專利名稱：鐵路車輛輪對(duì)滾動(dòng)軸承故障試驗(yàn)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種鐵路車輛輪對(duì)滾動(dòng)軸承運(yùn)行故障診斷系統(tǒng)中的試驗(yàn)設(shè)備，特別適用于車輛輪對(duì)滾動(dòng)軸承的故障定檢。試驗(yàn)機(jī)作為診斷系統(tǒng)中的一環(huán)，與系統(tǒng)中的檢測(cè)儀表、計(jì)算機(jī)等配合，在鐵路車輛輪對(duì)及其軸承不分解地裝機(jī)試驗(yàn)運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，診斷系統(tǒng)快速自動(dòng)完成對(duì)輪對(duì)滾動(dòng)軸承的故障(檢測(cè))診斷。
為確保鐵路車輛的運(yùn)行安全，我國(guó)現(xiàn)行車輛維修體制規(guī)定，貨車輪對(duì)滾動(dòng)軸承必須每年返回車輛段對(duì)軸承進(jìn)行一次定檢。對(duì)未滿五年的軸承，由有經(jīng)驗(yàn)的工人對(duì)軸承進(jìn)行推拉和轉(zhuǎn)動(dòng)，憑經(jīng)驗(yàn)和手感判斷故障的有無(wú)，若懷疑有故障則分解軸承檢查；對(duì)滿五年的軸承則一律用500kN的拉力將軸承從軸上拔下，煮洗，去油，烘干，再人工目檢。這種檢測(cè)方法不僅費(fèi)時(shí)、費(fèi)事、生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大，且定檢質(zhì)量為檢測(cè)人員所局限，漏診和錯(cuò)診率均很大。
據(jù)所見(jiàn)到的簡(jiǎn)要資料介紹蘇聯(lián)鐵路運(yùn)輸科學(xué)院烏拉爾分院研制的“滾動(dòng)軸承診斷試驗(yàn)臺(tái)”，在驅(qū)動(dòng)輪對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)和加載誘發(fā)故障沖擊的情況下進(jìn)行故障檢測(cè)。但由于診斷原理、方法及試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等原因，其確診率僅有60％，即僅能發(fā)現(xiàn)60％的故障，且需使用龐大的吊裝設(shè)備上下吊運(yùn)重達(dá)1000kg的輪對(duì)，檢測(cè)過(guò)程手動(dòng)操作。歐美國(guó)家的106型試驗(yàn)機(jī)，在限制輪對(duì)行進(jìn)的前題下，采用輪對(duì)下方的雙鋼輪支承、驅(qū)動(dòng)輪對(duì)，用強(qiáng)大而有力的下壓爪(Hold－Down claw)徑向加載，模擬軸承在使用狀況下的實(shí)際承載狀況，進(jìn)行輪軸的幾何參數(shù)檢測(cè)，而不能進(jìn)行軸承故障檢測(cè)。該試驗(yàn)設(shè)備敷設(shè)在地下，設(shè)計(jì)龐大，工程量大。巨大的下壓徑向載荷使軸承的間隙集中于下方，即使進(jìn)行軸承故障診斷也必然帶來(lái)漏診的因素。
本發(fā)明創(chuàng)造的任務(wù)是為鐵路車輛輪對(duì)滾動(dòng)軸承試驗(yàn)運(yùn)行故障診斷系統(tǒng)(采用共振解調(diào)故障檢測(cè)技術(shù))提供一種試驗(yàn)機(jī)，該機(jī)應(yīng)能滿足診斷系統(tǒng)檢測(cè)時(shí)提出的運(yùn)行要求，即該機(jī)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)輪對(duì)及其軸承的支承、驅(qū)動(dòng)和加載，使輪對(duì)軸承處于合乎檢測(cè)要求的良好運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，并無(wú)須吊裝設(shè)備便可方便地實(shí)現(xiàn)笨重輪對(duì)的上下機(jī)，而結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單。
下面是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案。
根據(jù)其任務(wù)，試驗(yàn)機(jī)必須具有輪對(duì)滾動(dòng)軸承支承組件，驅(qū)動(dòng)組件和加載組件。為使笨重的輪對(duì)方便地上機(jī)，完成支承和下機(jī)，應(yīng)采用輪對(duì)最佳位移方式實(shí)現(xiàn)裝機(jī)，即采用輪對(duì)滾入和短距升降式完成支承。為此，機(jī)上應(yīng)有與地面鐵軌銜接的機(jī)身段輪軌組件，和實(shí)現(xiàn)支承的升降裝置。這種升降裝置可以設(shè)置在支承組件上或機(jī)身段輪軌組件上，即由支承組件上升至高位，抬舉輪對(duì)脫離輪軌，完成支承；或由機(jī)身段輪軌組件下沉至低位、輪對(duì)落到固定的機(jī)身支承組件上實(shí)現(xiàn)支承。下機(jī)時(shí)，過(guò)程動(dòng)作相反，并借助機(jī)身段輪軌組件作用使輪對(duì)滾出試驗(yàn)機(jī)。
附圖
給出了適用于國(guó)際通用的貨車輪對(duì)雙列圓錐滾子軸承的試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
以下結(jié)合附圖作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
試驗(yàn)機(jī)機(jī)座含有座底平臺(tái)10和龍門架5，座底平臺(tái)和龍門架下部鋪設(shè)在地面以下的地坑中。
本實(shí)施例的支承組件設(shè)計(jì)成升降式的。相同的兩支承組件含有基柱11，滑柱12，平臺(tái)13，作動(dòng)油缸14、15和支承鞍20，并通過(guò)基柱11安裝固定在底座平臺(tái)兩端。基柱11有中空的孔，滑柱12滑裝在其中，滑柱12上端與平臺(tái)13固接成一體，平臺(tái)13上表面置有縱向的燕尾槽，與支承鞍20的燕尾鞍座配合聯(lián)接。兩個(gè)可推動(dòng)滑柱平臺(tái)上升的液壓作動(dòng)油缸14固定在平臺(tái)下方滑柱兩側(cè)。支承鞍20的上部鞍體呈半圓形狀，用于承接輪對(duì)滾動(dòng)軸承外環(huán)和安裝用于檢測(cè)的傳感器，半圓形鞍體兩端還設(shè)有用于限制軸承外環(huán)在鞍內(nèi)軸向移動(dòng)和傳遞軸向載荷的半圓形凸緣檔邊。鞍體外側(cè)端還伸出一鞍耳21，鞍耳21上有與加載鉤9或承載鉤35的鉤銷相適應(yīng)的配合孔16。
加載是為了誘發(fā)故障沖擊和有利于故障信號(hào)的采集，合理地實(shí)施加載是至關(guān)重要的。徑向加載有上述的軸承間隙集于一方而不利于故障信息采集的缺點(diǎn)。軸向加載則有消除軸承間隙的良好作用。但若加載方法不當(dāng)，如加載力偏斜，或作用在支承件上使其形變，則引起兩端軸承與輪軸發(fā)生不同軸度，將不利于信號(hào)的正確采集。
雙向軸向加載組件含有液壓雙向作動(dòng)筒6，加載鉤9，導(dǎo)向付組元7、8和承載鉤35。加載鉤、承載鉤有鉤臂和鉤銷部份，鉤銷是便于與鞍耳21孔對(duì)中配合的圓柱、圓錐面組合結(jié)構(gòu)。作動(dòng)筒6，承載鉤35分別固定在機(jī)座架兩端的剛性架臂上。通過(guò)推拉雙向軸向加載，針對(duì)現(xiàn)行貨車輪對(duì)國(guó)際通用的兩套雙列(共4個(gè))圓錐滾子軸承均可消除間隙實(shí)施檢測(cè)。軸向載荷的傳遞是通過(guò)加載鉤(推或拉)→支承鞍(鞍耳→檔邊)→軸承(外環(huán)→滾動(dòng)體→內(nèi)環(huán))→輪軸→另一端軸承、支承鞍、承載鉤35而實(shí)現(xiàn)。
機(jī)身段輪軌組件含有裝設(shè)成與地面鐵軌銜接(本實(shí)施例為連接成一體)的，其上加工有供輪對(duì)定位用V形弧槽的主輪軌29，和緊貼主輪軌、由作動(dòng)油缸和推桿構(gòu)成的推輪器30，以及與主輪軌并列安裝但較短的供輪對(duì)軸向定位的付輪軌31。推輪器30用于輪對(duì)下機(jī)。其時(shí)，作動(dòng)油缸上頂推桿，使推桿繞支點(diǎn)上抬，推動(dòng)輪對(duì)滾出。
兩個(gè)對(duì)稱安裝的驅(qū)動(dòng)組件(圖中只示出一個(gè))，安裝在輪對(duì)內(nèi)側(cè)，它含有電動(dòng)機(jī)26、裝在電機(jī)軸上的膠輪27，有兩個(gè)鉸支點(diǎn)的電機(jī)支座25和推動(dòng)油缸28。支座25、油缸28的兩鉸支點(diǎn)中，有一相互鉸支點(diǎn)。油缸28可推動(dòng)支座25轉(zhuǎn)動(dòng)，而使膠輪側(cè)面壓向輪對(duì)側(cè)面驅(qū)動(dòng)輪對(duì)。
為適時(shí)加快停車，機(jī)座平臺(tái)中部設(shè)有膠皮閘瓦式剎車裝置34，由液壓作動(dòng)筒控制操作，平時(shí)臥放，用時(shí)豎起。剎車裝置還可用來(lái)彌補(bǔ)主輪軌上V形定位弧槽定位之不足，防止輪對(duì)滾入時(shí)越位。
為使操作、定位、檢測(cè)等更方便、可靠和自動(dòng)，機(jī)上還裝設(shè)有諸多傳感器，如支承高位、低位傳感器17、18，支承鞍軸向?qū)χ袀鞲衅?9，輪對(duì)到位傳感器32，以及多個(gè)多類或同類的檢測(cè)用的傳感器22、23、24，和利用輪對(duì)上的工藝孔檢測(cè)輪對(duì)轉(zhuǎn)速的光電傳感器33等。
試驗(yàn)機(jī)工作過(guò)程簡(jiǎn)述如下試驗(yàn)機(jī)的操作由故障診斷系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)編程控制。亦可適時(shí)手動(dòng)控制。
首先應(yīng)空機(jī)檢查并調(diào)整支承鞍處于軸向?qū)χ形恢?。待檢測(cè)輪對(duì)停放在機(jī)前路面鐵軌的V形定位弧槽內(nèi)，試驗(yàn)時(shí)，借助于機(jī)外推輪器的推動(dòng)，使輪對(duì)沿機(jī)身段主輪軌29滾入到位(事前豎起剎車裝置34防止輪對(duì)進(jìn)入時(shí)越位)。到位傳感器32給出信號(hào)，剎車裝置34放倒，支承升降油缸14緩緩上升，頂起支承組件、并抬舉輪對(duì)到高位。高位傳感器17給出信號(hào)，限位保險(xiǎn)油缸15動(dòng)作，塞住滑柱12，實(shí)現(xiàn)輪對(duì)支承并保險(xiǎn)限位。其后，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)組件，使膠輪27壓向輪對(duì)側(cè)面驅(qū)動(dòng)輪對(duì)及其軸承轉(zhuǎn)動(dòng)。在工作周期內(nèi)，加載組件則進(jìn)行一次雙向的軸向推拉加載過(guò)程，以使輪對(duì)的4個(gè)軸承兩兩依次消除間隙，供傳感器22、23和24檢測(cè)。輪對(duì)從上機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，到停轉(zhuǎn)下機(jī)共約5分鐘，整個(gè)工作周期內(nèi)，試驗(yàn)機(jī)的操作由計(jì)算機(jī)編程自動(dòng)控制。與此同時(shí)，診斷系統(tǒng)完成有關(guān)數(shù)據(jù)信息采集和故障分析，對(duì)輪對(duì)的4個(gè)軸承給出診斷結(jié)論。
本實(shí)用新型樣機(jī)已在鐵路車輛輪對(duì)軸承不分解試驗(yàn)診斷系統(tǒng)中獲得應(yīng)用，與診斷系統(tǒng)其它技術(shù)配合，取得了確診率達(dá)95％以上，而漏診率幾乎為零的滿意效果。
權(quán)利要求1.一種鐵路車輛輪對(duì)滾動(dòng)軸承故障試驗(yàn)機(jī)，是鐵路車輛輪對(duì)軸承試驗(yàn)運(yùn)行故障診斷系統(tǒng)中的設(shè)備，含有(1)機(jī)座，輪對(duì)的(2)支承組件，(3)加載組件，(4)驅(qū)動(dòng)組件，其特征在于有方便實(shí)現(xiàn)輪對(duì)裝機(jī)和下機(jī)的，(5)機(jī)身段輪軌組件，和(6)支承組件或機(jī)身段輪軌組件是可升降式的，及(7)加載組件是軸向加載組件。
2.按權(quán)利要求1所述的鐵路車輛輪對(duì)滾動(dòng)軸承故障試驗(yàn)機(jī)，其特征在于可升降式的支承組件含有中空的基柱11、滑柱12、平臺(tái)13、作動(dòng)油缸14、15、支承鞍20，滑柱12滑套在基柱11的孔中，平臺(tái)13固定在滑柱12上端成一體，平臺(tái)13以燕尾槽與支承鞍20的燕尾鞍座實(shí)現(xiàn)連接，支承鞍20上部是呈半圓形狀的鞍體，鞍體兩端有半圓形凸緣檔邊，鞍體外側(cè)有一鞍耳21，鞍耳上有孔16，兩個(gè)可推動(dòng)滑柱及平臺(tái)上升的作動(dòng)油缸14固定在平臺(tái)下方滑柱兩側(cè)。
3.按權(quán)利要求1、2所述的鐵路車輛輪對(duì)滾動(dòng)軸承故障試驗(yàn)機(jī)，其特征是軸向加載組件是可雙向(推、拉)加載的，含有液壓作動(dòng)筒6，加載鉤9，導(dǎo)向付組元7、8和承載鉤35，加載鉤9、承載鉤35有鉤臂和鉤銷部份，鉤銷是柱面和錐面組合結(jié)構(gòu)，作動(dòng)筒6，承載鉤5分別固定在機(jī)座兩端的架臂上。
4.按權(quán)利要求1、2所述的鐵路車輛輪對(duì)滾動(dòng)軸承故障試驗(yàn)機(jī)，其特征是輪對(duì)驅(qū)動(dòng)組件含有電動(dòng)機(jī)26、套在電機(jī)軸上的膠輪27、有兩個(gè)鉸支點(diǎn)的電機(jī)支座25和推動(dòng)油缸28，且機(jī)座25、油缸28各兩鉸支中有一相互鉸支點(diǎn)。
5.按權(quán)利要求1、2所述的鐵路車輛輪對(duì)滾動(dòng)軸承故障試驗(yàn)機(jī)，其特征是機(jī)身段輪軌組件含有與地面鐵軌銜接成一體，其上制有V形定位弧槽的主輪軌29，和緊貼主輪軌由作動(dòng)油缸、托桿構(gòu)成的推輪器30，以及與主輪軌并列安裝供輪對(duì)軸向定位的付輪軌31。
6.按權(quán)利要求1、2所述的鐵路車輛輪對(duì)滾動(dòng)軸承故障試驗(yàn)機(jī)，其特征是機(jī)座平臺(tái)中部設(shè)有可臥倒、豎起的膠皮閘瓦式剎車裝置34，和機(jī)上安裝有多個(gè)供操作或?qū)χ卸ㄎ换驒z測(cè)的傳感器。
專利摘要一種鐵路車輛輪對(duì)滾動(dòng)軸承故障試驗(yàn)機(jī)，是輪對(duì)軸承不分解故障診斷系統(tǒng)中的設(shè)備。按運(yùn)行要求，試驗(yàn)機(jī)對(duì)輪對(duì)軸承提供支承、驅(qū)動(dòng)和加載，使之正確運(yùn)轉(zhuǎn)，以便準(zhǔn)確可靠地采集故障信號(hào)。含有支承、驅(qū)動(dòng)、加載組件和使笨重輪對(duì)能以最佳位移方式完成裝機(jī)的機(jī)身段輪軌組件和設(shè)置在其上或在支承組件上的升降裝置。其樣機(jī)已應(yīng)用在輪對(duì)軸承不分解試驗(yàn)故障診斷系統(tǒng)，和系統(tǒng)其它技術(shù)配合取得了確診率達(dá)95％以上而漏診率幾乎為零的良好效果。
文檔編號(hào)G01M13/00GK2105685SQ9021597
公開(kāi)日1992年5月27日 申請(qǐng)日期1990年10月15日 優(yōu)先權(quán)日1990年10月15日
發(fā)明者唐德堯, 梁超鍇, 鄭長(zhǎng)彥, 周志烈, 沈振聲 申請(qǐng)人:航空航天工業(yè)部第六○八研究所, 鐵道部廣州鐵路局