接地装置用卷簧检测装置及其使用方法与流程

本发明涉及卷簧性能测试领域，尤其涉及动车组中接地装置用卷簧检测装置及其使用方法。

背景技术：

卷簧(又称涡卷发条)，由钢带卷制而成，依其放松后的形状分为自然形动力发条和预力型动力发条两种。自然形动力发条直接由钢带卷制，预力型动力发条需要先把钢带定型，再反方向卷成涡卷状，散开后的形状与字母s很像，故也称为s形发条。涡卷发条在使用上需要发条盒限制其外径，发条的中心与动力轴相接，当外力使轴与发条产生相对旋转时，发条会卷于动力轴上并储存动能，当外力消失后，发条便产生扭力驱动动力轴，将发条储存的动能通过动力轴输出。

卷簧能够在狭小的空间内提供较大的恢复力，并且能够在与其连接的机械部件的一次行程完成后，将机械部件回复原位，以准备下次行程。卷簧在玩具发条、收线发条、电器收电线发条、钟表及定时器、卷簧器及汽车安全带上都有广泛的应用，而且卷簧还在动车组的接地装置上得到应用。

一般情况下，卷簧在装入机械产品之前，需要对卷簧的弹力进行测试，判断卷簧弹力是否合格，以便保证机械产品的整机性能。在使用一定时间后，卷簧的弹性、刚性也需要测试。以动车组接地装置的应用为例，在检修动车组接地装置时，需对接地装置中的卷簧刚性进行判定，而卷簧在接地装置安装状态下无法实施直接检测，若采用专用的刚性测试设备，成本较高，且操作较为复杂，需安排专门的检测人员，还要占用现场有限的作业空间，非常不方便。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供接地装置用卷簧检测装置及其使用方法，以解决接地装置卷簧在不拆卸的情况下无法进行性能测试的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种接地装置用卷簧检测装置，其包括：支撑平台和压块结构；所述支撑平台包括：

支撑架，所述支撑架的中部构造出接地装置的安装区，所述支撑架的上端构造出通孔，供所述压块结构的施力部自上而下穿过，并延伸到所述安装区；

所述压块结构上设置标记线。

支撑平台的支撑架设置接地装置的安装区，压块结构用于向安装区内的接地装置的压簧轴施压向下的压力，压块结构向下运动，当卷簧刚性达到稳定值时，通过观察压块结构上的标记线的位置即可判断卷簧的刚性是否符合要求。

在一些实施例中，优选为，所述支撑平台还包括：支撑块，所述支撑块置于所述支撑平台的底盘上，且处于所述安装区的下方。

支撑块对接地装置进行支撑，以提高接地装置的安装稳定性，并调整接地装置的安装高度。

在一些实施例中，优选为，所述支撑块呈楔形，两个所述支撑块相对设置，两个所述支撑块的楔形自相互靠近的第一端向相互远离的第二端呈向上倾斜。

通过楔形的形状呈上升变化趋势，改变支撑块与接地装置的接触点，以改变接地装置与压块结构施力部的距离。

在一些实施例中，优选为，所述压块结构包括：测试压块和施力部；一个以上的所述施力部纵向设置，所述施力部的上端与所述测试压块连接；所述施力部的下端用于与所述接地装置中的压簧轴接触。

测试压块通过纵向设置的施力部竖直向下施加作用力，促使接地装置中的压簧轴带动卷簧的内芯端沿施力方向运动，以测试卷簧的刚度。其中施加的作用力基本等于测试压块的重力，作用力的作用方向为竖直向下。

在一些实施例中，优选为，所述支撑架包括：支撑上盖、支撑纵梁和支撑底盘；所述支撑上盖和所述支撑底盘上下平行并间隔设置，所述支撑上盖和所述支撑底盘之间的空间的第一区域用于安装所述支撑纵梁；第二区域为所述安装区；所述支撑纵梁的上端与所述支撑上盖连接；所述支撑纵梁的下端与所述支撑底盘连接。

支撑架的结构较为简单，且各部件可采用活动连接，方便拆卸，接地装置在支撑上盖和支撑底盘之间的安装区内稳定安装，支撑纵梁一方面提供支撑上盖的作用力，而且支撑搭建接地装置的安装区。

在一些实施例中，优选为，所述支撑纵梁设置镂空部。

镂空主要起到减重的目的，降低整体结构的重量，提高检测装置的方便携带性，而且检测装置的成本也得以降低。

在一些实施例中，优选为，所述支撑上盖上设置所述通孔，通孔的轴向为竖直方向。

支撑上盖上设置通孔，以方便施力部穿过，而且通孔的轴向也进一步规范了测试压块向下作用力的施力方向，提高测试的准确性。而且，通孔的上边缘为压块结构标记线下降位置的衡量标准，由此判断接地装置的卷簧的刚性是否符合要求。

本发明还提供了一种所述的接地装置用卷簧检测装置的使用方法，其包括：

将所述接地装置安装在所述卷簧检测装置的安装区中；

所述卷簧检测装置中压块结构的施力部与所述接地装置内的压簧轴接触；

在所述压块结构的施力部上放置测试压块；

待压块结构下降的位置保持恒定后，确定压块结构的标记线处于所述卷簧检测装置的支撑平台上表面上方，则判断接地装置中的卷簧满足刚性要求。

支撑平台的支撑架设置接地装置的安装区，压块结构用于向安装区内的接地装置的压簧轴施压向下的压力，压块结构向下运动，当卷簧刚性达到稳定值时，通过观察压块结构上的标记线的位置即可判断卷簧的刚性是否符合要求。比如：以支撑架的上平面为衡量标准，当标记线处于上平面以上时，判定卷簧的刚性符合要求；当标记线处于上平面以下时，判定卷簧的刚性不符合要求。

在一些实施例中，优选为，在所述将所述接地装置安装在所述卷簧检测装置的安装区中之前，所述使用方法还包括：

确定所述卷簧所需刚性；

根据所述卷簧所需刚性确定所述测试压块的重力。

压块结构向下施加的压力源自重力，压块结构的压力与卷簧所需刚性相匹配。

在一些实施例中，优选为，所述将所述接地装置安装在所述卷簧检测装置的安装区中包括：

将所述接地装置安装在所述卷簧检测装置的支撑块上方的安装区中；

调整支撑块之间的距离，使接地装置内的压簧轴与所述压块结构的施力部的下端接触。

(三)有益效果

本发明提供的技术方案中支撑平台的支撑架设置接地装置的安装区，压块结构用于向安装区内的接地装置的压簧轴施压向下的压力，促使卷簧的内芯端沿作用力方向运动，压块结构向下运动，当卷簧刚性达到稳定值时，通过观察压块结构上的标记线的位置即可判断卷簧的刚性是否符合要求。检测装置结构简单，操作方便。

压块结构向下施加的压力源自重力，压块结构的压力与卷簧所需刚性相匹配。

为了衡量标记线的下降位置是否符合要求，以支撑架的上平面为衡量标准，当标记线处于上平面以上时，判定卷簧的刚性符合要求；当标记线处于上平面以下时，判定卷簧的刚性不符合要求。

附图说明

图1为本发明一个实施例中接地装置用卷簧检测装置的主视角度示意图；

图2为本发明一个实施例中接地装置用卷簧检测装置的侧视角度示意图；

图3为本发明一个实施例中接地装置用卷簧检测装置的俯视角度示意图；

图4为本发明一个实施例中接地装置用卷簧检测装置的使用方法流程图。

附图标记：1、测试压块；2、支撑平台；3、接地装置；11、标记线；12、施力部；13、通孔；21、支撑上盖；22、支撑纵梁；23、支撑底盘；24、支撑块；25、镂空部。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。“第一”“第二”“第三”“第四”不代表任何的序列关系，仅是为了方便描述进行的区分。

针对目前接地装置卷簧在不拆卸的情况下无法进行性能测试的的问题，本发明给出接地装置用卷簧检测装置及其使用方法。

下面将通过基础设计、扩展设计及替换设计对产品、方法等进行详细描述。

一种接地装置用卷簧检测装置，如图1-3所示，其包括：支撑平台2和压块结构；支撑平台2包括：支撑架，支撑架的中部构造出接地装置的安装区，支撑架的上端构造出通孔13，供压块结构的施力部12自上而下穿过，并延伸到安装区；压块结构上设置标记线11。

支撑平台2用于提供接地装置的安装区，压块结构用于向接地装置中的压簧轴施加压力，以驱使压簧轴向下运动，作用于卷簧的内芯端。当然在其他的实施例中，可以将向下的压力替换为其他方向的作用，只要能够促使压簧轴沿作用力方向带动卷簧变形，对卷簧的刚性进行检测即可。

以动车组接地装置3为例，接地装置3内设置压簧轴，卷簧的内芯端连接在压簧轴上，卷簧的外芯端固定在接地装置3的盒盖内侧，当压簧轴受到作用力时将带动卷簧的内芯端向作用力方向运动。

压块结构的施力部12自通孔13延伸并抵接接地装置的压簧轴，直接对压簧轴进行力的作用。

支撑架上端的通孔13的轴向与施力方向相同，当压块结构为竖向向下施加作用力(压力)时，通孔13的轴向为竖直方向。通孔13的孔壁光滑，形成施力部12上下移动的滑轨或导向轨。

为了提高作用力的均衡，压块结构的施力部12对接地装置内部的压簧轴的两端进行施加作用力，达到平衡施力的效果，避免出现压簧轴在受力情况下产生歪斜，造成测量不准确的问题。

由于压块结构的标记线11的下降位置为重要的衡量因素，因此，测试前，压块结构的施力部12下端的位置需要处于标准位置。为了处于标准位置的施力部12能够与接地装置的压簧轴接触，在一些情况下需要提高接地装置的高度，所以，支撑平台2还包括：支撑块24，支撑块24置于支撑平台2的底盘上，且处于安装区的下方。

在某一些实施例中，该支撑块24可以为一个整体结构，在另一些实施例中该支撑块24为多个小支撑块24组成，从多个位置对接地装置的底面进行支撑。在实际操作中可根据接地装置需要提高的高度选择高度适合的支撑块24，亦或采用不同高度的支撑块24，逐层向上叠加以达到所需高度。

在另一些实施例中，支撑块24呈楔形，两个支撑块24相对设置，两个支撑块24的楔形自相互靠近的第一端向相互远离的第二端呈向上倾斜。

楔形的支撑块24不同位置呈现不同的高度，底面保持与支撑架的底盘平行(比如保持水平)，楔形支撑块与底面相对的顶面呈一定的倾斜度。当接地装置与顶面的不同位置接触时接地装置被抬高不同高度。

在实际操作中，优选两个楔形支撑块为一组相对设置，从两个方向提供对称支撑力。在其他的实施例中，也可以采用奇数个楔形支撑块构成整体的均衡支撑力。

当然在其他的实施例中还可以有多种支撑方式，只要能够提供高度可调、均衡施加支撑力都归为通过上述思路给出的启示，属于保护范围之内的方案。

其中，支撑架主要包括：支撑上盖21、支撑纵梁22和支撑底盘23；支撑上盖21和支撑底盘23上下平行并间隔设置，支撑上盖21和支撑底盘23之间的空间的第一区域用于安装支撑纵梁22；第二区域为安装区；支撑纵梁22的上端与支撑上盖21连接；支撑纵梁22的下端与支撑底盘23连接。

支撑架的结构较为简单，且各部件可采用活动连接，方便拆卸，接地装置在支撑上盖21和支撑底盘23之间的安装区内稳定安装，支撑纵梁22一方面提供支撑上盖21的作用力，而且支撑搭建接地装置的安装区。

支撑纵梁22在满足支撑和检测装置稳定性的情况下，可适当进行减重，比如在一些位置做镂空部25或形成凹槽的结构，通过去掉镂空部25处的材质重量，及凹槽槽内的材质重量，尽量减轻检测装置的重量，以提高装置的便携性。

支撑纵梁22和支撑上盖21之间可通过螺栓、焊接等方式连接，支撑纵梁22和支撑底盘23之间可通过支撑底盘23插接、焊接等方式连接。支撑上盖21优选为一个平面结构，设置通孔13，支撑上盖可自通孔13的边缘向测试压块1所在方向延伸出导向筒，通过导向筒的长度引导压块结构竖向向下移动，避免偏移或歪斜，进而提高检测的准确性。当设置导向筒时，则以导向筒的上边缘为标记线11下降的衡量标准，当标记线11最终高于导向筒的上边缘，则卷簧的刚性符合要求；若标记线11下降到导向筒内，即低于导向筒的上边缘，则卷簧的刚性不符合要求。

需要说明的是，在此陈述中均以压块结构处于安装区的上方，自上而下施加作用力。在其他实施例中，如果压块方向与安装区之间其他方位关系，那么其位置关系、标记线11的衡量标准都对应进行更换表述即可。

在一些实施例中，用于向接地装置施加作用力的压块结构，主要包括测试压块1和施力部12；一个以上的施力部12纵向设置，施力部12的上端与测试压块1连接；施力部12的下端用于与接地装置中的压簧轴接触。

在本实施例中，根据卷簧的所需刚性，通过计算，设计测试压块1的配重，通过重力作用对动车组接地装置3的卷簧进行压紧，再通过测试压块1下降位置来判定卷簧刚性是否合格。

在不同的实施例中，可通过改变测试压块1的铅块数量，实现配重的调整，以满足不同车型接地装置3卷簧刚性的测试要求。

该接地装置用卷簧检测装置的原理是利用压块结构中测试压块1的重力作用，作用力通过施力部12(比如：导杆、金属杆等)垂直作用于接地装置3卷簧的压簧轴上，通过重力与弹力的平衡，从而判断接地装置3卷簧刚性是否满足技术要求。

卷簧刚性的检测方法：将接地装置盖组件安装到卷簧检测装置的安装区内，在支撑架上方慢慢放入测试压块1(1.4kg×9.8n/kg＝13.7n)，测试压块1下方施力部12的标记线11高于支撑架上平面，则卷簧刚性合格；若测试压块1下方施力部12的标记线11低于支撑架上平面，则卷簧刚性不合格。

不同种卷簧刚性的检测可通过改变测试压块1内填充铅粒重量调整获得。

本发明还提供了一种上述接地装置用卷簧检测装置的使用方法，其包括：

步骤110，将接地装置安装在卷簧检测装置的安装区中；

步骤112，卷簧检测装置中压块结构的施力部与接地装置内的压簧轴接触；

步骤114，在压块结构的施力部上放置测试压块(比如铅块)；

步骤116，待压块结构下降的位置保持恒定后，确定压块结构的标记线处于卷簧检测装置的支撑平台上表面上方，则判断接地装置中的卷簧满足刚性要求。

该卷簧检测装置的原理是利用压块结构中测试压块的重力作用，作用力通过施力部(比如：导杆、金属杆等)垂直作用于接地装置卷簧的压簧轴上，通过重力与弹力的平衡，从而判断接地装置卷簧刚性是否满足技术要求。该卷簧检测装置应用于高速列车接地装置卷簧刚性检测，易于操作，方便快捷。

在将接地装置安装在卷簧检测装置的安装区中之前，使用方法还包括：

步骤100，确定卷簧所需刚性；根据卷簧所需刚性确定测试压块的重力。

针对不同动车组的接地装置，可以通过调整配重来检测不同型号接地装置的卷簧刚性。

其中，步骤110，将接地装置安装在卷簧检测装置的安装区中在操作时具体为：

将接地装置安装在卷簧检测装置的支撑块上方的安装区中；

调整支撑块之间的距离，使接地装置内的压簧轴与压块结构的施力部的下端接触。

该支撑块可选用上文提到的平面结构的支撑块或楔形支撑块，通过调整支撑块，使接地装置内的压簧轴与压块结构的施力部的下端接触，并给出平衡的支撑力，提高检测的准确性。

下面给出上述接地装置用卷簧检测装置的使用方法的具体实施例，如图4所示：

步骤200，确定卷簧所需刚性；

步骤210，根据卷簧所需刚性确定测试压块的配重；

步骤220，将接地装置安装在卷簧检测装置的支撑块上方的安装区中；

步骤230，调整支撑块之间的距离，使接地装置内的压簧轴与压块结构的施力部的下端接触；

步骤240，卷簧检测装置中压块结构的施力部与接地装置内的压簧轴接触；

步骤250，在压块结构的施力部上放置测试压块(比如铅块)；

步骤260，待压块结构下降的位置保持恒定后，确定压块结构的标记线处于卷簧检测装置的支撑平台上表面上方，则判断接地装置中的卷簧满足刚性要求。

本技术支撑平台的支撑架设置接地装置的安装区，压块结构用于向安装区内的接地装置的压簧轴施压向下的压力，促使卷簧的内芯端沿作用力方向运动，压块结构向下运动，当卷簧刚性达到稳定值时，通过观察压块结构上的标记线的位置即可判断卷簧的刚性是否符合要求。压块结构向下施加的压力源自重力，压块结构的压力与卷簧所需刚性相匹配。为了衡量标记线的下降位置是否符合要求，以支撑架的上平面为衡量标准，当标记线处于上平面以上时，判定卷簧的刚性符合要求；当标记线处于上平面以下时，判定卷簧的刚性不符合要求。整体结构简单，操作方便。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。