CN109823363B - 一种自转运列车轮对探伤装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自转运列车轮对探伤装置，顶升装置将整个装置从地沟中顶升到地面以上；伸缩轴能够伸出机架的两侧、并可在特定长度定位；伸缩轴上设置伸缩轮，在地沟内，伸缩轴上的伸缩轮在地沟内较窄的设备走行轨上运动，上升到地面，伸缩轴在列车轨道上运动；当自转运列车轮对探伤装置运动到平交道后脱离列车轨道，由设置于机架底部的地行装置带动运动；列车的车轮由转动辊支撑，转动辊旋转时带动车轮转动，使车轮脱离轨道，并使车轮转动以供检测装置进行检测；采用本发明提供的探伤装置，能够自动完成上述及下降过程，完成进入地沟或从地沟上升到地面的过程，进出地沟过程都不需要辅助工具吊装或抬升，从而使探伤装置可以适应多条地沟检测需求。

Description

一种自转运列车轮对探伤装置

技术领域

本发明涉及列车检测设备技术领域，更进一步涉及一种自转运列车轮对探伤装置。

背景技术

列车车轮探伤检测是保障列车安全运行的重要环节，传统的探伤方法需要工人手工操作进行，即车轮不动，由人工采用横波超声波扫查的方式探测轮辋的径向缺陷，探伤过程往往需要多人配合完成，并且需要2~3次牵车才能基本做到整个车轮的扫查，这样难以避免会出现漏检的问题，且人工检测量大。

目前用于自动化检测车轮缺陷的探伤设备需要在地沟内对列车车轮进行检测，一套设备只能在一条地沟内运动探伤，如果需要对检修库内其他地沟上停放的列车进行探伤则需要将探伤设备转运至其他地沟内再进行探伤作业，作业效率低下，且涉及到检修库内多工种协调作业，开销较大，也存在安全隐患。

发明内容

本发明的核心在于提供一种自转运列车轮对探伤装置，能够自动进入地沟或从地沟中提升到地面，实现探伤装置在多条地沟内的自转运，不需要其他辅助工具，减小空间占用，并提高的操作的效率，具体方案如下：

一种自转运列车轮对探伤装置，包括：

机架；

顶升装置，固定在所述机架上，能够向下作竖直升降，以将所述机架向上顶升；

伸缩轴，呈水平伸缩设置在所述机架上，所述伸缩轴能够伸出所述机架的两侧、并可在特定长度定位；所述伸缩轴上设置伸缩轮，驱动装置带动所述伸缩轴转动、进而带动所述伸缩轮在轨道上滚动；

地行装置，设置于所述机架的底部，包括驱动电机和驱动轮，所述驱动电机带动所述驱动轮水平运转；

顶转轮装置，包括能够竖直上下运动、可向上伸出所述机架的顶转轮；所述顶转轮包括两组，每组具有两个平行设置的转动辊，列车的车轮由所述转动辊支撑，所述转动辊旋转时带动车轮转动；

检测装置，设置于所述机架上，能够对由所述顶转轮装置顶起的车轮进行检测。

可选地，所述顶升装置包括能够向下伸出的伸缩缸，所述机架的两端各自分别设置两个所述伸缩缸，同一端的两个所述伸缩缸的伸缩端连接同步杆，使同一端的两个所述伸缩缸同步升降。

可选地，所述同步杆的两端分别设置顶伸辊，两个所述顶伸辊的间距与地沟内的设备行走轨的宽度相等。

可选地，所述地行装置还包括与所述驱动轮转轴平行设置万向轮。

可选地，所述地行装置还包括底部设置的防倾辊，两侧的所述防倾辊的间距大于两侧所述驱动轮的间距、以及两侧的所述万向轮的间距，且所述防倾辊的底部高度高于所述驱动轮和所述万向轮。

可选地，所述地行装置的顶部设置驱动所述地行装置缩回到所述机架的内部或伸出于所述机架底部的升降装置。

可选地，所述升降装置包括升降电机、丝杆和链轮，所述升降电机设置于所述地行装置的顶部，丝杆向上凸出设置于所述地行装置的顶部，所述链轮的内壁与所述丝杆螺纹配合，所述升降电机通过链条带动所述链轮转动；所述链轮带动轮罩上下运动，所述轮罩固定于所述机架的底部。

可选地，还包括设置于所述机架上的标定块，所述标定块呈扇形，其上预设缺陷样本；所述检测装置能够检测所述标定块上的缺陷样本。

本发明提供了一种自转运列车轮对探伤装置，包括机架、顶升装置、伸缩轴、地行装置、顶转轮装置、检测装置等结构，机架为主体结构，起限位作用，其上安装其他部件；顶升装置固定在机架上，其伸缩端能够向下作竖直升降，以将机架向上顶升，通过顶升装置可将整个装置从地沟中顶升到地面以上；伸缩轴呈水平伸缩设置在机架上，伸缩轴能够伸出机架的两侧、并可在特定长度定位；伸缩轴上设置伸缩轮，伸缩轮能够在轨道上滚动，在地沟内，伸缩轴上的伸缩轮在地沟内较窄的轨道上运动，上升到地面以上后，伸缩轴向两侧伸出，与地面上列车轨道内侧距的轨道匹配，在列车轨道上运动；当自转运列车轮对探伤装置运动到平交道后脱离轨道，由设置于机架底部的地行装置带动运动，地行装置包括驱动电机和驱动轮，驱动电机带动驱动轮水平运转，带动地行装置在地面上运动，从而带动整个自转运列车轮对探伤装置行走；顶转轮装置包括能够竖直上下运动、可向上伸出机架的顶转轮，顶转轮包括两组，每组具有两个平行设置的转动辊，列车的车轮踏面由转动辊支撑，转动辊旋转时带动车轮转动，顶转轮将列车向上抬起，使车轮脱离轨道，并使车轮转动以供检测装置进行检测；检测装置设置于机架上，能够对由顶转轮装置顶起的车轮进行检测，其正对车轮，在车轮旋转时对车轮的整个周向结构进行检测。

采用本发明提供的自转运列车轮对探伤装置，能够自动完成上述及下降过程，完成进入地沟或从地沟上升到地面的过程，进出地沟过程都不需要辅助工具吊装或抬升，从而加速检测的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明自转运列车轮对探伤装置一种具体结构的轴测结构图；

图2为本发明自转运列车轮对探伤装置一种具体结构的正视图；

图3为本发明中自转运列车轮对探伤装置的仰视图；

图4A为本发明提供的地行装置一个角度的轴测结构图；

图4B为本发明提供的地行装置另一角度的轴测结构图；

图4C为本发明提供的地行装置第三个角度的轴测结构图；

图4D为本发明提供的地行装置第四个角度的轴测结构图；

图5为顶升装置及其相邻结构的轴测图；

图6为丝杆、链轮和轮罩相互配合的结构图。

图中包括：

机架1、顶升装置2、伸缩缸21、同步杆22、顶伸辊23、伸缩轴3、伸缩轮31、地行装置4、驱动电机41、驱动轮42、万向轮43、防倾辊44、升降电机45、丝杆451、链轮452、轮罩453、顶转轮装置5、顶转轮51、检测装置6、标定块7。

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种自转运列车轮对探伤装置，可在检测库内的平行地沟间自转运，不需要其他辅助工具，减小空间占用，并提高操作效率。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本发明的自转运列车轮对探伤装置进行详细的介绍说明。

如图1所示，为本发明自转运列车轮对探伤装置一种具体结构的轴测结构图，图2为本发明自转运列车轮对探伤装置一种具体结构的正视图；该自转运列车轮对探伤装置包括机架1、顶升装置2、伸缩轴3、地行装置4、顶转轮装置5、检测装置6等结构，其中机架1为一长方体状的框架结构，由多根杆件及板件相互固定构成，其上用于安装其他部件，对各部件起到定位固定的作用，机架1的具体形状结构本发明不作具体限定，只要能够用于承载的结构均可；顶升装置2的固定部固定在机架1上，伸缩端能够向下作竖直升降，伸缩端向下伸出后能够接触地面或轨道，以将机架1向上顶升。顶升装置2可采用液压缸等驱动结构，只要能够实现在竖向伸缩的结构均可。

伸缩轴3呈水平伸缩设置在机架1上，伸缩轴3能够伸出机架1的两侧、并可在特定长度定位；伸缩轴3的端部设置伸缩轮31，伸缩轮31能够在轨道上滚动，伸缩轴3上设置伸缩轮31，驱动装置带动伸缩轴3转动、进而带动伸缩轮31在轨道上滚动。如图3所示，为本发明中自转运列车轮对探伤装置的仰视图，在机架1的两侧各自伸出两个伸缩轴3，伸缩轴3位于机架1的一端可通过丝杠等结构实现轴向的伸缩，伸缩轴3通过动力装置驱动带动转动，进而使伸缩轮31在轨道上转动，使整个自转运列车轮对探伤装置沿着轨道行驶。在地沟内，两侧伸缩轮31的间距与地沟中较窄的轨道相匹配，在地沟中行走；在地面上，两侧伸缩轮31的间距与正常的轨道宽度相匹配，在地面上正常的轨道上运动。从地沟中进出的过程均通过顶升装置2的伸缩实现，两侧伸缩轮31的间距与自转运列车轮对探伤装置所处的状态相适应。

地行装置4设置于机架1的底部，地行装置4包括驱动电机41和驱动轮42，如图4A至图4D所示，分别为本发明提供的地行装置4四个不同角度的轴测结构图，其包括一个长方形状的框架结构，其他的结构安装在框架上；驱动电机41设置在框架的底部，输出轴呈水平设置，输出轴连接于驱动轮42，驱动轮42转动连接在长方形框架上，与地面接触，自身能够绕水平的转轴旋转，通过驱动电机41带动使驱动轮42转动，带动地行装置4在地面上水平运动；当两个驱动电机的转动方向与转速相同时驱动地行装置4沿直线运动，当两个驱动电机41具有转速差时使地行装置4转弯，进而使整个自转运列车轮对探伤装置直行或转弯。当然，除了通过转速差控制转动之外，还可单独设置转向轮或使驱动轮42转向来控制运动方向，这些具体的设置形式都应包含在本发明的保护范围之内。

顶转轮装置5包括能够竖直上下运动、可向上伸出机架1的顶转轮51；顶转轮51包括两组，每组具有两个平行设置的转动辊，列车的车轮由转动辊支撑，轮缘即为车轮与轨道接触的侧面，转动辊旋转时带动车轮转动；在检测时，自转运列车轮对探伤装置位于地沟的底部，使顶转轮51对正车轮，每个车轮的下方对应两个顶转轮51，车轮的轮缘与顶转轮51接触，对列车提供顶升力；检测前，顶转轮位于车轮下方，在驱动装置的作用下顶转轮同步上升，直到与车轮的轮缘接触，继续向上顶升，顶转轮51将整个列车向上举起，顶起后顶转轮转动，通过与车轮之间的摩擦力使车轮发生旋转。

检测装置6设置于所述机架1上，能够对由顶转轮装置5顶起的车轮进行检测；检测装置6对正车轮周向的一部分，在车轮旋转过程中对整个车轮完成检测。本发明所提供的自转运列车轮对探伤装置还包括控制装置，控制各个部件的工作时机，这些控制部分请参考现有技术，本发明在此不再赘述。

采用本发明提供的自转运列车轮对探伤装置，通过顶升装置2实现在地沟与地面之间的竖直升降；通过伸缩轴3的水平伸缩与不同轨距的轨道进行匹配，以在地沟或地面上的轨道中运动；当装置运动到平交道时从轨道上进入平地，在地面上通过地行装置4驱动行走及转向，运动到下一检测地沟内。该装置无需采用额外的辅助吊装工具，能够通过自身的结构实现行走转运，匹配设置遥控器进行人工控制行走，或装配各类传感器，检测周围环境实现完全自动化操作运行，解决了同探伤设备多股道间作业问题，减少每条或两条股道配备一台检测设备的问题，提高检测效率、减少人工强度的同时，节约了设备配置成本。

设备自带拖链机构，可将水、电、气源接入设备，人工只需拔插即可，地沟内不会有凌乱的电线、水管等。

在上述方案的基础上，本发明中顶升装置2包括能够向下伸出的伸缩缸21，如图5所示，为顶升装置2及其相邻结构的轴测图，图5所示方向为装置的底部；机架1的两端各自分别设置两个伸缩缸21，图5所示为其中一端部分，同一端的两个伸缩缸21的伸缩端连接同步杆22，同步杆呈水平设置，使位于同一端的两个伸缩缸21保持同步升降，避免出现倾斜的问题。

更进一步，在同步杆22的两端分别设置一个顶伸辊23，两个顶伸辊23的间距与地沟内的设备走行轨的宽度相等；两个顶伸辊23之间的间距保持固定，通过顶伸辊23顶在设备走行轨上可以避免因地沟底部不平出现倾斜的问题，使装置整体上升更加平稳。

地行装置4还包括与驱动轮42转轴平行设置万向轮43，本发明中驱动轮42和万向轮43成排对齐设置，如图3所示，两个驱动轮42位于同一横排，每个驱动轮42对应竖排布置的两个万向轮43，万向轮43起稳定作用，与对应驱动轮42同排设置的万向轮43可与对应的驱动轮通过传动链保持同步运转。除了设置万向轮43之外，还可采用其他的设置形式，例如胶轮等，地行装置4应至少由四个轮子也地面接触，本发明中仅设置两个驱动轮，也可将所有轮子设置为驱动轮，这些方式都应包含在本发明的保护范围之内。

地行装置4还包括底部设置的防倾辊44，防倾辊44设置于驱动轮42和万向轮43的外侧，这里是以驱动轮42和万向轮43之间的部分为内侧而言的；两侧的防倾辊44的间距大于两侧驱动轮42的间距、以及两侧的万向轮43的间距，且防倾辊44的底部高度高于驱动轮42和万向轮43。在正常行走时，驱动轮42与万向轮43同时接触地面，遇到失稳现象时，防倾辊44与地面接触，避免进一步倾斜，起到辅助稳定的作用。

在上述任一技术方案及其组合的基础上，本发明在地行装置4的顶部设置驱动地行装置4缩回到机架1的内部或伸出于机架1底部的升降装置；当装置通过伸缩轮在轨道上运动时，保持地行装置缩回到机架1的内部，避免对装置的正常运动产生阻碍；需要在地面上运动时使地行装置4向下伸出，依靠地行装置带动行走。

本发明在此提供一种地行装置升降的具体结构，升降装置包括升降电机45、丝杆451和链轮452，升降电机45设置于地行装置4框架的顶部，丝杆451向上凸出设置于地行装置4框架的顶部，链轮452的内壁与丝杆451螺纹配合，升降电机45通过链条带动链轮452转动，进而改变丝杆451的长度，实现地行装置4的伸出与回缩，链条结构在附图中并未标出。链轮452的外部套装有轮罩453，链轮452可相对于轮罩453转动，轮罩453与链轮452保持同步竖直移动，由链轮452带动轮罩453上下运动，轮罩453固定于机架1的底部。如图6所示，为丝杆451、链轮452和轮罩453相互配合的结构图，丝杆451的下方可直接固定在地行装置4上，也可如图所示，丝杆451的底部设置方头螺栓，方头螺栓套装于限位槽中，限位槽与地行装置4保持固定，限定丝杆451自身保持固定不动。

本发明还包括设置于机架1上的可自转运的标定块7，标定块7呈扇形，相当于在一个完整的车轮上截取一个部分，在标定块7上预设缺陷样本；检测装置6能够检测标定块7上的缺陷样本，在对列车的车轮进行检测之前，先对标定块7进行检测，将标定块7上的预设缺陷样本全部检测出来才可进行后续检测，否则认为检测装置6存在问题，无法保证结果的准确性；在对车轮完成检测之后，还需要再检测一遍标定块7，保证两次标定块检测之间的检测数据准确可靠。

优选地，标定块7转动设置于机架1上，标定块7的转动轴心与其圆心重合；机架1与标定块7之间设置伸缩杆，伸缩杆的一端转动连接机架1，另一端转动连接标定块7，伸缩杆通过伸缩带动标定块7转动，以使检测装置6能够检测到所有的缺陷样本。除了通过伸缩杆带动标定块7摆动之外，还可通过电机与齿轮配合等驱动形式，这些具体的设置方式都应包含在本发明的保护范围之内。另外，上述方案为标定块7作圆弧运动，检测装置6保持不动，也可使标定块7固定，使检测装置6运动进行检测。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种自转运列车轮对探伤装置，其特征在于，包括：

机架（1）；

顶升装置（2），固定在所述机架（1）上，能够向下作竖直升降，以将所述机架（1）向上顶升；

伸缩轴（3），呈水平伸缩设置在所述机架（1）上，所述伸缩轴（3）能够伸出所述机架（1）的两侧、并可定位；所述伸缩轴（3）上设置伸缩轮（31），驱动装置带动所述伸缩轴（3）转动、进而带动所述伸缩轮（31）在轨道上滚动；

地行装置（4），设置于所述机架（1）的底部，包括驱动电机（41）和驱动轮（42），所述驱动电机（41）带动所述驱动轮（42）水平运转；

顶转轮装置（5），包括能够竖直上下运动、可向上伸出所述机架（1）的顶转轮（51）；所述顶转轮（51）包括两组，每组具有两个平行设置的转动辊，列车的车轮由所述转动辊支撑，所述转动辊旋转时带动车轮转动；

检测装置（6），设置于所述机架（1）上，能够对由所述顶转轮装置（5）顶起的车轮进行检测；所述顶升装置（2）包括能够向下伸出的伸缩缸（21），所述机架（1）的两端各自分别设置两个所述伸缩缸（21），同一端的两个所述伸缩缸（21）的伸缩端连接同步杆（22），使同一端的两个所述伸缩缸（21）同步升降；

所述同步杆（22）的两端分别设置顶伸辊（23），两个所述顶伸辊（23）的间距与地沟内的设备行走轨的宽度相等；

所述地行装置（4）还包括与所述驱动轮（42）转轴平行设置万向轮（43）；

所述地行装置（4）还包括底部设置的防倾辊（44），两侧的所述防倾辊（44）的间距大于两侧所述驱动轮（42）的间距、以及两侧的所述万向轮（43）的间距，且所述防倾辊（44）的底部高度高于所述驱动轮（42）和所述万向轮（43）；

所述地行装置（4）的顶部设置驱动所述地行装置（4）缩回到所述机架（1）的内部或伸出于所述机架（1）底部的升降装置。

2.根据权利要求1所述的自转运列车轮对探伤装置，其特征在于，所述升降装置包括升降电机（45）、丝杆（451）和链轮（452），所述升降电机（45）设置于所述地行装置（4）的顶部，丝杆（451）向上凸出设置于所述地行装置（4）的顶部，所述链轮（452）的内壁与所述丝杆（451）螺纹配合，所述升降电机（45）通过链条带动所述链轮（452）转动；所述链轮（452）带动轮罩（453）上下运动，所述轮罩（453）固定于所述机架（1）的底部。

3.根据权利要求2所述的自转运列车轮对探伤装置，其特征在于，还包括设置于所述机架（1）上的标定块（7），所述标定块（7）呈扇形，可自转动，其上预设缺陷样本；所述检测装置（6）能够检测所述标定块（7）上的缺陷样本。