专利名称：铁路列车车轮擦伤故障检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种铁路列车车轮擦伤故障检测装置，它是利用运行中车轮擦伤面与钢轨之间产生的撞击而造成对钢轨的冲击振动，该振动信号靠安装在钢轨外侧的测振传感器将接收的振动信号转变为电信号来实现车轮擦故障的检测。
当列车在紧急制动时或制动系统发生故障时，列车车轮因闸瓦的作用而不能转动时，容易造成车轮与钢轨之间的滑动磨擦，滑动磨擦产生的擦伤面在车轮转动时，就对钢轨产生了撞击，它严重地损害了钢轨线路车辆的轴承和车架及货物，容易造成车辆的燃轴、断轴及车架开裂等事故的产生。我国铁路目前对列车车轮踏面擦伤故障的检测，主要是采用人工听振动声大小的方法来判断车轮是否擦伤。该方法人员劳动强度大，准确率低，而且效率不高。
本实用新型的目的是针对现有技术的不足而研制的一种铁路列车车轮擦伤故障检测装置，它不仅可以自动检测列车车轮擦伤故障，而且还可以自动记录列车轴数、自动记录故障轴位。根据需要也可以调整故障振动力的大小。
本实用新型是这样实现的该装置包括微机，控制箱和在钢轨1的基座两侧安装的卡具5和卡具7，螺栓6将卡具5和7紧固在钢轨1上，螺栓4将卡具5基座上装着的磁感应器2紧固在钢轨1的一侧面上，螺栓18将卡具15和卡具16紧固在钢轨1上，其中，在卡具15的上平面上固定有两个φ12m，间距为60mm，斜度为75°的螺栓8，方铁10中间有一圆孔，在该孔的对称位置上有两个圆孔13，其位置和两个螺栓8一一对应，方铁10靠穿装在两个螺栓8上的螺母9固定在钢轨1承载鞍的一侧底面上，测振传感器11靠环氧树脂12固定在方铁10中间的圆孔内。在钢轨1的内侧安装有4个磁感应器1＃、2＃、3＃和4＃，2＃、3＃、4＃3个磁感应器等距离安装在钢轨1的内侧，2＃与3＃磁感应器构成车轮前半周检测区域，3＃与4＃磁感应器构成车轮后半周检测区域，1＃磁感应器安装在距检测区域车辆换长的3倍的位置上。在钢轨1的外测等距离对称安装着8个测振传感器YD1－YD8，其中在车轮前半周检测区域内等距离对称安装着4个测振传感器YD1－YD4，在车轮后半周检测区域内等距离对称安装着另外4个测振传感器YD5－YD8。
本实用新型也可以是这样实现的测振传感器YD1－YD8采用的是压电式加速度传感器。
本实用新型的积极效果是1、该装置自动化程度高，对故障的检测准确率高，它不仅操作简单，使用方便，而且还可减轻人员的劳动强度。
2、该装置对环境适应性强，使用该装置可避免车辆的燃轴，断轴及车架开裂等事故的发生。
图1是本实用新型的测振传感器安装示意图。
图2是本实用新型图1的侧视图。
图3是本实用新型的磁感应器安装示意图。
图4是本实用新型的安装示意图。
图5是本实用新型的电路方框图。
图6是本实用新型的电路原理图。
图7是本实用新型的电路原理图。
图8是本实用新型磁感应器控制车轮检测的示意图。
其中1、钢轨2、磁感应器3、出线口4、螺栓5、卡具6、螺栓7、卡具8、螺栓9、螺母10、方铁11、测振传感器12、环氧树脂13、圆孔14、信号线15、卡具16、卡具18、螺栓1＃、2＃、3＃、4＃为磁感应器YD1－YD8为测振传感器。
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1、2、3、4、8所示。铁路目前使用的车轮最大直径为915mm，圆周长为2873mm，车辆的两根轴之间的固定距离为1580mm，由于受两轴之间的距离限制，对车轮圆周长的检测要分两次进行检测，才能完成全过程。该装置将车轮圆周长分为车轮前半周检测区域和车轮后半周检测区域，每个区域的距离大于车轮周长的一半而小于车轮的固定轴距，每个区域为1440mm。图4中所示的1＃、2＃、3＃、4＃磁感应器即为在卡具5基座上装着的磁感应器2，图4所示的YD1－YD8测振传感器即是靠环氧树脂固定在方铁10中间的圆孔内的测振传感器11。图4所示的1＃－4＃磁感应器是按照图3的结构安装在钢轨1的内侧，2＃、3＃、4＃为等距离安装，1＃磁感应器安装在距检测区域车辆换长的3倍的位置上，它为控制箱提供电源。图4所示的测振传感器YD1－YD8是按照图1、2的结构对称安装在钢轨1的外侧。2＃与3＃磁感应器构成车轮前半周检测区域，3＃与4＃磁感应器构成车轮后半周检测区域，在每个检测区域内等距对称安装着4个测振传感器。2＃磁感应器为车轮前半周区域的开启信号源，3＃磁感应器为车轮前半周区域的关闭门信号源及车轮后半周区域的开启信号源，4＃磁感应器为车轮后半周区域的关闭门信号源，车轮计数信号源及故障车轮轴位信号源。由图8所示可知该装置在车轮前半周区域和车轮后半周区域可同时对两个车轮进行检测，即一个车轮的前半周在车轮前半周区域内检测完毕后，在进行车轮后半周检测的同时，车轮前半周区域可对另外一个车轮进行检测，对每个车轮的检测互不干扰。
结合图4、5、6、7、8详细描述本实用新型的工作原理。
列车经过该检测区域，当车轮压上1＃磁感应器时，其输出的电压信号经ICI放大，IC2整形，向延时电路(R3、C2)中的电容C2充电，随着电压的不断上升，使三极管BG1、BG2饱和导通，继电器J吸合，此时＋12V、－12V、＋5V电源经触点J－2、J－3、J－1向电路供电。当列车通过1＃磁感应器后，延时电路延时30秒后自动断电，继电器J释放，为下一趟列车做好准备。
当车轮压上2＃磁感应器时，其输出的电压信号经IC3放大、IC4整形，输入到(IC6)控制器(1)的输入端，控制器(1)的输出端输出信号，将(IC5、IC10)寄存器(1)的控制门打开，接收车轮前半周区域内的测振传感器YD1－YD4传来的振动信号，实现对列车两侧的车轮进行检测。当车轮的踏面某部位有擦伤时，它对钢轨产生的冲击振动，使临近的测振传感器输出一定大小的电信号，如果测振传感器YD1接收到振动信号，它将其转换为电信号经BG3和IC21放大，送至电平检出器(IC22、IC23、IC24)，由给定的标定值与振动信号进行比较，超过标定值的振动信号可以通过，没有超过标定值的信号不能通过(该电平检出器的标定值在3.5－8.5V之间任意设定，由电位器W6进行调整。该标定值是根据车轮擦伤面的大小，即冲击力的大小统筹进行设定的)。经过电平检出器的振动信号，经电平转换器IC25，将高于＋5V以上的振动信号，压低为＋5V(以利于和后面的电路相连接)，然后将信号送至混合器IC26(车轮的半个周长上可能有几个擦伤面，会产生几个振动信号，测振传感器YD1－YD4都可能输出振动信号)，经混合器IC26后输出振动信号到(IC6、IC10)寄存器①的输入端，(IC6、IC10)寄存器①的输出端将振动信号送至锁存器(IC14)中，故2＃磁感应器完成了为车轮前半周区域开启信号源的任务。
当车轮压上3＃磁感应器时，其输出的电压信号经IC7放大，IC8整形。经IC8整形后的电压信号，一路到(IC9)控制器②的输入端，使控制器②的输出端输出信号，将锁存器IC14的控制门关闭，将车轮前半周的信号进行锁存；另一路电压信号使(IC5)控制器①复位，其输出的电压信号将(IC6、IC10)寄存器①的控制门关闭，为下一车轮检测做好准备；第三路电压信号到(IC15)控制器③的输入端，使(IC15)控制器③输出的电压信号将(IC16、IC17)寄存器②的控制门打开，使其接受车轮后半周区域内的振动信号。次时车轮后半周区域内的测振传感器YD5－YD8工作，对列车两侧车轮的后半周进行检测，当车轮某部位有擦伤时，其产生的冲击振动使临近的测振传感器YD5－YD8中的某一个传感器接受，输出一定大小的电信号，经放大器放大，到电平检出器经电平转换到混合器IC27，然后将振动信号送至(IC16、IC17)寄存器②的输入端，其输出端将信号送至混合器IC18，该信号与锁存器IC14输出的车轮前半周的振动信号汇合，合并为一个车轮的振动信号，由混合器IC18将该信号送至符合门IC19的输入端，故3＃磁感应器完成了为车轮前半周区域的关闭门信号源及车轮后半周区域的开启信号源的任务。
当车轮压上4＃磁感应器时，其输出的电压信号经IC11放大、IC12整形。经IC12整形后的电压信号一路直接送入微机，做为列车轴数存储；另一路到符合门IC19的输入端与振动信号进行符合，符合后的振动信号由反相器IC20反相后送入微机进行振动故障轴位存储；第三路由脉冲延迟电路(由IC13、C6、R11组成)，将信号延迟50毫秒，送至(IC9)控制器②的复位端，使控制器②复位，其输出端输出的信号将锁存器IC14的控制门打开，接受车轮前半周区域的振动信号，故4＃磁感应器完成了为后半周区域的关闭门信号源，车轮计数信号源，故障车轮符合信号源。当列车通过后，计算机将列车总轴数，故障轴位及年、月、日、时、分由打印机打印出来，并发出语言提示。
权利要求1.一种铁路列车车轮擦伤故障检测装置，它包括微机，控制箱和在钢轨(1)的基座两侧安装的卡具(5)和卡具(7)，螺栓(6)将卡具(5)和(7)紧固在钢轨(1)上，螺栓(4)将卡具(5)基座上装着的磁感应器(2)紧固在钢轨(1)的一侧面上，螺栓(18)将卡具(15)和卡具(16)紧固在钢轨(1)上，其特征在于a、在卡具(15)的上平面上固定有两个φ12m，间距为60mm，斜度为75°的螺栓(8)，方铁(10)中间有一圆孔，在该孔的对称位置上有两个圆孔(13)，其位置和两个螺栓(8)一一对应，方铁(10)靠穿装在两个螺栓(8)上的螺母(9)固定在钢轨(1)承载鞍的一侧底面上，测振传感器(11)靠环氧树脂(12)固定在方铁(10)中间的圆孔内，b、在钢轨(1)的内侧安装有4个磁感应器1#、2#、3#和4#，2#、3#、4#3个磁感应器等距离安装在钢轨(1)的内侧，2#与3#磁感应器构成车轮前半周检测区域，3#与4#磁感应器构成车轮后半周检测区域，1#磁感应器安装在距检测区域车辆换长的3倍的位置上，c、在钢轨(1)的外侧等距离对称安装着8个测振传感器YD1-YD8，其中在车轮前半周检测区域内等距离对称安装着4个测振传感器YD1-YD4，在车轮后半周检测区域内等距离对称安装着另外4个测振传感器YD5-YD8。
2.根据权利要求1所述的铁路列车车轮擦伤故障检测装置，其特征在于测振传感器YD1－YD8采用的是压电式加速度传感器。
3.根据权利要求1所述的铁路列车车轮擦伤故障检测装置，其特征在于每个检测区域大于车轮周长的一半，而小于车轮的固定轴距。
专利摘要一种铁路列车车轮擦伤故障检测装置其特征是它包括微机和控制箱及在钢轨的内侧安装的4个磁感应器，其中文档编号G01H11/00GK2170887SQ93222880
公开日1994年7月6日 申请日期1993年8月30日 优先权日1993年8月30日
发明者何振芳, 杨根全 申请人:郑州铁路分局郑州北车辆段