一种适用于轨道列车车轴测量机的夹紧对中装置及方法

1.本发明涉及轨道列车车轴测量技术领域，特别是涉及一种适用于轨道列车车轴测量机的夹紧对中装置及方法。


背景技术：

2.轨道列车车轴作为列车的承重和运动部件，承受着较大的负载和冲击力，而车轴上需要装配车轮和摩擦盘，因此对车轴的轴径及磨损情况的检测尤为重要。
3.车轴自动测量机是常用的车轴检测设备，采用视觉测量方法测量车轴的轴径及磨损情况。其中，径向测量基准为车轴轴心，采用顶尖配合车轴端面的中心孔完成定位，保证径向定位基准，轴向测量基准为车轴两端的端面。为保证轴向测量尺寸的精度，需要对车轴进行轴向对中定位，保证车轴两端的端面与测量系统中心平面的相对位置。
4.在车轴自动测量机初定位和夹紧车轴时，不可避免产生轴向定位不对中的问题，使测量车轴端面时有较大的误差，从而使以车轴端面为基准测量的各个参数均有累计误差。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种适用于轨道列车车轴测量机的夹紧对中装置及方法，能够对车轴轴向夹紧和准确对中定位，以便进行后续的车轴检测。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
7.本发明公开了一种适用于轨道列车车轴测量机的夹紧对中装置，包括：
8.支撑平台；
9.第一顶尖机构，包括用于和车轴的第一端接触限位的第一顶尖；
10.第二顶尖机构，包括用于和车轴的第二端接触限位的第二顶尖；
11.第一直线驱动机构，与所述第一顶尖机构固定相连，以驱动所述第一顶尖机构沿所述车轴的轴线平移；
12.第二直线驱动机构，与所述第二顶尖机构固定相连，以驱动所述第二顶尖机构沿所述车轴的轴线平移；
13.第一光栅尺，包括固定于所述支撑平台上的第一标尺光栅和固定于所述第一顶尖机构上的第一光栅读数头；
14.第二光栅尺，包括固定于所述支撑平台上的第二标尺光栅和固定于所述第二顶尖机构上的第二光栅读数头；
15.控制器，与所述第一直线驱动机构、所述第二直线驱动机构、所述第一光栅尺和所述第二光栅尺电连接；能够在所述第一顶尖顶紧所述车轴第一端后使所述第一直线驱动机构停止动作，在所述第二顶尖顶紧所述车轴第二端后使所述第二直线驱动机构停止动作；并且能够在接收所述第一光栅尺、所述第二光栅尺的读数后，控制所述第一直线驱动机构、所述第二直线驱动机构的动作，使所述车轴沿轴向对中。
16.优选地，所述第一顶尖机构还包括固定于所述第一顶尖上的第一压力传感器，所述第一压力传感器与所述控制器电连接，以在所述第一顶尖顶紧所述车轴第一端后向所述控制器发出电信号。
17.优选地，所述第一压力传感器为第一轮辐式压力传感器。
18.优选地，所述第二顶尖机构还包括固定于所述第二顶尖上的第二压力传感器，所述第二压力传感器与所述控制器电连接，以在所述第二顶尖顶紧所述车轴第二端后向所述控制器发出电信号。
19.优选地，所述第二压力传感器为第二轮辐式压力传感器。
20.优选地，所述第一直线驱动机构包括第一电机、第一联轴器、第一丝杠、第一滑轨和第一滑块，所述第一联轴器的两端分别与所述第一电机的输出轴、所述第一丝杠固定相连，所述第一滑块与所述第一丝杠螺纹连接且滑动安装于所述第一滑轨上，所述第一滑轨固定于所述支撑平台上。
21.优选地，所述第一光栅读数头固定于所述第一滑块上，所述第一标尺光栅与所述第一滑轨平行。
22.优选地，所述第二直线驱动机构包括第二电机、第二联轴器、第二丝杠、第二滑轨和第二滑块，所述第二联轴器的两端分别与所述第二电机的输出轴、所述第二丝杠固定相连，所述第二滑块与所述第二丝杠螺纹连接且滑动安装于所述第二滑轨上，所述第二滑轨固定于所述支撑平台上。
23.优选地，所述第二光栅读数头固定于所述第二滑块上，所述第二标尺光栅与所述第二滑轨平行。
24.本发明还公开了一种适用于轨道列车车轴测量机的夹紧对中方法，包括如下步骤：
25.1)将车轴放置于测量位的车轴承载机构上，使车轴、第一顶尖、第二顶尖同轴；
26.2)第一直线驱动机构推动第一顶尖与车轴的第一端接触限位，第一直线驱动机构停止动作，第一光栅尺采集到第一顶尖的移动距离为d1；
27.3)第一直线驱动机构推动第二顶尖与车轴的第二端接触限位，第二直线驱动机构停止动作，第二光栅尺采集到第二顶尖的移动距离为d2；
28.4)撤下车轴承载机构，比较d1和d2的大小；
29.若d1＞d2，同时启动第一直线驱动机构和第二直线驱动机构，第一直线驱动机构和第二直线驱动机构使车轴向第一顶尖所在侧移动(d1-d2)/2；
30.若d1＜d2，同时启动第二直线驱动机构和第二直线驱动机构，第二直线驱动机构和第二直线驱动机构使车轴向第二顶尖所在侧移动(d2-d1)/2。
31.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
32.第一顶尖和第二顶尖将车轴夹紧后，控制器根据接收到的第一光栅尺、第二光栅尺的读数进行计算，得到车轴轴向中心的偏离情况，控制第一直线驱动机构、第二直线驱动机构的动作，即可使车轴沿轴向对中。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所
需要使用的附图作简单地介绍，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。
34.图1为本实施例适用于轨道列车车轴测量机的夹紧对中装置的轴测图；
35.图2为图1中结构的正视图；
36.图3为第一顶尖机构、第一直线驱动机构与车轴的位置关系示意图；
37.图4为第二顶尖机构、第二直线驱动机构与车轴的位置关系示意图；
38.附图标记说明：1第一驱动机构；2第一顶尖机构；3车轴；4第二顶尖机构；5第二驱动机构；6第二光栅尺；7支撑平台；8第一光栅尺；1-1第一电机；1-2第一联轴器；1-3第一丝杠；1-4第一滑轨；1-5第一滑块；2-1第一顶尖；2-2第一压力传感器；4-1第二顶尖；4-2第二压力传感器；5-1第二电机；5-2第二联轴器；5-3第二丝杠；5-4第二滑轨；5-5第二滑块。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.本发明的目的是提供一种适用于轨道列车车轴测量机的夹紧对中装置及方法，能够对车轴轴向夹紧和准确对中定位，以便进行后续的车轴检测。
41.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。本实施例中，固定可以是指可拆卸式固定相连，例如通过紧固件固定相连；也可以是不可拆卸式固定相连，例如焊接相连。相互固定的两个部件可以相互接触，即直接固定；也可以不接触但同步移动，即间接固定。
42.参照图1～图4，本实施例提供一种适用于轨道列车车轴测量机的夹紧对中装置，包括支撑平台7、第一顶尖机构2、第二顶尖机构4、第一直线驱动机构1、第二直线驱动机构5、第一光栅尺8、第二光栅尺6和控制器。
43.其中，第一顶尖机构2包括用于和车轴3的第一端接触限位的第一顶尖2-1，第二顶尖机构4包括用于和车轴3的第二端接触限位的第二顶尖4-1。第一直线驱动机构1与第一顶尖机构2固定相连，以驱动第一顶尖机构2沿车轴3的轴线平移。第二直线驱动机构5与第二顶尖机构4固定相连，以驱动第二顶尖机构4沿车轴3的轴线平移。第一光栅尺8包括固定于支撑平台7上的第一标尺光栅和固定于第一顶尖机构2上的第一光栅读数头，第二光栅尺6包括固定于支撑平台7上的第二标尺光栅和固定于第二顶尖机构4上的第二光栅读数头。控制器与第一直线驱动机构1、第二直线驱动机构5、第一光栅尺8和第二光栅尺6电连接。控制器能够在第一顶尖2-1顶紧车轴3第一端后使第一直线驱动机构1停止动作，在第二顶尖4-1顶紧车轴3第二端后使第二直线驱动机构5停止动作。控制器能够在接收第一光栅尺8、第二光栅尺6的读数后，控制第一直线驱动机构1、第二直线驱动机构5的动作，使车轴3沿轴向对中。
44.本实施例的夹紧对中装置的工作原理如下：车轴3的第一端和第二端均具有中心孔，通过将第一顶尖2-1顶紧车轴3第一端的中心孔，将第二顶尖4-1顶紧车轴3第二端的中
心孔，即可实现车轴3的夹紧。第一光栅尺8可测量第一光栅读数头随第一顶尖2-1移动的距离，第二光栅尺6可测量第二光栅读数头随第二顶尖4-1移动的距离。将第一顶尖2-1初始位置与第二顶尖4-1初始位置的连线的中心称为中心点，通过控制器比较第一顶尖2-1接触车轴3时相对于其初始位置移动的距离，以及第二顶尖4-1接触车轴3时相对于其初始位置移动的距离，即可得知车轴3轴向中心偏离中心点的距离，之后通过第一直线驱动机构1和第二直线驱动机构5的移动使车轴3轴向中心与中心点重合，即可实现车轴3的对中。
45.为了提高增强了车轴3自动测量机可控性、精确性和自动化程度，本实施例中，第一顶尖机构2还包括固定于第一顶尖2-1上的第一压力传感器2-2，第一压力传感器2-2与控制器电连接，以在第一顶尖2-1顶紧车轴3第一端后向控制器发出电信号。第二顶尖机构4还包括固定于第二顶尖4-1上的第二压力传感器4-2，第二压力传感器4-2与控制器电连接，以在第二顶尖4-1顶紧车轴3第二端后向控制器发出电信号。通过设置第一压力传感器2-2和第二压力传感器4-2，控制器可在第一顶尖2-1与车轴3第一端接触时控制第一直线驱动机构1停止动作，在第二顶尖4-1与车轴3第二端接触时控制第二直线驱动机构5停止动作，无需人工控制，能够提高自动化程度，并实时反馈夹紧力。
46.本实施例中，第一压力传感器2-2优选为第一轮辐式压力传感器，第二压力传感器4-2优选为第二轮辐式压力传感器。根据实际需要的不同，本领域技术人员也可选择其它类型的压力传感器。
47.第一直线驱动机构1的类型有多种，本领域技术人员可以根据需要进行选择。本实施例中，第一直线驱动机构1包括第一电机1-1、第一联轴器1-2、第一丝杠1-3、第一滑轨1-4和第一滑块1-5，第一联轴器1-2的两端分别与第一电机1-1的输出轴、第一丝杠1-3固定相连，第一滑块1-5与第一丝杠1-3螺纹连接且滑动安装于第一滑轨1-4上，第一滑轨1-4固定于支撑平台7上。第一光栅读数头优选为固定于第一滑块1-5上，第一标尺光栅与第一滑轨1-4平行。第一电机1-1工作时，带动第一丝杠1-3旋转，驱动第一滑块1-5在第一滑轨1-4上滑动，第一滑块1-5带动第一顶尖2-1同步移动。
48.第二直线驱动机构5的类型有多种，本领域技术人员可以根据需要进行选择。本实施例中，第二直线驱动机构5包括第二电机5-1、第二联轴器5-2、第二丝杠5-3、第二滑轨5-4和第二滑块5-5，第二联轴器5-2的两端分别与第二电机5-1的输出轴、第二丝杠5-3固定相连，第二滑块5-5与第二丝杠5-3螺纹连接且滑动安装于第二滑轨5-4上，第二滑轨5-4固定于支撑平台7上。第二光栅读数头优选为固定于第二滑块5-5上，第二标尺光栅与第二滑轨5-4平行。第二电机5-1工作时，带动第二丝杠5-3旋转，驱动第二滑块5-5在第二滑轨5-4上滑动，第二滑块5-5带动第二顶尖4-1同步移动。
49.然而，实际实施方式不限于此。例如，第一直线驱动机构1也可以是第一液压缸，第二直线驱动机构5也可以是液压缸，只要能够实现直线驱动即可。
50.本实施例还提供一种适用于轨道列车车轴测量机的夹紧对中方法，包括如下步骤：
51.1)将车轴3放置于测量位的车轴承载机构上，使车轴3、第一顶尖2-1、第二顶尖4-1同轴。
52.2)第一直线驱动机构1推动第一顶尖2-1与车轴3的第一端接触限位，第一直线驱动机构1停止动作，第一光栅尺8采集到第一顶尖2-1的移动距离为d1。
53.3)第一直线驱动机构1推动第二顶尖4-1与车轴3的第二端接触限位，第二直线驱动机构5停止动作，第二光栅尺6采集到第二顶尖4-1的移动距离为d2。
54.4)撤下车轴承载机构，比较d1和d2的大小。
55.若d1＞d2，同时启动第一直线驱动机构1和第二直线驱动机构5，第一直线驱动机构1和第二直线驱动机构5使车轴3向第一顶尖2-1所在侧移动(d1-d2)/2。
56.若d1＜d2，同时启动第二直线驱动机构5和第二直线驱动机构5，第二直线驱动机构5和第二直线驱动机构5使车轴3向第二顶尖4-1所在侧移动(d2-d1)/2。
57.5)第一直线驱动机构1将第一顶尖2-1移动至初始位置，第二直线驱动机构5将第二顶尖4-1移动至初始位置。
58.本实施例的夹紧对中方法中，先夹紧车轴3，然后撤下车轴承载机构，之后进行车轴3对中位置的调整，避免出现在车轴承载机构上推动车轴3而造成车轴3表面划伤的情况，在保护车轴3同时，使测量车轴3的参数更加精确。
59.本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。