本发明属于轨道车辆架车机用辅助拖载装置领域，具体涉及一种用于架车机长期托举承重的丝母辅助脱载系统。
背景技术：
如图1所示，轨道车辆用架车机是一种类似于电动叉车的列车车体托举升降承载装置，架车机的丝杠1固定于两个架车机立柱3的中轴线上，其丝母平台2通过丝母与丝杠1螺纹连接形成丝杠机构，并使丝母平台2可以沿着竖直方向垂直升降，从而通过与丝母平台2固连的两个水平插板4托举在车体底架上，实现对车体的升降和托举作业。丝母位于丝母平台2的中心，丝母平台2的两端分别通过丝母平台转轴2-1与丝母平台转轴座2-3间隙配合。架车机应用时，通车需要多组架车机对称布置于车体的四周，并按相同的速度同步调整升降高度，完成整车不解编状态下的多节车厢同步联动抬升作业。此时，丝母平台2处于承载重力载荷的受压状态下，其丝母平台转轴2-1的侧壁上端面与丝母平台转轴座2-3的内侧壁之间存在5约毫米的间隙。当丝母与丝杠卸去载荷时，丝母平台转轴2-1的侧壁上端面与丝母平台转轴座2-3的内侧壁之间间隙值则会缩窄至1毫米。因此，该间隙值可用来判断丝母平台2上的车体重力载荷是否依然存在。
因车辆安装或检修的时间周期较长，往往需要架车机将车体长期托举在给定的高度位置，其丝母和丝杠之间的螺纹连接会因长期持续承重受力而导致塑性变形，或破坏螺纹表面的润滑油层至其生锈，从而影响架车机联动抬升作业的同步性，并缩短丝杠机构的使用寿命。因此，有必要研发一种架车机丝母承重载荷的脱载装置，以使其重力载荷从丝母上脱离。
另一方面，为了避免架车机对车体的长期托举，现有的制造或维修过程中，均在过架车机抬车体通升后，使用工艺转向架临时替代架车机，用于承载车体。但此利用工艺转向架的方案需要将原本联挂的整列列车逐一解编组，拆解为单节车厢，在制造和维修工作结束后，有需要重新利用架车机逐一抬升单节车厢，并将各节车厢顺次重新联挂，此解编和重新编组的工作单节车耗费工时约4小时，工作量极其庞大复杂，费时费力，效率低下。而且以16节联挂的整车为例，其对应需要16台工艺转向架，仅以每台转向架的成本为4万元粗略计算，仅仅工艺转向架一项就需要64万元的经费投入。
技术实现要素：
为了解决现有车机长期需要长期托举车体时，其丝杠机构会因长期持续承重受力而导致塑性变形，或因长期承重而破坏螺纹表面的润滑油层至其生锈，从而影响架车机联动抬升作业的同步性，并缩短丝杠机构的使用寿命；而利用工艺转向架临时替代架车机临时承载车体的旧有的方案又需要对列车进行解编和重新编组，其所需投入的物资和人力耗费巨大，成本高昂且效率低下的技术问题，本发明提供一种用于架车机长期托举承重的丝母辅助脱载系统。
本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：
用于架车机长期托举承重的丝母辅助脱载系统，其包括两套辅助支撑装置、两个架车机立柱水平筋板、两个托板垫块、两个转臂垫块、两个丝母平台转轴间隙检测传感器和丝母平台高度传感器；所述托板垫块为槽型垫块，其对应固连于一个水平插板的下端面；每个丝母平台转轴侧壁的上方均开设有竖直向下的间隙传感器通孔，丝母平台转轴间隙检测传感器的检测端头均固连于一个对应的间隙传感器通孔内；每个架车机立柱的侧壁上均开有立柱横向矩形贯通槽和平台高度传感器水平通孔，两个架车机立柱水平筋板分别固连于一个对应的立柱横向矩形贯通槽的底部；转臂垫块分别固连于两个对应的架车机立柱水平筋板的临近端部；丝母平台高度传感器的检测端头固连于平台高度传感器水平通孔内；所述两套辅助支撑装置均固连于一个对应的架车机立柱的侧壁上。
所述辅助支撑装置包括外罩、转臂、转臂销轴、活塞机构和活塞缸轴座，外罩为前端开口、后端设有端盖的长方盒体，其两个侧壁上部的前端设有彼此贯通的转臂销轴孔，转臂包括一体成型的托臂、转臂轴套和转臂铰座，托臂和转臂铰座分别沿同一直径固连于转臂轴套外侧壁的两端，转臂铰座的轴线与转臂轴套的轴线平行；所述转臂轴套和转臂铰座均位于外罩内，转臂轴套通过转臂销轴与两个转臂销轴孔轴连；所述活塞机构的活塞缸体通过活塞缸轴座固连于外罩内部底面后侧，活塞机构的活塞杆上端与转臂铰座轴连。
所述外罩的下端面固连于地面，外罩开口端与架车机立柱的侧壁焊接固连，托臂的前端沿架车机立柱的外侧壁方向水平贯穿立柱横向矩形贯通槽，并位于对应的一个垂向托板垫块下方。
托臂沿转臂轴套的转角范围是45度角，托臂与水平面的夹角为0度时，其下端面的前端与转臂垫块的上端接触，托臂与水平面的夹角为45度时，其上端面的前端与外罩上端面的下端面前方边缘相接触。
所述外罩的高度为300毫米，其转臂销轴孔的轴线距离外罩下底面的高度为215毫米，其轴线到外罩前端面的距离为35毫米；
架车机立柱水平筋板的上端面距离外罩下底面的高度为190毫米；转臂销轴是抗剪切力为10吨的45#钢的硬质钢管，其内径为40毫米，外径为65毫米；托臂是抗压力为20吨的45#钢材质锻造厚板，其结构尺寸为275×80×70毫米；活塞机构的上、下两端均采用q235-a型碳素钢的螺栓连接件；托板垫块和转臂垫块均采用45#钢材，其中转臂垫块的尺寸为40×20×12毫米，托板垫块的外形尺寸为40×40×45毫米，其内部凹槽的尺寸与水平插板下端面的轮廓匹配；平台高度传感器水平通孔距离外罩下底面的高度为2000毫米。
本发明的有益效果是：该系统的辅助支撑装置包括由活塞机构驱动的转臂，其转臂的托臂端头可以在0至45度水平夹角范围内沿外罩上预设的转臂销轴旋转，并从立柱横向矩形贯通槽向丝杠方向缩回或伸出。伸出至水平姿态的托臂可用于代替丝母平台直接承载水平插板上的重力载荷，并实现对丝母平台上所承载的车体重量载荷的脱载作业，并将车体重量载荷顺次经水平插板、托板垫块、托臂、转臂垫块和架车机立柱水平筋板沿竖直方向传递到立柱横向矩形贯通槽上，进而完全克服车机长期需要长期托举车体时，其丝杠机构会因长期持续承重受力而导致塑性变形，或因长期承重而破坏螺纹表面的润滑油层至其生锈等固有问题，并使延长丝杠机构的使用寿命，和保持架车机联动抬升作业的同步性能。
高精度的两个丝母平台转轴间隙检测传感器和丝母平台高度传感器均分别通过线缆与活塞机构的控制箱连接，并同架车机的控制系统连接。其三者利用公知的常规位置检测自动化控制技术分别活塞机构的活塞杆伸长量和向架车机的控制系统的升降高度值进行基础控制，从而实现本发明用于架车机长期托举承重的丝母辅助脱载系统的控制动作。
利用本发明的丝母辅助脱载系统可以完全免除工艺转向架的使用，从而节约制造成本，并且，由于无需对列车进行解编和重新编组，因此可以大幅节约生产工时，极大地提高工作效率，进而带来可观的经济效益。本发明可使每列车的制造工序节省4个小时，并至少节约生产经费数十万元。
此外该用于架车机长期托举承重的丝母辅助脱载系统还具有结构简单实用，操作方便，成本低廉，便于推广普及等优点。
附图说明
图1是现有架车机的丝杠机构及其门型滑轨框架的结构关系示意图；
图2是本发明辅助支撑装置的立体结构示意图；
图3是图2的爆炸装配示意图；
图4是本发明辅助支撑装置在另一立体视角下的结构示意图；
图5是本发明辅助支撑装置的沿其竖直中心平面的剖面结构示意图；
图6是图4的爆炸装配示意图；
图7是本发明转臂的立体结构示意图；
图8是本发明用于架车机长期托举承重的丝母辅助脱载系统的在丝母平台空载时的结构原理示意图；
图9是本发明用于架车机长期托举承重的丝母辅助脱载系统的对丝母平台所承受的车体重力载荷进行拖载时的应用示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
如图2至图7所示，本发明的用于架车机长期托举承重的丝母辅助脱载系统包括两套辅助支撑装置、两个架车机立柱水平筋板14、两个托板垫块10、两个转臂垫块11、两个丝母平台转轴间隙检测传感器12和丝母平台高度传感器13；所述托板垫块10为槽型垫块，其对应固连于一个水平插板4的下端面；每个丝母平台转轴2-1侧壁的上方均开设有竖直向下的间隙传感器通孔，丝母平台转轴间隙检测传感器12的检测端头均固连于一个对应的间隙传感器通孔内；每个架车机立柱3的侧壁上均开有立柱横向矩形贯通槽3-1和平台高度传感器水平通孔3-2，两个架车机立柱水平筋板14分别固连于一个对应的立柱横向矩形贯通槽3-1的底部；转臂垫块11分别固连于两个对应的架车机立柱水平筋板14的临近端部；丝母平台高度传感器13的检测端头固连于平台高度传感器水平通孔3-2内；所述两套辅助支撑装置均固连于一个对应的架车机立柱3的侧壁上。
所述辅助支撑装置包括外罩5、转臂6、转臂销轴7、活塞机构8和活塞缸轴座9，外罩5为前端开口、后端设有端盖的长方盒体，其两个侧壁上部的前端设有彼此贯通的转臂销轴孔5-1，转臂6包括一体成型的托臂6-1、转臂轴套6-2和转臂铰座6-3，托臂6-1和转臂铰座6-3分别沿同一直径固连于转臂轴套6-2外侧壁的两端，转臂铰座6-3的轴线与转臂轴套6-2的轴线平行；所述转臂轴套6-2和转臂铰座6-3均位于外罩5内，转臂轴套6-2通过转臂销轴7与两个转臂销轴孔5-1轴连；所述活塞机构8的活塞缸体通过活塞缸轴座9固连于外罩5内部底面后侧，活塞机构8的活塞杆上端与转臂铰座6-3轴连。
所述外罩5的下端面固连于地面，外罩5开口端与架车机立柱3的侧壁焊接固连，托臂6-1的前端沿架车机立柱3的外侧壁方向水平贯穿立柱横向矩形贯通槽3-1，并位于对应的一个垂向托板垫块10下方。
托臂6-1沿转臂轴套6-2的转角范围是45度角，托臂6-1与水平面的夹角为0度时，其下端面的前端与转臂垫块11的上端接触并受其限位，托臂6-1与水平面的夹角为45度时，其上端面的前端与外罩5上端面的下端面前方边缘相接触并受其限位。
所述外罩5的高度为300毫米，其转臂销轴孔5-1距离外罩5下底面的高度为215毫米，其轴线到外罩5前端面的距离为35毫米；架车机立柱水平筋板14的上端面距离外罩5下底面的高度为190毫米；转臂销轴7是抗剪切力为10吨的45#钢的硬质钢管，其内径为40毫米，外径为65毫米；托臂6-1是抗压力为20吨的45#钢材质锻造厚板，其结构尺寸为275×80×70毫米；活塞机构8的上、下两端均采用q235-a型碳素钢的螺栓连接件；托板垫块10和转臂垫块11均采用45#钢材，其中转臂垫块11的尺寸为40×20×12毫米，托板垫块10的外形尺寸为40×40×45毫米，其内部凹槽的尺寸与水平插板4下端面的轮廓匹配；平台高度传感器水平通孔3-2距离外罩5下底面的高度为2000毫米。两个丝母平台转轴间隙检测传感器12和丝母平台高度传感器13均选用omron牌e2b-s08ks01-wp-b1型近传感器；活塞机构8选用温州惠丰电器有限公司生产的hf-tga-50-24-10型液压缸，其作动力上限为5kn，行程为50毫米。
如图8和图9所示，具体应用本发明的丝母辅助脱载系统时，直接将两套辅助支撑装置对称地安装到两个架车机立柱3上，并使托臂6-1均插入到立柱横向矩形贯通槽3-1内，并将两个丝母平台转轴间隙检测传感器12和丝母平台高度传感器13均分别通过线缆与活塞机构8的控制箱连接，并同架车机的控制系统连接。
当架车机上没有车体，丝母平台2空载时，其丝母平台转轴2-1的侧壁上端面与丝母平台转轴座2-3的内侧壁之间存的约1毫米的间隙可以被两个丝母平台转轴间隙检测传感器12检出，在此情况下，丝母平台转轴间隙检测传感器12不向活塞机构8的控制箱发出动作控制信号，因此活塞机构8将保持其活塞杆无伸长动作的原始长度，此时，转臂铰座6-3在活塞机构8的牵拉作用下使托臂6-1与水平面保持斜向上的45度倾角，并使托臂6-1的端头完全收缩进入立柱横向矩形贯通槽3-1内。
当架车机通过其水平插板4联动架车时，丝母平台2空载时，其丝母平台转轴2-1的侧壁上端面与丝母平台转轴座2-3的内侧壁之间存的约5毫米的间隙可以被两个丝母平台转轴间隙检测传感器12检出，在此情况下，丝母平台转轴间隙检测传感器12向活塞机构8的控制箱发出动作控制信号，并向架车机的控制系统发出下降指令；活塞机构8的活塞杆根据控制箱发出的动作信号缓慢伸长，此时，转臂铰座6-3在活塞机构8的推动作用下使托臂6-1绕转臂销轴7的轴线旋转，并使其与水平面夹角逐渐变小，并使托臂6-1的端头从立柱横向矩形贯通槽3-1向丝杠方向伸出。当丝母平台2的的高度降低至丝母平台高度传感器13所在的高度位置时，位于水平插板4下端的托板垫块10刚好坐落在水平姿态的对应托臂6-1上，且此时托臂6-1的下端面也恰受到其位于其下方的转臂垫块11支撑。此时，丝母平台高度传感器13将向架车机的控制系统发出停止下降信号，并同时向活塞机构8的控制箱发出保持信号；架车机的控制系统根据受到的停止下降信号发出停止下降命令，从而使丝杠停止转动，并使丝母平台2停止在当前的高度。同时，活塞机构8的控制箱根据其受到的保持信号控制活塞机构8的活塞杆，保持当前的伸长量。此时，丝母平台2所承载的车体重量载荷顺次经水平插板4、托板垫块10、托臂6-1、转臂垫块11和架车机立柱水平筋板14沿竖直方向传递到立柱横向矩形贯通槽3-1上，从而实现由托臂6-1代替丝母平台2直接承载水平插板4上的重力载荷，并实现对丝母平台2上所承载的车体重量载荷的脱载作业。