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专利名称：车轴自动检测机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种能自动对列车车轴的长度和直径进行检测的设备，属检测技术领域。
技术背景为确保铁路运输的安全，需要经常对车轴进行检修和检测。随着列车向高速重载的方向 发展，列车车轴的磨损不断加剧，检修周期逐步縮短，各车辆检修单位的工作量越来越大。 由于目前还没有专用的车轴检测设备，多数车辆厂、段仍采用手工方式对车轴进行测量，检 测过程十分繁琐、劳动强度较高、影响测量结果的因素也比较多，而且不便于对检修过程进 行信息化管理。因此，采用现代自动检测技术，快速、准确地检测车轴的各种尺寸，掌握其 磨损情况是非常必要的。 发明内容本实用新型的目的是克服现有技术的不足、提供一种能快速、准确地对车轴的各种尺寸 进行检测的车轴自动检测机。本实用新型所称问题是以下述技术方案实现的一种车轴自动检测机，由机架l、光栅位移传感器2、长度测量架3、磁性气缸4和线阵 CCD传感器8组成，所述光栅位移传感器2和磁性气缸4固定于机架1上且与被测车轴5平 行，所述长度测量架3安装在平行于被测车轴的平行导轨副9上，后者则固定在机架l上， 光栅位移传感器2的读数头12连接在长度测量架3上，所述线阵CCD传感器8及其激光光源 11固定于长度测量架3上且分别位于被测车轴的两侧。上述车轴自动检测机，在所述长度测量架3上增设直径测量装置，所述直径测量装置由 直径测量架10、定位气缸6和光栅长度计7组成，所述直径测量架10通过垂直于被测车轴 的垂直导轨副16与长度测量架3连接，所述定位气缸6的缸体和顶杆分别与长度测量架3
和直径测量架10连接，所述光栅长度计7固定于直径测量架10上，其测量杆平行于垂直导 轨副16且指向被测车轴的轴线。本实用新型利用光栅位移传感器、长度测量架、磁性气缸和线阵CCD传感器组成长度测 量系统，利用直径测量架、定位气缸和光栅长度计组成直径测量系统。在PLC的控制下，磁 性气缸带动长度测量架以及安装于其上的线阵CCD传感器和光栅位移传感器的读数头沿车轴 移动，光栅位移传感器用于测量长度测量架的位移量，线阵CCD传感器用于对车轴的外形轮 廓进行扫描，PLC据此计算出车轴总长、卸荷槽深度等尺寸；定位气缸用于驱动直径测量架 沿垂直于车轴的方向移动，以确定直径测量基准，光栅长度计用于对车轴直径进行测量。光 栅位移传感器和光栅长度计的高分辨率有效保证了本装置的测量精度，在PLC的控制下，多 个车轴参数的检测可自动完成。本实用新型不仅能快速、准确地对车轴的各种尺寸进行自动 检测，本实用新型能够快速、准确地对车轴的各种尺寸进行自动检测，其测量数值可避免人 为误差，大大降低了测量工作的操作强度，并为检修过程的信息化管理奠定了基础。


以下结合附图对本实用新型作进一步详述。 图1为本实用新型的结构示意图； 图2为A-A剖视图(放大)。图中各符号为1、机架；2、光栅位移传感器；3、长度测量架；4、磁性气缸；5、车 轴；6、定位气缸；7、光栅长度计；8、线阵CCD传感器；9、平行导轨副；10、直径测量架； 11、激光光源；12、读数头；13、车轴固定机构；14、顶尖；15、车轴旋转机构；16、垂直 导轨副；17、基准块。
具体实施方式
线阵CCD传感器是一种电荷耦合器件(Charge Coupled Device)，它由许多微小光电二极 管及译码寻址电路构成固态电子感光成像部件，能够存储由入射光在像敏单元上激发出的光 信息电荷，并完成从光信号到电信号的转换，这种电信号是符合电视标准的视频信号，可输 入计算机，进行图像增强、识别、存储等处理。参见图1，车轴固定机构13用于将车轴固定于机架1上，光栅位移传感器2和磁性气
缸4的长度均应大于被测车轴5的长度。检测前，先将被测车轴5固定于机架1上，测量车 轴长度时，在PLC控制电路的控制下，磁性气缸4带动长度测量架3沿车轴方向移动，当被 测车轴5处于安装在长度测量架3上的线阵CCD传感器8和其激光光源11之间时，激光光源 11所发出的部分射向线阵CCD传感器8的激光被遮挡，PLC根据线阵CCD传感器8和光栅位 移传感器2的读数头12输出的测量信号，就可得到车轴的外形轮廓，并据此计算出车轴总长、 卸荷槽深度等尺寸。参见图2，直径测量采用一支测量范围为100mm、测量精度为0. OOlmra的光栅长度计7， 它固定于直径测量架10上，当直径测量架10在定位气缸6的驱动下沿垂直导轨副16滑动时， 光栅长度计7始终与车轴轴心线处于同一平面内并垂直于车轴轴心线。测量直径时，在PLC 的控制下，定位气缸6驱动直径测量架10向车轴方向移动，当直径测量架10上的基准块17 的基准面接触到车轴5后，直径测量架10停止移动，然后光栅长度计7自带的微型电机驱动 其测量杆伸出直至其前端接触到车轴5，光栅长度计7的测量杆停止运动后，PLC控制系统采 集长度计7的示值并将它传输到工控机与标准值相比较就可计算出车轴被测量部位的直径。 在磁性气缸4的驱动下，直径测量架10可随着长度测量架3沿车轴移动，从而可完成车轴不 同部位直径的测量。具体实施时，为了得到更加准确可靠的数据，可在机架l上加装一个车 轴旋转机构15，测量车轴每一部位的直径时，都可以通过旋转车轴，从不同角度测得多个数 据，而后得到比较准确的平均值。本实用新型的直径测量范围为125-220mm，直径检测分辨率可达0. OOlmm，直径检测精 度可达土0.003mm，长度检测分辨率为0. 05誦，长度检测精度为±0. 2mra，可适用于RD2、 RE2 轴型的测量，测量完一个车轴的平均耗时为IO分钟。
权利要求1、一种车轴自动检测机，其特征是，它由机架(1)、光栅位移传感器(2)、长度测量架(3)、磁性气缸(4)和线阵CCD传感器(8)组成；所述光栅位移传感器(2)和磁性气缸(4)固定于机架(1)上且与被测车轴(5)平行；所述长度测量架(3)安装在平行于被测车轴的平行导轨副(9)上，后者则固定在机架(1)上；光栅位移传感器(2)的读数头(12)装设在长度测量架(3)上，所述线阵CCD传感器(8)及其激光光源(11)固定于长度测量架(3)上且分别位于被测车轴的两侧。
2、根据权利要求l所述车轴自动检测机，其特征是，在所述长度测量架(3)上增设直 径测量装置，所述直径测量装置由直径测量架(10)、定位气缸(6)和光栅长度计(7)组 成，所述直径测量架(10)通过垂直于被测车轴的垂直导轨副(16)与长度测量架(3)连接， 所述定位气缸(6)的缸体和顶杆分别与长度测量架(3)和直径测量架(10)连接，所述光 栅长度计(7)固定于直径测量架(10)上，其测量杆平行于垂直导轨副(16)且指向被测车 轴的轴线。
专利摘要一种车轴自动检测机，属检测技术领域，用于解决列车车轴的自动检测问题。其技术方案是它由机架、光栅位移传感器、长度测量架、磁性气缸和线阵CCD传感器组成，所述光栅位移传感器和磁性气缸固定于机架上且与被测车轴平行，所述长度测量架通过平行于被测车轴的平行导轨副与机架连接，光栅位移传感器的读数头连接在长度测量架上，所述线阵CCD传感器及其激光光源固定于长度测量架上且分别位于被测车轴的两侧。本实用新型能够快速、准确地对车轴的各种尺寸进行自动检测，其测量数值可避免人为误差，大大降低了测量工作的操作强度，并为检修过程的信息化管理奠定了基础。
文档编号G01B11/02GK201215481SQ20082007681
公开日2009年4月1日 申请日期2008年4月15日 优先权日2008年4月15日
发明者孙传印, 张进辉, 东 曹, 梁德玉, 王春寅, 陈冠军, 高志刚 申请人:石家庄南车铁龙机电有限公司