在線鋼軌平直度自動測量儀的製作方法

2023-05-20 21:10:56 2

在線鋼軌平直度自動測量儀的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種在線鋼軌平直度自動測量儀，包括機架，所述機架上設有測量尺架，所述測量尺架上設有沿縱向移動的測量小車，所述測量小車上設有用於測量鋼軌平直度的測量機構，所述機架上還設有多個平行並橫向布置的滑軌，所述滑軌上設有沿縱向設置的平移橫梁，所述平移橫梁與所述滑軌滑動連接；所述機架上設有使所述平移橫梁在所述滑軌上橫向移動的平移機構；所述平移橫梁兩端設有使所述測量尺架做豎直運動的自動升降機構。本發明具有能同時測量鋼軌頂面和側面的表面曲線且精度高、操作簡便的有益效果。
【專利說明】在線鋼軌平直度自動測量儀

【技術領域】
[0001]本發明涉及鋼軌檢測【技術領域】，具體是一種在線鋼軌平直度自動測量儀。

【背景技術】
[0002]鋼軌在生產過程出廠產品質量指標之一的平直度的檢查主要還是以人工檢查為主，其主要是檢查鋼軌兩端0 — 1米、0 — 2米、1 一 3米的踏面平直度和側面平直度。通過人工手拿一根長度為2米的鋁鎂合金尺和塞尺，測量放在靜止的鋼軌踏面或側面，然後用塞尺不同規格去測量平尺與鋼軌間存在的間隙，來判斷平直度是否符合標準要求。這樣的操作方式存在著操作不便，壓力不均衡，測量不精確，數據紀錄不方便和易錯等缺點。
[0003]在線檢查中還有一種方式是鋼軌動態運行時，頂面(踏面)和側面分別安裝雷射頭對準被測面來紀錄數據繪成曲線。其缺點是無法區分鋼軌行走時的抖動與正常表面曲線，由於鋼軌標準中不同規格平直度要求在0.3-0.6mm之間，而鋼軌行走的抖動往往造成曲線失真，無法作為最終的判定結論。因此現在各生產廠依然還是依靠人工測量為主。人工測量主要存在以下問題:
[0004]1)操作不便。鋁鎂合金尺較長(2米)，測量時壓在鋼軌表面特別是側面操作不便，測量需要兩人配合。
[0005]2)測量過程無法反應整個測量表面(2米)情況，只能是發現最深點。
[0006]3)測量必須分兩步執行，測量踏面和測量側面。
[0007]4)測量尺易變形。由於操作和放置不便，測量尺易產生變形。
[0008]5)沒有歷史數據和曲線可供返查。
[0009]6)測量中壓力不均衡，測量值易失真。


【發明內容】

[0010]本發明的目的是為了解決上述【背景技術】存在的不足，提出一種能同時測量鋼軌頂面和側面的表面曲線且精度高、操作簡便的在線鋼軌平直度自動測量儀。
[0011]為了實現以上目的，本發明提供的一種在線鋼軌平直度自動測量儀，包括機架，所述機架上設有測量尺架，所述測量尺架上設有沿縱向移動的測量小車，所述測量小車上設有用於測量鋼軌平直度的測量機構，其特徵在於:所述機架上還設有多個平行並橫向布置的平移滑軌，所述平移滑軌上設有沿縱向設置的平移橫梁，所述平移橫梁與所述平移滑軌滑動連接；所述機架上設有使所述平移橫梁在所述平移滑軌上橫向移動的平移機構；所述平移橫梁兩端設有使所述測量尺架做豎直運動的自動升降機構。
[0012]作為優選方案，所述平移機構包括沿橫向固定在機架上的平移基座，所述平移基座底部一側設有平移電機，所述平移電機的輸出端通過平移聯軸器與平移絲槓連接，所述平移絲槓上設有平移推板，所述平移推板與所述平移橫梁固定連接。
[0013]進一步地，所述平移基座上設有若干個定位傳感器。
[0014]更近一步地，所述自動升降機構包括設置在所述平移橫梁兩端的升降基座，所述升降基座頂部設有升降電機，所述升降電機的輸出端通過升降聯軸器與向下延伸的升降絲杆連接，所述升降絲杆從上至下依次設有固定座和移動座，所述固定座與所述升降基座側部固定連接，所述移動座通過連接部與所述測量尺架固定連接。
[0015]更進一步地所述平移橫梁兩端還設有使測量尺架做升降運動的手動升降結構，所述手動升降結構包括安裝在所述升降基座側部的手柄支撐座，所述手柄支撐座支撐有手柄組件，所述手柄組件的輸出端通過升降聯軸器與升降絲杆連接。
[0016]更近一步地，所述測量尺架上設有測量電機、與所述測量電機傳動連接的齒形輪及與所述齒形輪嚙合的齒形帶，所述齒形帶上通過的連接板與測量小車連接，所述測量小車與設置在所述測量尺架的測量滑軌滑動連接。
[0017]再進一步地，所述測量機構包括設置在所述測量小車上分別採集鋼軌踏面和鋼軌側面的表面形狀數據的雷射測距頭。
[0018]本發明的有益效果:1、選用高精度雷射測距傳感器，保證測量的分辨力足夠高。2、側面平直度通過運用圓弧型軌道設計和伺服控制，第一可保證測量機構在鋼軌表面的壓力能夠均衡；第二可防止因軌道的偏斜造成測量誤差。3、踏面平直度通過運用兩個伺服電機控制下壓，可以保證測量尺下壓鋼軌踏面時壓力均勻，即使鋼軌踏面(上表面)處於非水平狀態，只要不超過設備的測量範圍，均可保證壓力均勻。4、通過與機組的信號交互，控制鋼軌自動走停到測量位置，對鋼軌進行測量。5、選用大理石作為標準板，保證測量前設備測量尺的自校正(或清零)。6、測量數據圖示化。7、結合標準自動判定。8、數據全部保存，通過網絡可用於數據返查和遠程查看。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發明的結構示意圖；
[0020]圖2為圖1的側視圖；
[0021]圖3為圖1的後視圖；
[0022]圖4為測量小車結構圖；
[0023]圖5為自動升降機構結構圖；
[0024]圖6為平移機構結構圖；
[0025]圖中:機架1、平移橫梁2、平移滑軌3、平移絲杆4、平移基座5、平移電機6、平移聯軸器7、定位傳感器8、平移軸承座9、平移推板10、升降電機底板11、升降電機12、升降梯形豎板13、升降豎板14、升降聯軸器15、第一傘形齒輪16、固定座17、移動座18、升降L型座19、升降絲杆20、山型座21、圓柱銷22、圓弧滑軌23、圓弧軸承24、升降底座25、第二傘形齒輪26、手柄支撐座27、安全銷28、手柄組件29、方形軸30、單向安全扣31、測量尺架32、測量尺電機33、齒形帶34、齒形輪35、小車連接板36、測量小車37、雷射測距頭38、小車滑軌39、L型靠尺40、手柄軸承座41、大理石標塊42、平板電腦43、功能按鈕44。

【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖及實施例對本發明作進一步說明。
[0027]實施例:如圖1所示的一種在線鋼軌平直度自動測量儀，包括機架1，所述機架1上設有測量尺架32，所述測量尺架32上設有沿縱向移動的測量小車37，所述測量小車37上設有用於測量鋼軌平直度的測量機構，所述機架1上還設有多個平行並橫向布置的平移滑軌3，所述平移滑軌3上設有沿縱向設置的平移橫梁2，所述平移橫梁2與所述平移滑軌3滑動連接；所述機架1上設有使所述平移橫梁2在所述平移滑軌3上橫向移動的平移機構；所述平移橫梁2兩端設有使所述測量尺架32做豎直運動的自動升降機構。
[0028]所述平移機構包括沿橫向固定在機架1上的平移基座5，所述平移基座5底部一側設有平移電機6，所述平移電機6的輸出端通過平移聯軸器7與平移絲槓4連接，所述平移絲槓4上設有平移推板10，所述平移推板10與所述平移橫梁2固定連接。
[0029]所述平移基座5上設有若干個定位傳感器8。
[0030]所述自動升降機構包括設置在所述平移橫梁2兩端的升降基座，所述升降基座頂部設有升降電機12，所述升降電機12的輸出端通過升降聯軸器15與向下延伸的升降絲杆20連接，所述升降絲杆20從上至下依次設有固定座17和移動座18，所述固定座17與所述升降基座側部固定連接，所述移動座18通過連接部與所述測量尺架32固定連接。
[0031]所述平移橫梁2兩端還設有使測量尺架32做升降運動的手動升降結構，所述手動升降結構包括安裝在所述升降基座側部的手柄支撐座27，所述手柄支撐座27支撐有手柄組件29，所述手柄組件29的輸出端通過升降聯軸器15與升降絲杆20連接。
[0032]所述測量尺架32上設有測量電機33、與所述測量電機33傳動連接的齒形輪35及與所述齒形輪35嚙合的齒形帶34，所述齒形帶34上通過的連接板36與測量小車37連接，所述測量小車37與設置在所述測量尺架32的測量平移滑軌39滑動連接。
[0033]所述測量機構包括設置在所述測量小車37上分別採集鋼軌踏面和鋼軌側面的表面形狀數據的雷射測距頭38。
[0034]本發明的工作原理為:
[0035]1、測量鋼軌動作。當設備接收到機組信號開始測量或執行手動測量鋼軌指令時，平移部件電機6得電帶動平移部件絲杆4，通過平移部件推板6推動平移部件橫梁2移動使得整個測量機構前行，當L型靠尺40接觸到鋼軌時，將反作用力通過圓弧滑軌23和圓弧軸承24電控櫃的伺服控制器，測量尺架32也會受力發生轉動使得2塊L型靠尺40壓住鋼軌側面，當伺服控制器中測得的扭力達到要求時，伺服控制器會鎖住平移部件電機6使得平移部件橫梁2不再前行，然後2臺升降電機12得電後通過升降聯軸器15帶動升降絲杆20旋轉，使得移動座18移動從而帶動固定在一起的升降豎板14和升降梯形豎板13下行，升降L型座也隨之下行，通過圓柱銷22使得山型座21、圓弧軸承24、圓弧滑軌23下行，帶動測量尺架32下移，採用兩臺電機作用是保證在下壓時2塊L型靠尺40能夠以同樣的壓力壓在鋼軌上並保證壓力一致，即使鋼軌在輥道上頭高一頭低壓力也會保持一致。待壓力達到設定值時，伺服控制器鎖住升降電機12。隨後，測量尺架32上測量尺電機32帶動齒形輪35旋轉，與其嚙合的齒形帶34開始移動，固定在齒形帶34上的小車連接板36受力後推動測量小車37沿著小車平移滑軌39橫向移動，安裝在測量小車上的2個雷射測距頭38分別會採集鋼軌踏面和側面的表面形狀數據。當測量完畢時，測量小車37退回起始位。測量尺架32在2臺2臺升降電機12作用下提升，然後平移部件電機6得電使得平移部件橫梁2起始位停止。
[0036]2、對大理石標塊42測量,校準測量尺。設備自標定是通過對大理石標塊42測量來進行的，其測量值作為基準值，用於測量鋼軌時得到的原始數據與基準值間的差值即是鋼軌表面曲線測量的真實值。
[0037]當設備接收到內部自標定指令時開始大理石標塊42過程，平移部件橫梁2在平移部件電機6作用下後退到大理石標塊42上方，然後執行與測量鋼軌上面第1條同樣的動作，測量數據記錄在電腦中，用於校正測量尺。
[0038]3、手動提升測量尺架32。當設備出現故障造成了測量尺架32無法提升時，為了及時退出測量狀態不影響產線工作，可以通過手動方式及時將測量尺架32提升，使得其抬高后不再影響鋼軌的運行。
[0039]出現故障後，人為切斷設備電源，所有的設備電機沒有電流通過，不會自鎖。然後，人工將所有安全銷22拔出，用手推動手柄組件29，使得其前行，其上的三根定位銷穿過手柄軸承座上開的3個孔，同時方形軸30進入手柄組件29中心的方孔，然後將安全銷22放回原位，防止手柄旋轉時後退造成方形軸30與手柄組件29中心的方孔脫離使得測量尺組件失去動力下墜地。當手柄組件29受力旋轉時，方形軸30也隨之轉動，安裝其上的第二傘形齒輪26也旋轉，與其嚙合的第一傘形齒輪16也隨之轉動，帶動了升降絲杆20旋轉，從而移動座18受升降絲杆20旋轉移動，從而帶動升降L型座19、圓柱銷22、山型座21、圓弧軸承24、圓弧滑軌23、測量尺軌底座25和測量尺架32移動。移動中，手柄停止受力轉動，測量尺架32由於自身重力通過一系列零件會帶動升降絲杆20發生旋轉，此時由於單向安全扣31鎖扣是單向的，會頂住手柄組件29上的圓柱銷，從而阻止了測量尺架29的下墜。
[0040]以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明的結構做任何形式上的限制。凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明的技術方案的範圍內。
【權利要求】
1.一種在線鋼軌平直度自動測量儀，包括機架(I)，所述機架(I)上設有測量尺架(32)，所述測量尺架(32)上設有沿縱向移動的測量小車(37)，所述測量小車(37)上設有用於測量鋼軌平直度的測量機構，其特徵在於:所述機架(I)上還設有多個平行並橫向布置的平移滑軌(3)，所述平移滑軌(3)上設有沿縱向設置的平移橫梁(2)，所述平移橫梁(2)與所述平移滑軌(3)滑動連接；所述機架(I)上設有使所述平移橫梁(2)在所述平移滑軌(3)上橫向移動的平移機構；所述平移橫梁(2)兩端設有使所述測量尺架(32)做豎直運動的自動升降機構。
2.根據權利要求1所述的在線鋼軌平直度自動測量儀，其特徵在於:所述平移機構包括沿橫向固定在機架(I)上的平移基座(5)，所述平移基座(5)底部一側設有平移電機(6)，所述平移電機￠)的輸出端通過平移聯軸器(7)與平移絲槓(4)連接，所述平移絲槓(4)上設有平移推板(10)，所述平移推板(10)與所述平移橫梁(2)固定連接。
3.根據權利要求2所述的在線鋼軌平直度自動測量儀，其特徵在於:所述平移基座(5)上設有若干個定位傳感器(8)。
4.根據權利要求1所述的在線鋼軌平直度自動測量儀，其特徵在於:所述自動升降機構包括設置在所述平移橫梁(2)兩端的升降基座，所述升降基座頂部設有升降電機(12)，所述升降電機(12)的輸出端通過升降聯軸器(15)與向下延伸的升降絲杆(20)連接，所述升降絲杆(20)從上至下依次設有固定座(17)和移動座(18)，所述固定座(17)與所述升降基座側部固定連接，所述移動座(18)通過連接部與所述測量尺架(32)固定連接。
5.根據權利要求4所述的在線鋼軌平直度自動測量儀，其特徵在於:所述平移橫梁(2)兩端還設有使測量尺架(32)做升降運動的手動升降結構，所述手動升降結構包括安裝在所述升降基座側部的手柄支撐座(27)，所述手柄支撐座(27)支撐有手柄組件(29)，所述手柄組件(29)的輸出端通過升降聯軸器(15)與升降絲杆(20)連接。
6.根據權利要求1所述的在線鋼軌平直度自動測量儀，其特徵在於:所述測量尺架(32)上設有測量電機(33)、與所述測量電機(33)傳動連接的齒形輪(35)及與所述齒形輪(35)嚙合的齒形帶(34)，所述齒形帶(34)上通過的連接板(36)與測量小車(37)連接，所述測量小車(37)與設置在所述測量尺架(32)的測量滑軌(39)滑動連接。
7.根據權利要求1所述的在線鋼軌平直度自動測量儀，其特徵在於:所述測量機構包括設置在所述測量小車(37)上分別採集鋼軌踏面和鋼軌側面的表面形狀數據的雷射測距頭(38)。
【文檔編號】G01B11/30GK104390609SQ201410650169
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月14日 優先權日:2014年11月14日
【發明者】李小傑, 楊國義, 楊少鋒, 劉學春, 關菊梅, 畢士龍, 張昌強, 熊治林, 趙在群, 蔣宗偉 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司