CN114459369B - 列车轮对输送与车轮直径测量一体化设备及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种列车轮对输送与车轮直径测量一体化设备及检测方法。该装置中工字钢分布在钢轨内侧;导轨安装在工字钢正上方;齿条安装在工字钢正上方侧面;轮对排布在钢轨上;轮对支撑轮安装在轴承座上;T型转向器设在底板上;第二支撑板固定在两侧导轨的导轨滑块上;第二支撑板上方安装有三相电机、大推力气缸,其下方设有齿轮;大推力气缸伸出端安装有第一支撑板;V型支撑块固定连接在第一支撑板上方;立柱安装在底板上;立柱正上方固定有立柱顶板;立柱顶板侧面安装有第一运动模组和第二运动模组;激光测距传感器固定在第二运动模组上;本发明能够解决大批量列车轮对车轮直径检测效率低、精度差的问题,提高检测效率和精度。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通装备领域,尤其是涉及一种列车轮对输送与车轮直径测量一体化设备及检测方法。
背景技术
城轨列车轮对作为列车车体的重要组成部分,属于消耗品。正常服役期间,列车轮对承受着轨道和车体之间的动静载荷以及雨水侵蚀等作用,会不可避免地产生磨损。随着服役时间不断增长,列车轮对中的车轮磨损日益加剧,出现明显的磨耗、擦伤、裂纹等现象,其关键特征指标如车轮直径会发生明显改变,因此需要及时、定期、快速准确地进行检测。
目前关于城轨列车车轮直径的检测主要依赖人工检测,不仅存在工作效率低、强度高、工作量大、消耗成本高等问题,而且检测人员由于检测手段的不完善使得只能测量车轮的局部特征,无法获取到车轮整体特征的真实信息。此外,人工检测的准确率很难保证,还极易发生误检、漏检和错检等情况。
因此,亟需以提供一种新的测量设备或方法以解决城轨列车轮对中车轮直径检测难的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种列车轮对输送与车轮直径测量一体化设备及检测方法,能够解决大批量列车轮对车轮直径检测效率低、人工检测精度差的问题,进而提高检测效率和精度。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种列车轮对输送与车轮直径测量一体化设备,包括:螺栓、钢轨、工字钢、轮对、轮对输送装置、轮对旋转驱动装置、车轮直径测量装置和底板;
所述轮对包括:车轴和车轮;
所述轮对输送装置包括:第一支撑板、V型支撑块、大推力气缸、导轨、齿条、三相电机、第二支撑板、齿轮和导轨滑块;
所述轮对旋转驱动装置包括:轮对支撑轮、轴承座、T型转向器、联轴器、传动轴和伺服电机;
所述车轮直径测量装置包括:立柱、第一运动模组、立柱顶板、第二运动模组、传感器安装板和激光测距传感器;
所述工字钢分布在两条钢轨内侧;所述导轨安装在工字钢的正上方;所述齿条安装在工字钢正上方侧面,亦在导轨边上,并且齿条平行于导轨;
所述若干个轮对按照一定间距依次排布在钢轨上,且其中处于检测位的轮对由4个轮对支撑轮撑起,安置在检测入口和检测出口的中部区域的底板处;所述轮对支撑轮通过其末端安装在轴承座上;
所述T型转向器设置在底板上,且T型转向器的输入端通过联轴器与伺服电机输出轴相连,T型转向器的两个输出端通过联轴器、传动轴与轮对支撑轮末端相连接;所述伺服电机通过电驱动依次作用于联轴器、T型转向器、传动轴和轮对支撑轮,从而带动轮对旋转;
所述第二支撑板固定在两侧导轨的导轨滑块上;所述第二支撑板的上方安装有三相电机、大推力气缸,其下方设置有齿轮;所述齿轮与齿条处于啮合状态,且齿轮中心孔与三相电机输出轴相连接;所述三相电机电驱动作用于齿轮啮合齿条传递动力;所述大推力气缸的伸出端安装有第一支撑板;所述V型支撑块固定连接在第一支撑板上方;
所述4根立柱安装在底板上;其中有2根立柱的正上方固定有立柱顶板;所述立柱顶板侧面安装有第一运动模组和第二运动模组,且第二运动模组与第一运动模组安装成90°;所述激光测距传感器通过传感器安装板固定在第二运动模组上,且激光测距传感器与检测位的轮对车轮内侧面相距70mm。
一种列车轮对车轮直径的检测方法,应用于所述的一种列车轮对输送与车轮直径测量一体化设备,所述检测方法包括:
当轮对到达检测入口处,轮对输送装置在电驱动作用下运动到轮对车轴的正下方;
此时利用气源作用,大推力气缸的活塞杆带动第一支撑板及V型支撑块上升,进而举升起轮对;然后利用轮对输送装置将轮对送至底板上的检测位置;
当轮对到达底板上的检测位后,大推力气缸的活塞杆下降复位,将轮对放置在轮对支撑轮上;车轮直径测量装置中的第一运动模组和第二运动模组联合运动,将激光测距传感器安置在轮对直径位置的正上方;
其中,r2i为第i次计算得到的车轮半径,n为检测次数,d为检测点B与坐标原点O1的距离,H为激光测距传感器安装点D与底板(或X坐标)的高度距离,hi为激光测距传感器安装点D与检测点C的距离,即在竖直方向上激光测距传感器与车轮直径的最短距离,r1为轮对支撑轮的半径,x0为检测点C与Z坐标的水平距离;
初步检测激光测距传感器与车轮直径之间的高度距离h0,即可计算车轮直径r20;
利用轮对旋转驱动装置在电驱动作用下带动轮对作匀速转动,当车轮每转过(360/n)°时,每次测得的激光测距传感器与车轮直径之间的高度距离记为hi,并计算对应的车轮直径r2i;
经过累计n+1次的检测,即可使车轮旋转360°,完成车轮直径的整体测量,测得的激光测距传感器与车轮直径之间的高度距离分别记为h1、h2、……hi……hn,并依次计算得车轮直径分别为r21、r22、……r2i……r2n,并得到车轮直径r2;
此时在气源作用下,大推力气缸的活塞杆再次通过第一支撑板上的V型支撑块举升轮对,然后再利用轮对输送装置将检测完毕的轮对送至检测出口,完成检测。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:
本发明所提供的一种列车轮对输送与车轮直径测量一体化设备及检测方法,所述所述工字钢分布在两条钢轨内侧;所述导轨安装在工字钢的正上方;所述齿条安装在工字钢正上方侧面,亦在导轨边上,并且齿条平行于导轨;所述若干个轮对按照一定间距依次排布在钢轨上,且其中处于检测位的轮对由4个轮对支撑轮撑起,安置在检测入口和检测出口的中部区域的底板处;所述轮对支撑轮通过其末端安装在轴承座上;所述T型转向器设置在底板上,且T型转向器的输入端通过联轴器与伺服电机输出轴相连,T型转向器的两个输出端通过联轴器、传动轴与轮对支撑轮末端相连接;所述伺服电机通过电驱动依次作用于联轴器、T型转向器、传动轴和轮对支撑轮,从而带动轮对旋转;所述第二支撑板固定在两侧导轨的导轨滑块上;所述第二支撑板的上方安装有三相电机、大推力气缸,其下方设置有齿轮;所述齿轮与齿条处于啮合状态,且齿轮中心孔与三相电机输出轴相连接;所述三相电机电驱动作用于齿轮啮合齿条传递动力;所述大推力气缸的伸出端安装有第一支撑板;所述V型支撑块固定连接在第一支撑板上方;所述4根立柱安装在底板上;其中有2根立柱的正上方固定有立柱顶板;所述立柱顶板侧面安装有第一运动模组和第二运动模组,且第二运动模组与第一运动模组安装成90°;所述激光测距传感器通过传感器安装板固定在第二运动模组上,且激光测距传感器与检测位的轮对车轮内侧面相距70mm,本发明能够解决大批量列车轮对车轮直径检测效率低、人工检测精度差的问题,进而提高检测效率和精度,具有快捷高效、测量精准等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的一种列车轮对输送与车轮直径测量一体化设备的总体布局图;
图2为一种列车轮对输送与车轮直径测量一体化设备的右视图;
图3为轮对旋转驱动装置的结构示意图;
图4为一种列车轮对输送与车轮直径测量一体化设备的主视图;
图5为轮对车轮直径测量原理图。
图中,1.第一支撑板、2.V型支撑块、3.大推力气缸、4.轮对支撑轮、5.轴承座、6.螺栓、7.立柱、8.钢轨、9.工字钢、10.导轨、11.齿条、12.轮对、13.第一运动模组、14.立柱顶板、15.第二运动模组、16.传感器安装板、17.激光测距传感器、18.三相电机、19.第二支撑板、20.齿轮、21.车轴、22.导轨滑块、23.T型转向器、24.联轴器、25.底板、26.传动轴、27.车轮、28.伺服电机。
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。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种列车轮对输送与车轮直径测量一体化设备及检测方法,能够解决大批量列车轮对车轮直径检测效率低、人工检测精度差的问题,进而提高检测效率和精度。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明所提供的一种列车轮对输送与车轮直径测量一体化设备的总体布局图,图2为一种列车轮对输送与车轮直径测量一体化设备的右视图,图4为一种列车轮对输送与车轮直径测量一体化设备的主视图,如图1所示,本发明所提供的一种列车轮对输送与车轮直径测量一体化设备,包括:包括:螺栓(6)、钢轨(8)、工字钢(9)、轮对(12)、轮对输送装置、轮对旋转驱动装置、车轮直径测量装置和底板(25);
所述轮对(12)包括:车轴(21)和车轮(27);
所述轮对输送装置包括:第一支撑板(1)、V型支撑块(2)、大推力气缸(3)、导轨(10)、齿条(11)、三相电机(18)、第二支撑板(19)、齿轮(20)和导轨滑块(22);
图3为轮对旋转驱动装置的结构示意图,如图3所示,所述轮对旋转驱动装置包括:轮对支撑轮(4)、轴承座(5)、T型转向器(23)、联轴器(24)、传动轴(26)和伺服电机(28);
所述车轮直径测量装置包括:立柱(7)、第一运动模组(13)、立柱顶板(14)、第二运动模组(15)、传感器安装板(16)和激光测距传感器(17);
所述工字钢(9)分布在两条钢轨(8)内侧;所述导轨(10)安装在工字钢(9)的正上方;所述齿条(11)安装在工字钢(9)正上方侧面,亦在导轨(10)边上,并且齿条平行于导轨(10);
所述若干个轮对(12)按照一定间距依次排布在钢轨(8)上,且其中一个轮对(12)由4个轮对支撑轮(4)撑起,安置在检测入口和检测出口的中部区域的底板(25)处;所述轮对支撑轮(4)通过其末端安装在轴承座(5)上;
所述T型转向器(23)设置在底板(25)上,且T型转向器(23)的输入端通过联轴器(24)与伺服电机(28)输出轴相连,T型转向器(23)的两个输出端通过联轴器(24)、传动轴(26)与轮对支撑轮(4)中心轴末端相连接;所述伺服电机(28)通过电驱动依次作用于联轴器(24)、T型转向器(23)、传动轴(26)和轮对支撑轮(4),从而带动轮对(12)旋转;
所述第二支撑板(19)固定在两侧导轨(10)的导轨滑块(22)上;所述第二支撑板(19)的上方安装有三相电机(18)、大推力气缸(3),其下方设置有齿轮(20);所述齿轮(20)与齿条(11)处于啮合状态,且齿轮(20)中心孔与三相电机(18)输出轴相连接;所述三相电机(18)电驱动作用于齿轮(20)啮合齿条(11)传递动力;所述大推力气缸(3)的伸出端安装有第一支撑板(1);所述V型支撑块(2)固定连接在第一支撑板(1)上方;
所述4根立柱(7)安装在底板(25)上;其中有两根立柱(7)的正上方固定有立柱顶板(14);所述立柱顶板(14)侧面安装有第一运动模组(13)和第二运动模组(15),且第二运动模组(15)与第一运动模组(13)安装成90°;所述激光测距传感器(17)通过传感器安装板(16)固定在第二运动模组(15)上,且激光测距传感器(17)与正在检测的轮对(12)内侧面相距70mm。
本发明所提供的一种列车轮对车轮直径的检测方法,应用于所述的一种列车轮对输送与车轮直径测量一体化设备,所述方法包括:
S101,当轮对(12)到达检测入口处,轮对输送装置在电驱动作用下运动到轮对车轴(21)的正下方;
S102,此时利用气源作用,大推力气缸(3)的活塞杆带动第一支撑板(1)及V型支撑块(2)上升,进而举升起轮对(12);然后利用轮对输送装置将轮对(12)送至底板(25)上的检测位置;
S103,当轮对(12)到达底板(25)上的检测位后,大推力气缸(3)的活塞杆下降复位,将轮对(12)放置在轮对支撑轮(4)上;车轮直径测量装置中的第一运动模组(13)和第二运动模组(15)联合运动,将激光测距传感器(17)安置在轮对直径位置的正上方;
其中,r2i为第i次计算得到的车轮半径,n为检测次数,d为检测点B与坐标原点O1的距离,H为激光测距传感器(17)安装点D与底板(25)或X坐标的高度距离,hi为激光测距传感器(17)安装点D与检测点C的距离,即在竖直方向上激光测距传感器(17)与车轮直径的最短距离,r1为轮对支撑轮(4)的半径,x0为检测点C与Z坐标的水平距离;
S105,初步检测激光测距传感器(17)与车轮直径之间的高度距离h0,即可计算车轮直径r20;
利用轮对旋转驱动装置在电驱动作用下带动轮对(12)作匀速转动,当车轮(27)每转过(360/n)°时,每次测得的激光测距传感器(17)与车轮直径之间的高度距离记为hi,并计算对应的车轮直径r2i;
S106,经过累计n+1次的检测,即可使车轮(27)旋转360°,完成车轮直径的整体测量,测得的激光测距传感器(17)与车轮直径之间的高度距离分别记为h1、h2、…hi…hn,并依次计算得车轮直径分别为r21、r22、…r2i…r2n,并得到车轮直径r2;
S107,此时在气源作用下,大推力气缸(3)的活塞杆再次通过第一支撑板(1)上的V型支撑块(2)举升轮对(12),然后再利用轮对输送装置将检测完毕的轮对(12)送至检测出口,完成检测。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (3)
1.一种列车轮对输送与车轮直径测量一体化设备,其特征在于,包括螺栓、钢轨、工字钢、轮对、轮对输送装置、轮对旋转驱动装置、车轮直径测量装置和底板;
所述轮对输送装置包括:第一支撑板、V型支撑块、大推力气缸、导轨、齿条、三相电机、第二支撑板、齿轮和导轨滑块;
所述轮对旋转驱动装置包括:轮对支撑轮、轴承座、T型转向器、联轴器、传动轴和伺服电机;
所述车轮直径测量装置包括:立柱、第一运动模组、立柱顶板、第二运动模组、传感器安装板和激光测距传感器;
所述工字钢分布在两条钢轨内侧;所述导轨安装在工字钢的正上方;所述齿条安装在工字钢正上方侧面,亦在导轨边上,并且齿条平行于导轨;
若干个所述轮对按照一定间距依次排布在钢轨上,且其中处于检测位的轮对由4个轮对支撑轮撑起,安置在检测入口和检测出口的中部区域的底板处;所述轮对支撑轮通过其末端安装在轴承座上;
所述T型转向器设置在底板上,且T型转向器的输入端通过联轴器与伺服电机输出轴相连,T型转向器的两个输出端通过联轴器、传动轴与轮对支撑轮末端相连接;所述伺服电机通过电驱动依次作用于联轴器、T型转向器、传动轴和轮对支撑轮,从而带动轮对旋转;
所述第二支撑板固定在两侧导轨的导轨滑块上;所述第二支撑板的上方安装有三相电机、大推力气缸,其下方设置有齿轮;所述齿轮与齿条处于啮合状态,且齿轮中心孔与三相电机输出轴相连接;所述三相电机电驱动作用于齿轮啮合齿条传递动力;所述大推力气缸的伸出端安装有第一支撑板;所述V型支撑块固定连接在第一支撑板上方;
4根所述立柱安装在底板上;其中有2根立柱的正上方固定有立柱顶板;所述立柱顶板侧面安装有第一运动模组和第二运动模组,且第二运动模组与第一运动模组安装成90°;所述激光测距传感器通过传感器安装板固定在第二运动模组上。
2.如权利要求1所述的一种列车轮对输送与车轮直径测量一体化设备,其特征在于,所述激光测距传感器与检测位的轮对车轮内侧面相距70mm。
3.一种列车轮对车轮直径的检测方法,应用于权利要求1或权利要求2所述的一种列车轮对输送与车轮直径测量一体化设备,其特征在于,所述方法包括:
当轮对到达检测入口处,轮对输送装置在电驱动作用下运动到轮对车轴的正下方;
利用气源作用,大推力气缸的活塞杆带动第一支撑板及V型支撑块上升,进而举升起轮对;利用轮对输送装置将轮对送至底板上的检测位置;
当轮对到达底板上的检测位后,大推力气缸的活塞杆下降复位,将轮对放置在轮对支撑轮上;车轮直径测量装置中的第一运动模组和第二运动模组联合运动,将激光测距传感器安置在轮对直径位置的正上方;
其中,r2i为第i次计算得到的车轮半径,n为检测次数,d为检测点B与坐标原点O1的距离,H为激光测距传感器安装点D与底板(或X坐标)的高度距离,hi为激光测距传感器安装点D与检测点C的距离,即在竖直方向上激光测距传感器与车轮直径的最短距离,r1为轮对支撑轮的半径,x0为检测点C与Z坐标的水平距离;
初步检测激光测距传感器与车轮直径之间的高度距离h0,即可计算车轮直径r20;
利用轮对旋转驱动装置在电驱动作用下带动轮对作匀速转动,当车轮每转过(360/n)°时,每次测得的激光测距传感器与车轮直径之间的高度距离记为hi,并计算对应的车轮直径r2i;
检测累计n+1次,即可使车轮旋转360°,完成车轮直径的整体测量,测得的激光测距传感器与车轮直径之间的高度距离分别记为h1、h2、…hi…hn,并依次计算得车轮直径分别为r21、r22、…r2i…r2n,并得到车轮直径r2;
在气源作用下,大推力气缸的活塞杆再次通过第一支撑板上的V型支撑块举升轮对,然后再利用轮对输送装置将检测完毕的轮对送至检测出口,完成检测。
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