当测量机构1初次测量完成后，于是轮对便会被驱动转动90°，进而使轮对的不同侧与测量机构1配合。

步骤五，当轮对被驱动转动后，于是顶部测量块11和两侧的侧部测量块12便可以再次靠近轮轴，从而实现对轴颈的再次测量。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种轮对的轴颈检测装置，其特征在于：包括测量机构(1)、顶升驱动机构(2)和支撑机构(3)，所述测量机构(1)安装于所述支撑机构(3)；

所述测量机构(1)包括顶部测量块(11)、对称设置在两侧的侧部测量块(12)和安装部件(13)，所述顶部测量块(11)和侧部测量块(12)都安装于所述安装部件(13)，所述顶部测量块(11)包括顶部测量头和顶部定位块(151)，两侧的所述侧部测量块(12)分别包括侧部测量头和侧部定位块(152)；

所述顶升驱动机构(2)设置于测量机构(1)下方，用于顶升并驱动轮(221)对转动。

2.根据权利要求1所述的一种轮对的轴颈检测装置，其特征在于：所述顶部定位块(151)设置倒V形槽，所述倒V形槽用于贴合轮轴，进而对所述顶部测量块(11)和侧部测量块(12)定位，所述顶部测量头安装于所述倒V形槽中部。

3.根据权利要求1所述的一种轮对的轴颈检测装置，其特征在于：所述侧部定位块(152)呈板状，用于贴合轮轴，所述侧部测量头安装于所述侧部定位块(152)；

或，所述侧部定位块(152)与顶部定位块(151)结构相同，用于对侧部测量头定位。

4.根据权利要求1所述的一种轮对的轴颈检测装置，其特征在于：所述顶部测量块(11)包括有轴颈顶部测量头(111)和轴肩顶部测量头(112)，所述侧部测量块(12)包括轴肩侧部测量头(122)和轴颈侧部测量头(121)。

5.根据权利要求4所述的一种轮对的轴颈检测装置，其特征在于：所述顶部测量块(11)设置第一运动器(113)，所述第一运动器(113)与所述轴肩顶部测量头(112)相连，所述第一运动器(113)用于驱动所述轴肩顶部测量头(112)接近或远离轴肩。

6.根据权利要求1所述的一种轮对的轴颈检测装置，其特征在于：所述顶部测量块(11)包括有缓冲机构，所述缓冲机构包括弹性件与安装件，所述顶部测量头安装于所述安装件，所述弹性件连接在所述安装件与所述安装部件(13)之间。

7.根据权利要求1所述的一种轮对的轴颈检测装置，其特征在于：还包括对称设置的顶尖机构(4)，所述顶尖机构(4)包括顶尖器(41)和移动器(42)，所述顶尖器(41)和移动器(42)相连，所述移动器(42)用于带动所述顶尖器(41)接触或远离轮对，所述顶尖器(41)用于抵住轮轴的轴线孔。

8.根据权利要求1所述的一种轮对的轴颈检测装置，其特征在于：所述顶升驱动机构(2)包括升降器(21)和驱动组件(22)，所述升降器(21)与所述驱动组件(22)相连，所述升降器(21)用去带动所述驱动组件(22)接触或脱离轮对。

9.根据权利要求8所述的一种轮对的轴颈检测装置，其特征在于：所述驱动组件(22)包括驱动轮(221)、驱动电机(223)和从动轮(222)，所述驱动轮(221)与所述驱动电机(223)相连，所述驱动电机(223)用于带动所述驱动轮(221)转动，所述驱动轮(221)用于与轮对接触；

所述从动轮(222)与驱动轮(221)并排设置，且所述驱动轮(221)与从动轮(222)之间设置间隙，用于承托并限制轮对。

10.一种应用权利要求1-9任一项所述检测装置的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一，顶升轮对脱离地面；

步骤二，抵住轮轴两端的轴线孔，形成测量基准；

步骤三，顶部测量块(11)和两侧的侧部测量块(12)共同配合，测量轴颈直径；

步骤四，驱动轮(221)对沿轮对轴线转动90°；

步骤五，顶部测量块(11)和两侧的侧部测量块(12)共同配合，再次测量轴颈直径。

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