专利名称：一种机车轴端速度传感器的新型传动方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明是一种应用于铁路机车轴端光电速度传感器的新型传动方法与装置。用此方法与装置构成的机车轴端光电速度传感器可以普遍应用于使用轴端光电速度传感器的电力，内燃机车的各种车型。对各种速度系列的机车和目前投入使用的高速铁路机车也有广泛的适用性。
背景技术：
目前，我国铁路系统正在使用的韶山系列与和谐号系列各种电力机车和东风系列各种内燃机车，为了检测和有效控制机车动力轮对的转速，发挥最大驱动效能，普遍在轮对轴端安装使用轴端光电速度传感器。随着列车运行速度和安全性要求的提高，对轴端速度传感器可靠性与使用寿命都提出了越来越高的要求。目前已经投入使用的轴端光电速度传感器仍然存在可靠性弱，使用寿命低，维护维修工作量大，速度信号检测精度不足等问题。通过对目前轴端光电速度传感器产品的结构分析，和对大量维修传感器故障现象统计与研究可知，目前轴端速度传感器可靠性差的主要原因是:传动机构与装置的寿命较低，损坏量大，传动不可靠，信号传递精度不足。本发明就是一种机车轴端速度传感器的新型传动方法与装置。
发明内容
一种机车轴端速度传感器的新型传动方法与装置，是一种运用减少约束自由度的浮动传动原理，采用滚动接触减摩措施，以传动叉、吸合磁环和滚子传动拨杆结构，实现在机车轴有较大轴向窜动和径向跳动量条件下的可靠传动方法与装置。包括:传动叉、吸合磁环、传动拨杆、传动拨杆滚子套、传感器轴、传感器。通过吸合磁环(见图2-3)和传动叉柄将传动叉(见图2-4)与机车轴端连接，并将机车轴(见图2-24)的转动速度通过滚子传动拨杆(见图2-6)传递给传感器轴(见图2-7)。从而在大功率机车轴相对机体发生轴向窜动和径向跳动的条件下，可靠实现将机车轴的转动速度传递给传感器轴。同时在传感器中采用了三段同心结构的转轴，有效提高传感器轴和码盘的旋转精度。
附图结合实施实例说明本发明的具体原理和结构:附图为本发明实例装置的剖面图和零部件图。图中标号标明零部件。其中:图1是传动结构的安装剖视图。其中I是机车轴，2是吸合磁环，3是传动叉，4是传动拨杆滚子，5是传动拨杆，6是传感器轴，7是传感器。图2是传动结构和传感器安装剖视图。其中I是片状弹簧安装螺钉，2是片状弹簧，3是吸合磁环，4是传动叉，5是传动拨杆滚子，6是传动拨杆，7是传感器轴，8是机车轴承箱盖，9是传感器电缆保护套接头，10是传感器轴承压盖，11是传感器本体，12是衬套，13是码盘支承法兰，14是码盘，15是码盘压盖，16是码盘压盖螺钉，17是传感器后盖，18是光电转换模块，19是传感器轴承，20是轴承螺母，21是轴承盖密封圈，22是传动拨杆开口销，23是传动拨杆螺母，24是机车轴。图3是传动叉结构的零件图。图4是滚子传动拨杆部件图。图5是传感器轴，码盘轴向支承法兰，码盘压盖三个零件的放大图。图6是传感器轴、码盘支承法兰、码盘、码盘压盖的安装结构放大图。图7是传动叉与安装工具图。
具体实施例方式一种机车轴端速度传感器的新型传动方法与装置，运用减少约束自由度的浮动传动原理，采用滚动接触减摩措施，以传动叉、吸合磁环和滚子传动拨杆结构，实现在两个自由度较大浮动量条件下的高可靠性传动的方法与装置。包括:传动叉、吸合磁环、传动拨杆、传动拨杆滚子套、传感器轴、传感器。传动叉(见图2-4)通过吸合磁环(见图2-3)和传动叉柄将传动叉与机车轴端连接，并将机车轴(见图2-24)的转动速度通过滚子传动拨杆(见图2-6)传递给传感器轴(见图2-7)。从而在大功率机车轴相对机体发生轴向窜动和径向跳动的条件下，可靠实现将机车轴的转动速度传递给传感器轴。传动叉具体结构见图3，由叉柄，圆形传动叉座和套状叉瓣组成。叉柄的截面为方形，表面设置凹槽，在叉柄凹槽内安装片状弹簧。传动叉通过叉柄装入机车轴端的方孔内，并由装在传动叉柄上的一组片状弹簧与机车轴端的方孔接触，保证传动叉中心线与机车轴中心线基本保持同心并平行。而传动叉的圆形叉座设置环状凹台面，内装钕铁硼强磁材料制作的吸合磁环，由于传动叉和机车轴都是由钢材等黑色色金属制造，所以通过这个吸合磁环就可以将传动叉与机车轴端进行可靠轴向连接。因此安装后的传动叉随机车轴运动。传动叉的套状叉瓣是在圆形套上开有4-6条拨叉槽口，形成传动叉瓣。并在开口处设置较大倒圆半径的敞口，以便于传感器安装时，滚子传动拨杆顺利进入传动叉槽口。在速度传感器装入机车轴端的轴承箱盖时，传感器的滚子传动拨杆就嵌入传动叉瓣的槽口。在机车轴转动时，由传动叉瓣的槽口带动传动拨杆和速度传感器轴随机车轴同速转动。由于在传动叉内径方向和套装叉瓣槽口长度方向都留有足够的空间，所以当机车轴带动传动叉轴向窜动运动时，滚子拨杆就相对传动叉在槽口内做轴向运动。同样，当机车轴有径向跳动运动时，滚子传动拨杆就相对传动叉做径向运动。传动叉的最大外径必须小于机车轴承箱盖的传感器安装孔径，以保证传动叉装入。传动叉套叉瓣处的外径为34mm，内径为26mm，内径与传感器轴之间径向空间不小于6-8_，保证径向浮动量。传动叉瓣的槽口长度应大于机车轴向最大窜动量(约为20mm)的二倍以上，保证机车轴在最大轴向窜动位置时仍能带动滚子传动拨杆可靠传递转动。一般轴向的单向浮动空间不小于20-24mm。为保证机车轴在轴向窜动时传动叉不与传感器发生干涉，传动叉端面与传感器轴承盖之间应留有24_以上的空间。为便于传动叉从轴承盖孔顺利装入机车轴端，在传动叉内留有安装用螺纹孔(见图3的主视图)。用端部带有螺纹的安装工具，就可将传动叉顺利装入或拆除。吸合磁环由钕铁硼强磁材料制成，厚度不小于4_，安装在传动叉座的环状凹台面内，由环状凹台面固定径向位置。吸合磁环安装后高度与环状台面平齐，使传动叉座与机车轴端面贴合，保证轴向吸合强度。传动拨杆见图4-6，是一轴类零件。其上以间隙配合装有两段形状尺寸相同的减摩滚子套管。传动拨杆用间隙配合安装在传感器轴左端部的径向孔内，形成十字状传动结构。传动拨杆的长度大于传动叉套装叉瓣的外径，并留有足够的径向跳动预留量。传动拨杆的长度为54mm，大于传动叉套状叉瓣外径20mm，保证机车轴有5_8mm径向跳动量时，传动叉仍能可靠传递转动。滚子套管可以相对传动拨杆转动，从而保证在机车轴发生轴向相对运动时，传动叉瓣槽口与传动拨杆之间是滚动摩擦状态，保证运动的灵活性和传动寿命。传动拨杆的一端为带扁方的凸缘法兰结构，用以限制滚子套管的轴向位置。传动拨杆的另一端为螺纹结构(见图4-23)，在装入滚子套管后安装开口销螺帽和开口销(见图4-22)，保证可靠固定，防止工作中自行脱落。传动叉、传动拨杆、滚子、传感器轴等有相对运动的部位，采用润滑脂进行有效润滑。由于光电码盘的栅缝在码盘径向方向制造，呈放射状布置，所以码盘转动时的径向跳动量对转速信号精度的影响很大。为保证传感器轴的转动精度，减小码盘径向跳动，将传感器轴设计成图5-7的结构。码盘的支承轴颈设置成特殊结构，码盘轴向定位的凸缘法兰另外用螺纹方式安装，这样就可以在制造过程中，将传感器轴的两处安装轴承的轴颈与安装码盘的轴颈在加工中一次磨削完成，保证三个轴径的同轴度。并在码盘轴向支撑法兰上设置凹台面(见图5-13)，可以使法兰安装后对码盘的轴向支撑面位置在传感器轴的码盘支撑轴颈以内，保证码盘的径向和轴向支撑定位的可靠性。传感器的轴承采用双层轴承螺母进行轴向安装固定，并由此轴承螺母调整轴承间隙(见图2-20)。为防止机车轴承箱内的污染物进入传感器，传感器轴承盖(见图2-10)的内部密封由两层密封圈组成，外部的是油毡类防尘密封圈，内部是带簧橡胶密封圈(见图2-21)。保证传感器内部的清洁。传感器安装分两步进行，先将专用安装工具(见图7)的螺杆部分旋入传动叉，并用安装工具将传动叉柄装入机车轴端的方孔内，在保证传动叉座面与机车轴端面贴合，吸合磁环有效吸合后将安装工具旋出。然后将传感器本体装入机车轴承盖上的传感器安装孔，注意将传动拨杆对准传动叉瓣槽口，并用四个螺栓固定。
权利要求
1.一种机车轴端速度传感器的新型传动方法与装置，包括:传动叉、吸合磁环、传动拨杆、传动拨杆滚子套、传感器轴、传感器，所述的传动叉通过叉柄利吸合磁环与机车轴端连接并随机车轴运动，传动拨杆安装在传感器轴的端部并嵌入传动叉的套状叉瓣中，由传动叉带动随机车轴转动，其特征在于传动叉随机车轴发生轴向窜动和径向跳动的同时，仍能将机车轴的转动传递给只能转动的传感器轴。
2.如权利要求1所述的机车轴端速度传感器的新型传动方法与装置，其特征在于传动叉由方截面叉柄、圆形叉座和套状叉瓣组成，方截面叉柄装入机车轴端的方孔内与机车轴端连接，在圆形叉座上设置环状凹台面，用以装入和固定吸合磁环，内部设置安装螺孔，整体由钢材(黑色金属)制造。
3.如权利要求1所述的机车轴端速度传感器的新型传动方法与装置，其特征在于传动叉套状叉瓣在内径与传感器轴之间留有足够的径向跳动空间，传动叉瓣在长度方向给传动拨杆留有足够的轴向运动空间，传动叉与传感器之间留有足够的运动空间，叉瓣数为2、4、6，并在叉口处留有大半径圆弧倒角，以便传动拨杆顺利装入。
4.如权利要求1所述的机车轴端速度传感器的新型传动方法与装置，其特征在于，吸合磁环由钕铁硼强磁材料制成，安装在传动叉座的环状凹台面内，高度与环状台面平齐，并通过磁环将传动叉与机车轴进行轴向吸合连接。
5.如权利要求1所述的机车轴端速度传感器的新型传动方法与装置，其特征在于，传动拨杆直径小于传感器轴，并通过一径向孔与传感器轴端部呈十字状安装连接，传动拨杆的长度大于传动叉套装叉瓣的外径，并留有足够的径向跳动预留量。
6.如权利要求1所述的机车轴端速度传感器的新型传动方法与装置，其特征在于，传动拨杆外套装减摩滚子，组成滚子传动拨杆，将传动叉与传动拨杆之间的轴向滑动摩擦变为滚动摩擦。
7.如权利要求1所述的机车轴端速度传感器的新型传动方法与装置，其特征在于传感器轴上的码盘支承和安装外径处的法兰由螺纹连接另外安装，不制成一体结构，使码盘支承轴颈与轴承安装轴径能在一次磨削中加工出来，保证三个轴径的同轴精度，减小码盘转动的径向跳动量。
8.如权利要求1所述的机车轴端速度传感器的新型传动方法与装置，其特征在于码盘支承法兰上设置凹台面，保证码盘的轴向位置处于码盘支承轴径上。
全文摘要
本发明是一种应用于铁路机车轴端速度传感器的新型传动方法与装置。运用减少约束自由度的浮动传动原理，采用滚动接触减摩措施，以传动叉、吸合磁环和滚子传动杆结构，实现在两个自由度较大浮动量条件下的可靠传动方法与装置。包括传动叉、吸合磁环、传动拨杆、传动拨杆滚子套、传感器轴、传感器。传动叉通过叉柄和吸合磁环与机车轴端连接并随机车轴运动，滚子传动拨杆安装在传感器轴的端部并嵌入传动叉的套状叉瓣中，由传动叉带动随机车轴转动。从而在大功率机车轴相对机体发生轴向窜动和径向跳动的条件下，将机车轴的转动速度可靠传递给传感器轴。同时在传感器中采用了三段同轴的结构，有效提高旋转精度。
文档编号G01P1/00GK103163313SQ201310028580
公开日2013年6月19日 申请日期2013年1月16日 优先权日2013年1月16日
发明者屈圭 申请人:广东技术师范学院