CN207540444U - 一种多功能道岔结构及轨件磨耗检测仪 - Google Patents
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Abstract
一种检测道岔轨件垂磨和侧磨量、尖轨和心轨降低值、尖基轨斥离和轮缘槽宽度、轨面擦伤的仪器，本体由导轨滑块、回转机构、测量组件和具有定位、限位、调平、夹持、标定校准等功能的零部件装配组合而成。测量电路配置蓝牙和数据储存芯片；量爪贴合复位归零测量，减小了仪器系统误差；滑块设有滚珠头式柱塞螺钉夹持，确保导轨做为测量基准的精确度；导轨和支架杆采用柔性枢轴铰链连接，提高了调平时导轨的回转精度。仪器测量操作简单、数据准确、效率高，可根据测量需求自由组合，实现了高精度、轻量化、简易化和多功能化的目标，适用于各种型号道岔的快速检测工作。
Description
技术领域
一种多功能道岔结构及轨件磨耗检测仪，涉及铁路、城市轨道交通领域，具体涉及各种型号道岔尖轨和心轨降低值、尖心轨及翼轨侧磨和垂磨量、轮缘槽和尖基轨斥离宽度、钢轨垂磨和侧磨量、轨面擦伤的检测。其本体由导轨滑块、回转机构、测量组件和具有定位、限位、调平、夹持、标定校准功能的零部件装配而成，可根据检测项目自由组合，更换定位支座适应于各类道岔型号；利用容栅位移传感器技术原理，测量电路集成蓝牙和数据储存芯片，滑动装置设有滚珠式柱塞螺钉，采用柔性枢轴为回转轴，标定尺实现标定、校准及误差分析。
背景技术
道岔和调节器是铁路设备的主要薄弱环节，转辙部位尤为突出，由其高速铁路维修执行“严检慎修”原则，精准的测量数据是判定列车运行平稳性、舒适性和轨道设备伤损的依据；调节器尖轨降低值、道岔尖心轨降低值、尖心轨及翼轨垂磨和侧磨、尖基轨斥离宽度和轮缘槽宽度、钢轨垂磨和侧磨以及表面伤损是道岔结构及病害检测的重点，是考核线路设备质量及保养质量评定的基本指标，也是安排维修计划的主要依据之一。高铁线路检查及维修作业在规定的“天窗”内进行且时间短，站场道岔种类繁多，采用的各种钢轨及加工轨几何形位和测量基准有所不同，目前使用的仪器局限于对道岔某类型号的某一项指标的检测，使用范围狭隘、标定繁琐；部分指标检测所需的仪器价格昂贵，各线路工区配备不足，检查人员只能通过传统的目测法或简易的测量尺度量，测量误差大，测量数据不能准确反映设备质量状态，存在安全隐患；因此，普通仪器不适合站场各类道岔及其检测项目多的现状。
发明内容
本实用型是一种多功能道岔结构及轨件磨耗检测仪，目的在于能够快速高效的检测各种型号的道岔，所采用的技术方案是：由导轨滑块、回转机构、测量组件和具有定位、限位、调平、夹持、标定校准等功能的零部件装配而成。
所述的定位是定位支座，其内嵌强磁体，能够吸附在钢轨底裙边上；支架置于定位支座滑槽中，由锁紧轮和锁紧螺钉固定，可根据测量需求方便更换适配的定位支座，导轨在与支架连接的导向块的通孔中，导轨一端由伸缩块支撑在被测轨件顶平面，限位是通过止动挡块在轨头侧限位，挡块内嵌磁体。
所述的导轨滑块机构是沿导轨滑移的滑块Ⅰ和Ⅱ，其上分别装配了测量组件Ⅰ和Ⅱ，使各测量组件相对于基准面沿导轨方向滑移。
所述的回转机构是支架和导向块之间用柔性枢轴铰链连接，使导轨和支架相对旋转一定的角度（±7.5°），实现导轨调平功能，并在最大行程位设有凸台止挡结构，用于对柔性枢轴的回转保护。
所述的测量组件Ⅰ和Ⅱ包括量爪、尺身、显示屏和尺框，显示屏相对于尺框角度可调，采用容栅式位移传感器技术原理，测量单片机电路系统集成蓝牙和数据储存芯片，开发辅助工具软件，实现数据自动记录、储存、无线传输和对比分析功能。
所述的调平是通过螺杆Ⅰ调节伸缩块使导轨水平，螺杆Ⅱ调节支架铅垂，水准管分别装配在滑块Ⅱ和支架杆上。
所述的夹持是在滑块Ⅰ、Ⅱ以及导向块上嵌入了滚珠头式柱塞螺钉，其滚珠能够在导轨基准面上纯滚动，用于滑动夹紧稳固和磨耗补偿。
所述的标定校准是在水准管、定位支座上设有调节螺钉，用于校准水准管气泡零位和量爪头相对轨廓设计基准间的距离；可拆装标定尺置于支架的卡槽中，卡槽设有磁体，其上的簧片具有夹紧稳定作用，游标尺设有二级标定凸台，用于标定测量组件Ⅰ零位和测量组件Ⅱ相对于基准的偏差，主尺上设有各型轨高凹槽，游标尺由凹槽中活动销定位在主尺上。
本实用新型的有益效果是：能够快速、精准的测量道岔周期性检查项目，判断道岔结构指标是否超限、轨件伤损程度，依据测量数据指导维修作业，进而延长了道岔使用寿命，提高了列车运行平稳性，降低了事故风险；本方案的优点在于：结构简单易行，制造成本较低，整机重量0.95kg左右。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明，但本实用新型的一种多功能道岔结构及轨件磨耗检测仪不局限于实施例；
附图1为多功能检测仪结构效果图；
图中：1.定位支座 2.强磁体 3.螺钉Ⅰ 4.锁紧轮 5.锁紧螺钉 6.支架 7. 标定主尺 8.螺杆Ⅱ 9.簧片 10.游标尺 11.水准管Ⅰ 12.柔性枢轴13.滚珠头式柱塞螺钉 14.导向块 15.滑块Ⅱ 16.水准管Ⅱ 17.螺钉Ⅱ 18.滑块Ⅰ 19.螺杆Ⅰ 20.导轨 21.伸缩块 22.止动挡块 23.测量组件Ⅰ 24.深度插针 25.测量组件Ⅱ 26.螺钉Ⅲ
附图2为尖轨降低值测量原理示意图；
图中：1.定位支座 3.螺钉Ⅰ 8.螺杆Ⅱ 11.水准管Ⅰ 16.水准管Ⅱ 19.螺杆Ⅰ 21.伸缩块 22.止动挡块 27.量爪Ⅰ-Ⅱ 28.尺身Ⅰ 29.量爪Ⅰ-Ⅰ 30.尺框Ⅰ 31.基本轨 32.尖轨
附图3为尖轨宽度测量原理示意图；
图中：7.标定主尺 10.游标尺 13.滚珠头式柱塞螺钉 20.导轨 33.活动销34.尺身Ⅱ 35.尺框Ⅱ 36.量爪Ⅱ-Ⅱ 37.量爪Ⅱ-Ⅰ 38.销钉 39.检定凸台42.量爪Ⅱ-Ⅳ 48.量爪Ⅱ-Ⅲ
附图4为心轨降低值测量原理示意图；
图中：21.伸缩块22.止动挡块 29.量爪Ⅰ-Ⅰ 40.翼轨 41.心轨 42. 量爪Ⅱ-Ⅳ
附图5为钢轨伤损尺寸测量原理示意图；
图中：13. 滚珠头式柱塞螺钉 18.滑块Ⅰ 24.深度插针 27.量爪Ⅰ-Ⅱ 29.量爪Ⅰ-Ⅰ28.尺身Ⅰ 30.尺框Ⅰ 43.显示屏
附图6为护轨轮缘槽宽度测量原理示意图；
图中：15.滑块Ⅱ 39.检定凸台 42.量爪Ⅱ-Ⅳ 44.弹簧管 45.卡孔 46.挂卡 47.销钉 48.量爪Ⅱ-Ⅲ 49.护轨
附图7为钢轨垂磨值测量原理示意图；
图中：7.标定主尺 10.游标尺 33.活动销 50.标定凸台 51. P60定位支座
附图8为心轨垂磨值测量原理示意图；
图中：7.标定主尺 29.量爪Ⅰ-Ⅰ 40.翼轨 41.心轨 50.标定凸台
附图9为钢轨侧磨值测量原理示意图；
图中：6.支架 12.柔性枢轴 14.导向块 52.结构凸台。
具体实施方式
实施例1：参照图1，定位支座（1）内嵌强磁体（2），能够吸附在钢轨轨底裙边，可根据道岔型号更换适配轨型的支座，支架（6）置于定位支座（1）上的滑槽中，由锁紧轮（4）和锁紧螺钉（5）配合固定；设有各型轨高凹槽的标定主尺（7）置于支架（6）上的卡槽中并被簧片（9）夹固，游标尺（10）上设有二级标定凸台，用于标定校准和误差分析；支架（6）和导向块（14）采用柔性枢轴（12）铰链连接；导轨（20）在导向块（14）的通孔中，分别装配了测量组件Ⅰ（23）和测量组件Ⅱ（25）的滑块Ⅰ（18）和滑块Ⅱ（15）能够沿导轨（20）滑移，深度插针（24）与滑块Ⅰ（18）一体；滑块Ⅰ（18）、滑块Ⅱ（15）底端和导向块（14）顶端分别安装了滚珠头式柱塞螺钉（13），用于滑块的夹持夹紧、磨耗补偿及从导轨（20）上快速拆装组合；水准管Ⅰ（11）和水准管Ⅱ（16）分别安装在支架（6）和滑块Ⅱ（15）上，螺钉Ⅱ（17）和螺钉Ⅲ（26）用于水准管气泡的零位校准，螺钉Ⅰ（3）用于校准量爪头相对于轨廓设计基准间的距离；伸缩块（21）安装在机架滑槽中，螺杆Ⅰ（19）能够使其在槽中滑移，用于导轨（20）的水平调整，螺杆Ⅱ（8）端头能够作用在钢轨轨腰上，用于支架（6）铅垂调整，止动挡块（22）贴靠钢轨轨头侧限位。
实施例2：参照图2，测量组件Ⅰ由安装在滑块Ⅰ上的尺框Ⅰ（30）、与尺身Ⅰ（28）一体的量爪Ⅰ-Ⅰ（29）和量爪Ⅰ-Ⅱ（27）组成，尺身Ⅰ（28）能够在尺框Ⅰ（30）中位移，量爪上设有刻度；在道岔及调节器尖轨降低值测量时，以60D40尖轨为例，选取测量点，将适配的定位支座（1）吸附在尖轨（32）控制断面轨底裙边上，使螺钉Ⅰ（3）顶端贴合在轨底侧面，伸缩块（21）置基本轨（31）顶面，止动挡块（22）贴合轨头，调节螺杆Ⅱ（8）使水准管Ⅰ（11）气泡居中，调节螺杆Ⅰ（19）使水准管Ⅱ（16）气泡居中；置量爪Ⅰ-Ⅰ（29）在基本轨（31）顶面相关规定的测量点，将数值复位归零，置量爪Ⅰ-Ⅰ（29）在尖轨（32）最高点，读取的数据为此断面降低值。
实施例3：参照图3，测量组件Ⅱ由安装在滑块Ⅱ上与量爪Ⅱ-Ⅱ（36）和检定凸台（39）一体的量爪Ⅱ-Ⅳ（42）、安装在量爪Ⅱ-Ⅳ（42）上的尺框Ⅱ（35）、与尺身Ⅱ（34）一体的量爪Ⅱ-Ⅰ（37）和量爪Ⅱ-Ⅲ（48）组成，尺身Ⅱ（34）能够在尺框Ⅱ（35）中位移；在道岔尖轨宽度（磨耗）测量时，尖基轨处于斥离状态，以60D40尖轨为例，置组件Ⅰ在销钉（38）处，使量爪Ⅱ-Ⅰ（37）和量爪Ⅱ-Ⅱ（36）贴合，将数值复位归零，定点、定位及水泡居中调整同实施例2；调平前，将两量爪置尖轨两侧，调平后，置标定主尺（7）一端贴合尖轨底（或底端面贴合滑床台面），置检定凸台（39）在游标尺（10）设有的一级（或二级）标定凸台处，拔起活动销（33），滑移游标尺（10）使两凸台贴合，读取游标数据，检定量爪偏离设计轮廓的高差，标定主尺（7）上凹槽对应处刻有钢轨型号；置量爪Ⅱ-Ⅱ（36）和量爪Ⅱ-Ⅰ（37）分别贴合尖轨两侧面，读取数据为此断面宽度值，如偏差超标，需查表对应加减误差，对比设计标准的差值为尖轨侧磨量。心轨宽度（磨耗）测量需拆卸动程连杆将其抄动至中位，手持标定尺在心轨底或滑床台上标定、检定，其他测量操作同理。
实施例4：参照图4，在道岔辙叉心轨降低值测量时，选取心轨（41）控制断面，将止动挡块（22）和量爪Ⅱ-Ⅳ（42）的结构端分别置两翼轨（40）原轮廓顶面，观察水平气泡是否居中，否则调整位置用螺杆Ⅰ调平，复位归零和心轨降低值测量操作同实施例2，读取数据为此断面心轨降低值，固定型辙叉心轨降低值测量方法同理。
实施例5：参照图5，深度插针（24）和尺框Ⅰ（30）固定在滑块Ⅰ（18）上，显示屏（43）能够相对于尺框Ⅰ（30）旋转；在钢轨表面伤损长、宽、深测量时，置一体的量爪Ⅰ-Ⅱ（27）和量爪Ⅰ-Ⅰ（29）、深度插针（24）尖端在同一平面，数据复位归零，置量爪在轨面伤损处，读取量爪刻度即为伤损长、宽度，深度插针（24）下移至最深处读取数据即为伤损深度。
实施例6：参照图6，弹簧管（44）安装在滑块Ⅱ（15）上，其管内设有弹簧，弹簧一端连接挂卡（46），其压缩弹簧固定在卡孔（45）中；在护轨（49）轮缘槽宽度测量时，置检定凸台（39）在钢轨面，两量爪贴合数值复位归零，挂卡（46）从卡孔（45）绕中心轴旋转90°，使销钉（47）置于尺身Ⅱ椭圆形通孔中，挂卡（46）依靠弹力将尺身Ⅱ沿弹簧管底面的开槽推移，使量爪Ⅱ-Ⅲ（48）贴合护轨（49）工作边，量爪Ⅱ-Ⅳ（42）贴合钢轨头，保持水准气泡居中，读取测量的最小数值和两量爪间标定的数值相加即为轮缘槽宽度，固定辙叉翼轨轮缘槽、辙叉心宽度和尖基轨斥离宽度测量原理相同。
实施例7：参照图7，在钢轨垂磨量测量时，以60kg/m钢轨为例，阴影部分为磨耗量，更换配型的P60定位支座（51），定位及水泡居中调整同实施例2，置活动销（33）在标定主尺（7）上的P60凹槽中，确保标定主尺（7）一端贴合钢轨底，量爪在标定凸台（50）的一级凸台上复位归零，置量爪在钢轨规定测点上，读取数据为钢轨垂磨量；尖轨、翼轨垂磨量测量原理相同，尖轨测量数据减去此断面的降低值即为垂磨量。对于导轨、翼轨及尖轨、心轨、叉跟尖轨全断面区段，垂直磨耗在钢轨顶面宽2/3处（距离标准轮廓非工作边）测量；对于尖轨、心轨、叉跟尖轨机加工区段，垂直磨耗自轨头最高点测量。
实施例8：参照图8，在心轨垂磨量测量时，测量的控制断面恰处于滑床台上，阴影部分为磨耗量，定位、调平同实施例4，置活动销在心轨轨型高凹槽，置标定主尺（7）底端在滑床台面，保持铅垂，置量爪Ⅰ-Ⅰ（29）在标定凸台（50）的二级凸台上数据复位归零，置量爪在心轨最高点，测量数据减去此断面降低值即为心轨垂磨量，其他位置测量、标定同实施例7。
实施例9：参照图9，导向块（14）上设有结构凸台（52），用于对柔性枢轴（12）的回转保护；在钢轨侧磨量测量时，组合仪器，以60kg/m钢轨为例，阴影部分为磨耗量，定位、检定、测量原理同实施例3，水平调节需滑移导轨使之配重平衡，量爪贴合钢轨两侧面，读取数据和标准值的偏差为钢轨侧磨量，翼轨侧磨测量原理相同。
Claims (5)
1.一种多功能道岔结构及轨件磨耗检测仪，其特征是：本体由导轨滑块、回转机构、测量组件和具有定位、限位、调平、夹持、标定校准功能的零部件装配而成；
所述的导轨滑块机构是沿导轨滑移的滑块Ⅰ和Ⅱ，其上分别装配了测量组件Ⅰ和Ⅱ；
所述的回转机构是支架和导向块之间用柔性枢轴铰链连接，导向块设有凸台止挡结构；
所述的测量组件由量爪、尺身、显示屏和尺框组成，采用容栅式位移传感器技术，测量电路系统配置蓝牙和数据储存芯片，显示屏相对于尺框旋转角度可调；
所述的定位支座能够吸附在钢轨底裙边上，支架定位在支座滑槽中，导轨在与支架连接的导向块的通孔中，导轨一端由伸缩块支撑在被测轨件顶平面；
所述的限位是止动挡块在轨头侧限位；
所述的调平是通过螺杆Ⅰ调节伸缩块使导轨水平，螺杆Ⅱ调节支架铅垂，水准管分别装配在滑块Ⅱ和支架杆上；
所述的夹持是在滑块Ⅰ和Ⅱ以及导向块上嵌入了滚珠头式柱塞螺钉；
所述的标定校准是在水准管、定位支座上设有调节螺钉，标定主尺在支架的卡槽中，其上设有各型轨高凹槽，游标尺由凹槽中的活动销限位，其上设有二级标定凸台。
2.如权利要求1所述的多功能道岔结构及轨件磨耗检测仪，其特 征是：定位支座(1)内嵌强磁体(2)，能够吸附在钢轨轨底裙边，支架(6)置于定位支座(1)上的滑槽中，由锁紧轮(4)和锁紧螺钉(5)配合固定；设有各型轨高凹槽的标定主尺(7)置于支架(6)上的卡槽中由簧片(9)夹固，游标尺(10)上设有二级标定凸台(50)，用于标定校准和误差分析；支架(6)和导向块(14)采用柔性枢轴(12)铰链连接，导轨(20)在导向块(14)的通孔中，分别装配了测量组件Ⅰ(23)和测量组件Ⅱ(25)的滑块Ⅰ(18)和滑块Ⅱ(15)能够沿导轨(20)滑移，深度插针(24)与滑块Ⅰ(18)一体；滑块Ⅰ(18)、滑块Ⅱ(15)底端和导向块(14)顶端分别安装了滚珠头式柱塞螺钉(13)，用于滑块的夹持夹紧、磨耗补偿及快速拆装组合；水准管Ⅰ(11)和水准管Ⅱ(16)分别安装在支架(6)和滑块Ⅱ(15)上，螺钉Ⅱ(17)和螺钉Ⅲ(26)用于水准管气泡的零位校准，螺钉Ⅰ(3)用于校准量爪头相对于轨廓设计基准间的距离；伸缩块(21)安装在机架滑槽中，螺杆Ⅰ(19)能够使其在槽中滑移，用于导轨(20)的水平调整，螺杆Ⅱ(8)端头能够作用在钢轨轨腰上，用于支架(6)铅垂调整，止动挡块(22)贴靠钢轨轨头侧限位。
3.如权利要求1所述的多功能道岔结构及轨件磨耗检测仪，其特征是：测量组件Ⅰ由安装在滑块Ⅰ上的尺框Ⅰ(30)、与尺身Ⅰ(28)一体的量爪Ⅰ-Ⅰ(29)和量爪Ⅰ-Ⅱ(27)组成，尺身Ⅰ(28)能够在尺框Ⅰ(30)中位移，量爪上设有刻度；测量组件Ⅱ由安装在滑块Ⅱ上与量爪Ⅱ-Ⅱ(36)和检定凸台(39)一体的量爪Ⅱ-Ⅳ(42)、安装在量爪Ⅱ-Ⅳ(42)上的尺框Ⅱ(35)、与尺身Ⅱ(34)一体的量爪Ⅱ-Ⅰ(37)和量爪Ⅱ-Ⅲ(48)组成，尺身Ⅱ(34)能够在尺框Ⅱ(35)中位移。
4.如权利要求1所述的多功能道岔结构及轨件磨耗检测仪，其特征是：显示屏(43)能够相对于尺框Ⅰ(30)旋转。
5.如权利要求1所述的多功能道岔结构及轨件磨耗检测仪，弹簧管(44)安装在滑块Ⅱ(15)上，其管内设有弹簧，弹簧一端连接挂卡(46)，挂卡(46)能够在卡孔(45)中绕中心轴旋转。
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