动车组车轮轮毂直径检测装置及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明属于轨道车辆轮毂直径检测装置及检测方法领域，具体涉及一种动车组车轮轮毂直径检测装置及其使用方法。
【背景技术】
[0002]CRH380型动车组所采用的M3C型动车车轮和T3C型拖车车轮此前均为进口部件，其轮毂结构具有较高的制造精度和国外的检测方法。如今，该CRH380系列车轮国内已经可以自行生产，但我国尚不掌握国外的同类产品检验方法，因此只能沿袭国内旧有基于通端样板和止端样板的样板检测法对国产的新型CRH380动车组系列车轮轮毂产品进行直径质量检测验收。
[0003]国产的新型CRH380动车组系列车轮的主体结构包括轮辋I和轮毂2，当该车轮沿自身的旋转轴竖直放置时，其结构如图1所示。轮毂2分别包括轮毂外端面2-1和轮毂内端面2-2，轮毂外端面2-1还包括轮毂外端面圆环平面2-1-1和轮毂外端面圆锥面2-1-2。轮毂内端面2-2的结构与轮毂外端面2-1结构相同，但其轮毂内端面圆环平面2-2-1和轮毂内端面圆锥面2-2-2的尺寸均不同于轮毂外端面2-1上对应结构的尺寸。另一方面，轮毂质量的检测关键点则在于，需要分别检测第一径向剖面的外圆半径R1和第二径向剖面的外圆半径R2，其中，所述第一径向剖面是位于轮毂外端面圆环平面2-1-1下方且间距为氏的径向剖面，所述的第一径向剖面的外圆半径&则是轮毂外端面圆锥面2-1-2与第一径向剖面相交所形成的第一投影圆的半径，也即图1中A点绕轮轴的回转半径。所述第二径向剖面则是位于轮毂内端面圆环平面2-2-1上方且间距为H2的径向剖面，所述的第二径向剖面的外圆半径R2则是轮毂内端面圆环平面2-2-1与第二径向剖面相交所形成的第二投影圆的半径，也即图1中B点绕轮轴的回转半径。实际检测时第一投影圆的半径R1不得超过规定的误差范围K1，第二投影圆的半径R2不得超过规定的误差范围K 2。所述距离HpH2，半径Rn R2,误差1、K2等测量参数均是由轮毂图纸的理论设计值所给定的已知量。
[0004]利用旧有的样板检测法进行质量验收检测时，需要制作多种检测样板3。如图2至图3所示，以M3C型动车车轮的轮毂外端面2-1为例，旧有的样板检测法需要针对该轮毂外端面2-1分别制作动车轮毂外端面通端面检测样板3-1和动车轮毂外端面止端面检测样板
3-2，所述动车轮毂外端面通端面检测样板3-1是内侧壁为等腰梯形的薄板，其通端面检测样板的梯形侧壁3-1-2的倾角与轮毂外端面圆锥面2-1-2的理论倾角相同。在通端面检测样板梯形侧壁3-1-2上还设有第一检测点M，所述第一检测点M到通端面检测样板梯形上底边3-1-1的垂直距离是H1，且检测点M沿其自身样板对称轴的回转半径Rl0liax)= R1+!^所述动车轮毂外端面止端面检测样板3-2也是内侧壁为等腰梯形的薄板，其止端面检测样板的梯形侧壁3-2-2的倾角与轮毂外端面圆锥面2-1-2的理论倾角相同。在止端面检测样板的梯形侧壁3-2-2上还设有第二测量点N，所述第二检测点N到止端面检测样板的梯形上底边3-2-1的垂直距离是H5= HJh1，且第二检测点N沿其自身样板对称轴的回转半径Rl0llin)=R1-K10高度间隙Ii1是根据图纸验收标准所给定已知常量。
[0005]在具体应用旧有基于通端样板和止端样板的样板检测法对国产的新型CRH380动车组系列车轮轮毂产品进行直径质量检测验收时，首先使用动车轮毂外端面通端面检测样板3-1对M3C型动车车轮的轮毂外端面2-1进行最大直径超误差检测，如图4至图5所示，直接用动车轮毂外端面通端面检测样板3-1检测M3C型动车车轮的轮毂外端面2-1在第一检测点M处的最大回转直径，并使通端面检测样板梯形上底边3-1-1与轮毂外端面圆环平面2-1-1紧密贴合，此时，若通端面检测样板梯形侧壁3-1-2上的第一检测点M与轮毂外端面圆锥面2-1-2上的检测A点之间存在宽度间隙d(d多O)，即可说明轮毂外端面圆锥面
2-1-2的最大回转半径不大于第一检测点M沿其自身样板对称轴的回转半径R1{nax) = R !+K1，由此可以断定，当前被检测的M3C型动车车轮的轮毂外端面2-1在检测A点处的最大外径没有超过(Ri+K1)的最大误差许可范围。
[0006]此后，还需使用动车轮毂外端面止端面检测样板3-2对M3C型动车车轮的轮毂外端面2-1进行最小直径超误差检测，如图6至图7所示，直接用动车轮毂外端面止端面检测样板3-2检测M3C型动车车轮的轮毂外端面2-1在第二检测点N处的最小回转直径，并使位于止端面检测样板的梯形侧壁3-2-2上的第二测量点N与轮毂外端面圆锥面2-1-2上的检测A点紧密贴合，此时，若轮毂外端面圆环平面2-1-1与止端面检测样板的梯形上底边
3-2-1之间存在宽度间隙Ii1Ch1 > O)，即可说明轮毂外端面圆锥面2-1-2的最小回转半径不小于第二测量点N沿其自身样板对称轴的回转半径Rl0llin)= R1-K1，由此可以断定，当前被检测的M3C型动车车轮的轮毂外端面2-1在检测A点处的最小外径不小于R1-K1的最小误差许可范围。
[0007]当M3C型动车车轮的轮毂外端面2-1在上述的最大直径和最小直径两个位置所进行超误差检测结果均为合格时，才能确认该被检测的轮毂外端面(2-1)的实际直径1?#1确实在R1-K1S Ri则彡!^+!(丨的误差许可范围之内。
[0008]在对M3C型动车车轮的轮毂内端面2-2进行最大直径和最小直径两个位置所进行超误差检测时，其具体的检测方法与前述过程非常类似，其二者差别仅在于，需要重新按照M3C型动车车轮的轮毂内端面圆锥面2-2-2另行制作动车轮毂内端面通端面检测样板3-3和动车轮毂内端面止端面检测样板3-4，并用同样的方法，分别检测和验收轮毂内端面圆锥面2-2-2上B点的回转半径是否满足R3-K2S Raj2^ R 3+K2的误差许可范围。
[0009]由此可见，应用旧有基于通端样板和止端样板的样板检测法对国产的新型CRH380动车组系列车轮轮毂产品进行直径质量检测验收时，即便仅仅针对唯一给定型号的一种M3C型动车车轮，就需要分别制造动车轮毂外端面通端面检测样板3-1、动车轮毂外端面止端面检测样板3-2、动车轮毂内端面通端面检测样板3-3和动车轮毂内端面止端面检测样板3-4共计四种标准样板检具才能较为粗略地测量出M3C型动车车轮的轮毂外端面2-1和轮毂内端面2-2直径是否都在给定的误差范围之内。
[0010]然而在另一方面，CRH380型动车组所采用的T3C型拖车车轮虽然在结构上与M3C型动车车轮相似，但T3C型拖车车轮的轮毂外端面和轮毂内端面直径及其对应的误差标准则均有所不同，为此，在利用旧有基于通端样板和止端样板的样板检测法对T3C型拖车车轮轮毂产品进行直径质量检测验收时，还需按照前述相同的方法另行制造共计四种专门针对T3C型拖车车轮的标准样板检具，并分别检测T3C型动车车轮的第三径向剖面的外圆半径R3和第四径向剖面的外圆半径R4，其中，所述第三径向剖面是位于轮毂外端面圆环平面2-1-1下方且间距为H3的径向剖面，所述的第三径向剖面的外圆半径R3则是轮毂外端面圆锥面2-1-2与第三径向剖面相交所形成的第三投影圆的半径，也即图1中A点绕轮轴的回转半径。所述第四径向剖面则是位于轮毂内端面圆环平面2-2-1上方且间距为H4的径向剖面，所述的第四径向剖面的外圆半径R4则是轮毂内端面圆环平面2-2-1与第四径向剖面相交所形成的第四投影圆的半径，也即图1中B点绕轮轴的回转半径。实际检测时第三投影圆的半径R3不得超过规定的误差范围K3，第四投影圆的半径R4不得超过规定的误差范围K4。所述距离H3、H4,半径R3、R4,误差K3、K4等测量参数均是由轮毂图纸的理论设计值所给定的已知量。
[0011]上述旧有的检测方式导致对于CRH380型动车组所采用的国产化新型M3C型动车车轮和新型T3C型拖车车轮，需要分别制作共计八种样板检具。而使用这些检具对轮毂直径的测量验收工序也