非接觸式鋼軌磨耗檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種檢測(cè)裝置，尤其是一種非接觸式鋼軌磨耗檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，隨著我國(guó)鐵路事業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)鐵路的總運(yùn)營(yíng)里程已達(dá)十萬(wàn)公里，其中，山區(qū)小半徑曲線也占有很大一部分比重。這些小半徑曲線的存在，一方面限制了列車的運(yùn)營(yíng)速度，同時(shí)，也加劇了輪軌之間的相互磨耗。因此，加強(qiáng)對(duì)鋼軌磨耗的監(jiān)測(cè)，對(duì)提高鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩院褪孢m性具有十分重要的意義。
[0003]當(dāng)前，鐵路工務(wù)日常養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)中，對(duì)鋼軌磨耗的檢查周期為每季度一次。測(cè)量項(xiàng)目為鋼軌側(cè)面磨耗，鋼軌頂面磨耗以及鋼軌總磨耗。其主要測(cè)量工具包括鋼軌側(cè)垂磨儀以及剛對(duì)斷面測(cè)量測(cè)量系統(tǒng)兩種。
[0004]鋼軌側(cè)垂磨儀是磨耗測(cè)量中使用最為廣泛的一種測(cè)量方式，其主要由兩個(gè)游標(biāo)卡尺和一個(gè)軌頭卡扣組成的。測(cè)量時(shí)，根據(jù)待測(cè)量鋼軌的類型選用特定的軌頭卡扣，通過(guò)卡扣使側(cè)垂磨儀與鋼軌軌頭密貼，然后移動(dòng)側(cè)向和垂向游標(biāo)卡尺，使其頂住鋼軌工作邊和鋼軌頂面。然后采用人工度數(shù)或自顯度數(shù)的方式讀取側(cè)垂磨值。是用這種方式對(duì)鋼軌磨耗進(jìn)行測(cè)量時(shí)，操作簡(jiǎn)單，容易上手，但測(cè)量點(diǎn)位有限，即每條曲線只能對(duì)直緩(ZH)點(diǎn)、緩圓(HY)點(diǎn)，曲中(QZ)點(diǎn)，圓緩(YH)點(diǎn)，緩直(HZ)點(diǎn)以及YH點(diǎn)和QZ點(diǎn)、QZ點(diǎn)和YH點(diǎn)之間各取一點(diǎn)，共七個(gè)點(diǎn)位進(jìn)行測(cè)量，所得結(jié)果孤立，不能反映整條曲線的真實(shí)磨耗情況并有可能將磨耗最大值點(diǎn)略過(guò)。并且在實(shí)際換軌作業(yè)中，往往受限于軌源以及成本的考量，并不能將整個(gè)曲線長(zhǎng)度內(nèi)的鋼軌進(jìn)行更換，因此準(zhǔn)確的把握整條曲線內(nèi)的鋼軌磨耗情況具有十分重要且現(xiàn)實(shí)的意義。同時(shí)采用人工度數(shù)時(shí)，容易出現(xiàn)偏差，所得結(jié)果精確度不高。此外，是用側(cè)垂磨儀進(jìn)行磨耗檢查時(shí)，工作人員對(duì)每個(gè)測(cè)點(diǎn)都需要進(jìn)行彎腰測(cè)量，若要完成一條曲線的測(cè)量則需要彎腰14次，而且對(duì)于山區(qū)鐵路，小半徑曲線較多，每日測(cè)量的曲線數(shù)可能達(dá)到20-30條，如此頻繁的彎腰測(cè)量，會(huì)對(duì)測(cè)量人員的身體造成不小的傷害。
[0005]鋼軌斷面測(cè)量系統(tǒng)則是采用激光成像技術(shù)，得到鋼軌的實(shí)際斷面尺寸，然后將其與標(biāo)準(zhǔn)的鋼軌斷面尺寸進(jìn)行對(duì)比，從而得到鋼軌的實(shí)際磨耗情況。該測(cè)量方法所得到的磨耗值較為精確，能夠很好的反映整個(gè)軌頭截面的磨耗發(fā)展情況。但目前所使用的斷面測(cè)量裝置主要為接觸式測(cè)量，其測(cè)量效率較低，。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于考慮到上述測(cè)量方式中存在的不足，本發(fā)明提出了一種非接觸式鋼軌磨耗檢測(cè)裝置。該裝置的走行部分采用新型的走行結(jié)構(gòu)，以避免在裝置推行的過(guò)程中出現(xiàn)掉道的情況從而影響里程信息的準(zhǔn)確定位。此外，儀器采用非接觸式測(cè)量方式，使用激光輪廓測(cè)量?jī)x對(duì)鋼軌軌頭部分的外輪廓進(jìn)行測(cè)量，從而得到鋼軌的外輪廓的幾何形狀及其尺寸值。通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸接口將其回傳至檢測(cè)機(jī)箱內(nèi)的數(shù)據(jù)處理模塊內(nèi)，并且經(jīng)過(guò)處理后得到的鋼軌實(shí)際外輪廓圖，經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸接口傳輸至監(jiān)視器上，調(diào)用分析處理軟件將實(shí)際輪廓尺寸與標(biāo)準(zhǔn)輪廓尺寸對(duì)比得到實(shí)際磨耗情況。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種非接觸式鋼軌磨耗檢測(cè)裝置，該鋼軌磨耗檢測(cè)裝置包括走行部分、檢測(cè)部分、數(shù)據(jù)采集部分以及顯示設(shè)備四個(gè)部分；檢測(cè)主機(jī)箱是整個(gè)檢測(cè)設(shè)備的核心部分，位于裝置的中部，包括檢測(cè)控制模塊，數(shù)據(jù)采集模塊以及數(shù)據(jù)處理模塊三個(gè)部分；裝置的檢測(cè)部分采用輪廓激光測(cè)量?jī)x采集相關(guān)數(shù)據(jù)，鋼軌輪廓激光測(cè)量?jī)x固定于檢測(cè)主機(jī)箱下表面的中部，并通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線連接至檢測(cè)主機(jī)箱數(shù)據(jù)傳輸接口 ；裝置的走行部分其包括安裝在機(jī)箱兩端正下方的縱向走行輪和兩套輔助走行設(shè)備，縱向走行輪通過(guò)框形連桿固定在檢測(cè)機(jī)箱底部，在縱向走行輪的滾動(dòng)軸中安裝有角位移計(jì)，角位移計(jì)通過(guò)數(shù)據(jù)線連接至檢測(cè)主機(jī)箱的數(shù)據(jù)傳輸接口 ；輔助走行設(shè)備包括兩個(gè)沿鋼軌方向滾動(dòng)的水平滾動(dòng)輪和兩個(gè)豎向滾輪，對(duì)稱布置在鋼軌兩側(cè)，輔助走行設(shè)備每一側(cè)的水平滾動(dòng)輪和豎向滾動(dòng)輪分別通過(guò)橫向彈簧連接至豎向連桿，豎向連桿通過(guò)頂端固定于檢測(cè)主機(jī)箱的底部的豎向彈簧與檢測(cè)主機(jī)箱連接，輔助走行設(shè)備安裝于鋼軌輪廓檢測(cè)儀和縱向走行輪之間；檢測(cè)主機(jī)箱的上方為監(jiān)視器放置平臺(tái)，監(jiān)視器通過(guò)視頻傳輸接口與檢測(cè)主機(jī)箱相連；檢測(cè)主機(jī)箱右側(cè)設(shè)有帶電池的電池倉(cāng)，其中兩塊為工作電池，另外兩塊為備用電池，其中一塊工作電池通過(guò)電源線與檢測(cè)主機(jī)箱連接，為檢測(cè)裝置及檢測(cè)主機(jī)箱供電，另一塊工作電池與顯示設(shè)備連接，為顯示設(shè)備供電。同時(shí)，為使裝置在檢測(cè)時(shí)易于推行，在裝置的左側(cè)即靠線路中線一側(cè)布置有一個(gè)水平推桿，其通過(guò)直角彎頭與檢測(cè)主機(jī)箱的左側(cè)面連接，在檢測(cè)主機(jī)箱上安裝有一個(gè)固定卡口以在推桿被放下時(shí)，能夠固定推桿。
[0008]推行桿布置在靠線路中心線一側(cè)，其與裝置外殼連接，二者連接部位采用彎頭結(jié)構(gòu)便于將推行桿收起或放下，檢測(cè)機(jī)箱靠線路中心線一側(cè)安裝有固定卡扣。
[0009]走行部分由兩套子部分構(gòu)成；其中一個(gè)是固定于檢測(cè)機(jī)箱正下方，在鋼軌頂面滾動(dòng)的縱向走行輪，走行輪的外徑設(shè)計(jì)值為:D = s+2T+ δ
[0010]其中，S-鋼軌頂面寬度，T- 一側(cè)輪緣的厚度，δ ---鋼軌肥邊值；
[0011]縱向走行輪的滾動(dòng)面由三段圓弧組成，縱向走行輪的高度，外側(cè)面圓的直徑按下式確定:H = h!+2h2
[0012]其中^1-滾輪水平中軸線至鋼軌地面距離，h2-輪緣的高度；
[0013]另一個(gè)走行設(shè)備是由安裝于鋼軌兩側(cè)的輔助走行設(shè)備組成的，每一側(cè)的輔助走行設(shè)備均由一個(gè)垂直鋼軌側(cè)面以及一個(gè)垂直鋼軌軌頭下顎的小滾輪組成，小滾輪與鋼軌接觸部分設(shè)計(jì)為圓弧連接，小滾輪由圓柱形磁鐵制成，并在其外部包裹有一定厚度的耐磨陶瓷，兩個(gè)小滾輪分別通過(guò)橫向彈簧連接至垂直連桿上，橫向彈簧的作用在于使兩個(gè)小滾輪能夠沿垂直于鋼軌側(cè)邊方向，伸長(zhǎng)或縮短，橫向彈簧一端連接小滾輪固定桿使其能在橫向移動(dòng)，另一端固定在垂直連桿上；裝置中橫向彈簧的外側(cè)套有一橫向彈簧套管；橫向彈簧套管采用變截面空心套管形式，將整個(gè)橫向彈簧以及小滾輪連桿的一部分套?。惶鬃M向彈簧部分的內(nèi)徑值為橫向彈簧的外徑值，長(zhǎng)度為自由狀態(tài)下的彈簧長(zhǎng)度；套住小滾輪連桿部分的橫向彈簧套管的內(nèi)徑為小滾輪固定桿的外直徑，長(zhǎng)度為小滾輪連桿長(zhǎng)度的一半。
[0014]裝置中與檢測(cè)機(jī)箱主體連接的垂直連桿有兩段構(gòu)成，從上之下依次為豎向彈簧及豎向連桿。豎向彈簧一端與檢測(cè)裝置的底部相連，另一端與豎向連桿相連；豎向彈簧的動(dòng)程需大于等于70_ ;豎向彈簧的外側(cè)套有豎向彈簧套管，豎向彈簧套管一端固定在檢測(cè)裝置的底部；豎向彈簧套管采用變截面空心套管的結(jié)構(gòu)形式，將豎向彈簧及1/2豎向連桿長(zhǎng)度的豎向連桿套?。黄涮鬃∝Q向彈簧部分的豎向彈簧套管的內(nèi)徑值等于豎向彈簧的外徑值，長(zhǎng)度為豎向彈簧在自由狀態(tài)下的長(zhǎng)度加上1/2豎向彈簧的最大動(dòng)程；其套住豎向連桿部分的套管內(nèi)徑為豎向連桿的外徑，長(zhǎng)度為豎向連桿長(zhǎng)度的一半。
[0015]磨耗測(cè)量裝置的激光輪廓測(cè)量?jī)x安裝于檢測(cè)主機(jī)箱的正下方距離鋼軌頂面200-250mm,并垂直于鋼軌中線。激光輪廓測(cè)量?jī)x發(fā)射激光照射整個(gè)軌頭截面，并通過(guò)激光接收器接受經(jīng)鋼軌表面反射回來(lái)的激光，從而得到激光器與軌頂面各點(diǎn)的高度變化情況，并將測(cè)量結(jié)果經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸接口將所測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入至測(cè)量機(jī)箱中。
[0016]裝置的測(cè)量定位通過(guò)測(cè)量走行輪在一個(gè)周期內(nèi)所轉(zhuǎn)過(guò)的角度進(jìn)行測(cè)量