[實用新型]鋼軌軌頭的高速檢測模擬系統

有效

• 申請號: 201320710934.5
• 申請日: 2013-11-12
• 公開（公告）號: CN203551517U
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 馬健;劉帥;趙揚;孫繼華;宋江峰;郭銳;陳建偉
• 申請（專利權）人: 山東省科學院激光研究所
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 曲志波

技術領域

本實用新型涉及一種鋼軌軌頭的高速檢測模擬系統，屬于自動化控制領域。

背景技術

隨著鐵路大規模的提速，對在役鋼軌的安全性提出了更高層次的要求，鋼軌使用中較為常見的損傷部位是軌頭，越來越多的鋼軌軌頭高速檢測的新技術新設備應運而生。但是，由于鐵路系統繁忙，營運任務繁重，在役鋼軌不便于協調調度，大多數的新技術新設備無法應用到在役鋼軌中進行試驗測試，由此迫切需要一種能夠模擬在役鋼軌軌頭的高速檢測系統。到目前為止還未有鋼軌軌頭的高速檢測模擬系統。

發明內容

為了滿足在役鋼軌的檢測系統測試需求，本實用新型提供了鋼軌軌頭的高速檢測模擬系統。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種鋼軌軌頭的高速檢測模擬系統，它包括軸承座和傳感器支架，其特征是在軸承座上設置呈圓盤狀的輪盤，在輪盤的邊緣處設置有軌頭狀輪緣，輪盤中央的轉軸通過軸承與軸承座相聯接，還設置有驅動轉軸高速旋轉的電動機，旋轉編碼器與轉軸同軸聯接；檢測輪盤的傳感器固定于傳感器支架上并正對輪盤的軌面。

本方案的具體特點還有，軸承座一側設置控制機柜，在控制機柜上設置帶有顯示器的上位機、變頻器和PLC（Programmable?Logic?Controller，可編程邏輯控制器，下文簡稱PLC）；上位機通過通訊電纜與PLC相連；?PLC通過信號電纜與變頻器相連；變頻器通過動力電纜與電動機相連。

電動機通過帶傳動驅動輪盤的轉軸，傳動比為1:1。

PLC是指型號為CPM1A-40CDR-A-V1的歐姆龍PLC，其主要特點是屬于40點輸入輸出型的CPU單元，輸入點數為24，輸出點數為16。

變頻器是指型號為FRN1.5C1S-4C的FRENIC-Mini系列富士變頻器，頻率設定的方式采用模擬電壓輸入來實現。

本實用新型的有益效果是：傳感器與軌頭輪盤之間能夠進行高速的相對運動，實現模擬在役鋼軌軌頭高速檢測的功能。用軌頭狀輪盤代替在役直線鋼軌，軌頭狀輪盤的結構特點是其外緣的結構參數與在役直線鋼軌軌頭的結構參數完全一致。具有傳感器位置的可調功能，同時保證傳感器對準軌頭狀輪盤的軸心，采用非接觸式檢測方法，傳感器和軌頭狀輪盤之間保持適當間距。根據檢測需要，利用PLC、變頻器進行調速和改變軌頭狀輪盤的運動方向以及速度大小，實現對其運動狀態的控制，且能夠實現傳感器與軌頭狀輪盤之間的高速相對運動。利用旋轉編碼器實時獲取不同時刻的編碼值，進而獲取軌頭狀輪盤對應的運動速度，實現對其運動狀態監控的功能。能夠在中試車間里模擬出檢測裝置與在役鋼軌之間的高速相對運動狀態，并且可以根據檢測的需要隨時改變相對運動的方向和速度大小，避免了現場的調度協調等繁瑣的工作，另外可方便地進行檢測工藝的制定和檢測設備的改進。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1是具有鋼軌軌頭特征的輪盤。圖2是該模擬系統的系統整體結構圖。圖3是該模擬系統的左側局部圖。

圖中：1-輪緣，2-控制機柜，3-PLC，4-變頻器，5-上位機，6-顯示器，7-傳感器支架，8-傳感器，9-底座，10-主動帶輪；11-電動機,12-V型帶，13-從動帶輪，14-輪盤，15-轉軸，16-旋轉編碼器，17-軸承座。

具體實施方式

如圖2和3所示，一種鋼軌軌頭的高速檢測模擬系統，它包括軸承座17和傳感器支架7，在軸承座17上設置呈圓盤狀的輪盤14；如圖1所示，在輪盤14的邊緣處設置有軌頭狀輪緣1。輪盤14中央的轉軸15通過軸承與軸承座17相聯接，還設置有驅動轉軸15高速旋轉的電動機11，設置于地面上的底座9，在底座9上設置電動機11，通過V型帶12將動力傳遞給支撐于軸承座17上的轉軸15。旋轉編碼器16與轉軸15同軸聯接；檢測輪盤14的傳感器8固定于傳感器支架7上并正對輪盤14的軌面。軸承座17一側設置控制機柜2，在控制機柜2上設置帶有顯示器的上位機5、變頻器4和PLC3；上位機5通過通訊電纜與PLC3相連；?PLC3通過信號電纜與變頻器4相連；變頻器4通過動力電纜與電動機11相連。電動機11通過帶傳動驅動輪盤14的轉軸15，傳動比為1:1。

固定于傳感器支架7上的傳感器8對高速運動的頭輪盤14進行檢測。實現模擬鋼軌軌頭的高速檢測的功能。PLC3是指型號為CPM1A-40CDR-A-V1的歐姆龍PLC，其主要特點是屬于40點輸入輸出型的CPU單元，輸入點數為24，輸出點數為16。變頻器4是指型號為FRN1.5C1S-4C的FRENIC-Mini系列富士變頻器，可以通過可編程的通用數字輸入端子進行多級頻率的設定和輸出。能夠實現模擬在役鋼軌軌頭的高速檢測功能，能夠實時獲取軌頭輪盤的運動速度，并能夠根據檢測需要控制軌頭輪盤的運動狀態。所述鋼軌軌頭的高速檢測是指當傳感器8與輪盤14之間的相對高速運動時，傳感器8接收圓形鋼軌軌頭中的表面波、縱波和橫波信號，通過對信號的處理識別，實現檢測圓形鋼軌軌頭的功能。此時，傳感器8與輪盤14軌頭表面之間的相對運動速度大小為120km/h。