机车车轴轴端螺纹孔位置度检测装置及方法与流程

1.本发明涉及机车检测技术领域，具体而言，涉及一种机车车轴轴端螺纹孔位置度检测装置及方法。


背景技术：

2.机车车轴轴端螺纹孔加工过程中存在尺寸和位置公差。在装配前盖压紧轴承时，如果螺纹孔位置不合格将会导致螺栓安装不上。因此，需提前对车轴轴端螺纹孔位置度进行检测。
3.在现有技术中，一般按照铁道行业标准的规定对机车车轴轴端螺纹孔的位置度进行检测。具体的，车轴轴端三螺孔位置度综合量规(tb/t2456.2-93)规定了车轴轴端三螺孔位置度综合量规，具体检测方法如下：将量规体套入车轴轴端，将三个量规拧入车轴轴端的三个螺纹孔内，使三个量规能成组地拧入各自的三个孔内(第一个拧入规定位置后不拧出，第二个拧入规定的位置后仍不拧出，再把第三个拧入)，确认是否合格后，再拧出三个量规。由于机车车轴轴颈较粗，导致该装置质量较大，人工操作不便，同时容易造成螺纹损伤。
4.在一些改进的量具中，一般采用机车车轴端面的中心孔进行定位和装配量具。在进行螺纹孔位置度测量作业时，需要作业人员自己来将量具按压和固定在机车车轴端面上。这一方面导致检测程序依旧复杂，而且量具容易意外掉落而损伤。另外，量具一般是分体式的，在将底座固定于车轴端面后，需要另外安装螺钉或者推杆以定位螺纹孔，这增大了作业难度。
5.需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种机车车轴轴端螺纹孔位置度检测装置及方法，提高机车车轴轴端螺纹孔位置度检测的便利性。
7.根据本发明的一个方面，提供一种机车车轴轴端螺纹孔位置度检测装置，包括：
8.检测座，具有一体成型的底板和装配环壁；装配环壁具有能够与机车车轴的轴颈周面配合的内侧装配面，且所述底板覆盖装配环壁的后端开口；所述底板具有与机车车轴轴端螺纹孔一一对应的多个销孔，以及具有多个观察孔；
9.多个检测销，与所述多个销孔一一对应连接；其中，所述检测销具有安装柱和检测柱；所述安装柱插入对应的所述销孔中且与所述底板过盈配合；所述检测柱凸出于所述底板的前表面，且所述检测柱的轴向方向与所述底板的前表面垂直；所述检测柱的直径与所述机车车轴轴端螺纹孔的小径匹配；各个所述检测柱的轴线相对于所述底板的中心线的位置度，满足检测要求。
10.根据本发明的一种实施方式，所述检测销与插入的所述销孔共轴线设置；多个所述观察孔与多个所述销孔一一对应设置；其中，所述观察孔、所述观察孔对应的所述销孔、
所述底板的中心位于同一直线，且所述观察孔设置于所述底板的边缘。
11.根据本发明的一种实施方式，所述观察孔的轴线沿所述底板的径向方向设置；所述观察孔部分开设于装配环壁且其余部分开设于所述底板，且贯穿所述装配环壁。
12.根据本发明的一种实施方式，所述底板的厚度在8～20mm之间；所述装配环壁沿轴向方向的长度在30～60mm之间。
13.根据本发明的一种实施方式，所述底板上设置有一个或者多个减重孔。
14.根据本发明的一种实施方式，所述安装柱完全位于对应的销孔内。
15.根据本发明的一种实施方式，所述底板还具有中心圆孔，所述中心圆孔与所述底板共轴线；所述中心圆孔的尺寸与所述机车车轴轴端中心孔所要求的尺寸一致。
16.根据本发明的一种实施方式，所述装配环壁的外表面设置有防滑部或者设置有手柄。
17.根据本发明的一种实施方式，所述检测装置还包括前盖和后盖；
18.所述前盖能够可拆卸的覆盖所述装配环壁的前端开口；所述后盖能够可拆卸的覆盖所述底板的后表面，且能够覆盖各个所述观察孔。
19.根据本发明的另一个方面，提供一种机车车轴轴端螺纹孔位置度检测方法，其特征在于，包括：
20.获取上述的机车车轴轴端螺纹孔位置度检测装置；
21.将所述装配环壁套在所述机车车轴的轴颈上，通过旋转检测座以观察底板的前表面是否能够与机车车轴的端面完全贴合；
22.如果能够完全贴合，则机车车轴轴端螺纹孔位置度满足检测要求；否则，机车车轴轴端螺纹孔位置度不满足检测要求。
23.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
24.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1示出了一种实施方式中机车车轴轴端螺纹孔位置度检测装置的俯视图。
26.图2示出了图1中aa位置处的剖切示意图。
27.图3示出了一种实施方式中检测销的剖视图。
28.图4示出了一种实施方式中检测座的俯视图。
29.图5示出了图4中bb位置处的剖切示意图。
30.图6示出了一种实施方式中机车车轴轴端螺纹孔位置度检测装置的剖视图。
31.图7示出了一种实施方式中机车车轴轴端螺纹孔位置度检测装置的俯视图。
32.图8示出了一种实施方式中机车车轴轴端螺纹孔位置度检测装置的俯视图。
33.图9示出了一种实施方式中机车车轴轴端螺纹孔位置度检测装置的俯视图。
具体实施方式
34.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，附图仅为本发明的示意性图解，并非一定是按比例绘制。
35.虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。
36.本发明实施方式提供一种机车车轴轴端螺纹孔位置度检测装置以及机车车轴轴端螺纹孔位置度检测方法，用于检测车轴轴端螺纹孔位置度，能够使得检测作业更简便、更轻巧、更安全。
37.图1示出了一种实施方式中机车车轴轴端螺纹孔位置度检测装置的俯视图，图2示出了图1中aa位置处的剖切示意图。图3示出了一种检测销的剖视图。图4示出了一种实施方式中检测座的俯视图，图5示出了图4中bb位置处的剖切示意图。
38.参见图1～图5，机车车轴轴端螺纹孔位置度检测装置包括检测座100和多个检测销200(例如三个)。其中，检测座100具有一体成型的底板110和装配环壁120；装配环壁120具有能够与机车车轴的轴颈周面配合的内侧装配面121，且底板110覆盖装配环壁120的后端开口；所述底板110具有与机车车轴轴端螺纹孔一一对应的多个销孔113，以及具有多个观察孔114。多个检测销200与所述多个销孔113一一对应连接；其中，所述检测销200具有安装柱210和检测柱220；所述安装柱210插入对应的所述销孔113中且与所述底板110过盈配合；所述检测柱220凸出于所述底板的前表面111，且所述检测柱220的轴向方向与所述底板的前表面111垂直；所述检测柱220的直径与所述机车车轴轴端螺纹孔的小径匹配；各个所述检测柱220的轴线相对于所述底板110的中心线的位置度，满足检测要求。
39.相应的，机车车轴轴端螺纹孔位置度检测方法包括：
40.获取本发明实施方式提供的机车车轴轴端螺纹孔位置度检测装置；
41.将所述装配环壁120套在所述机车车轴的轴颈上，通过旋转检测座100以观察底板的前表面111是否能够与机车车轴的端面完全贴合；
42.如果能够完全贴合，则机车车轴轴端螺纹孔位置度满足检测要求；否则，机车车轴轴端螺纹孔位置度不满足检测要求。
43.一方面，本发明的检测装置可以直接套在机车车轴的轴颈上，进而借助机车车轴的轴颈来支撑检测装置，作业人员只需按住检测装置以避免检测装置从机车车轴的轴颈上滑脱，就可以避免检测装置掉落；作业人员无需持续用手抬着检测装置以防止检测装置掉落，这大大降低了检测装置的掉落风险和减小了作业难度，例如可以仅由一名检测人员完成机车车轴轴端螺纹孔位置度检测。另一方面，在将装配环壁120套在所述机车车轴的轴颈上后，可以通过旋转检测装置(同时可以轻微施加朝向机车车轴的压力)以尝试将底板的前
表面111与机车车轴端面完全贴合；如果能够完全贴合，则表明与机车车轴轴端螺纹孔对应的检测销200的检测柱220能够完全插入对应的螺纹孔中，进而表明机车车轴轴端螺纹孔的位置度满足检测要求。相应的，如果不能够贴合，则表明与机车车轴轴端螺纹孔对应的检测销200的检测柱220不能够完全插入对应的螺纹孔中，进而表明机车车轴轴端螺纹孔的位置度不满足检测要求。在采用本发明的检测装置时，可以从观察孔114观察底板的前表面111是否与机车车轴端面完全贴合。因此，本发明的检测装置以及采用该检测装置的机车车轴轴端螺纹孔位置度检测方法，只需要将检测装置套上机车车轴轴颈，然后在旋转检测装置的过程中观察底板110前表面是否能够与机车车轴端面完全贴合，就能够判断机车车轴轴端螺纹孔位置度是否满足检测要求。
44.本发明实施方式的检测装置中，装配环壁120能够与机车车轴的轴颈周面配合，这使得装配环壁120一方面能够作为可转动的固定件，将检测装置可转动的固定在机车车轴上，进而提高检测作业的安全性和降低检测作业的难度，尤其是无需专人扶持检测装置以进行位置维持。并能够降低作业人员的作业强度。另一方面，装配环壁的内侧装配面121与机车车轴的轴颈周面配合，这使得装配环壁的内侧装配面121可以作为定位表面。因此，当将检测装置套设至机车车轴的轴颈上时，可以同时实现检测装置的固定和定位。在大量的、非公开的实际测试应用中，已经充分证明了采用装配环壁的内侧装配面121作为定位面的准确性，以及该操作过程的便利性和安全性。
45.在一种示例中，可以在机车车轴的轴颈尺寸检验合格后,使用该检测装置对机车车轴轴端三螺纹孔位置关系进行检测。这样，车轴轴颈作为定位基准，具有更高的精度。
46.本发明实施方式的检测装置中，检测销200预先固定于检测座100上。因此，将检测座100套设在机车车轴的轴颈上后，无需再额外装配其他零件，例如无需再插入用于测量的销钉或者螺入用于测量的螺钉等。一方面，这可以简化工序；另一方面，这避免了额外装配其他零件的过程对检测座100的定位和固定的干扰，避免了在装配其他零件过程中出现检测座100滑移或者掉落，进而可以提高检测过程的安全性。更重要的是，检测销200通过过盈配合的方式预先固定在底板110上，这可以保证检测销200的检测柱220的垂直度和位置度，避免检测柱220因位置不稳定、角度不稳定而导致测量结果失真。
47.在本发明的一种实施方式中，检测销200的材料选用耐磨性较高的工具钢或合金工具钢，例如选用t10a工具钢。检测销200可以经稳定性处理(冰冷或时效)，工作表面(检测柱的周面221)硬度为hrc58～65，同时工作表面不应有划痕、锈迹、毛刺、黑斑和裂纹等影响外观和使用质量的缺陷。不仅如此，检测销200的其它表面(例如检测柱的端面222和安装柱210的端面)不应有锈蚀和裂纹。检测柱220对自身圆柱度、同轴度、垂直度和表面粗糙度具有较高要求，这些要求可以根据对车轴轴端螺纹孔位置度的检测要求进行确定。检测柱220的直径根据螺纹孔的小径进行确定；这样，检测柱220可以直接插入对应的螺纹孔中，但是检测柱220与螺纹孔的螺纹应当配合而不易有较大的间隙，以避免这些间隙影响对螺纹孔位置度的检测精度。因此，可以根据待检测车轴轴端螺纹孔的位置度要求、螺纹孔的小径要求等，确定检测柱220的位置度要求和直径要求。
48.在本发明的一种实施方式中，所述装配环壁120沿轴向方向的长度在30～60mm之间。这样，可以保证装配环壁120与机车车轴的轴颈周面之间具有足够大的配合面积，以提高装配环壁120的稳定性(降低装配环壁120滑脱风险)和提高定位精度。
49.在本发明实施方式中，将装配环壁120的轴线方向定义为前后方向，其中，检测座100的开口朝向的方向为前方df，前方df相反的方向为后方db。这样，底板110固定于装配环壁120的后端，两者一体成型设置，以保证两者之间牢靠和位置关系的准确性，避免通过装配的方式形成底座时转配公差对位置度、垂直度等带来的不利影响。
50.在本发明的一种实施方式中，沿前后方向(底板的前表面111的法线方向)，装配环壁120向前超出检测柱220的前端面20～40mm。这样，当将检测座100装配在车轴轴端的轴颈上时，即便检测柱220抵触在车轴轴端面上，该装配环壁120与车轴轴颈的周面的装配长度也能够达到20～40mm，这可以使得检测座100不容易从车轴轴端滑脱，提高检测过程的安全性和简易性。
51.在本发明的一种实施方式中，所述底板110的厚度在8～20mm之间，例如可以选择12mm。这样，可以在底板110的强度、检测销200的垂直度和检测装置的总重量之间达成平衡。当底板110的厚度太小时，底板110的强度不足而容易受到各种外因的影响而变形，这会影响检测销200的位置度的准确性。底板110的厚度太小时，还会使得检测销200的垂直度难以得到充分的保证，这同样会影响机车车轴轴端螺纹孔位置度检测的准确性。然而，当底板110的厚度太大时，底板110的重量太大，这会大大降低操作的便利性，甚至可能需要借助起重设备(例如电葫芦)。事实上，由于机车车轴轴端尺寸较大，即便底板110的厚度达到1cm，该检测装置的总质量也要超过10kg；因此，对底板110的厚度进行制约，以避免检测装置的总质量太大，对操作的便利性和轻巧性非常重要。
52.在本发明的一种实施方式中，检测座100的材料为碳素工具钢或者合金工具钢，例如检测座100的材料为45钢。检测座100经稳定性处理(冰冷或时效)，工作表面(即底板的前表面111和装配环壁的内侧装配面121)硬度为hrc58～hrc65，同时工作表面不具有划痕、锈迹、毛刺、黑斑和裂纹等影响外观和使用质量的缺陷。可以理解的是，尽管检测座100的工作表面以外的其他表面，其质量的严苛程度不如工作表面，但是这些表面也不应有锈蚀和裂纹。
53.在本发明的一种实施方式中，参见图7，所述底板110上设置有一个或者多个减重孔116。这样可以大幅减小检测装置的重量，使得该检测装置更为轻巧，更方便使用和能够更有效的降低作业人员的工作强度。在图7的示例中，底板110上设置有三个圆形减重孔116。在本发明的其他实施方式中，减重孔116的数量可以为其他数量，例如为1个、2个、6个等。在本发明的其他实施方式中，减重孔116的形状可以为圆形，也可以为其他形状，例如可以为圆弧形、椭圆形等。
54.在本发明的一种实施方式中，可以先将检测销200装配至检测座100，然后再在底板110上加工出减重孔116。这样，在检测销200装配时，底板110上没有设置减重孔116，可以使得底板110具有更高的强度和刚度，避免检测销200装配过程中底板110变形而影响检测柱220的位置度。在检测销200装配完成后，在底座上开设测量孔并不会导致底板110的形变。如此，可以同时达成确保检测柱220的位置度准确和减轻检测座100重量的目的。
55.在本发明的一种实施方式中，至少部分减重孔116可以靠近底板110的边缘设置。这样，减重孔116可以作为正面观察孔114，用于对车轴轴端面和底板的前表面111的结合情况进行初步观察。这样，可以提高观察效率。
56.在本发明的一种实施方式中，所述检测销200与插入的所述销孔113共轴线设置；
多个所述观察孔114与多个所述销孔113一一对应设置；其中，所述观察孔114、所述观察孔114对应的所述销孔113、所述底板110的中心位于同一直线，且所述观察孔114设置于所述底板110的边缘。这样，如果检测柱220没有完全插入对应的螺纹孔中，则该检测柱220将会使得底板的前表面111与车轴的周端面之间具有间隙；该观察孔114的设置方式，可以使得该观察孔114处的间隙最大化，进而利于降低判断难度和提高判断精度。可以理解的是，检测销200的测量部和安装柱210共轴线设置，两者之间具有较高的同轴度。这样，可以通过控制销孔113的位置度，进而控制检测柱220的位置度。
57.在本发明的一种实施方式中，参见图3和图4，所述观察孔114的轴线沿所述底板110的径向方向设置；所述观察孔114部分开设于装配环壁120且其余部分开设于所述底板110，且贯穿所述装配环壁120。这样，观察孔114一方面贯穿装配环壁120，另一方面还在底板110上开设凹槽。如此，通过观察孔114可以直接的观察到底板的前表面111的情况，例如前表面是否与车轴轴端面完全贴合，具体的，两者之间是否有间隙。
58.在本发明的一种实施方式中，检测销200的安装柱210完全位于对应的销孔113内。这样，检测销200的后端面不凸出于底板的后表面112。当将检测装置放置时或者检测装置意外落地时，检测销200不会受到冲击而导致其位置度改变。这样，可以使得该检测装置在意外情况下保持功能完好，尤其是保证检测柱220的位置度准确，提高该检测装置在复杂环境中应用时的耐用性。
59.在本发明的一种实施方式中，所述底板110还具有中心圆孔115，所述中心圆孔115与所述底板110共轴线；所述中心圆孔115的尺寸与所述机车车轴轴端中心孔所要求的尺寸一致。如此，当将检测装置装配在车轴轴端的轴颈后，如果底板的前表面111与车轴轴端面贴合，则确定车轴轴端螺纹孔的位置度符合检测要求。此时，可以通过中心圆孔115来进一步观察与车轴轴端的中心孔的对准情况，进而对车轴轴端的中心孔的位置度、尺寸等做初步的判断。如果车轴轴端的中心孔在尺寸或者位置上与底板110上的中心圆孔115具有较大偏差，则可以进一步判断该车轴轴端的中心孔不符合检测要求。
60.在本发明的一种实施方式中，参见图8和图9，所述装配环壁120的外表面设置有防滑部或者设置有手柄400。这样，可以利于检测装置的抓取、握持和操控，降低了检测装置因具有较大重量而不利于抓取、握持和控制的问题。可以理解的是，尽管本发明实施方式提供的检测装置的重量已经相较于现有技术大幅减小，且操作的便利性相较于现有技术大幅提高，但是由于车轴轴端尺寸较大，该检测装置的重量依然不小。此时，如果检测装置表面非常光洁而不利于抓取，则必然增大作业人员的劳动强度。
61.在一种示例中，参见图8，防滑部可以为设置在装配环壁120外表面的凸齿或者凸点。当然的，防滑部还可以采用其他实现方式，例如在装配环壁120外表面开设防滑槽或者防滑纹路，亦或对装配环壁120外表面进行粗糙化处理以提高其摩擦系数，再或者在装配环壁120外表面套设防滑橡胶圈等等，以防滑部位于装配环壁120外表面且能够防滑为准。
62.在一种具体示例中，防滑部为防滑橡胶圈，防滑橡胶圈套设在装配环壁120外表面，且与装配环壁120外表面之间通过胶水粘接；防滑橡胶圈的外表面还设置有防滑纹路。这样，防滑橡胶圈可以牢靠的固定在装配环壁120上，利于作业人员抓取、握持和控制检测装置；另外，如果检测装置以外滑落，则该防滑橡胶圈可以起到缓冲保护的作用，降低检测装置发生形变的风险，进一步提高检测装置适应复杂作业环境的能力。不仅如此，无需在装
配环壁120的外表面设置凹槽等防滑纹路，可以保证装配环壁120的强度，降低装配环壁120变形风险；而额外设置的防滑橡胶圈，其采用橡胶材料而具有较轻的质量，因此可以避免使得检测装置的重量大幅增加。
63.在另一示例，参见图9，手柄400的数量可以为两个，两个手柄400可以相对设置。这利于作业人员双手分别抓取手柄400并安装检测装置，提高安装过程中力的均衡，进而提高检测过程的轻便程度。另外，对设的两个手柄400，也利于检测装置在车轴轴端的旋转。当然的，在本发明实施方式中，手柄400的数量也可以为三个或者更多。
64.在本发明的一种实施方式中，手柄400可以通过焊接、螺纹连接或者其他方式，固定在装配环壁120的外表面，其材料可以与检测座100的材料不同，例如可以选用塑料材料等轻便的材料，以降低检测装置的质量。
65.在本发明的一种实施方式中，所述检测装置还包括前盖500和后盖600；所述前盖500能够可拆卸的覆盖所述装配环壁120的前端开口；所述后盖600能够可拆卸的覆盖所述底板的后表面112，且能够覆盖各个所述观察孔114。这样，在不使用检测装置时，可以盖上前盖500和后盖600。如此，检测座100上的各个孔可以均被覆盖，这使得装配环壁120和底板110围绕出的空腔被封闭。这样，外部的灰尘，尤其是具有较高硬度的金属屑等，不会进入空腔内。这保证了装配环壁的内侧装配面121、检测柱的周面221和底板的前表面111的光洁和无异物，进而避免异物影响检测精度以及避免在检测作业时异物划伤检测装置和车轴轴端。
66.在一种示例中，前盖500与装配环壁120的外表面的前端区域，螺纹连接。
67.在一种示例中，后盖600与装配环壁120的外表面的后端区域，螺纹连接；且后盖600还覆盖检测座100个各个观察孔114。
68.如此，本发明提供的检测装置不仅结构简单、轻巧，而且使得机车车轴轴端螺纹孔位置度的检测方法更为简便、易行，特别适用于现场和检验单位对车轴轴端螺纹孔位置度的质量抽查和控制，极大的较低了工人劳动强度，提高了检查效率。
69.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本技术旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。