接触式轮对加工失速监控及轮径自动测量装置的制作方法

本发明属于测试技术领域，具体涉及接触式轮对加工失速监控及轮径自动测量装置。

背景技术：

目前，随着铁路建设的高速发展，铁路车辆不断提速及运行里程数的不断增加，使得轮对镟修作业量大大增加，对轮对轮廓镟修后的加工精度提出了更高的要求。

相应地，铁路车辆轮对镟修加工技术也在飞速发展，但现阶段大部分轮对镟修设备都采用摩擦驱动，即通过摩擦轮与轮对表面的直接接触驱动轮对旋转，提供所需的切屑力。由于切屑力的大小受切屑量及轮对材料等影响，如果切屑量或进给率选择不当，驱动轮摩擦力小于所需的切削力时，将会使驱动轮与轮对接触表面出现相对滑动，即轮对失速现象发生，造成轮对表面烧伤及机床损坏，影响加工精度。当轮对出现严重失速时，还可能发生崩刀现象，对轮对表面造成严重损伤，在滚动摩擦变为滑动摩擦的过程中，将造成驱动轮磨损过快，使其使用寿命大大缩短。

轮对在重新镟修之后，必须对轮对进行直径测量，通常手动测量的做法是将轮径测量尺平放在轮对直径测量位置，通过肉眼观察来确定轮对直径大小，此测量方法最大缺点是效率低，劳动强度大，测量精度受人工影响，难以满足高速发展的铁路需求。

技术实现要素：

针对轮对镟修设备采用摩擦驱动容易产生轮对失速造成严重后果以及轮对在重新镟修之后人工测量轮径效率低两个问题，本发明提供了接触式轮对加工失速监控及轮径自动测量装置，包括底座、传动箱、油缸、摆臂、测量轮及旋转编码器，传动箱安装底座上，油缸固定在传动箱上，摆臂通过与传动箱中的传动轴相连接，可以来回摆动，测量轮通过轴承安装在摆臂的端头，可以绕轴承中心进行自由旋转，并能够随轮对一起转动，旋转编码器安装在摆臂的端头，用于记录测量轮所转圈数。底座为整套装置提供支撑，起安装固定作用。油缸为摆臂转动及测量轮与轮对表面接触提供压力，传动箱为运动转换装置，即把油缸的直线运动通过传动轴输出为摆臂的旋转运动。

进一步地，旋转编码器为增量式编码器或绝对值编码器，或其他可以实现多圈测量编码器。

本发明获得的有益效果是：在加工过程中提供实时失速监控，为操作者采取相应的措施提供了依据，避免加工过程中由于失速而造成轮对加工表面及机床的损伤，提高了加工精度。轮对轮径自动测量则提高了测量精度及生产效率，减少了工人的劳动强度。

附图说明

图1为本发明接触式轮对加工失速监控及轮径自动测量装置的结构示意图。

图2 为本发明接触式轮对加工失速监控及轮径自动测量装置的工作原理。

附图标记：1、底座；2、传动箱；3、油缸；4、摆臂；5、测量轮；6、旋转编码器；7、轮对；8、驱动轮；9、刀具；10、轴箱。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步阐释。

参见图1和图2，接触式轮对加工失速监控及轮径自动测量装置，包括底座1、传动箱2、油缸3、摆臂4、测量轮5及旋转编码器6构成，传动箱2安装底座1上，油缸3固定在传动箱2上，摆臂4通过与传动箱2中的传动轴相连接，可以来回摆动，测量轮5通过轴承安装在摆臂4的端头，可以绕轴承中心进行自由旋转，并能够随轮对7一起转动，旋转编码器6安装在摆臂4的端头，用于记录测量轮5所转圈数。底座1为整套装置提供支撑，起安装固定作用。油缸3为摆臂4转动及测量轮5与轮对7表面接触提供压力，传动箱2为运动转换装置，即把油缸3的直线运动通过传动轴输出为摆臂4的旋转运动。

进一步地，旋转编码器6为增量式编码器或绝对值编码器，或其他可以实现多圈测量编码器。

在轮对7镟修加工过程中，机床夹具通过轴箱10对轮对7进行定位装夹，驱动轮8与轮对7表面接触，通过驱动单元施加在驱动轮8上的扭矩及压力，摩擦驱动轮对7提供刀具9所需的切屑力。

在不失速的情况下，测量轮5与驱动轮8两者的圆周速度相等。当驱动轮8与轮对7之间的摩擦驱动力不足以提供所需的切屑力时，将使得驱动轮8与轮对7之间产生相对滑动，这时旋转编码器6测出的轮对7的实际圆周速度将小于系统设定给驱动轮8的圆周速度，将两者数据进行对比，如果超出误差范围，系统将发出警告信息提示操作者采取相应的措施，如降低进给率或系统自动紧急停机等。

由于测量轮5由于经常与轮对7表面摩擦接触，因此必须经过特殊的热处理来提高表面的耐磨性，以满足测量精度要求。旋转编码器6轴端则与测量轮5直接连接，用来记录整个测量过程中测量轮5所旋转角速度及圈数等参数。

对于轮对7轮径自动测量，轮对7在驱动轮8的驱动下旋转，测量轮5与轮对7表面接靠，通过旋转编码器6得出测量轮5所转圈数n1，已知测量轮周长为L,设轮对7所转圈数为n2则可以通过公式D=n1L/πn2，计算出轮对直径D，通过数控系统直接读出轮径数据，实现轮径自动测量。

以上所述为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，就本领域的技术来说，由底座1、传动箱2、油缸3、摆臂4、测量轮5及旋转编码器6构成，采用接触式方式作为失速监控及轮径自动测量装置的结构允许有各种更改和变化，凡是在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改，等同替换、改进等均包含在本发明范围内。