一种用于轨道台车的具有自动升降功能的行进轮机构的制作方法

本发明涉及一种行进轮机构，具体涉及一种具有自动升降功能的行进轮机构，属于机械设计技术领域。

背景技术：

某型设备需要进行一系列环境试验，试验前将该型设备通过吊车放置在轨道台车上，而后将轨道台车沿着工字型轨道被运输至不同的环境试验箱特定位置进行相应试验，以考核该设备的耐环境功能和性能。

由于该型设备重量大，同时在试验过程中需要长时间高速持续调转该设备，因而惯性冲击力很大；同时在试验过程中需要频繁地将载有试验设备的轨道台车行进到相应的位置。行进到位后如不能在轨道台车和工字型轨道之间安全可靠地紧固限位，试验中的冲击力将有可能导致轨道台车在工字型轨道上来回运动，从而对试验检测设备及试验设备本身都有很大的冲击损坏的风险；同时要求轨道台车能在工字型轨道上方便可靠快速地行进。

现有的轨道台车和工字型轨道间刚性紧固采用轴向和侧向的紧定螺钉及铁丝相结合的方式，由于轨道台车与工字型轨道间处于小面积接触因而该种紧固方式所需紧定螺钉和铁丝较多，且费时费力且容易造成受力不平衡；同时该轨道台车高度较高，当运转设备时容易导产生较大的偏心力矩。当试验设备质量较轻、转动惯量较小时，该种紧固方式可有效地保障试验的顺利进行；但是当试验设备质量较大、转动惯量较大，同时在试验过程中频繁启制动和长时间高速运转设备时，振动冲击交变力特别大，因而该种连接方式存在试验过程中紧定螺钉容易松动、钢丝断裂的风险，会导致轨道台车和轨道间存在相对运动关系，这种情况将会给试验设备、试验检测设备和参试人员带来很大的安全隐患。同时该种紧固方式操作不便、费时费力、安全可靠性差，同时对工字型轨道和轨道台车本身具有划伤损坏的危险。

同时现有的轨道台车的行进轮结构一般选择充气橡胶轮胎和实心橡胶轮胎，橡胶轮胎适用范围很广，而且橡胶轮胎的价格低。但橡胶轮胎的缺点是尺寸大，使台车的高度较高从而使设备重心位置高，而且橡胶轮胎本身容易受油液的腐蚀、试验环境变化的冲击和高速运转设备时产生的振动冲击交变力的作用，在环境试验全过程中会出现轮胎突然失效。另外橡胶轮胎在工字型轨道上行进时容易出现脱轨。这种情况同样将会给试验设备、试验检测设备和人员带来很大的安全隐患。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种用于轨道台车的具有自动升降功能的行进轮机构，能够实现轨道台车与工字型轨道之间安全可靠地行进、升降和紧固限位。

所述的用于轨道台车的具有自动升降功能的行进轮机构安装在轨道台车上，包括：行进结构、液压升降结构和紧固限位结构；

所述行进结构包括与工字型轨道配合的行进轮；

所述液压升降结构包括用于带动所述行进轮上升或下降，使其与所述工字型轨道脱离或接触的液压油缸；

当所述行进轮与所述工字型轨道接触时，所述轨道台车通过行进轮支撑在所述工字型轨道上，此时轨道台车处于行进状态；当所述行进轮与所述工字型轨道脱离时，所述轨道台车支撑在所述工字型轨道两侧的支撑架上，并通过所述紧固限位结构对轨道台车和支撑架进行紧固限位，此时轨道台车处于紧固限位状态。

所述行进结构还包括：轮轴和行进轮安装支架；所述行进轮通过轴承支撑在所述轮轴上，在所述轴承的两端对其进行轴向限位；所述行进轮采用轨道轮结构；

所述行进轮安装支架底部为倒U型结构，其底部开口端的两侧面分别套装在所述行进轮两侧的轮轴上；所述液压升降结构中液压油缸的活塞杆与所述行进轮安装支架的顶部固接。

所述液压升降结构中的液压油缸为双作用油缸；双作用油缸上的两个油口A口和B口分别通过油管与液压泵站连接，所述液压泵站通过向双作用油缸的A口或B口通压力油，实现双作用液压缸单活塞的双向循环运动，以带动所述行进轮升降；

所述双作用油缸的缸体固定在安装板上，所述安装板通过螺栓垫块与轨道台车的台车主梁连接，并通过螺钉结构及紧固销紧固，从而将该行进轮机构与台车主梁刚性连为一体。

所述液压升降结构还包括用于对所述行进轮的升降起导向作用的导向杆和导向套；所述轮轴的两端分别同轴连接导向套；所述导向杆依次穿过螺纹垫块、台车主梁后与导向套7的内孔滑动配合，所述导向套能够沿着导向杆的轴向移动。

所述紧固限位结构包括两套以上对顶螺母结构，当所述轨道台车支撑在支撑架上时，在其接触面上通过两套以上对顶螺母结构实现二者间紧固限位联接。

有益效果：

(1)该行进轮机构具有操作方便、结构紧凑、加工工艺简单、承重大、行进灵活、不脱轨、不损伤轨道、升降平稳等特点，同时该机构具有行进功能、液压升降功能和紧固限位功能，能够实现轨道台车与工字型轨道之间能安全可靠地行进、升降和紧固限位。

(2)该行进轮机构通过液压泵站向双作用油缸A口或B口供压力油使单活塞伸出或收缩，从而带动行进轮与工字型轨道相接触或脱离，同时使台车主梁与支撑架相分离或接触，并配合对顶螺母结构即可实现轨道台车与工字型轨道二者间处于行进状态或紧固限位状态。

(3)轨道台车行进到位后通过双作用薄型油缸的单活塞带动行进轮从而使得轨道台车与支撑架可靠接触，行进轮与工字型轨道可靠脱离，采用此种方式可以降低了轨道台车的高度从而降低了设备重心位置从而增大试验设备的稳定度，同时使轨道台车与支撑架间大面积接触，结合采用对顶螺母结构即可实现了该轨道台车行进到位后与支撑架方便安全可靠的紧固限位。

(4)该行进轮机构的行进轮采用高强度合金钢材料制作而成的轨道轮结构；在轨道台车上对称采用偶数套(≥4套)该行进轮机构的布局形式，当轨道台车在两条工字型轨道上处于行进状态时，由于行进轮采用轨道轮结构使其正面和侧面同时与工字型轨道相接触，同时结合导向杆的定向作用；因而该行进轮机构具有承重大、行进便捷，同时行进在工字型轨道上不易脱轨。

(5)该行进轮机构与轨道台车装配采取定位销和螺钉结构联接为一体，该种联接方式可方便在轨道台车上将该机构拆卸和装配以便对其进行日常维护保养和试验使用。

附图说明

图1为本发明的具有自动升降功能的行进轮机构在行进状态的主视图；

图2为本发明的具有自动升降功能的行进轮机构的右视图；

图3为本发明的具有自动升降功能的行进轮机构的俯视图；

图4为行进结构中卡环连接处的局部剖视图；

图5为本发明的具有自动升降功能的行进轮机构紧固限位状态的主视图。

其中：1-工字型轨道、2-支撑架、3-行进轮、4-止动垫圈、5-圆螺母、6-卡环、7-导向套、8-轮轴、9-弹性挡圈、10-角接触球轴承、11-台车主梁、12-行进轮安装支架、13-螺纹垫块、14-安装板、15-导向杆、16-双作用油缸、17-液压泵站、18-紧固销、19-对顶螺母结构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本实施例提供一种用于轨道台车的具有自动升降功能的行进轮机构，该机构具有操作方便、结构紧凑、加工工艺简单、承重大、不脱轨、行进灵活、不损伤轨道、升降平稳等特点，能够实现轨道台车与工字型轨道之间能安全可靠地行进、升降和紧固限位。

如图1和图2所示，该具有自动升降功能的行进轮机构包括：行进结构、液压升降结构和紧固限位结构；与之配合的为工字型轨道1。

其中行进结构包括：行进轮3、轮轴8和行进轮安装支架12。轮轴8选材为40Cr调质材料，该调质材料具有良好的综合力学性能、低温冲击性和较高的疲劳强度。行进轮3通过GB/T292-1994角接触球轴承10支撑在轮轴8上，角接触球轴承10的一端通过GB/T854圆螺母止动垫圈4和GB/T812圆螺母5进行轴向限位，另一端通过轮轴8上的轴肩进行轴向限位，从而保证轮轴8和行进轮3二者之间只有相对滚动。行进轮3采用轨道轮结构，当在两条工字型轨道1上对称成对使用时，可确保轨道台车在两条工字型轨道1上行进时不脱轨且不损伤轨道。且行进轮3为采用高强度合金钢42CrMo调质材料制作而成的轨道轮结构，该合金钢结构钢调质后有较高的疲劳强度和抗多次冲击能力，低温冲击韧度良好；因而该行机构具有升降平稳，承重大，结构紧凑的特点。

行进轮安装支架12底部为倒U型结构，其开口端的两侧面为半圆形结构(该种结构形式是为了轮轴8的安装)，分别套装在行进轮3两侧的轮轴8上，使行进轮3位于行进轮安装支架12的倒U型结构内部。轮轴8上行进轮安装支架12半圆形结构的相对端套装通过40Cr调质材料制作而成的半圆形卡环6，并通过螺钉紧固，实现对轮轴8的径向限位，并在轮轴8上行进轮安装支架12的外侧采用GB/T894.1A型轴用弹性挡圈9对行进轮安装支架12进行轴向限位，如图4所示。

液压升降结构包括：双作用薄型油缸16、液压泵站17、耐磨导向套7和导向杆15。双作用薄型油缸16的活塞杆通过螺纹结构与行进轮安装支架12的顶部连接，该双作用薄型油缸16具有体积小、长度小和行程小的特点。双作用薄型油缸16的缸体通过螺钉结构与安装板14相联接，从而固定在安装板14上，安装板14通过螺栓垫块13与台车主梁11连接，并通过螺钉结构及GB/T119.1紧固销18紧固，从而将该行进轮机构与台车主梁11刚性连为一体。紧固销18在本结构中起定位销作用，保证了导向杆15在内孔运动对中从而保证了其导向、防松的作用，同时方便该机构与台车主梁11间的拆卸和装配。台车主梁11采用热轧普通槽钢63×40×4.8-GB/T706-2008做主材焊接而成。该行进轮机构与轨道台车(台车主梁11)装配采取定位销和螺钉结构联接为一体，该种联接方式可方便在轨道台车上将该机构拆卸和装配以便对其进行日常维护保养和试验使用。根据实际工况，可采取多套具有自动升降功能的行进轮机构应用于轨道台车。

轮轴8的两端分别同轴连接耐磨导向套7，轮轴8和通过过盈装配实现连接，其中轮轴8两端铣对称面结构，该种结构方便耐磨导向套7与轮轴8间的安装。与双作用薄型油缸16的活塞杆轴向平行的导向杆15依次穿过螺纹垫块13、台车主梁11后与耐磨导向套7的内孔滑动配合，耐磨导向套7能够沿着导向杆15的轴向移动。耐磨导向套7采用QAL9-4(含铁铝青铜)材质制作而成，有高的强度、减摩性和良好的耐腐蚀性，特别适合该试验环境下使用。该导向杆15为行进轮3与工字型轨道1之间的接触和脱离过程起导向作用，从而保证行进轮3与工字型轨道1间能安全可靠地实现接触和脱离；同时结合行进轮3的轨道轮结构可保证行进轮3在工字型轨道1上行进正常且不脱轨；同时该结构有效地起到了双作用薄型油缸16与行进轮安装支架12间螺纹联接的防松效果。

令双作用薄型油缸16两个腔体的油口分别为A口和B口，双作用薄型油缸16的A口和B口分别通过油管与液压泵站17相连接，液压泵站17能够向双作用薄型油缸16的A口或B口通压力油，从而实现双作用薄型液压缸16单活塞的双向循环运动，以带动行进轮3升降。在本实例的轨道台车中共采用四套具有自动升降功能的行进轮机构(共用一套液压泵站17)，如图3所示，其中双作用薄型油缸16的单活塞的行程为0～300mm，液压泵站供油压力为10～14MPa。

紧固限位结构包括：支撑架2和四套对顶螺母结构19，工字型轨道1的两侧设置有支撑架2，当行进轮3与工字型轨道1接触时，台车主梁11与支撑架2不接触，此时行进轮机构的重力支撑通过行进轮3支撑在工字型轨道1上；当行进轮3与工字型轨道1逐渐相脱离时，行进轮机构失去支撑，在重力作用下下降，使台车主梁11与支撑架2逐渐相接触，当双作用薄型油缸16的单活塞收缩到位后，台车主梁11和支撑架2之间大面积紧密接触。当台车主梁11和支撑架2之间大面积紧密接触后，在其接触面上通过四套对顶螺母结构19实现二者间紧固限位联接，四套对顶螺母结构19位于台车的四周边缘处方便拆装。如图2所示，对顶螺母结构19中的两个螺母对顶拧紧后，使旋合螺纹间始终受到附加压力和摩擦力的作用，当工作载荷有变化时，该摩擦力仍然存在，该结构简单，特别适用于该轨道台车平稳、低速和重载的固定装置上的联接。而当行进轮3与工字型轨道1二者逐渐接触时，同时台车主梁11与支撑架2逐渐分离，当单活塞伸长到位后试验台车即可在工字型轨道1上方便行进。

该具有自动升降功能的行进轮机构有两种工作状态，分别为行进状态和紧固限位状态：

行进状态：

通过液压泵站17向双作用薄型油缸16的A口供压力油，此时B口用于回油，在压力油作用下活塞逐渐伸出，从而通过行进轮安装支架12带动行进轮3向下移动，使行进轮3和工字型轨道1逐渐接触(移动过程中，导向杆15起导向作用)；同时使台车主梁11与支撑架2逐渐分离；当双作用薄型液压缸16单活塞伸出到位后，即可实现行进轮3与工字型轨道1安全可靠地相接触，同时台车主梁11与支撑架2完全分离，从而以便轨道台车在工字型轨道1上安全可靠的行进，如图1所示。

紧固限位状态：

通过液压泵站17向双作用薄型油缸16的B口供压力油，此时A口用于回油，在压力油作用下活塞逐渐收缩从而使行进轮3向上移动，行进轮3和工字型轨道1逐渐脱离，台车主梁11在重力作用下下沉，逐渐与支撑架2接触。当薄型液压缸16单活塞收缩到位后，即可实现台车主梁11与支撑架2的大面积紧密接触，同时行进轮3与工字型轨道1安全可靠地脱离，最后通过对顶螺母结构19对轨道台车和支撑架2紧固限位，以便后续试验工作，如图5所示。

采用该种结构形式的行进轮机构，在轨道台车行进到位后，通过液压泵站及双作用薄型液压缸带动行进轮降低台车主梁高度以便降低试验设备的重心位置可以增大试验设备的稳定度；同时需紧固时可通过该机构的对顶螺母结构能使台车与支撑架之间快速方便安全可靠地紧固，从而实现台车与支撑架间的紧固限位；当轨道台车需在工字型轨道上行进时即可通过松开该机构的对顶螺母结构快速解除台车与支撑架的刚性连接，并通过液压泵站及双作用薄型液压缸带动行进轮与工字型轨道间接触以便轨道台车行进。同时该机构具有承重大、行进便捷，以便轨道台车行进在工字型轨道上时不脱轨，从而可有效保障试验的正常顺利进行。

综上，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。