专利名称：大功率机车轴颈尺寸自动测量机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机车检测设备，尤其是一种大功率机车轴颈尺寸自动测量机。
背景技术：
目前，我国已开发出多种动车、货车轴颈测量设备。总体上看，大功率机车轮对在规格、重量上比动车、货车轮对大得多，所以，大功率机车轴颈测量机具有完全不同的新结构，保证设备具有足够的强度、刚度和抗冲击性。在预检位、检测位机架，传统的落轮定位槽较深，造成落轮时的冲击并需要较大的推力才能将轮对从定位槽中推出，对于重得多的大功率机车轮对，如用此种结构，这种缺陷更为明显。在轴颈测量的要求上，过去动车轴颈测量机只具有测量轴颈直径的功能，不具有测量轴颈长度的功能。由于HXN系列大功率机车轮对轴颈在结构上不同于HXD系列大功率机车轮对轴颈，HXD系列大功率机车轴颈与防尘板座直径均只有一种，且两直径相连处为直台阶，所以在结构上采用了两套长度测量装置。 它们分别由各自的气缸驱动，通过各自的直线编码器分别测量轴的端面和肩面，得出的两数值之差值即为轴颈长度数值。在HXN系列大功率机车轴颈测量机中，HXN3、HXN5两种型号的大功率机车轮对轴颈直径差异大，且两直径相连处为圆弧过渡，如继续采用如前所述的机械接触式测量方法，实现难度大、结构复杂，精度也不易保证。
实用新型内容本实用新型提供了一种实现HXN系列大功率机车轮对轴颈的自动测量的大功率机车轴颈尺寸自动测量机。实现本实用新型目的的大功率机车轴颈尺寸自动测量机，包括底座、固定在所述底座两侧的立柱，固定在两个所述立柱上的横梁，固定在地基上的预检位拨轮装置，固定在所述底座上的检测位拨轮装置，固定在底座两端的轮对举升装置，固定在所述两个立柱上的轴颈检测标定装置，安装在所述横梁上的可移动的轴颈测量装置。所述轴颈测量装置包括门形安装板，固定在所述安装板中间的激光位移传感器， 固定在所述安装板两侧的对称分布的测量件；所述测量件包括固定在所述安装板上的步进电机、接近传感器、支架、螺母座和直线导轨，与所述步进电机相连的丝杠，并与所述螺母座相配合，所述丝杠通过差动板与连接块相连，所述连接块与所述直线导轨相配合，所述支架上固定有磁栅尺，所述连接块通过牵引片与所述磁栅尺的测量头相连。所述预检位拨轮装置，包括固定在所述地基上的下底架和位于所述下底架上的上轨架，所述上轨架的中间设有定位槽，固定在所述下底架上的拨轮油缸，与所述拨轮油缸相连的拨轮杆，所述拨轮杆的一端固定有挡块，另一端设有固定在所述上轨架上的挡轮气缸和与所述挡轮气缸相连的挡轮块；所述下底架上还固定有拨轮杆支撑气缸和与所述拨轮杆支撑气缸相连的撑杆转轴，所述撑杆转轴上固定有支撑凸轮，所述支撑凸轮位于所述拨轮杆的下方能够支撑所述拨轮杆。[0007]所述测量位拨轮装置与所述预测位拨轮装置结构相同。本实用型新型的大功率机车轴颈测量机的有益效果如下1、本设备主体采用龙门式框架，是测量装置等安装载体，钢架结构合理，考虑到大功率机车轮对重量大大高于以往动车轮对的重量，输送装置下底座用方钢管取代过去动车轴颈测量机使用的槽钢，保证结构具有足够的强度和刚性及良好的稳定性和可靠性。在装置上轨架的设计中，通过计算机进行了应力分析，比HXD系列大功率机车轴颈测量机上轨架结构更加合理和简化，使结构既具有足够的强度，又比HXD大功率机车轴颈测量机上轨架减轻了重量，降低了制造成本并使轨架具有更好的制造工艺性。2、拨轮结构的改进，HXN系列大功率机车轴颈测量机与动车轴颈(或轮对)测量机拨轮装置相同点在于首先，都使用拨轮杆完成轮对的挡轮和拨轮功能；不同点在于动车上轨架定位槽25mm深，定位槽较深虽然可使轮对落轮定位时，不易滚出定位槽，但在以往设备工作中，轮对落入槽中产生很大的冲击和振动，不仅容易损坏轮对表面，也容易损坏设备。大功率机车轮对比动车轮对的重得多，如此造成的损坏也将更大。HXN系列大功率机车轴颈测量机上轨架定位槽仅IOmm深，这样不仅大大减小了落轮时的冲击，也减少了拨轮时所需推力，可减小油缸缸径和连接轴等零件机构尺寸。其次，动车测量设备，轮对前进时将防退挡块压下，落轮后防退挡块靠弹簧回位，被后面的止轮挡块限位，使轮对不再后退。此种结构在设备运中发现防退挡块若太靠后，则轮对向后回弹太多，不得不将定位槽加深、力口长，以至于加大了轮对轨架的冲击和拨轮所需推力；防退挡块若偏前，则轮对越过防退挡块后，防退挡块受轮对干涉不能回位。HXN系列大功率机车轴颈测量机采用止轮机构，由止轮气缸带动止轮块旋转，轮对通过前，气缸活塞杆伸出，止轮块旋转离开轨道，轮对落轮定位时，气缸活塞杆缩回，止轮块旋转到轨道上，防止轮对后退时越过定位槽，采用气缸止轮结构，止轮块离轮对距离很短，虽然定位槽较浅，不用担心轮对越出定位槽。3、轴颈长度测量方法的改变，如前所述，动车轴颈测量机没有轴颈长度测量装置， 而HXD系列大功率机车轴颈测量机采用机械接触式测量不仅结构复杂，HXN大功率机车轮对由于轴颈特点，也无法采用此种方法测量轴颈长度。所以在HXN系列大功率机车轴颈测量机中，利用测量机原有用于测量直径的直线滑台及测头安装板，只需在安装板上加一个激光位移传感器(价格适宜)，采用非接触测量的方式，即可方便的解决轴颈长度测量问题。4、HXN系列大功率机车轴颈测量机针对其轮对重量大，两种轴颈变化大且结构为圆弧，不易测量，在总结过去轮对测量设备的基础上，开发出了具有上述新特点的产品，它不仅具有足够的强度、刚度，还做到了结构相对简单、可靠，并具有很好的兼容性。此外，新设计的拨论装置及轴长测量装置今后也可为其它种类轮对的轴颈测量机以及轮对测量机、 车轴测量机所借鉴和利用。
图1为本实用新型大功率机车轴颈尺寸自动测量机的结构示意图。图2为图1左视图。图3为本实用新型大功率机车轴颈尺寸自动测量机的轴颈测量装置的结构示意图。[0016]图4为本实用新型大功率机车轴颈尺寸自动测量机的预检位拨轮装置的结构示意图。图5为图4的左视图。
具体实施方式
如图1、2所示，本实用新型的大功率机车轴颈尺寸自动测量机，包括底座3、固定在所述底座3两侧的立柱2，固定在两个所述立柱2上的横梁1，固定在地基上的预检位拨轮装置7，固定在所述底座3上的检测位拨轮装置8，固定在底座3两端的轮对举升装置5， 固定在所述两个立柱上的轴颈检测标定装置6，安装在所述横梁1上的可移动的轴颈测量装置4。如图1、2、3所示，所述轴颈测量装置4包括门形安装板11，固定在所述安装板11 中间的激光位移传感器22，固定在所述安装板11两侧的对称分布的测量件；所述测量件包括固定在所述安装板上的步进电机12、接近传感器23、支架21、螺母座14和直线导轨16， 与所述步进电机12相连的丝杠13，并与所述螺母座14相配合，所述丝杠13通过差动板15 与连接块17相连，所述连接块17与所述直线导轨16相配合，所述支架21上固定有磁栅尺 19，所述连接块17通过牵引片18与所述磁栅尺19的测量头20相连。如图1、2、4、5所示，所述预检位拨轮装置7，包括固定在所述地基上的下底架41和位于所述下底架41上的上轨架42，所述上轨架42的中间设有定位槽，固定在所述下底架 41上的拨轮油缸43，与所述拨轮油缸43相连的拨轮杆44，所述拨轮杆44的一端固定有挡块48，另一端设有固定在所述上轨架42上的挡轮气缸49和与所述挡轮气缸49相连的挡轮块50 ；所述下底架42上还固定有拨轮杆支撑气缸45和与所述拨轮杆支撑气缸45相连的撑杆转轴46，所述撑杆转轴46上固定有支撑凸轮47，所述支撑凸轮47位于所述拨轮杆44 的下方能够支撑所述拨轮杆44。横梁1上装有伺服电机驱动的直线滑台，直线滑台通过测量头连接架带动轴颈测量装置4沿轮对轴向运动，实现轴颈几个不同截面直径的测量及轴颈长度测量。立柱2主要作用是支承横梁及轮对定位装置。主要零件有立柱本体1、标定环安装板、固定座、调整螺钉、盖板。底座3连接地基，在立柱2下面，作用是支承立柱2及轮对举升装置5。它与立柱 2、横梁1连接一体，形成一个封闭的龙门架，加强了设备的刚性和稳定性。轴颈测量装置4有两个测量装置装于横梁1下面，两立柱2之间，通过连接架与直线滑台上滑板连接。两装置各自测量两端轴颈几个截面的直径尺寸及轴颈长度尺寸。为实现直径尺寸测量，每个测量装置分别装有两个高精度磁栅尺，两个磁栅尺测头由步进电机驱动，沿车轴径向相向运动，测量头接触轴颈外圆后不再运动，此时磁栅尺运动距离即为测量值。两磁栅尺同时测量轴颈同一截面、周向相距180°两点，得出两数据。通过计算机将两数据的差值与标准数值比较即可得出直径测量值。由于采用了相对测量原理，大大降低了设备及测量装置精度带来的测量误差，测量精度达到0. 004mm。测量头还可以在轴颈的任意指定截面停留，进行测量和采集数据。为实现轴颈长度尺寸测量，在本实用新型中， 首次采用激光位移传感器进行测量，装在安装板上的传感器在随直线滑台沿轮对轴向运动时，扫描轴颈的上母线，即可得出滑台每一座标点数值(轮对轴向)所对应的激光测距数值(轮对径向)，再通过计算机运算处理，可得出轴颈长度数值(轮对轴向)。预检位拨轮装置7沿轮对输送方向安装，与横梁1垂直。由上工序输送来的轮对进入预检位部件，在上轨架上运动，此时拨轮油缸43驱动拨轮杆44至水平位置，拨轮杆支撑气缸45撑杆转轴46带动一个支撑凸轮47向上旋转至顶住拨轮杆的位置，使拨轮杆44 在支承轮对时能够保持水平位置。拨轮杆44上的挡块48挡住轮对，实现轮对粗定位。当轮对到位后，油缸43活塞杆回缩到头，拨轮杆44逆时针方向旋转，使轮对落入上轨架定位槽中，实现轮对精定位。在轮对落轮过程中，挡轮装置气缸49带动挡轮块50旋转挡住由于惯性向后运动的轮对，保证轮对准确定位。轮对定位后，通过传感器判断两端轴颈是否有轴承(以此作为换向机构换向的依据)，并等待检测。当收到计算机指令后，支撑气缸45带动支撑凸轮47向下旋转，与拨轮杆脱离接触，拨轮油缸43活塞杆伸出到头，拨轮杆44顺时针旋转，推动轮对进入检测位。检测位拨轮装置8与预检位前后对接，并从由横梁、立柱、底梁组成的龙门架中穿过。它在结构上与工作原理上与预检位拨轮部件基本相同。但在工作流程上不同，轮对精定位后，下一步将由举升装置将轮对举升并进行检测。检测后，举升装置再将轮对放回原位。 最后，检测位拨轮杆再将轮对推出，结束检测工作。此外，为了能够检测轴颈不同周向的直径尺寸，检测位有两个转轮驱动装置，分别驱动两端轮对。当完成一个周向截面检测后，转轮气缸活塞杆伸出，通过转臂带动两个驱动轮抱住轮对轮缘，装置的伺服电机通过链轮、链条使驱动轮旋转，驱动轮的摩擦力使轮对旋转，以便进行下一个周向截面检测。上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。
权利要求1.一种大功率机车轴颈尺寸自动测量机，其特征在于包括底座、固定在所述底座两侧的立柱，固定在两个所述立柱上的横梁，固定在地基上的预检位拨轮装置，固定在所述底座上的检测位拨轮装置，固定在底座两端的轮对举升装置，固定在所述两个立柱上的轴颈检测标定装置，安装在所述横梁上的可移动的轴颈测量装置。
2.根据权利要求1所述的大功率机车轴颈尺寸自动测量机，其特征在于所述轴颈测量装置包括门形安装板，固定在所述安装板中间的激光位移传感器，固定在所述安装板两侧的对称分布的测量件；所述测量件包括固定在所述安装板上的步进电机、接近传感器、支架、螺母座和直线导轨，与所述步进电机相连的丝杠，并与所述螺母座相配合，所述丝杠通过差动板与连接块相连，所述连接块与所述直线导轨相配合，所述支架上固定有磁栅尺，所述连接块通过牵引片与所述磁栅尺的测量头相连。
3.根据权利要求1或2所述的大功率机车轴颈尺寸自动测量机，其特征在于所述预检位拨轮装置，包括固定在所述地基上的下底架和位于所述下底架上的上轨架，所述上轨架的中间设有定位槽，固定在所述下底架上的拨轮油缸，与所述拨轮油缸相连的拨轮杆，所述拨轮杆的一端固定有挡块，另一端设有固定在所述上轨架上的挡轮气缸和与所述挡轮气缸相连的挡轮块；所述下底架上还固定有拨轮杆支撑气缸和与所述拨轮杆支撑气缸相连的撑杆转轴，所述撑杆转轴上固定有支撑凸轮，所述支撑凸轮位于所述拨轮杆的下方能够支撑所述拨轮杆。
4.根据权利要求3所述的大功率机车轴颈尺寸自动测量机，其特征在于所述测量位拨轮装置与所述预测位拨轮装置结构相同。
专利摘要本实用新型提供了一种实现HXN系列大功率机车轮对轴颈的自动测量的大功率机车轴颈测量机，包括底座、固定在所述底座两侧的立柱，固定在两个所述立柱上的横梁，固定在地基上的预检位拨轮装置，固定在所述底座上的检测位拨轮装置，固定在底座两端的轮对举升装置，固定在所述两个立柱上的轴颈检测标定装置，安装在所述横梁上的可移动的轴颈测量装置。本实用型新型的大功率机车轴颈测量机，结构具有足够的强度和刚性及良好的稳定性和可靠性；具有足够的强度，又减轻了重量，降低了制造成本。
文档编号G01B11/02GK202229735SQ20112030804
公开日2012年5月23日 申请日期2011年8月23日 优先权日2011年8月23日
发明者刘健, 李印戈, 王利群, 王志全 申请人:北京新联铁科技发展有限公司