本发明涉及一种铁路车辆用车钩高度预测装置，还涉及其使用方法。
背景技术
车钩缓冲设备是铁路车辆的重要组成部分，直接关系到铁路车辆的连接可靠性和纵向动力学等性能。铁路车辆车钩高度是指车钩水平中心线与轨道上表面之间的距离。当相互连接的两车钩高度差超过允许范围时，会影响列车的可靠性、平稳性、舒适性，甚至危及车辆的运行安全。我国标准对铁路车辆车钩高度、上翘量、下垂量有着严格的要求，车钩高度需严格控制在880±10mm范围内。在车辆制造和运用检修时必须对车钩高度进行调整，以满足标准、技术文件要求，达到车辆安全运行的目的。
车钩高度尺寸主要受以下几种因素影响：转向架心盘面高度、车体枕梁外挠度、冲击座定位尺寸、车钩托梁或支撑座安装尺寸、钩尾销磨耗板安装尺寸。目前，车钩高度的调整主要是在车辆落成时，通过更换不同厚度的车钩支撑座磨耗板或托梁磨耗板进行车钩高度尺寸的调整来满足相关要求，而且只能在整车落成后进行车钩高度的测量。如果满足不了公差要求，就要进行整个垂直尺寸链的检测，进行原因分析与返修，返修过程复杂、时间长，影响车辆正常生产，增加了制造成本。
申请号为200720140979.8的中国专利申请公开了一种车钩高度测量仪，其包括：plc控制器件，至少一个位移传感器及数据显示屏，所述plc控制器件与所述位移传感器和数据显示屏相连。位移传感器采集待测车钩的中线至轨道平面间的数据后，plc控制器件接收该数据并计算出车钩中线至轨道平面间的高度值，数据显示屏将计算出的高度值进行显示。该车钩高度测量仪只能在整车落成后进行车钩高度的测量，因而存在上文所述的问题。
鉴于上述情况，有必要在车辆底架组装或钢结构组装、调校过程中进行相关尺寸的测量与控制，预先判定车钩缓冲设备组装后的车钩高度能否满足标准要求，避免由于反复更换车钩支撑座磨耗板及车钩高度超差返修。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种铁路车辆用车钩高度预测装置，其能够在车辆底架组装或钢结构的组装、调校过程中预先判定车钩缓冲设备组装后的车钩高度和预先确定所需的车钩支撑座磨耗板的厚度。
本发明的另一目的在于提供所述铁路车辆用车钩高度预测装置的使用方法，该方法操作简单，测量结果准确可靠。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种铁路车辆用车钩高度预测装置，其用于预先判定具有车钩的车钩缓冲设备组装后的车钩高度是否满足要求；所述铁路车辆包括底架，所述底架的上部设置有钩尾销磨耗板，所述底架的下部设置有车钩支撑座，所述车钩支撑座的上方具有用于容纳车钩支撑座磨耗板的空间预测装置；所述的预测装置包括主尺、磨耗板测量尺和支撑座测量尺；
所述主尺包括竖尺和支座，所述竖尺垂直固定在所述支座上；所述竖尺具有相对设置的第一侧和第二侧；所述第一侧的上部设有第一刻度和第二刻度；所述第一刻度用于标注钩尾销磨耗板与支座的底面之间的距离，所述第二刻度用于标注车钩的高度；
所述磨耗板测量尺包括第一定位臂和第一测量臂，所述第一定位臂和第一测量臂互相垂直，且第一测量臂设置在竖尺上；所述第一定位臂设置为能够与钩尾销磨耗板的下表面贴合；所述第一测量臂的上部设有第一指针和第二指针，其中第一指针与第一定位臂的上表面平齐，用于指示所述第一刻度，第二指针用于指示所述第二刻度；所述第一测量臂的下部设有第三刻度和第四刻度，所述第三刻度用于标注钩尾销磨耗板的下表面与车钩支撑座的上表面之间的距离，所述第四刻度用于标注车钩支撑座磨耗板的厚度；
所述支撑座测量尺包括第二定位臂和第二测量臂，所述第二定位臂和第二测量臂互相垂直，且第二测量臂设置在第一测量臂上；所述第二定位臂用于与车钩支撑座的上表面贴合；所述第二测量臂的下部设有第三指针，所述第三指针与第二定位臂的下表面平齐，用于指示所述第三刻度和第四刻度；
所述第一测量臂设置为能够沿所述竖尺上下滑动和固定；所述第二测量臂设置为能够沿所述第一测量臂上下滑动和固定。
根据本发明的预测装置，优选地，所述支座为长方体，所述长方体的长度大于铁轨的轨距，所述竖尺与所述支座通过销轴连接，且所述竖尺设置为能够围绕所述销轴转动。
根据本发明的预测装置，优选地，所述第一刻度与所述支座的底面之间的距离为1019～1039mm，所述第二刻度与所述支座的底面之间的距离为870～890mm。
根据本发明的预测装置，优选地，所述第一刻度由下向上标注为1019～1039mm，所述第二刻度由下向上标注为870～890mm。
根据本发明的预测装置，优选地，所述第一指针与第二指针之间的距离为149mm。
根据本发明的预测装置，优选地，所述第三刻度与第一指针之间的距离为238～244mm。
根据本发明的预测装置，优选地，所述第三刻度由上向下标注为238～244mm，所述第四刻度由上向下标注为8～14mm。
根据本发明的预测装置，优选地，所述第一测量臂上设有u形凹槽和固定孔；所述u形凹槽用于将所述竖尺的第二侧卡住，从而使得所述第一测量臂能够相对于所述竖尺滑动；所述固定孔用于供螺钉穿过，从而将第一测量臂与竖尺的位置固定。
根据本发明的预测装置，优选地，所述第一测量臂上设有定位固定销，所述第二测量臂上设有长孔滑道，所述定位固定销设置为能够在所述长孔滑道内上下滑动，并能够将第二测量臂与第一测量臂的位置固定。
本发明还提供上述预测装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将所述主尺的支座置于支撑平台上；
(2)调节磨耗板测量尺与竖尺的相对位置，使第一定位臂的上表面与钩尾销磨耗板的下表面贴合，将磨耗板测量尺与竖尺的位置固定，观察第一指针和第二指针是否分别在第一刻度和第二刻度范围内；
(3)若第一指针和第二指针分别在第一刻度和第二刻度范围内，则初步判定车钩高度符合要求，执行步骤(4)；否则，调校车辆底架的高度，并重复步骤(2)；
(4)调节支撑座测量尺与磨耗板测量尺的相对位置，使第二定位臂的下表面与车钩支撑座的上表面贴合，将支撑座测量尺与磨耗板测量尺的位置固定，观察第三指针在第三刻度和第四刻度处的读数；第三刻度的读数为钩尾销磨耗板的下表面与车钩支撑座的上表面之间的距离，第四刻度的读数即为需要选用的车钩支撑座磨耗板的厚度。
本发明的车钩高度预测装置用于在车钩缓冲设备安装之前，在车辆底架组装或钢结构组装或调校阶段即预先判定车钩缓冲设备组装后的车钩高度是否符合规定，其判定准确，操作方便。若预判车钩高度不符合规定，可预先调校底架高度；并预先确定车钩支撑座磨耗板的合适厚度，进而选择合适的车钩支撑座磨耗板。这样可以避免装配后车钩高度超差不合格而返修及反复更换车钩支撑座磨耗板的重复性劳动，提升产品质量与生产效率，从而降低人工劳动强度，降低生产成本。
附图说明
图1a为本发明的一种车钩高度预判预测装置的正视图。
图1b为图1的车钩高度预判预测装置的左视图。
图2a为图1中结构ⅰ的放大示意图。
图2b为图1中结构ⅱ的放大示意图。
图2c为图1中结构ⅲ的放大示意图。
图3a为主尺的正视图。
图3b为图3a的主尺的左视图。
图4a为磨耗板测量尺的主视图。
图4b为图4a的磨耗板测量尺的左视图。
图5为支撑座测量尺的主视图。
图6为实施例1的车钩高度预判预测装置的使用状态示意图。
图7为车钩缓冲设备示意图。
附图标记说明如下：
1-主尺，11-支座，12-竖尺，13-第一刻度，14-第二刻度，2-磨耗板测量尺，21-第一定位臂，22-第一测量臂，23-第一指针，24-第二指针，251-第三刻度，252-第四刻度，26-u形凹槽，27-固定孔，28-螺钉，29-定位固定销，3-支撑座测量尺，31-第二定位臂，32-第二测量臂，33-第三指针，34-长孔滑道，4-钩尾销磨耗板，5-车钩支撑座，6-车钩支撑座磨耗板，7-车钩。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
本发明中，铁路车辆的车钩的高度是指车钩水平中心线与支撑平台之间的距离。
＜预测装置＞
本发明提供一种铁路车辆用车钩高度预测装置，其用于预先判定具有车钩的车钩缓冲设备组装后的车钩高度是否满足要求。所述铁路车辆包括底架，所述底架的上部设置有钩尾销磨耗板，所述底架的下部设置有车钩支撑座，所述车钩支撑座的上方具有用于容纳车钩支撑座磨耗板的空间。车钩缓冲设备是本领域已知的预测装置。本发明的预测装置也可以称之为预判测量尺，其包括主尺、磨耗板测量尺和支撑座测量尺。
本发明中，所述主尺包括竖尺和支座，竖尺垂直固定在支座上。所述竖尺为长方体形。所述支座用于放置在支撑平台上，支座的底面与支撑平台贴合。所述支撑平台可以为稳定的平面(如地面)，也可以为铁轨的上表面，这两种支撑平台是车辆常规所处的环境，均可适用本发明的车钩高度预判预测装置进行测量。所述支座的形状可根据需要设置，例如可以为圆柱形、长方体形、多棱柱形等，没有特别限制。在一种实施方式中，所述支座为圆柱形，竖尺与支座通过焊接或铆接方式连接。这种设置方式适合在支撑平台为平面的情况下使用。在另一种实施方式中，所述支座为长方体，该长方体的长度大于铁轨的轨距；这种设置方式适合在支撑平台为铁轨的情况下使用，支座为较长的长方体，其可以架在两条铁轨上，从而保持水平和平衡。在这种实施方式中，优选地，竖尺与支座通过销轴连接，且竖尺能够围绕销轴转动，从而竖尺能够旋转为与支座平行，便于收纳。
本发明中，竖尺具有相对设置的第一侧和第二侧。第一侧的上部设有第一刻度和第二刻度，且第一刻度位于第二刻度的上方。第二侧用于固定磨耗板测量尺。第一刻度用于标注钩尾销磨耗板与支座的底面之间的距离，第二刻度用于标注车钩的高度。第一刻度和第二刻度的相对位置和范围可根据领域内的标准要求来确定。本发明中，优选地，第一刻度与支座的底面之间的距离为1019～1039mm，第二刻度与支座的底面之间的距离为870～890mm。优选地，第一刻度由下向上标注为1019～1039mm，所述第二刻度由下向上标注为870～890mm。
本发明中，磨耗板测量尺包括第一定位臂和第一测量臂，且所述第一定位臂和第一测量臂互相垂直。二者形成l形结构。本发明的l形表示近似l形状，并不严格限制其形状。第一测量臂设置在竖尺上，例如平行设置于竖尺的第二侧上。第一定位臂与第一测量臂的厚度可以相同或不同。在一种实施方式中，第一定位臂的厚度小于第一测量臂，且第一定位臂与第一测量臂通过焊接固定在一起。
本发明中，第一定位臂用于与钩尾销磨耗板的下表面贴合。第一测量臂的上部设有第一指针和第二指针，其中第一指针与第一定位臂的上表面平齐，用于指示所述竖尺上的第一刻度，即用于指示钩尾销磨耗板与支撑平台之间的距离。第二指针用于指示竖尺上的第二刻度，即用于指示车钩的高度。本发明中，第一指针与第二指针之间的距离可根据领域内的标准要求来确定。优选地，第一指针与第二指针之间的距离为149mm。
本发明中，第一测量臂的下部还设有第三刻度和第四刻度，第三刻度用于标注钩尾销磨耗板的下表面与车钩支撑座的上表面之间的距离，第四刻度用于标注车钩支撑座磨耗板的厚度。第三刻度和第四刻度的相对位置和范围可根据领域内的标准要求来确定。优选地，第三刻度与第一指针之间的距离为238～244mm。所述第四刻度的高度与第三刻度的高度相同。第三刻度可以由上向下标注为238～244mm，第四刻度可以由上向下标注为8～14mm，从而便于直观地读取需要的数据。本发明中，优选地，第三刻度和第四刻度分别位于同一条纵向线的左右两侧。
本发明中，所述支撑座测量尺包括第二定位臂和第二测量臂，且所述第二定位臂和第二测量臂互相垂直。二者之间形成l形结构。本发明的l形表示近似l形状，并不严格限制其形状。第二测量臂设置在第一测量臂上，例如平行设置在第一测量臂上。第二定位臂和第二测量臂的厚度可以相等或不等，优选为二者厚度相等。第二定位臂和第二测量臂可以焊接连接，也可以是一体成型。第二定位臂用于与车钩支撑座的上表面贴合。第二测量臂的下部设有第三指针，该第三指针与第二定位臂的下表面平齐，用于指示磨耗板测量尺的第一测量臂下部的第三刻度和第四刻度。
本发明中，第一测量臂与竖尺能够在竖尺的长度方向上相对滑动并固定定位。优选地，第一测量臂上设有u形凹槽和固定孔。本发明的u形表示近似u形，并不严格限制其形状。u形凹槽与竖尺的第二侧形状相匹配，竖尺的第二侧能够卡在所述u形凹槽内，从而使得第一测量臂相对于竖尺滑动。固定孔用于供螺钉穿过，并将第一测量臂与竖尺的位置固定。
本发明中，第二测量臂与第一测量臂与能够在第一测量臂的长度方向上相对滑动并固定定位。优选地，第一测量臂上设有定位固定销。定位固定销的数量可以为1～4个，优选为2～3个，特别优选为2个，并沿第一测量臂的长度方向排列。第二测量臂上设有长孔滑道。长孔滑道可以为通孔，沿第二测量臂的长度方向延伸，并与第一测量臂上的定位固定销的位置对应，从而使得定位固定销可以在该长孔滑道内上下滑动，并将第二测量臂与第一测量臂连接在一起。
通过上述连接方式，将主尺、磨耗板测量尺和支撑座测量尺固定在一起，可用于预判测量铁路车辆的车钩的高度是否符合要求。
＜使用方法＞
本发明还提供上述预测装置的使用方法，包括如下步骤：
(1)将主尺的支座置于支撑平台上；所述支撑平台可以是稳定的平面(如地面)，也可以是铁轨的上表面。
(2)调节磨耗板测量尺与竖尺的相对位置，使第一定位臂的上表面与钩尾销磨耗板的下表面贴合，将磨耗板测量尺与竖尺的位置固定，观察第一指针和第二指针是否分别在第一刻度和第二刻度范围内。
(3)若第一指针和第二指针分别在第一刻度和第二刻度范围内，则初步判定车钩高度符合要求，则执行步骤(4)；否则，调校车辆底架的高度，重复步骤(2)。
(4)调节支撑座测量尺与磨耗板测量尺的相对位置，使第二定位臂的下表面与车钩支撑座的上表面贴合，将支撑座测量尺与磨耗板测量尺的位置固定，观察第三指针在第三刻度和第四刻度处的读数；第三刻度的读数为钩尾销磨耗板的下表面与车钩支撑座的上表面之间的距离，第四刻度的读数即为需要选用的车钩支撑座磨耗板的厚度。
采用本发明的车钩高度预判预测装置，能够在车钩安装之前即方便地预判车钩高度是否符合当前的标准要求，进行及时调校，并方便、准确地确定需要选用的车钩支撑座磨耗板的厚度。需要说明的是，如果车钩高度的国家标准或行业标准发生变化，可根据新的标准调整第一刻度、第二刻度和第三刻度的范围和位置，以及第一指针、第二指针和第三指针的相对位置，基本原理不变，这些变化都在本发明的保护范围内。
实施例1
图7为车钩缓冲设备装配完成后的铁路车辆的底架的局部结构示意图，其中h为车钩的高度。底架的上部设置有钩尾销磨耗板4，底架的下部设置有车钩支撑座5，所述车钩支撑座5的上方具有用于容纳车钩支撑座磨耗板6的空间，车钩缓冲设备包括车钩7和车钩支撑座磨耗板6。
图1a为本发明的一种铁路车辆用车钩高度预测装置的正视图；图1b为左视图。如图1a和1b所示，本发明铁路车辆用车钩缓冲设备预测装置包括主尺1、磨耗板测量尺2和支撑座测量尺3。
如图3a和3b所示，主尺1包括支座11和竖尺12，支座11为圆柱形，竖尺12为长方体，竖尺12垂直固定在支座11上。竖尺12具有相对设置的第一侧和第二侧。第二侧(图3a的左侧)与磨耗板测量尺2固定连接。第一侧(图3a的右侧)的上部设有第一刻度13和第二刻度14。第一刻度13标注钩尾销磨耗板4与支座11的底面之间的距离(图6)。第二刻度14标注车钩7的高度h(图7)。第一刻度13与支座11的底面之间的距离为1019～1039mm，第一刻度13由下向上标注为1019～1039mm(图2a)；第二刻度14与支座11的底面之间的距离为870～890mm，第二刻度14由下向上标注为870～890mm(图2b)。
如图4a所示，磨耗板测量尺2包括第一定位臂21和第一测量臂22，且第一定位臂21和第一测量臂22垂直，呈l形。第一测量臂22设置在竖尺12上。第一定位臂21的厚度小于第一测量臂22，二者焊接固定在一起。第一定位臂21可以与钩尾销磨耗板4的下表面贴合。第一测量臂22的上部设有第一指针23和第二指针24。第一指针23与第一定位臂21的上表面平齐，可以指示竖尺12上的第一刻度13，即指示钩尾销磨耗板4与支撑平台之间的距离。第二指针24可以指示竖尺12上的第二刻度14，即指示车钩7的高度h。第一指针23与第二指针24之间的距离为149mm。
如图4a所示，第一测量臂22的下部还设有第三刻度251和第四刻度252，第三刻度251可以标注钩尾销磨耗板4的下表面与车钩支撑座5的上表面之间的距离，第四刻度252可以标注车钩支撑座磨耗板6的厚度。第三刻度251和第四刻度252分别位于同一条纵向线的左右两侧，且二者高度范围相同(图2c)。第三刻度251与第一指针23之间的距离为238～244mm，由上向下标注为238～244mm。第四刻度252由上向下标注为8～14mm。
如图5所示，支撑座测量尺3包括第二定位臂31和第二测量臂32，二者垂直且呈l形，且厚度相等。第二测量臂32设置在第一测量臂22上。第二定位臂31可以与车钩支撑座5的上表面贴合。第二测量臂32的下部设有第三指针33，第三指针22与第二定位臂31的下表面平齐，指示第一测量臂22上的第三刻度251和第四刻度252。
如图4b所示，第一测量臂22上设有u形凹槽26和固定孔27，u形凹槽26与竖尺12的第二侧(图3a的左侧)形状相匹配。竖尺12的第二侧卡在u形凹槽26内，第一测量臂22可以相对于竖尺12滑动。固定孔27供螺钉28穿过(图1a)，这样可以将第一测量臂22与竖尺12的位置固定。
第一测量臂22上设有上下排布的两个定位固定销29，第二测量臂32上设有长孔滑道34，定位固定销29能够在长孔滑道34内上下滑动，并将第二测量臂32与第一测量臂22固定在一起。
本发明的铁路车辆用车钩缓冲设备预测装置在使用时，首先将主尺1的支座11置于处于支撑平台(如地面)上，通过滑动调节磨耗板测量尺3与竖尺12的相对位置，使第一定位臂21的上表面与车钩缓冲设备的钩尾销磨耗板4的下表面贴合，用螺钉28将磨耗板测量尺2与竖尺12固定，观察第一指针23和第二指针24是否分别在第一刻度13和第二刻度14范围内；若在上述范围内，则初步判定车钩7的高度h符合要求。若不在上述范围内，则调校车辆底架的高度，再次测量，直至第一指针23和第二指针24分别处于第一刻度13和第二刻度14范围内。然后，通过定位固定销29在长孔滑道34内滑动，使第二定位臂31的下表面与车钩缓冲设备的车钩支撑座5的上表面贴合，用定位固定销29将支撑座测量尺3与磨耗板测量尺2固定，观察第三指针33在第三刻度251和第四刻度252的读数；第三刻度251的读数为钩尾销磨耗板4的下表面与车钩支撑座5的上表面之间的距离，第四刻度252的读数即为需要选用的车钩支撑座磨耗板6的厚度。
本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。