专利名称：铁路车辆轮对滚动轴承故障试验机的制作方法
技术领域：
一种铁路车辆轮对滚动轴承运行故障诊断系统中的试验设备，特别适用于车辆轮对滚动轴承的故障定检。试验机作为诊断系统中的一环，与系统中的检测仪表、计算机等配合，在铁路车辆轮对及其轴承不分解地装机试验运转的过程中，诊断系统快速自动完成对轮对滚动轴承的故障(检测)诊断。
为确保铁路车辆的运行安全，我国现行车辆维修体制规定，货车轮对滚动轴承必须每年返回车辆段对轴承进行一次定检。对未满五年的轴承，由有经验的工人对轴承进行推拉和转动，凭经验和手感判断故障的有无，若怀疑有故障则分解轴承检查；对满五年的轴承则一律用500kN的拉力将轴承从轴上拔下，煮洗，去油，烘干，再人工目检。这种检测方法不仅费时、费事、生产效率低、劳动强度大，且定检质量为检测人员所局限，漏诊和错诊率均很大。
据所见到的简要资料介绍苏联铁路运输科学院乌拉尔分院研制的“滚动轴承诊断试验台”，在驱动轮对运转和加载诱发故障冲击的情况下进行故障检测。但由于诊断原理、方法及试验台结构设计等原因，其确诊率仅有60％，即仅能发现60％的故障，且需使用庞大的吊装设备上下吊运重达1000kg的轮对，检测过程手动操作。欧美国家的106型试验机，在限制轮对行进的前题下，采用轮对下方的双钢轮支承、驱动轮对，用强大而有力的下压爪(Hold－Down claw)径向加载，模拟轴承在使用状况下的实际承载状况，进行轮轴的几何参数检测，而不能进行轴承故障检测。该试验设备敷设在地下，设计庞大，工程量大。巨大的下压径向载荷使轴承的间隙集中于下方，即使进行轴承故障诊断也必然带来漏诊的因素。
本发明创造的任务是为铁路车辆轮对滚动轴承试验运行故障诊断系统(采用共振解调故障检测技术)提供一种试验机，该机应能满足诊断系统检测时提出的运行要求，即该机应能实现对轮对及其轴承的支承、驱动和加载，使轮对轴承处于合乎检测要求的良好运转状态，并无须吊装设备便可方便地实现笨重轮对的上下机，而结构紧凑简单。
下面是实现本发明创造的技术方案。
根据其任务，试验机必须具有轮对滚动轴承支承组件，驱动组件和加载组件。为使笨重的轮对方便地上机，完成支承和下机，应采用轮对最佳位移方式实现装机，即采用轮对滚入和短距升降式完成支承。为此，机上应有与地面铁轨衔接的机身段轮轨组件，和实现支承的升降装置。这种升降装置可以设置在支承组件上或机身段轮轨组件上，即由支承组件上升至高位，抬举轮对脱离轮轨，完成支承；或由机身段轮轨组件下沉至低位、轮对落到固定的机身支承组件上实现支承。下机时，过程动作相反，并借助机身段轮轨组件作用使轮对滚出试验机。
附图
给出了适用于国际通用的货车轮对双列圆锥滚子轴承的试验机的结构简图。
以下结合附图作进一步的详细说明。
试验机机座含有座底平台10和龙门架5，座底平台和龙门架下部铺设在地面以下的地坑中。
本实施例的支承组件设计成升降式的。相同的两支承组件含有基柱11，滑柱12，平台13，作动油缸14、15和支承鞍20，并通过基柱11安装固定在底座平台两端。基柱11有中空的孔，滑柱12滑装在其中，滑柱12上端与平台13固接成一体，平台13上表面置有纵向的燕尾槽，与支承鞍20的燕尾鞍座配合联接。两个可推动滑柱平台上升的液压作动油缸14固定在平台下方滑柱两侧。支承鞍20的上部鞍体呈半圆形状，用于承接轮对滚动轴承外环和安装用于检测的传感器，半圆形鞍体两端还设有用于限制轴承外环在鞍内轴向移动和传递轴向载荷的半圆形凸缘档边。鞍体外侧端还伸出一鞍耳21，鞍耳21上有与加载钩9或承载钩35的钩销相适应的配合孔16。
加载是为了诱发故障冲击和有利于故障信号的采集，合理地实施加载是至关重要的。径向加载有上述的轴承间隙集于一方而不利于故障信息采集的缺点。轴向加载则有消除轴承间隙的良好作用。但若加载方法不当，如加载力偏斜，或作用在支承件上使其形变，则引起两端轴承与轮轴发生不同轴度，将不利于信号的正确采集。
双向轴向加载组件含有液压双向作动筒6，加载钩9，导向付组元7、8和承载钩35。加载钩、承载钩有钩臂和钩销部份，钩销是便于与鞍耳21孔对中配合的圆柱、圆锥面组合结构。作动筒6，承载钩35分别固定在机座架两端的刚性架臂上。通过推拉双向轴向加载，针对现行货车轮对国际通用的两套双列(共4个)圆锥滚子轴承均可消除间隙实施检测。轴向载荷的传递是通过加载钩(推或拉)→支承鞍(鞍耳→档边)→轴承(外环→滚动体→内环)→轮轴→另一端轴承、支承鞍、承载钩35而实现。
机身段轮轨组件含有装设成与地面铁轨衔接(本实施例为连接成一体)的，其上加工有供轮对定位用V形弧槽的主轮轨29，和紧贴主轮轨、由作动油缸和推杆构成的推轮器30，以及与主轮轨并列安装但较短的供轮对轴向定位的付轮轨31。推轮器30用于轮对下机。其时，作动油缸上顶推杆，使推杆绕支点上抬，推动轮对滚出。
两个对称安装的驱动组件(图中只示出一个)，安装在轮对内侧，它含有电动机26、装在电机轴上的胶轮27，有两个铰支点的电机支座25和推动油缸28。支座25、油缸28的两铰支点中，有一相互铰支点。油缸28可推动支座25转动，而使胶轮侧面压向轮对侧面驱动轮对。
为适时加快停车，机座平台中部设有胶皮闸瓦式刹车装置34，由液压作动筒控制操作，平时卧放，用时竖起。刹车装置还可用来弥补主轮轨上V形定位弧槽定位之不足，防止轮对滚入时越位。
为使操作、定位、检测等更方便、可靠和自动，机上还装设有诸多传感器，如支承高位、低位传感器17、18，支承鞍轴向对中传感器19，轮对到位传感器32，以及多个多类或同类的检测用的传感器22、23、24，和利用轮对上的工艺孔检测轮对转速的光电传感器33等。
试验机工作过程简述如下试验机的操作由故障诊断系统的计算机编程控制。亦可适时手动控制。
首先应空机检查并调整支承鞍处于轴向对中位置。待检测轮对停放在机前路面铁轨的V形定位弧槽内，试验时，借助于机外推轮器的推动，使轮对沿机身段主轮轨29滚入到位(事前竖起刹车装置34防止轮对进入时越位)。到位传感器32给出信号，刹车装置34放倒，支承升降油缸14缓缓上升，顶起支承组件、并抬举轮对到高位。高位传感器17给出信号，限位保险油缸15动作，塞住滑柱12，实现轮对支承并保险限位。其后，启动驱动组件，使胶轮27压向轮对侧面驱动轮对及其轴承转动。在工作周期内，加载组件则进行一次双向的轴向推拉加载过程，以使轮对的4个轴承两两依次消除间隙，供传感器22、23和24检测。轮对从上机运转，到停转下机共约5分钟，整个工作周期内，试验机的操作由计算机编程自动控制。与此同时，诊断系统完成有关数据信息采集和故障分析，对轮对的4个轴承给出诊断结论。
本实用新型样机已在铁路车辆轮对轴承不分解试验诊断系统中获得应用，与诊断系统其它技术配合，取得了确诊率达95％以上，而漏诊率几乎为零的满意效果。
权利要求1.一种铁路车辆轮对滚动轴承故障试验机，是铁路车辆轮对轴承试验运行故障诊断系统中的设备，含有(1)机座，轮对的(2)支承组件，(3)加载组件，(4)驱动组件，其特征在于有方便实现轮对装机和下机的，(5)机身段轮轨组件，和(6)支承组件或机身段轮轨组件是可升降式的，及(7)加载组件是轴向加载组件。
2.按权利要求1所述的铁路车辆轮对滚动轴承故障试验机，其特征在于可升降式的支承组件含有中空的基柱11、滑柱12、平台13、作动油缸14、15、支承鞍20，滑柱12滑套在基柱11的孔中，平台13固定在滑柱12上端成一体，平台13以燕尾槽与支承鞍20的燕尾鞍座实现连接，支承鞍20上部是呈半圆形状的鞍体，鞍体两端有半圆形凸缘档边，鞍体外侧有一鞍耳21，鞍耳上有孔16，两个可推动滑柱及平台上升的作动油缸14固定在平台下方滑柱两侧。
3.按权利要求1、2所述的铁路车辆轮对滚动轴承故障试验机，其特征是轴向加载组件是可双向(推、拉)加载的，含有液压作动筒6，加载钩9，导向付组元7、8和承载钩35，加载钩9、承载钩35有钩臂和钩销部份，钩销是柱面和锥面组合结构，作动筒6，承载钩5分别固定在机座两端的架臂上。
4.按权利要求1、2所述的铁路车辆轮对滚动轴承故障试验机，其特征是轮对驱动组件含有电动机26、套在电机轴上的胶轮27、有两个铰支点的电机支座25和推动油缸28，且机座25、油缸28各两铰支中有一相互铰支点。
5.按权利要求1、2所述的铁路车辆轮对滚动轴承故障试验机，其特征是机身段轮轨组件含有与地面铁轨衔接成一体，其上制有V形定位弧槽的主轮轨29，和紧贴主轮轨由作动油缸、托杆构成的推轮器30，以及与主轮轨并列安装供轮对轴向定位的付轮轨31。
6.按权利要求1、2所述的铁路车辆轮对滚动轴承故障试验机，其特征是机座平台中部设有可卧倒、竖起的胶皮闸瓦式刹车装置34，和机上安装有多个供操作或对中定位或检测的传感器。
专利摘要一种铁路车辆轮对滚动轴承故障试验机，是轮对轴承不分解故障诊断系统中的设备。按运行要求，试验机对轮对轴承提供支承、驱动和加载，使之正确运转，以便准确可靠地采集故障信号。含有支承、驱动、加载组件和使笨重轮对能以最佳位移方式完成装机的机身段轮轨组件和设置在其上或在支承组件上的升降装置。其样机已应用在轮对轴承不分解试验故障诊断系统，和系统其它技术配合取得了确诊率达95％以上而漏诊率几乎为零的良好效果。
文档编号G01M13/00GK2105685SQ9021597
公开日1992年5月27日 申请日期1990年10月15日 优先权日1990年10月15日
发明者唐德尧, 梁超锴, 郑长彦, 周志烈, 沈振声 申请人:航空航天工业部第六○八研究所, 铁道部广州铁路局