CN212512802U - 一种用于钢轨焊后轨缝错位测量的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于钢轨焊后轨缝错位测量的装置，包括主体框架部件，设于所述主体框架部件上的平移自旋平台部件，设于所述平移自旋平台部件上的滑动平台中间框架体，设于所述滑动平台中间框架体上的十字升降滑台部件，设于所述滑动平台中间框架体两端部上的气动夹紧部件，以及设于所述十字升降滑台部件上的靠紧测量部件。本实用新型解决现有人工测量的不确定性、传统机械式量具的低重复精度以及高温的恶劣环境对工人的干扰影响的问题。

Description

一种用于钢轨焊后轨缝错位测量的装置

技术领域

本实用新型涉及钢轨焊后轨缝错位测量的技术，更具体地说，涉及一种用于钢轨焊后轨缝错位测量的装置。

背景技术

随着我国铁路行业的高速发展，对钢轨焊接基地的自动化控制程度提出了更高的要求。尤其是钢轨焊接完成后的第一道程序，对焊缝左右错边量测量检验，对后续打磨加工有着直接的指导性的影响，它直接影响焊轨厂钢轨加工生产中的效率、质量。

目前对钢轨焊后焊缝两边钢轨错位测量主要由人工测量，现有人工测量方式为，工人使用错边检测尺，检测尺两个底座靠紧待测钢轨接头两侧指定位置后，对钢轨焊缝左右两侧指定范围内各取一点进行测量，两值之差即为钢轨焊缝在此测量位置的错边量，依照国标要求需有5个测量部位。

人工测量方式，由于现场工位在焊机旁，接头移至工位时尚未完全冷却，工人需要穿戴防护手套使用检测尺进行测量操作，且对于测量基准点位置纯依靠现场人员的经验进行，高温、多灰尘的工作环境并不利于现场测量。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种用于钢轨焊后轨缝错位测量的装置，解决现有人工测量的不确定性、传统机械式量具的低重复精度以及高温的恶劣环境对工人的干扰影响的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于钢轨焊后轨缝错位测量的装置，包括主体框架部件，设于所述主体框架部件上的平移自旋平台部件，设于所述平移自旋平台部件上的滑动平台中间框架体，设于所述滑动平台中间框架体上的十字升降滑台部件，设于所述滑动平台中间框架体两端部上的气动夹紧部件，以及设于所述十字升降滑台部件上的靠紧测量部件；

所述平移自旋平台部件包括平移自旋基座，设于所述平移自旋基座下表面中间位置上的丝杠组件，及设于所述平移自旋基座下表面且绕所述丝杠组件均布设置的多个滑动组件；

所述十字升降滑台部件具有两组，分别位于钢轨的两侧，每组设有两个所述十字升降滑台部件，每个所述十字升降滑台部件均包括设于所述滑动平台中间框架体上的导轨，设于所述导轨上的十字连杆转轴组件，所述十字连杆转轴组件上配有推进气缸和梯形滑动块组件，所述十字连杆转轴组件的顶部设有安装基座；

所述气动夹紧部件均包括两个气动夹紧臂，两个所述气动夹紧臂分别位于钢轨的两侧，两个所述气动夹紧臂的下端之间通过夹紧气缸相连，两个所述气动夹紧臂的相对面上均设有对中半齿轮，两个所述对中半齿轮相啮合；

所述靠紧测量部件包括设于同一组所述十字升降滑台部件中的所述安装基座上的安装架中间座，所述安装架中间座之间连有轨脚肩基准梁、轨头基准梁和台阶支柱，所述轨脚肩基准梁上设有轨脚传感器座，所述轨脚传感器座上设有轨脚传感器，所述轨头基准梁上设有轨头传感器座，所述轨头传感器座上设有轨头传感器；

所述轨头传感器座设有三个，三个所述轨头传感器座均设有所述轨头传感器；所述轨脚传感器座设有四个，四个所述轨脚传感器座均设有所述轨脚传感器。共有7处，7对传感器，一处轨顶测量位，两处工作边测量位，两处轨脚肩测量位，两处轨脚测量位。

所述装置还包括电气操作柜，所述电气操作柜内设有用以控制所述推进气缸和所述夹紧气缸的气源系统，及用以控制所述轨脚传感器和所述轨头传感器进行测量并接收测量数据的计算机。

较佳的，所述丝杠组件包括滚珠丝杠，所述滚珠丝杠的两端部均通过角接触球轴承连有轴承座，所述轴承座固定于所述主体框架部件上，所述滚珠丝杠上设有丝母，所述丝母上设有连接座，所述连接座上设有安装托板，所述安装托板上设有滑块，所述滑块上设有中心连接销轴。

较佳的，所述平移自旋基座的中间位置上开设有腰形通孔，所述中心连接销轴设于所述腰形通孔中。

较佳的，所述滑动组件设有四个，均包括固定于所述主体框架部件上的圆柱直线导轨，设于所述圆柱直线导轨上的第一直线滑块，设于所述第一直线滑块上的第一轴承安装座，所述第一轴承安装座上设有第二轴承安装座，所述第二轴承安装座上设有第二直线滑块，所述第二直线滑块设有直线导轨，所述直线导轨固定于所述平移自旋基座的下表面。

较佳的，所述夹紧气缸两端分别通过气缸头连接座、气缸底连接座与两个所述气动夹紧臂的下端相连。

较佳的，所述气动夹紧臂均通过夹具心轴连于所述滑动平台中间框架体的端部上。

较佳的，所述安装架中间座上设有燕尾槽座，所述燕尾槽座上开有通孔，所述通孔内配有螺钉连有轨脚靠近块，并在垂直方向上具有一定滑动范围，通过弹簧以及自重复位，安装架中间座的上端设有轨头靠紧块公。

较佳的，所述安装架中间座上还设有轨头靠近块母。

本实用新型所提供的一种用于钢轨焊后轨缝错位测量的装置，为了应对自动化、数字化生产的需求，改变实际生产中对于钢轨焊后焊缝两边钢轨错位量人工测量的不确定性以及传统机械式量具的低重复精度以及高温的恶劣环境对工人的干扰影响，本实用新型装置具有自动检测、记录保存测量数据，实现自动化作业，精度较高的钢轨焊后焊缝接头错边量测量机，以此提升焊后轨缝错边量测量这一传统工序的测量精度、减轻操作人员的劳动强度。

附图说明

图1是本实用新型装置的主视示意图；

图2是本实用新型装置的侧视示意图；

图3是本实用新型装置中平移自旋平台部件的示意图；

图4是图3中A-A向的剖视示意图；

图5是图3中B-B向的剖视示意图；

图6是图3中平移自旋平台部件的左视示意图；

图7是图1中C向十字升降滑台部件的示意图；

图8是图7中十字升降滑台部件以及梯形滑块部件的单侧、边示意图；

图9是图8的侧视示意图；

图10是本实用新型装置中气动夹紧部件的示意图；

图11是图10中气动夹紧部件的右视示意图；

图12是本实用新型装置中靠紧测量部件的示意图；

图13是图12中靠紧测量部件的左视示意图；

图14是钢轨测量部位的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型的技术方案。

请结合图1至图2所示，本实用新型所提供的一种用于钢轨焊后轨缝错位测量的装置，包括主体框架部件1，安装于主体框架部件1上的平移自旋平台部件2，安装于平移自旋平台部件2上的滑动平台中间框架体3，安装于滑动平台中间框架体3上的十字升降滑台部件4，安装于滑动平台中间框架体3两端部上的气动夹紧部件5，以及安装于十字升降滑台部件4 上的靠紧测量部件6。

请结合图3至图6所示，平移自旋平台部件2包括平移自旋基座21，安装于平移自旋基座21下表面中间位置上的丝杠组件22，及安装于平移自旋基座21下表面且绕丝杠组件22均布设置的四个滑动组件23。

丝杠组件22包括滚珠丝杠2201，滚珠丝杠2201的两端部均通过角接触球轴承2202连有轴承座2203，轴承座2203通过螺钉2210固定于主体框架部件1上，左侧的轴承座2203上还配有轴承盖2211和轴肩挡圈2212，右侧的轴承座2203上还配有隔套2213、压盖2214和螺母2215，滚珠丝杠 2201上设有丝母2204，丝母2204上连有连接座2205，连接座2205上通过螺钉2206安装有安装托板2207，安装托板2207上装有滑块2208，滑块 2208上装有中心连接销轴2209。

平移自旋基座21的中间位置上开有腰形通孔2101，中心连接销轴2209 设于腰形通孔2101中。

滑动组件23均包括固定于主体框架部件1上的圆柱直线导轨2301，设于圆柱直线导轨2301上并沿其移动的第一直线滑块2302，通过螺钉2303 安装于第一直线滑块2302上的第一轴承安装座2304，第一轴承安装座2304 上通过圆锥滚子轴承2305装有第二轴承安装座2306，第二轴承安装座2306 上装有第二直线滑块2307，第二直线滑块2307装有直线导轨2308，直线导轨2308固定于平移自旋基座21的下表面。

在单个滑动组件23上，第一直线滑块2302与第二直线滑块2307通过圆锥滚子轴承2305完成连接，使得整个平移自旋基座21得到水平方向上的两个方向(X、Y轴)平移以及在水平面上(Z轴)旋转的自由度。

平移自旋基座21通过中间丝杠带动丝杠螺母上设有的具有Y轴向平移以及Z轴旋转的销轴滑块来带动整个平移自旋基座21沿圆柱直线导轨(X 轴)上平移。

通过上层的气动夹紧机构带动平台(沿Y轴)平移以及(沿Z轴)旋转。

请结合图7所示，十字升降滑台部件4具有两组，分别位于钢轨的两侧，每组设有两个十字升降滑台部件4，每个十字升降滑台部件4均包括安装于滑动平台中间框架体3上的导轨41，安装于导轨41上的十字连杆转轴组件42，十字连杆转轴组件42上配有推进气缸43和梯形滑动块组件 44，十字连杆转轴组件42的顶部安装有安装基座45。

请结合图8至图9所示，十字连杆转轴组件42，在中间销轴以及滚子 4201的带动下，沿着梯形滑块组件44上的梯形滑块4401上边缘向待测钢轨靠近，十字连杆转轴组件42在梯形滑动块斜面位置开始下沉，测量定位块609、610等下落至钢轨表面，通过中间转轴销座4203以及纵横滑块4204 配合作用下，上靠近测量平台底板4205能够随着钢轨的位置调整测量基准轴线达到与钢轨轴向平行状态，随后接近开关启动，开始测量；测量完毕，中间滚子4201沿坡道上滑(推进气缸43推动)，待复位至梯形滑动块平台44后半部分，滑块由空气弹簧4402推动复位至初始位置等待下一轮检测。

请结合图10至图11所示，气动夹紧部件5均包括两个气动夹紧臂501，两个气动夹紧臂501分别位于钢轨的两侧，两个气动夹紧臂501的下端之间通过夹紧气缸502相连，两个气动夹紧臂501的相对面上均通过螺钉508 装有对中半齿轮503，两个对中半齿轮503之间相啮合。

两个气动夹紧臂501的下端通过夹紧销轴504分别连有气缸头连接座 505、气缸底连接座506，夹紧气缸502的尾部通过螺钉507与气缸底连接座506相连，夹紧气缸502的活塞杆与气缸头连接座505相连。

气动夹紧臂501的中间位置均通过夹具心轴509连于滑动平台中间框架体3的端部上。

气动夹紧臂501通过无油轴承510套于夹具心轴509的前半段上，夹具心轴509的后半段上套有心轴轴套511，心轴轴套511上依次套有第一芯轴安装基座板512和第二芯轴安装基座板513，第一芯轴安装基座板512 通过螺钉514与心轴轴套511固定，心轴轴套511通过压盖515和螺栓516 组合固定在夹具心轴509上。

请结合图12至图13所示，靠紧测量部件6包括安装于同一组十字升降滑台部件4中的安装基座45上的安装架中间座601，安装架中间座601 之间连有轨脚肩基准梁602、轨头基准梁603和台阶支柱604，轨脚肩基准梁601上装有轨脚传感器座605，轨脚传感器座604上用以安装轨脚传感器，轨头基准梁603上装有轨头传感器座606，轨头传感器座606上用以安装轨头传感器。

安装架中间座601均包括垂直安装于一个安装基座45上的两块加强筋板607，两块加强筋板607的下端之间装有轨脚靠紧块608，两块加强筋板 607的上端之间装有轨头靠紧块公609。

轨头传感器座606上还配有轨头靠紧块母610。

轨头靠紧块公609、轨头靠紧块母610在作为靠紧工作边以及轨顶作为测量基准的同时，也是本实用新型装置的设计基准；而轨脚靠紧块608 则通过燕尾槽以及带弹簧的螺钉614实现轨脚靠紧块608的上下活动，保证了在钢轨的轨型不一致情况下，轨脚靠紧块608也能达到靠紧轨脚，为测量提供测量基准的功能。

轨脚靠紧块608上通过螺钉611装有与燕尾槽相适配的燕尾槽座612。

两块加强筋板607之间通过连接杆和锁紧螺母613的组合加以连接固定。

本实用新型装置还包括电气操作柜，电气操作柜内设有用以控制推进气缸和夹紧气缸的气源系统，及用以控制轨脚传感器和轨头传感器进行测量并接收测量数据、还可打印测量数据等操作的计算机。

本实用新型装置基于使用气源以及电力系统设计构架并完成靠紧测量部件6的动作、控制、测量数据传输以及保存功能。在机械结构设计上，使用气源作为主要动力来源，通过气动夹紧部件5夹持钢轨带动靠紧测量部件6整体滑动平移以及自旋寻找钢轨焊缝以及钢轨在水平方向上的轴线，然后通过十字升降滑台部件4寻找钢轨在竖直方向上的轴线，使轨脚靠紧块608、轨头靠紧块公609精确靠近钢轨上的基准部位，然后通过轨脚传感器座604上的轨脚传感器、轨头传感器座606上的轨头传感器采集错边量数据并通过数据采集盒采集并保存至计算机，并在测量同时完成超差检验。测量完成后十字升降滑台部件4后退，气动夹紧部件5放松，靠紧测量部件6恢复至初始位置。

依据标准TB/T 1632.2-2014规定以及焊轨基地现场交流过程中总结得：生产中，测量应在焊头推堆后、打磨处理前，使用1米长度的检测直尺检查接头错边，在焊缝中心线两侧各15～25mm的位置测量并计算接头错边量，且错边量不超过下表1规定值。

表1

除上表1规定之外，实际生产基地还对于轨脚上表面三角区部位有同样的测量需求。因此本实用新型装置设定为同一钢轨横截面上轨头上顶面一处、钢轨工作边16mm位置两处，轨脚边缘水平方向两处以及轨脚上表面三角区域两处，共计7处测量点，如图14中7个箭头所示位置。

考虑到测量阶段处于钢轨焊接完成后，粗打磨阶段之前，高温、以及可能存在的红热条件下，使用钨钢测量头的接触式测微计(位移传感器) 相较于非接触式光电、电磁传感器具有更强的抗干扰性能(IP67防护等级、铝合金外壳)以及可靠的测量精度与使用寿命(100万次)。因此选用接触式测微计(位移传感器)作为错边量检测的传感器。

选用的接触式百分测微计(位移传感器)主要参数如下表2所示。

表2

类型	量程	分辨率	重复定位精度	全程精度	数据更新速度
						百分测微计	12mm	10μm	10μm	20μm	100Hz

根据测微计环境耐受性测试，在铝合金外壳由室温加热至100℃的环境条件下，对于同一被测物，测微计读数普遍增加了13～17μm，温度漂移情况处于预想以及可接受范围内，在另有保护罩设计的情况下应当能够在较为恶劣的工况下正常工作。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。

Claims (10)

1.一种用于钢轨焊后轨缝错位测量的装置，其特征在于：包括主体框架部件，设于所述主体框架部件上的平移自旋平台部件，设于所述平移自旋平台部件上的滑动平台中间框架体，设于所述滑动平台中间框架体上的十字升降滑台部件，设于所述滑动平台中间框架体两端部上的气动夹紧部件，以及设于所述十字升降滑台部件上的靠紧测量部件；

所述平移自旋平台部件包括平移自旋基座，设于所述平移自旋基座下表面中间位置上的丝杠组件，及设于所述平移自旋基座下表面且绕所述丝杠组件均布设置的多个滑动组件；

所述十字升降滑台部件具有两组，分别位于钢轨的两侧，每组设有两个所述十字升降滑台部件，每个所述十字升降滑台部件均包括设于所述滑动平台中间框架体上的导轨，设于所述导轨上的十字连杆转轴组件，所述十字连杆转轴组件上配有推进气缸和梯形滑动块组件，所述十字连杆转轴组件的顶部设有安装基座；

所述气动夹紧部件均包括两个气动夹紧臂，两个所述气动夹紧臂分别位于钢轨的两侧，两个所述气动夹紧臂的下端之间通过夹紧气缸相连，两个所述气动夹紧臂的相对面上均设有对中半齿轮，两个所述对中半齿轮相啮合；

所述靠紧测量部件包括设于同一组所述十字升降滑台部件中的所述安装基座上的安装架中间座，所述安装架中间座之间连有轨脚肩基准梁、轨头基准梁和台阶支柱，所述轨脚肩基准梁上设有轨脚传感器座，所述轨脚传感器座上设有轨脚传感器，所述轨头基准梁上设有轨头传感器座，所述轨头传感器座上设有轨头传感器；

所述装置还包括电气操作柜，所述电气操作柜内设有用以控制所述推进气缸和所述夹紧气缸的气源系统，及用以控制所述轨脚传感器和所述轨头传感器进行测量并接收测量数据的计算机。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述丝杠组件包括滚珠丝杠，所述滚珠丝杠的两端部均通过角接触球轴承连有轴承座，所述轴承座固定于所述主体框架部件上，所述滚珠丝杠上设有丝母，所述丝母上设有连接座，所述连接座上设有安装托板，所述安装托板上设有滑块，所述滑块上设有中心连接销轴。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于：所述平移自旋基座的中间位置上开设有腰形通孔，所述中心连接销轴设于所述腰形通孔中。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述滑动组件设有四个，均包括固定于所述主体框架部件上的圆柱直线导轨，设于所述圆柱直线导轨上的第一直线滑块，设于所述第一直线滑块上的第一轴承安装座，所述第一轴承安装座上设有第二轴承安装座，所述第二轴承安装座上设有第二直线滑块，所述第二直线滑块设有直线导轨，所述直线导轨固定于所述平移自旋基座的下表面。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述夹紧气缸两端分别通过气缸头连接座、气缸底连接座与两个所述气动夹紧臂的下端相连。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述气动夹紧臂均通过夹具心轴连于所述滑动平台中间框架体的端部上。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述安装架中间座上设有燕尾槽座，所述燕尾槽座上开有通孔，所述通孔内配有螺钉连有轨脚靠近块，所述安装架中间座的上端设有轨头靠紧块公。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述安装架中间座上还设有轨头靠紧块母。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述轨头传感器座设有三个，三个所述轨头传感器座均设有所述轨头传感器。

10.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述轨脚传感器座设有四个，四个所述轨脚传感器座均设有所述轨脚传感器。

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