CN201193981Y - 铁路轴承智能在线检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于铁路客、货车车辆走行部位的轮对轴承检测技术。提出的铁路轴承智能在线检测装置，主要包括床身(1)、振动检测机构、扭矩检测机构和校准机构及计算机(38)。本实用新型具有如下优越性：铁路轴承智能在线检测装置用于国内铁路货车车辆运用状态下轮对轴承的异常信息、结构健康、故障诊断。可以替代目前铁路轮对轴承完全采用人工检测，在车辆段中轮对轴承在不解体状态下，由工人手动凭感觉进行状态判断的检测方法；相对于国内60多万辆的铁路客、货车车辆，本实用新型不仅大大的降低了工人的劳动强度，且对于防范事故的发生起到了积极的推进作用，使我国铁路在轴承在线检测分析方面快速、健康的发展。

Description

铁路轴承智能在线检测装置

技术领域

本实用新型属于铁路客、货车车辆走行部位的轮对轴承检测技术，主要涉及一种铁路轴承智能在线检测装置。

背景技术

截至2006年底，全国铁路客车拥有量达到4.26万辆，全国铁路货车拥有量达到56.67万辆；根据铁道部十一五规划，铁道部将投入2500亿元人民币进行机车车辆购置和技术改造投资。预计到2010年，动车组配置达到1000列左右，客车保有量达到4.5万辆左右，货车保有量达到70万辆(含企业自备车10万辆)。

虽然国家投入了大量的资金进行车辆购置，但是由于国内铁路客、货车车辆由于高速重载，使客、货车车辆处于超负荷运转。然而铁路车辆运用状态下轮对轴承的异常信息、结构健康、故障诊断，完全采用人工检测(站修或段修)，由工人手动凭感觉进行状态判断，可靠性不高；另外在站修中也有采用专用设备对客、货车轮对中的滚动轴承进行模拟加载并高速旋转的方法来识别滚动轴承中的故障；上述检测方法存在以下问题：

1)、利用人工进行检测判断故障轴承，随意性大；故障的识别率相对不高。

2)、工作经验、环境条件、心理因素等均对于故障轴承的检测判断造成一定影响。

3)、采用使轮对轴承高速转动并同时加载的方法，过程复杂，效率、成功率不高。

4)、利用车辆进站时对轴温进行红外线预报，经实验证明，正确率较低。

每年由于轴承故障造成的行车事故，由行车事故引发的直接经济损失超过1亿元，而间接损失为直接损失的20倍，国内铁路运用状态下对轮对轴承的异常信息、结构健康、故障诊断装置的需求非常迫切。

发明内容

本实用新型的目的即是提出一种铁路轴承智能在线检测装置，以替代目前的人工检测，大大提高检测的准确率确保铁路车辆的行车安全，从而有效的避免每年由于轴承故障造成的行车事故。

本实用新型所提出的铁路轴承智能在线检测装置：其主要包括床身、振动检测机构、扭矩检测机构和校准机构及计算机；

位于地层下的床身为箱体结构，在箱体内和箱体外周填充有河砂；

振动检测机构位于床身上部直线导轨轴承的滑板上，其主要由主轴系统、卡盘、振动传感器和加载油缸、回转油缸构成，主轴系统中的动力箱位于直线导轨轴承的滑板上，通过传动带与电机连接的主轴具有中心空腔，连接杆穿过主轴的中心空腔并过盈配合其一端与卡盘连接、另一端连接回转油缸，用以推动主轴系统移动并可对被测轴承轴向加载的加载油缸位于床身上且在主轴系统的外侧，加载油缸的活塞与主轴系统的动力箱联接；振动传感器位于轮对被测轴承与车毂之间的车轴上；在加载油缸的活塞与动力箱之间设置压力传感器；

扭矩检测机构位于床身上，其主要由扭矩传感器、微型电机和摩擦轮及机架构成，扭矩传感器位于摩擦轮与微型电机之间，并设置有使摩擦轮向上顶紧被测轴承外圈的顶起气缸；

校准机构主要包括摆动气缸、推力气缸和校准环、光纤传感器；其中摆动气缸位于小直线导轨轴承的滑板上，校准环通过连接杆与摆动气缸连接且可在摆动气缸作用下90°翻转，推力气缸位于床身上且与小直线导轨轴承的滑板连接，多个光纤传感器位于校准环上且沿圆周均布；

设置有将轮对向上顶起、将轮对车轴、被测轴承相对振动检测机构的主轴定位、并可对被测轴承径向加载的支撑油缸，支撑油缸的活塞上端连接有V型块且在活塞与V型块之间设置压力传感器；

设置有对轮对前后限位并推动轮对移动至所需位置的三个阻挡气缸，其中，两个阻挡气缸位于两个滑台气缸上。

所述振动检测机构、扭矩检测机构、校准机构均为两套且左右对称设置，同时对轮对的两个轴承进行检测。

由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下优越性：

铁路轴承智能在线检测装置用于国内铁路货车车辆运用状态下轮对轴承的异常信息、结构健康、故障诊断。可以替代目前铁路轮对轴承完全采用人工检测，在车辆段中轮对轴承在不解体状态下，由工人手动凭感觉进行状态判断的检测方法；相对于国内60多万辆的铁路客、货车车辆，本实用新型不仅大大的降低了工人的劳动强度，且对于防范事故地发生起到了积极的推进作用，使我国铁路在轴承在线检测分析方面快速、健康的发展。

附图说明

图1为本实用新型的检测装置工作动态示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为本实用新型的扭矩检测机构示意图。

图4为本实用新型加载油缸、主轴系统中主轴、动力箱结构示意图。

图5为本实用新型主轴系统中回转油缸、卡盘的结构示意图。

图6为本实用新型的校准机构结构示意图。

图中，1、床身，2、加载油缸，3、直线导轨轴承，4、动力箱，5、电机，6、主轴，7、静压轴承，8、主轴箱，9、卡盘，10、连接杆，11、推力气缸，12、摆动气缸，13、校准环，14、小直线导轨轴承，15、振动传感器，16、接近开关，17、轮对，18、V型块，19、支撑油缸，20、轮对导轨，21、摩擦轮，22、轮对轴承，23、扭矩传感器，24、微型电机，25、底座，26、顶起气缸，27、电机带轮，28、传动带轮，29、回转油缸，30、液压站，31、36、滑台气缸，32、34、35、阻挡气缸，33、挡块，37、光纤传感器，38、计算机。

具体实施方式

结合下面的实施例可以更详细地解释本实用新型；但是应当指出的是本实用新型并不局限于下述实施例。

结合附图对本实用新型的铁路轴承智能在线检测装置加以说明，本实用新型装置同样也适用于各种机车的轮对轴承的在线检测分析。

如图1、图2所示，本实用新型提出的铁路轴承智能在线检测装置主要包括床身1、振动检测机构、扭矩检测机构和校准机构及计算机38；位于地层下的床身1为箱体结构，在箱体内填充有河砂；结合图4、图5，振动检测机构位于床身1上部直线导轨轴承的滑板上，其主要由主轴系统、卡盘9、振动传感器15和加载油缸2、回转油缸29构成，主轴系统中的动力箱4位于直线导轨轴承的滑板上，通过传动带与电机5连接的主轴6具有中心空腔并过盈配合，连接杆10穿过主轴的中心空腔其一端与卡盘9连接、另一端连接回转油缸29，用以推动主轴系统移动并可对被测轴承轴向加载的加载油缸2位于床身上且在主轴系统的外侧，加载油缸2的活塞与主轴系统的动力箱联接；振动传感器15位于轮对被测轴承与车毂之间的车轴上。结合图3，扭矩检测机构位于床身上，其主要由扭矩传感器23、微型电机24和摩擦轮21及机架构成，扭矩传感器23位于摩擦轮21与微型电机24之间，并设置有使摩擦轮向上顶紧被测轴承外圈的顶起气缸26。结合图6，校准机构主要包括摆动气缸12、推力气缸11和校准环13、光纤传感器37；其中摆动气缸12位于小直线导轨轴承14的滑板上，校准环13通过连接杆与摆动气缸12连接且可在摆动气缸作用下90°翻转，推力气缸11位于床身1上且与小直线导轨轴承的滑板连接，多个光纤传感器37位于校准环13上且沿圆周均布。设置有将轮对向上顶起、将轮对车轴、被测轴承相对振动检测机构的主轴定位、并可对被测轴承径向加载的支撑油缸19，支撑油缸19的活塞上端连接有V型块18且在活塞与V型块18之间设置压力传感器。设置有对轮对前后限位并推动轮对移动至所需位置的阻挡气缸32、34、35，其中，阻挡气缸32、35位于滑台气缸31、36上。

所述振动检测机构、扭矩检测机构、校准机构均为两套且左右对称设置，同时对轮对的两个轴承进行检测。

本实用新型检测装置中，机身台面的高度适应铁路轮对轴承的安装高度(取200～300mm)，且机身底面设有与拖架相连接的结构等；主轴系统中，主轴6安装在主轴箱8内并由传动带轮28带动，根据铁路轮对轴承的工作转速，确定主轴转速范围520～1080r/min。运动传动副采用与轴承振动频率相差甚远的皮带传动，输出主轴的回转采用静压轴承7支承，可以保证主轴系统的运转平稳，大大减小检测设备的基础振动。采用让铁路轮对轴承外圈转动而内圈不转动的检测方式，减小非轴承运动的干扰信号。由于铁路轮对轴承是在径向和轴向复合载荷下工作的，有径载荷时各滚动体受载不均匀，而加纯轴向载荷时各滚动体受载较为均匀，利于鉴别和及时发现其工作信息的异常。本实用新型装置设置大小可调的轴向加载机构，载荷值在1～30KN范围内可调(用压力传感器设定)。

Claims (2)

1.一种铁路轴承智能在线检测装置，其特征是：主要包括床身(1)、振动检测机构、扭矩检测机构和校准机构及计算机(38)；

位于地层下的床身(1)为箱体结构，在箱体内和箱体外周填充有河砂；

振动检测机构位于床身(1)上部直线导轨轴承的滑板上，其主要由主轴系统、卡盘(9)、振动传感器(15)和加载油缸(2)、回转油缸(29)构成，主轴系统中的动力箱(4)位于直线导轨轴承的滑板上，通过传动带与电机(5)连接的主轴(6)具有中心空腔，连接杆(10)穿过主轴的中心空腔并过盈配合其一端与卡盘(9)连接、另一端连接回转油缸(29)，用以推动主轴系统移动并可对被测轴承轴向加载的加载油缸(2)位于床身上且在主轴系统的外侧，加载油缸(2)的活塞与主轴系统的动力箱联接；振动传感器(15)位于轮对被测轴承与车毂之间的车轴上；在加载油缸(2)的活塞与动力箱(4)之间设置压力传感器；

扭矩检测机构位于床身上，其主要由扭矩传感器(23)、微型电机(24)和摩擦轮(21)及机架构成，扭矩传感器(23)位于摩擦轮(21)与微型电机(24)之间，并设置有使摩擦轮向上顶紧被测轴承外圈的顶起气缸(26)；

校准机构主要包括摆动气缸(12)、推力气缸(11)和校准环(13)、光纤传感器(37)；其中摆动气缸(12)位于小直线导轨轴承(14)的滑板上，校准环(13)通过连接杆与摆动气缸(12)连接且可在摆动气缸作用下90°翻转，推力气缸(11)位于床身(1)上且与小直线导轨轴承的滑板连接，多个光纤传感器(37)位于校准环(13)上且沿圆周均布；

设置有将轮对向上顶起、将轮对车轴、被测轴承相对振动检测机构的主轴定位、并可对被测轴承径向加载的支撑油缸(19)，支撑油缸(19)的活塞上端连接有V型块(18)且在活塞与V型块(18)之间设置压力传感器；

设置有对轮对前后限位并推动轮对移动至所需位置的阻挡气缸(32)(34)(35)，其中，阻挡气缸(32)(35)位于滑台气缸(31)(36)上。

2.根据权利要求1所述的铁路轴承智能在线检测装置，其特征是：所述振动检测机构、扭矩检测机构、校准机构均为两套且左右对称设置。

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