[實用新型]動態測量鋼軌端部軌頭直線度裝置

有效

• 申請號: 201720807048.2
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN206914356U
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 李存榮;王博文
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B61K9/08
• 分類號: B61K9/08
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 王守仁

技術領域

本實用新型涉及一種動態測量鋼軌端部軌頭直線度裝置，屬于鋼軌檢測技術領域。

背景技術

為改善留縫鐵軌造成的軌道不平順、影響列車快速安全行駛的狀況，無縫線路應運而生，即把已標準化的25m長的鐵軌在基地工廠用氣壓焊或接觸焊的辦法，焊成200m到500m的長軌，然后運到鋪軌地點，再焊接成1000m到2000m的長度，鋪到線路上就成為一段無縫線路。

鋼軌在冷卻過程中易產生彎曲，鋼軌焊接接頭處是易產生軌面不平直的部位，直線度作為鋼軌焊接接頭外觀質量的重要指標，其直接關系到焊接后鋼軌合格與否，進而影響列車行駛的平穩性和乘客的安全感。在鋪軌作業中，焊接接口處直線度不合格的鋼軌既增加了鋼軌精調的難度又難保證鋼軌的長期穩定性，還易造成車輪與鋼軌的撞擊，對二者尤其是車輪的損害相當大，縮短了車輪的使用壽命，所以在兩段鋼軌焊接前確保鋼軌焊縫位置直線度對于確保整條鐵路線整體直線度意義重大。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是：為解決現場人工檢測的檢測方式，提供一種動態測量鋼軌端部軌頭直線度的裝置，以便更精確便捷地對鋼軌端部的軌頂、軌側直線度進行測量。

本實用新型解決其技術問題采用的技術方案是：包括鋼軌、現場控制系統、運動系統、鋼軌定位系統；運動系統中，所設的高精度直線絲杠固定裝在基座上的鋼性支架上，激光位移傳感器經傳感器固定裝置安裝在沿著高精度直線絲杠運動的由同步帶伺服電機驅動的滑臺模組兩側；鋼軌定位系統中，所設的托輥及鋼軌導向機構分別放置在鋼軌端部的軌中和兩端下方。

所述的運動系統，主要由同步帶伺服電機、高精度直線絲杠、滑臺模組、傳感器固定裝置和激光位移傳感器組成，其中：傳感器固定裝置由三棱柱形金屬塊、連接件組成，其安裝在滑臺模組上；滑塊模組由傳動工作臺、金屬夾板組成，其安裝在高精度直線絲杠上，并由同步帶伺服電機驅使運動；高精度直線絲杠由減速齒輪、滾珠絲杠螺母副、導軌副組成，其安裝于固定在鋼性支架上。

所述激光位移傳感器采用GOCATOR 1190智能激光位移傳感器，或采用激光輪廓傳感器。

所述鋼性支架通過定位筋裝在鋼軌定位系統的基座上，該鋼性支架由依次連接的方臺、連接臺、橫梁、立柱、底座組成。

所述的鋼軌定位系統，主要由托輥及鋼軌導向機構組成，其中：托輥上設有圓柱形滾輪和彈簧，三個托輥相隔合適的距離分別安裝在鋼軌預定檢測位置的下方兩邊，可大幅度降低鋼軌在送軌過程中豎直方向上的振幅；鋼軌導向機構包括機座和裝在該機座上的可調導向機構。

所述的可調導向機構由垂直滾輪、氣缸、繞輪及手柄組成，其中：手柄安裝于繞輪一端，氣缸位于垂直滾輪與繞輪之間，繞輪沿順時針轉動時實現加緊，沿逆時針轉動實現放松；垂直滾輪有兩個，其中心線與激光位移傳感器運動路徑平行，限制鋼軌在送軌時的運動路徑，確保鋼軌在送軌過程中沿傳感器預定移動路徑方向移動到檢測位置，不發生偏移現象。

在高精度直線絲杠的一端裝有傳動機構，該傳動機構包括伺服電機、同步帶及兩塊扇形偏重組成，其通過改變同步帶在塔形帶輪上的位置改變激光位移傳感器的運動速度。

所述的現場控制系統，主要由以數據線相連的單片機系統、上位機組成，單片機系統由調理電路、采集電路和顯示電路組成，上位機采用工業控制計算機。

本實用新型與現有技術相比，具有以下主要的優點：

1.使用托輥及鋼軌導向機構，控制鋼軌在豎直方向和水平方向上的基準統一性和穩定性，托輥上的圓柱形滾輪與彈簧，大幅度減小鋼軌在送軌過程中豎直方向上的振幅，控制鋼軌在一定范圍內振動，對鋼軌起到定位作用；鋼軌導向機構上的滾輪，限制鋼軌在送軌時的運動路徑，確保鋼軌在送軌過程中沿傳感器預定移動路徑方向移動到檢測位置，不發生偏移現象。

2.鋼軌在檢測過程中保持靜止，兩臺激光位移傳感器依托滑塊模組和高精度直線絲杠架于鋼軌上空，由伺服驅動機構驅使進行動態、非接觸測量，即使鋼軌擺放在檢測位置時與直線絲杠方向有較小夾角也能很好地構造出其三維輪廓，柔性高，對鋼軌放置作業要求較低，且采集點多，在鋼軌軌頂面中線上從軌頭開始每3mm采集一個特征點，采集3m范圍內共1000個特征點，特征點合理、說服力強，測量結果誤差僅0.015mm，精確度高。

3.采用激光位移傳感器(激光輪廓傳感器)、單片機及上位機等，激光位移傳感器將掃描鋼軌采集到的模擬信號經單片機轉化為數字信號后傳輸至上位機中，實現了鋼軌端部軌頭直線度檢測過程的自動化，和對鋼軌端部軌頭直線度檢測裝置運行狀態的直觀顯示。