專利名稱：鐵路車輛輪對滾動軸承故障試驗機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種鐵路車輛輪對滾動軸承運行故障診斷系統(tǒng)中的試驗設(shè)備，特別適用于車輛輪對滾動軸承的故障定檢。試驗機作為診斷系統(tǒng)中的一環(huán)，與系統(tǒng)中的檢測儀表、計算機等配合，在鐵路車輛輪對及其軸承不分解地裝機試驗運轉(zhuǎn)的過程中，診斷系統(tǒng)快速自動完成對輪對滾動軸承的故障(檢測)診斷。
為確保鐵路車輛的運行安全，我國現(xiàn)行車輛維修體制規(guī)定，貨車輪對滾動軸承必須每年返回車輛段對軸承進行一次定檢。對未滿五年的軸承，由有經(jīng)驗的工人對軸承進行推拉和轉(zhuǎn)動，憑經(jīng)驗和手感判斷故障的有無，若懷疑有故障則分解軸承檢查；對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。這種檢測方法不僅費時、費事、生產(chǎn)效率低、勞動強度大，且定檢質(zhì)量為檢測人員所局限，漏診和錯診率均很大。
據(jù)所見到的簡要資料介紹蘇聯(lián)鐵路運輸科學(xué)院烏拉爾分院研制的“滾動軸承診斷試驗臺”，在驅(qū)動輪對運轉(zhuǎn)和加載誘發(fā)故障沖擊的情況下進行故障檢測。但由于診斷原理、方法及試驗臺結(jié)構(gòu)設(shè)計等原因，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)備上下吊運重達(dá)1000kg的輪對，檢測過程手動操作。歐美國家的106型試驗機，在限制輪對行進的前題下，采用輪對下方的雙鋼輪支承、驅(qū)動輪對，用強大而有力的下壓爪(Hold－Down claw)徑向加載，模擬軸承在使用狀況下的實際承載狀況，進行輪軸的幾何參數(shù)檢測，而不能進行軸承故障檢測。該試驗設(shè)備敷設(shè)在地下，設(shè)計龐大，工程量大。巨大的下壓徑向載荷使軸承的間隙集中于下方，即使進行軸承故障診斷也必然帶來漏診的因素。
本發(fā)明創(chuàng)造的任務(wù)是為鐵路車輛輪對滾動軸承試驗運行故障診斷系統(tǒng)(采用共振解調(diào)故障檢測技術(shù))提供一種試驗機，該機應(yīng)能滿足診斷系統(tǒng)檢測時提出的運行要求，即該機應(yīng)能實現(xiàn)對輪對及其軸承的支承、驅(qū)動和加載，使輪對軸承處于合乎檢測要求的良好運轉(zhuǎn)狀態(tài)，并無須吊裝設(shè)備便可方便地實現(xiàn)笨重輪對的上下機，而結(jié)構(gòu)緊湊簡單。
下面是實現(xiàn)本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案。
根據(jù)其任務(wù)，試驗機必須具有輪對滾動軸承支承組件，驅(qū)動組件和加載組件。為使笨重的輪對方便地上機，完成支承和下機，應(yīng)采用輪對最佳位移方式實現(xiàn)裝機，即采用輪對滾入和短距升降式完成支承。為此，機上應(yīng)有與地面鐵軌銜接的機身段輪軌組件，和實現(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身段輪軌組件上，即由支承組件上升至高位，抬舉輪對脫離輪軌，完成支承；或由機身段輪軌組件下沉至低位、輪對落到固定的機身支承組件上實現(xiàn)支承。下機時，過程動作相反，并借助機身段輪軌組件作用使輪對滾出試驗機。
附圖
給出了適用于國際通用的貨車輪對雙列圓錐滾子軸承的試驗機的結(jié)構(gòu)簡圖。
以下結(jié)合附圖作進一步的詳細(xì)說明。
試驗機機座含有座底平臺10和龍門架5，座底平臺和龍門架下部鋪設(shè)在地面以下的地坑中。
本實施例的支承組件設(shè)計成升降式的。相同的兩支承組件含有基柱11，滑柱12，平臺13，作動油缸14、15和支承鞍20，并通過基柱11安裝固定在底座平臺兩端?；?1有中空的孔，滑柱12滑裝在其中，滑柱12上端與平臺13固接成一體，平臺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。兩個可推動滑柱平臺上升的液壓作動油缸14固定在平臺下方滑柱兩側(cè)。支承鞍20的上部鞍體呈半圓形狀，用于承接輪對滾動軸承外環(huán)和安裝用于檢測的傳感器，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的采集，合理地實施加載是至關(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。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，將不利于信號的正確采集。
雙向軸向加載組件含有液壓雙向作動筒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孔對中配合的圓柱、圓錐面組合結(jié)構(gòu)。作動筒6，承載鉤35分別固定在機座架兩端的剛性架臂上。通過推拉雙向軸向加載，針對現(xiàn)行貨車輪對國際通用的兩套雙列(共4個)圓錐滾子軸承均可消除間隙實施檢測。軸向載荷的傳遞是通過加載鉤(推或拉)→支承鞍(鞍耳→檔邊)→軸承(外環(huán)→滾動體→內(nèi)環(huán))→輪軸→另一端軸承、支承鞍、承載鉤35而實現(xiàn)。
機身段輪軌組件含有裝設(shè)成與地面鐵軌銜接(本實施例為連接成一體)的，其上加工有供輪對定位用V形弧槽的主輪軌29，和緊貼主輪軌、由作動油缸和推桿構(gòu)成的推輪器30，以及與主輪軌并列安裝但較短的供輪對軸向定位的付輪軌31。推輪器30用于輪對下機。其時，作動油缸上頂推桿，使推桿繞支點上抬，推動輪對滾出。
兩個對稱安裝的驅(qū)動組件(圖中只示出一個)，安裝在輪對內(nèi)側(cè)，它含有電動機26、裝在電機軸上的膠輪27，有兩個鉸支點的電機支座25和推動油缸28。支座25、油缸28的兩鉸支點中，有一相互鉸支點。油缸28可推動支座25轉(zhuǎn)動，而使膠輪側(cè)面壓向輪對側(cè)面驅(qū)動輪對。
為適時加快停車，機座平臺中部設(shè)有膠皮閘瓦式剎車裝置34，由液壓作動筒控制操作，平時臥放，用時豎起。剎車裝置還可用來彌補主輪軌上V形定位弧槽定位之不足，防止輪對滾入時越位。
為使操作、定位、檢測等更方便、可靠和自動，機上還裝設(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，輪對到位傳感器32，以及多個多類或同類的檢測用的傳感器22、23、24，和利用輪對上的工藝孔檢測輪對轉(zhuǎn)速的光電傳感器33等。
試驗機工作過程簡述如下試驗機的操作由故障診斷系統(tǒng)的計算機編程控制。亦可適時手動控制。
首先應(yīng)空機檢查并調(diào)整支承鞍處于軸向?qū)χ形恢?。待檢測輪對停放在機前路面鐵軌的V形定位弧槽內(nèi)，試驗時，借助于機外推輪器的推動，使輪對沿機身段主輪軌29滾入到位(事前豎起剎車裝置34防止輪對進入時越位)。到位傳感器32給出信號，剎車裝置34放倒，支承升降油缸14緩緩上升，頂起支承組件、并抬舉輪對到高位。高位傳感器17給出信號，限位保險油缸15動作，塞住滑柱12，實現(xiàn)輪對支承并保險限位。其后，啟動驅(qū)動組件，使膠輪27壓向輪對側(cè)面驅(qū)動輪對及其軸承轉(zhuǎn)動。在工作周期內(nèi)，加載組件則進行一次雙向的軸向推拉加載過程，以使輪對的4個軸承兩兩依次消除間隙，供傳感器22、23和24檢測。輪對從上機運轉(zhuǎn)，到停轉(zhuǎn)下機共約5分鐘，整個工作周期內(nèi)，試驗機的操作由計算機編程自動控制。與此同時，診斷系統(tǒng)完成有關(guān)數(shù)據(jù)信息采集和故障分析，對輪對的4個軸承給出診斷結(jié)論。
本實用新型樣機已在鐵路車輛輪對軸承不分解試驗診斷系統(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滾動軸承故障試驗機，是鐵路車輛輪對軸承試驗運行故障診斷系統(tǒng)中的設(shè)備，含有(1)機座，輪對的(2)支承組件，(3)加載組件，(4)驅(qū)動組件，其特征在于有方便實現(xiàn)輪對裝機和下機的，(5)機身段輪軌組件，和(6)支承組件或機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滾動軸承故障試驗機，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13、作動油缸14、15、支承鞍20，滑柱12滑套在基柱11的孔中，平臺13固定在滑柱12上端成一體，平臺13以燕尾槽與支承鞍20的燕尾鞍座實現(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16，兩個可推動滑柱及平臺上升的作動油缸14固定在平臺下方滑柱兩側(cè)。
3.按權(quán)利要求1、2所述的鐵路車輛輪對滾動軸承故障試驗機，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)，作動筒6，承載鉤5分別固定在機座兩端的架臂上。
4.按權(quán)利要求1、2所述的鐵路車輛輪對滾動軸承故障試驗機，其特征是輪對驅(qū)動組件含有電動機26、套在電機軸上的膠輪27、有兩個鉸支點的電機支座25和推動油缸28，且機座25、油缸28各兩鉸支中有一相互鉸支點。
5.按權(quán)利要求1、2所述的鐵路車輛輪對滾動軸承故障試驗機，其特征是機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滾動軸承故障試驗機，其特征是機座平臺中部設(shè)有可臥倒、豎起的膠皮閘瓦式剎車裝置34，和機上安裝有多個供操作或?qū)χ卸ㄎ换驒z測的傳感器。
專利摘要一種鐵路車輛輪對滾動軸承故障試驗機，是輪對軸承不分解故障診斷系統(tǒng)中的設(shè)備。按運行要求，試驗機對輪對軸承提供支承、驅(qū)動和加載，使之正確運轉(zhuǎn)，以便準(zhǔn)確可靠地采集故障信號。含有支承、驅(qū)動、加載組件和使笨重輪對能以最佳位移方式完成裝機的機身段輪軌組件和設(shè)置在其上或在支承組件上的升降裝置。其樣機已應(yīng)用在輪對軸承不分解試驗故障診斷系統(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G01M13/00GK2105685SQ9021597
公開日1992年5月27日 申請日期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, 鄭長彥, 周志烈, 沈振聲 申請人:航空航天工業(yè)部第六○八研究所, 鐵道部廣州鐵路局