CN215470042U - 一种机车车轮多边形智能检测微整系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及铁路检测维修技术领域，涉及一种机车车轮多边形智能检测微整系统。包括机架、磨削组件、伺服电机、检测单元、控制单元和数据处理单元；机架包括矩形底座和竖直且对称设置在底座两侧的支座，支座顶部设置有用于固定轮对的轴承座；伺服电机、磨削组件、检测单元分别与控制单元电连接及信号连接，检测单元、控制单元分别与数据处理单元电连接及信号连接；伺服电机输出轴与轮轴之间使用刚性联轴器连接；磨削组件安装在底座上。本系统能够通过局部磨削修整解决车轮多边形问题，明显延长了轮对的使用寿命；通过控制单元、数据处理单元以及伺服电机的使用，使得对车辆的整形实现了较高的自动化，明显降低了劳动强度，提高了作业效率。

Description

一种机车车轮多边形智能检测微整系统

技术领域

本实用新型涉及铁路检测维修技术领域，尤其涉及一种机车车轮多边形智能检测微整系统。

背景技术

车轮多边形属于车轮周向不均匀磨耗的一种形式，普遍存在于高铁、普通铁路及地铁运营中。车轮多边形失圆会引起机车发生共振，使轮轨间的振动加剧，轮径跳差超限，增大轮轨间的冲击，引发机车抱轴承、牵引电机、轴箱轴承不同程度报警。若不及时检测、维修可导致机车一系簧断裂，油压减振器漏油，螺栓松动等故障，严重影响机车的安全运行。目前机车车轮的不圆度检测大多依靠车载监测装置进行，需要转储数据、分析每个车轮运行中的图谱，耗费大量时间且严重制约机车检修作业，如机车继续运用，存在轮对运用质量问题；对机车车轮进行维修时，需将车轮踏面圆周进行传统的圆周整体切削，材料去除量大，降低了车轮使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种机车车轮多边形智能检测微整系统，用于解决现有机车车轮多边形检测维修工序复杂、效率低、耗时长、圆周整体切削降低车轮使用寿命的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种机车车轮多边形智能检测微整系统，包括机架，还包含磨削组件、伺服电机、检测单元、控制单元和数据处理单元；所述机架包括矩形底座和竖直且对称设置在底座两侧的支座，所述支座顶部设置有用于固定轮对的轴承座，作业时待检测轮对安装在支座上，轮轴上的轴承分别安装在对应的轴承座内；所述伺服电机、磨削组件、检测单元分别与控制单元电连接及信号连接，检测单元、控制单元分别与数据处理单元电连接及信号连接；

机架的一支座顶部外侧设置有电机安装座，所述伺服电机固定设置于电机安装座上且与待检测轮对同轴设置；伺服电机输出轴与轮轴之间使用刚性联轴器连接；

所述磨削组件安装在底座上，用于对轮对踏面进行局部磨削整形；

所述检测单元将采集到的车轮形状信息传输给数据处理单元，所述数据处理单元对相关信息进行分析处理并生成对应的磨削方案；数据处理单元将磨削方案传送给控制单元，由控制单元根据磨削方案完成对伺服电机及磨削组件的控制。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过设置检测单元和磨削组件，使得本系统能够通过局部磨削修整解决车轮多边形问题，与传统的圆周整体切削相比，明显延长了轮对的使用寿命；通过控制单元、数据处理单元以及伺服电机的使用，使得对车辆的整形实现了较高的自动化，明显降低了劳动强度，提高了作业效率。

为取得更好的技术效果，对本实用新型还可以作进一步改进，改进方案如下。

进一步的，所述磨削组件包括磨削轮、轮杆、旋转电机、第一移动轴和第二移动轴；所述第一移动轴的定子固定在底座上，第二移动轴的定子固定在第一移动轴的动子上；旋转电机固定在第二移动轴的动子上，轮杆的一端与旋转电机轴固定连接，另一端安装有所述磨削轮，磨削轮靠近车轮一侧；第一移动轴与第二移动轴相互垂直，旋转电机轴线、轮对轴线以及第二移动轴移动方向相互平行；所述旋转电机、第一移动轴、第二移动轴分别与控制单元电连接。

其中，第一移动轴实现磨削作业的径向进给运动，第二移动实现磨削作业的轴向进给运动，旋转电机驱动磨削轮定轴转动，三者配合共同完成磨削作业。

进一步的，磨削组件中，旋转电机采用步进电机，所述第一移动轴、第二移动轴均采用直线模组。

采用直线模组能够简化磨削组件的结构，便于提高磨削作业的控制及进给精度。

进一步的，机架的底座上设置两套所述磨削组件，两套磨削组件在矩形底座上对角安装，分别用于对靠近其磨削轮的车轮进行均布磨削整形。

采用两套磨削组件方便车轮的磨削整形作业，同时，待整形轮对安装好后无需进行方向调换，直接使用两套磨削组件分别作业即可。

进一步的，所述设置在支座上的轴承座为剖分式轴承座，所述剖分式轴承座与待测轮对的滚动轴承相匹配。

使用剖分式轴承座，大大地方便了待整形轮对的装卡作业。

进一步的，所述刚性联轴器与轮轴连接端设置有法兰，所述法兰上设置有与轮轴处轴承端盖上螺栓位置对应的贯通孔，联轴器通过法兰与轴承端盖共同使用螺栓固定在轮轴一端。

使用轮轴轴端原有的螺纹孔及螺栓完成轮对与伺服电机的刚性连接，降低了此处连接结构的复杂度。

进一步的，机架的底座固定安装在移动小车上，所述移动小车采用AGV或者RGV。

将机架固定在移动小车上，使得本系统具有自主移动能力，增加了其作业的机动性与灵活性。

进一步的，共设置两套所述检测单元，每套检测单元用于检测一个车轮，所述检测单元分别固定在底座上并设置在对应车轮踏面的前方；每个车辆对应的检测单元、磨削组件分别设置在轮轴两侧。

为每个车轮配置独立的检测单元，提高了检测的精度，同时也能在一定程度上提高作业效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

在附图中：

图1是本实用新型实施例的立体图。

图2是本实用新型实施例的俯视图。

图3是本实用新型实施例中磨削组件的结构示意图。

附图标记：机架1，底座1-1，支座1-2；轴承座2；磨削组件3，第一移动轴3-1，第二移动轴3-2，旋转电机3-3，轮杆3-4，磨削轮3-5；伺服电机4；检测单元5；电机安装座6；刚性联轴器7；轮对8，轮轴8-1，车轮8-2。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1、2所示，本实用新型实施例所提供的机车车轮多边形智能检测微整系统主要由机架1、轴承座2、磨削组件3、伺服电机4、检测单元5、电机安装座6和刚性联轴器7等组成。

机架1采用矩形钢管等型材焊接而成，机架1分为底座1-1和支座1-2，底座1-1为矩形结构，支座1-2焊接在底座1-1上方。

本实施例中磨削组件3包括第一移动轴3-1、第二移动轴3-2、旋转电机3-3、轮杆3-4、磨削轮3-5；第一移动轴3-1、第二移动轴3-2分别采用直线模组，旋转电机3-3选用步进电机；磨削轮3-5采用砂轮。本实施例中采用两套磨削组件3，其具体结构可参考图3，安装位置参考图1或图2所示。

为提高作业效率在本实施例中共设置两套所述检测单元5，每套检测单元5用于检测一个车轮8-2，所述检测单元5分别固定在底座1-1上并设置在对应车轮8-2踏面的前方；每个车辆对应的检测单元5、磨削组件3分别设置在轮轴8-1两侧。

为了降低伺服电机4与轮轴8-1连接结构的复杂度，使用轮轴8-1轴端原有的螺纹孔及螺栓完成轮对8与伺服电机4的刚性连接。因此，本实施例中使用的刚性联轴器7与轮轴8-1连接端设置有法兰，所述法兰上设置有与轮轴8-1轴端螺纹孔(轴承端盖上螺栓位置)相对应的贯通孔。

为了方便轮对8的装卡，本实施例所用的轴承座2为剖分式轴承座2。

检测单元5主要使用非接触式微米级激光测距传感器对车轮8-2踏面轮廓进行实时扫描完成车轮8-2轮形的数据采集，并将采集到的数据传输到数据处理单元，然后通过数据处理单元计算出车轮8-2踏面的打磨量并规划出磨削方案。

使用本实用新型实施例的作业流程如下：(1)将待整形轮对8装卡在机架1支座1-2上并完成伺服电机4与轮对8的刚性连接；(2)启动系统，每个检测单元5对相应的车轮8-2踏面进行数据采集，并将数据传输给数据处理单元，完成轮形检测，此过程中伺服电机4驱动轮对8做定轴转动，此时伺服电机4转速不宜过快，控制在100r/min以下为宜；(3)由数据处理单元进行实时定位并计算打磨量以及生产对应的打磨方案，将相关计算后的数据及打磨方案信号传输给控制单元，由控制单元控制磨削组件3、伺服电机4共同完成对车轮8-2的磨削作业，并将作业的实时数据反馈到数据处理单元，以便对磨削作业情况进行实时监控及记录。

与传统的作业方式相比，使用本实用新型实施例完成车轮整形作业具有以下优点：对车轮踏面圆周进行局部磨削代替传统的圆周整体切削，减少材料去除量从而大幅增加车轮使用寿命，采用检测单元5完成车轮轮形的计算，机车无需移动即可完成车轮踏面测量和微整形作业，集检测和维修于一体的系统，简化了工序，提高了效率，降低了工人的工作量和时间成本。

为了提高本实施例作业的机动性、灵活性可以将本实施例集成安装在AGV或者RGV等移动小车上。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种机车车轮多边形智能检测微整系统，包括机架，其特征在于：还包含磨削组件、伺服电机、检测单元、控制单元和数据处理单元；所述机架包括矩形底座和竖直且对称设置在底座两侧的支座，所述支座顶部设置有用于固定轮对的轴承座，作业时待检测轮对安装在支座上，轮轴上的轴承分别安装在对应的轴承座内；所述伺服电机、磨削组件、检测单元分别与控制单元电连接及信号连接，检测单元、控制单元分别与数据处理单元电连接及信号连接；

机架的一支座顶部外侧设置有电机安装座，所述伺服电机固定设置于电机安装座上且与待检测轮对同轴设置；伺服电机输出轴与轮轴之间使用刚性联轴器连接；

所述磨削组件安装在底座上，用于对轮对踏面进行局部磨削整形；

所述检测单元将采集到的车轮形状信息传输给数据处理单元，所述数据处理单元对相关信息进行分析处理并生成对应的磨削方案；数据处理单元将磨削方案传送给控制单元，由控制单元根据磨削方案完成对伺服电机及磨削组件的控制。

2.根据权利要求1所述的机车车轮多边形智能检测微整系统，其特征在于：所述磨削组件包括磨削轮、轮杆、旋转电机、第一移动轴和第二移动轴；所述第一移动轴的定子固定在底座上，第二移动轴的定子固定在第一移动轴的动子上；旋转电机固定在第二移动轴的动子上，轮杆的一端与旋转电机轴固定连接，另一端安装有所述磨削轮，磨削轮靠近车轮一侧；第一移动轴与第二移动轴相互垂直，旋转电机轴线、轮对轴线以及第二移动轴移动方向相互平行；所述旋转电机、第一移动轴、第二移动轴分别与控制单元电连接。

3.根据权利要求2所述的机车车轮多边形智能检测微整系统，其特征在于：磨削组件中，旋转电机采用步进电机，所述第一移动轴、第二移动轴均采用直线模组。

4.根据权利要求2或3所述的机车车轮多边形智能检测微整系统，其特征在于：机架的底座上设置两套所述磨削组件，两套磨削组件在矩形底座上对角安装，分别用于对靠近其磨削轮的车轮进行均布磨削整形。

5.根据权利要求1所述的机车车轮多边形智能检测微整系统，其特征在于：所述设置在支座上的轴承座为剖分式轴承座，所述剖分式轴承座与待测轮对的滚动轴承相匹配。

6.根据权利要求1所述的机车车轮多边形智能检测微整系统，其特征在于：所述刚性联轴器与轮轴连接端设置有法兰，所述法兰上设置有与轮轴处轴承端盖上螺栓位置对应的贯通孔，联轴器通过法兰与轴承端盖共同使用螺栓固定在轮轴一端。

7.根据权利要求1所述的机车车轮多边形智能检测微整系统，其特征在于：机架的底座固定安装在移动小车上，所述移动小车采用AGV或者RGV。

8.根据权利要求1所述的机车车轮多边形智能检测微整系统，其特征在于：共设置两套所述检测单元，每套检测单元用于检测一个车轮，所述检测单元分别固定在底座上并设置在对应车轮踏面的前方；每个车辆对应的检测单元、磨削组件分别设置在轮轴两侧。

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