一种轮对轴颈自动测量机的制作方法

本实用新型涉及一种铁路机车和车辆轮对几何尺寸检测装置，尤其是涉及一种轮对轴颈自动测量机。

背景技术：

车辆轮对是车辆检修中的重要互换部件之一，其轴径、防尘座的技术参数状态直接影响车辆的运行和安全，须及时、准确地给予检查测量并提供结果。

目前，几何尺寸测量的方法分为两大类：

第一类是非接触式，如线阵CCD成像、激光位移传感器、电涡流传感器等测量方式。

第二类是接触式，如光栅位移传感器和电感传感器等测量方式。

非接触类方法先进、精度高，有着广阔的应用领域，经过调研我们认为非接触类测量方式用于车辆检修时，由于环境条件，如温度、光线、磁场、非加工面、加工面的表面粗糙度差异大、磨擦挤压面和配合面磨损后尺寸变化大时，其高精度、稳定性、可靠性大打折扣，无法显示其优越的性能。

而接触式测量方式用于车辆检修时，对非加工面、加工面的表面粗糙度的包容性较非接触类测量方式显示出相当的优势，具有较强的抗光电磁干扰能力。

目前轴颈接触式检测装置采用的是杠杆式测臂和点式测子，对测量定位精度要求很高，并且又以轴颈外圆为测量定位基准，而轴颈直径有较大的公差带，就产生了测量定位精度差，从而对轴颈的测量精度产生较大误差影响。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：现有的轴颈的测量采用的是杠杆式测臂和点式测子，测量时精度误差较大，为解决上述问题，提供一种轮对轴颈自动测量机。

本实用新型的目的是以下述方式实现的：

一种轮对轴颈自动测量机，包括机架，机架由床身底座、左右立柱和上横梁组成，左右测量移动悬挂滑台对称安装于上横梁下面左右两端，左右测量部三维浮动装置分别安装于左右测量移动悬挂滑台下方；左右测量定位倒V型块装置用螺栓固定于左右测量部三维浮动装置中央下方，左右轴颈测量装置由螺栓固定于左右测量部三维浮动装置下方和左右测量定位倒V型块装置的外侧，左右防尘板座测量装置由螺栓固定于左右测量定位倒V型块装置内侧；左右测量轴向定位机构由螺栓固定于左右轴颈测量装置外侧面；轮对升起定位装置通过螺栓固定于机架横梁正下方中央处用于轮对升起限位；轮对轴型判断机构固定于轮对升起定位装置上用于轴型判断；左右轴承判断机构安装于机架的左右立柱侧面，左右标准件总成安装于机架床身底座上平面左右两端，紧靠左右立柱内侧，轮对升降总成安装于机架的床身底座上面中央处；轮对托架总成和出轮机构总成安装于床身底座上面及出轮机构总成两侧；轮对轴向定位机构安装于轮对托架总成上；轮对驱动装置固定于轮对升降总成上面。

所述的左右测量部三维浮动装置包括上连接板、悬挂螺栓、涨紧单簧、下连接板、L型连接板；上连接板用螺栓固定在L型连接板上，上下连接板用悬挂螺栓相连，悬挂螺栓和上连接板连接孔之间预留调整间隙用于下连接板的万向调节，悬挂螺栓和下连接板用螺纹孔固定，涨紧弹簧套在悬挂螺栓上用于涨紧上下连接板，三维浮动装置通过L型连接板用螺栓固定在滑块上可上下移动，下连接板通过带有间隙的悬挂螺栓在空间中可以万向调节。

左右测量定位倒V型块装置包括上平板、立板、直线导轨、滑块、气缸Ⅵ、限位块、V型块安装板和V型块，限位块、立板固定在上平板上，直线导轨和气缸Ⅵ固定在立板上，V型块安装板用螺栓固定在滑块上并与气缸Ⅵ活塞头相连接，V型块用螺栓固定在V型安装板下端，当V型块和轴颈外圆接触时，压缩弹簧并利用吊装螺栓和吊装孔间隙进行定自动调整使V型块和轴颈外圆面紧密结合达到高精度定位。

所述机架横梁下方中央的轮对升起定位装置包括座体、轮滚座和限位滚轮，座体用螺栓固定于机架横梁中央下方，轮滚座固定于座体下面板上，限位滚轮通过销轴固定于轮滚座上。

所述轮对轴向定位装置，包括走轮轨、一组进入导向轮和两组带V槽滚轮、滚轮支架，走轮轨横跨机架床身底座安装于地基上，滚轮支架由螺栓固定于走轮轨中央，导向轮固定于滚轮支架上面，带V型槽滚轮固定于走轮轨和滚轮支架之间以便托起轮对。

所述左右轴颈测量装置包括卡钳式测量结构和规格更换机构；规格更换架构包括规格限位块、提升气缸、限位块安装板、小导轨和限位轴销，卡钳式测量结构包括安装横板、安装立板、伸缩气缸、直线导轨Ⅰ、直线导轨Ⅱ、测量臂板和传感器，卡钳式测量结构由直线导轨Ⅰ用螺栓固定于三维浮动装置上，安装横板固定于直线导轨Ⅰ滑块上，安装立板用螺栓固定于安装横板下方，一组直线导轨Ⅱ横向固定于安装立板上，测量臂板固定在直线导轨Ⅱ滑块上可横向移动，传感器固定在测量臂板上用于对轴颈接触式测量，限位轴销固定于测量臂板内侧面用于测量横移限位；规格更换机构由小导轨和提升气缸用螺栓固定于安装立板上，限位块安装板固定在小导轨滑块上由提升气缸推送可以上下沿小导轨运行，规格限位块固定在限位安装板上随限位安装板上下移动，使传感器横移至测量位置。

所述左右标准件总成，包括标准样件、支架座、气缸Ⅳ和直线导轨，气缸Ⅳ固定在机架床身底座上，直线导轨固定在机架立柱内侧面上，支架座下端连接在气缸Ⅳ的活塞杆头部，支架侧面固定在直线导轨滑块上，标准样件固定于支架上面，标准样件用于传感器校零位，当测量机工作前，气缸Ⅳ推送标准样件沿导轨升高至校零位置，轴颈、防尘板座测量传感器用标准样件进行校零位。

所述左右防尘板座测量装置包括卡钳式测量结构，卡钳式测量结构包括两组直线导轨、立安装板、横安装板、两个横移气缸、四组横移导轨、测量臂板、传感器和规格更换限位销轴；规格更换机构包括规格更换气缸、规格更换导轨、规格更换安装板、规格更换块；卡钳式测量结构由直线导轨用螺栓固定于三维浮动装置上，横安装板固定于与两组直线导轨配合的滑块上，立安装板用螺栓固定于横安装板下方，四组横移导轨两两配对横向固定于安装立板上，测量臂板固定在横移导轨滑块上可横向移动，传感器固定在测量臂板上用于对防尘板座直径接触式测量，规格更换限位轴销固定于测量臂板内侧面用于测量横移限位；规格更换机构由规格更换导轨和规格更换气缸用螺栓固定于立安装板上，规格更换安装板固定在与规格更换导轨配合的滑块上由规格更换气推送可以上下沿导轨运行，规格限位块固定在规格更换安装板上随规格更换安装板上下移动，使传感器横移至测量位置。

所述左右测量部轴向定位机构，包括定位板和连接螺栓，定位板用螺栓固定于轴颈测量装置安装横板外侧，当左右测量移动悬挂滑台横向移动时，定位板跟随横移并以轮对轴端为基准轴向定位。

所述左右轴承判断机构，包括安装板、直线导轨、接近开关、伸缩臂板和气缸Ⅴ；安装板固定于机架立柱侧面，直线导轨和气缸Ⅴ用螺栓固定于安装板上，伸缩臂板固定在与直线导轨配合的滑块上并和气缸Ⅴ活塞杆相联，气缸Ⅴ推送伸缩臂板沿直线导轨向内横移通过接近开关来判断轴端是否带有轴承。

相对于现有技术，本实用新型采用接触式测量方式，用于机车和车辆检修时，对非加工面、加工面的表面粗糙度的包容性较非接触类测量方式显示出相当的优势，具有较强的抗光、电磁干扰能力。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是轮对测量时的结构示意图。

图3是左测量部三维浮动装置结构示意图。

图4是左测量定位倒V型块装置示意图。

图5是出轮机构总成结构示意图。

图6是轮对旋转驱动装置结构示意图。

图7是升降总成结构示意图。

图8是轮对升起定位装置结构示意图。

图9是轮对轴向定位装置结构示意图。

图10是左轴颈测量装置结构示意图。

图11是右标准件总成结构示意图。

图12是左防尘板座测量装置结构示意图。

图13是右轴承判断机构结构示意图。

具体实施方式

如图1-图13所示，一种轮对轴颈自动测量机，包括机架，机架由床身底座、左右立柱和上横梁组成。左右测量移动悬挂滑台2、15对称安装于上横梁下面左右两端，左右测量部三维浮动装置3、14分别安装于左右测量移动悬挂滑台2、15下方；左右测量定位倒V型块装置6、11用螺栓固定于左右测量部三维浮动装置3、14中央下方，左右轴颈测量装置5、12由螺栓固定于左右测量部三维浮动装置3、14下方和左右测量定位倒V型块装置6、11的外侧，左右防尘板座测量装置7、10由螺栓固定于左右测量部三维浮动装置3、14下方和左右测量定位倒V型块装置6、11内侧；左右测量轴向定位机构4、13由螺栓固定于左右轴颈测量装置5、12的外侧面；轮对升起定位装置8通过螺栓固定于机架横梁正下方中央处用于轮对升起限位；轮对轴型判断机构9固定于轮对升起定位装置8上用于轴型判断；左右轴承判断机构18安装于机架1的左右立柱侧面，左右标准件总成19、26安装于机架1床身底座上平面左右两端，紧靠左右立柱内侧，轮对升降总成23安装于机架1的床身底座上面中央，轮对托架总成21和出轮机构总成20安装于床身底座上面及轮对升降总成23两侧；轮对轴向定位机构22安装于轮对托架总成21上；轮对驱动装置24固定于轮对升降总成23上面；所有动作通过工控机16下达指令和通过气路总成25提供动力，电源箱17控制进行动作执行。

左右测量定位倒V型块装置6、11以轴颈外圆为基准定位测量取值；

测量时：安装于轮对托架总成21上的轮对轴向定位机构22以车轮内侧面为基准对轮对进行轴向定位，轮对升降总成23举托轮轴中央直径处提升轮对至轮对升起定位装置8的两组定位轮处；安装于机架1左右立柱侧面的左右轴承判断机构18的测杆伸出，测杆上的接近开关判断轮对两端是否带有轴承，有轴承时测量停止，轮对降回原地，无轴承时左右测量移动悬挂滑台2、15由气缸推送向内侧横移，安装于左右轴颈测量装置5、12外侧的左右测量轴向定位机构4、13以轮轴轴端为基准进行轴向定位，然后左右测量部三维浮动装置3、14在气缸推送下下降，左右测量定位倒V型块装置6、11的定位V型块落在轴颈外圆面上端进行测量定位，左右防尘板座测量装置7、10在气缸推送下横移并以轴肩为基准通过左右防尘板座测量装置7、10上自带靠板进行轴向定位，定位完成后左右轴颈测量装置5、12和左右防尘板座测量装置7、10的钳式测量臂在气缸的拉动下收缩直接带动传感器对轴颈直径、防尘板直径测量取值。

所述的左右测量部三维浮动装置3、14包括上连接板28、悬挂螺栓29、涨紧单簧30、下连接板31、L型连接板32；L型连接板32通过一组滑轨滑块固定在左悬挂移动滑台27上，上连接板28用螺栓固定在L型连接板32上，上下连接板用悬挂螺栓29相连，悬挂螺栓29和上连接板28连接孔之间预留调整间隙用于下连接板31的万向调节，悬挂螺栓29和下连接板31用螺纹孔固定，涨紧弹簧30套在悬挂螺栓29上用于涨紧上下连接板，三维浮动装置40通过L型连接板32用螺栓固定在滑块上可下下移动，下连接板31通过带有间隙的悬挂螺栓29在空间中可以万向调节。

左右测量定位倒V型块装置6、11包括上平板39、立板32、直线导轨及滑块33、气缸Ⅵ34、限位块38、V型块安装立板37、V型块36。限位块38、立板32固定在上平板39上，直线导轨及滑块33和气缸Ⅵ34固定在立板32上，V型块安装立板37用螺栓固定在滑块上并与气缸Ⅵ活塞头相连接，V型块36用螺栓固定在V型块安装立板37下端，当V型块36和轴颈外圆接触时，压缩弹簧并利用吊装螺栓和吊装孔间隙进行定自动调整使V型块和轴颈外圆面紧密结合达到高精度定位。

所述出轮机构总成20中包括翻转装置和气缸Ⅰ43，翻转装置由翻转臂42、安装座44、销轴、后支座41组成，当测量完成后，气缸Ⅰ43推动翻转臂43绕后支座41上的销轴转动推动轮对沿托架轨道路滚动出测量机。

所述轮对旋转驱动装置24包括支撑座板45、两根驱动轴48、轴承、电机79、齿轮47和四个驱动轮46，轮对旋转驱动装置24安装于轮对升降装置26上面，驱动轮46为摩擦驱动轮。

所述升降总成23包括提升座体55、四个导套52和导杆53、提升平台50、气缸Ⅱ54，提升座体55焊接在床身底座51中央，四个导套52安装于提升座体55四角，四根导杆53通过导套52并固定于提升平台50上，气缸Ⅱ54通过安装板固定于提升座体55上并将气缸Ⅱ54活塞法兰固定于提升平台50下平面。

所述上横梁56下方中央的轮对升起定位装置8包括座体57、轮滚座59和限位滚轮58，座体57用螺栓固定于机架1的上横梁56中央下方，轮滚座59固定于座体57下面板上，四个限位滚轮58通过销轴固定于轮滚座59上。

所述轮对轴向定位装置22，包括走轮轨60、二组进入导向轮63和两组带V槽滚轮62、滚轮支架61，走轮轨60横跨机架1的床身底座51安装于地基上，滚轮支架61由螺栓固定于走轮轨60中央处，导向轮63固定于滚轮支架61上面，带V型槽滚轮62固定于走轮轨60和滚轮支架61之间以便托起轮对。

所述左右轴颈测量装置5、12包括卡钳式测量结构（包括安装横板65、安装立板64、伸缩气缸75、直线导轨Ⅰ76、直线导轨Ⅱ74、测量臂板73和传感器71）、规格更换机构（规格限位块66、提升气缸69、限位块安装板68、小导轨70、限位轴销67和测量定位V型块72）；卡钳式测量结构由直线导轨Ⅰ76用螺栓固定于三维浮动装置40上，安装横板65固定于直线导轨Ⅰ76滑块上，安装立板64用螺栓固定于安装横板65下方，一组直线导轨Ⅱ74横向固定于安装立板64上，测量臂板73固定在直线导轨Ⅱ74滑块上可横向移动，传感器71固定在测量臂板73上用于对轴颈接触式测量，限位轴销67固定于测量臂板73内侧面用于测量横移限位；规格更换机构由小导轨70和提升气缸69用螺栓固定于安装立板64上，限位块安装板68固定在小导轨滑块上由提升气缸69推送可以上下沿小导轨70运行，规格限位块66固定在限位安装板68上随限位安装板68上下移动，测量不同的轴型直径时更换相配的规格限位块，使传感器71横移至测量位置。

所述左右标准件总成26、19，包括标准样件79、支架座80、气缸Ⅳ82和直线导轨78，气缸Ⅳ82前法兰用螺栓固定在床身底座51上，直线导轨78固定在机架立柱77内侧面上，支架座80下端连接在气缸Ⅳ82的活塞杆头部，支架侧面固定在直线导轨78滑块上，标准样件79固定于支架座80上面，标准样件79用于传感器校零位，当测量机工作前，气缸Ⅳ82推送标准样件79沿直线导轨78升高至校零位置，轴颈、防尘板座测量传感器用标准样件进行校零位。

所述左右防尘板座测量装置7、10包括卡钳式测量结构（包括两组直线导轨89、立安装板84、横安装板83、两个横移气缸85、四组横移导轨86、测量臂板87、传感器88、规格更换限位销轴93）；规格更换机构（包括规格更换气缸90、规格更换导轨91、规格更换安装板92、规格更换块94）；卡钳式测量结构由直线导轨89用螺栓固定于三维浮动装置40上，横安装板83固定于两组直线导轨89滑块上，立安装板84用螺栓固定于横安装板83下方，四组横移导轨86两两配对横向固定于立安装板84上，测量臂板87固定在横移导轨86滑块上可横向移动，传感器88固定在测量臂板87上用于对防尘板座接触式测量，规格更换限位轴销92固定于测量臂板内侧面用于测量横移限位；规格更换机构由规格更换导轨91和规格更换气缸90用螺栓固定于立安装板84上，规格更换安装板92固定在规格更换导轨91滑块上由规格更换气缸90推送可以上下沿导轨运行，规格限位块94固定在规格更换安装板92上承随规格更换安装板92上下移动，测量不同轴型的防尘板座直径时更换相配的规格限位块94，使传感器88横移至测量位置。

所述左右测量轴向定位机构4、13，包括定位板和连接螺栓，定位板用螺栓固定于轴颈测量装置安装横板65外侧，当左右测量移动悬挂滑台2、15横向移动时，定位板跟随横移并以轮对轴端为基准轴向定位。

所述左右轴承判断机构18，包括安装板96、直线导轨98、接近开关95、伸缩臂板99、气缸Ⅴ100；安装板96固定于机架立柱77侧面，直线导轨98和气缸Ⅴ100用螺栓固定于安装板96上，伸缩臂板99固定在直线导轨的滑块上并和气缸Ⅴ100的活塞杆相联，气缸Ⅴ100推送伸短臂板99沿直线导轨98向内横移通过接近开关95来判断轴端是否带有轴承。

其中测量装置中的测量仪均采用位移传感器接触式测量方式。