胡愛(ài)全，祖宏林，張志超，儲(chǔ)高峰，章 亮

（中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 機(jī)車車輛研究所，北京100081）

應(yīng)變片粘貼位置是否準(zhǔn)確是決定測(cè)力輪對(duì)最終質(zhì)量水平的一個(gè)關(guān)鍵因素。對(duì)于貼片位置要求相對(duì)簡(jiǎn)單的間斷測(cè)量測(cè)力輪對(duì)而言，現(xiàn)有的曲線尺、圓規(guī)、劃針等簡(jiǎn)單劃線工具就能滿足需求，但對(duì)技術(shù)等級(jí)更高的連續(xù)測(cè)量測(cè)力輪對(duì)，由于分度角的多樣性以及分度數(shù)量大等原因，原有的測(cè)力輪對(duì)劃線手段已不能滿足需求。

隨著連續(xù)測(cè)力輪對(duì)在研究及運(yùn)用中的日益廣泛，對(duì)測(cè)力輪對(duì)輸出特性有著重要影響作用的測(cè)力輪對(duì)劃線工序所需的工藝裝備的研制顯得非常迫切。

1 測(cè)力輪對(duì)劃線裝備的設(shè)計(jì)要求及其技術(shù)指標(biāo)

測(cè)力輪對(duì)劃線，是指根據(jù)測(cè)力輪對(duì)橋路設(shè)計(jì)要求，在輪對(duì)輻板、輪輞以及車軸表面為應(yīng)變片粘貼位置施劃定位基準(zhǔn)線的作業(yè)過(guò)程。依據(jù)與輪對(duì)的相對(duì)關(guān)系，劃線可以分為以下3類：①?gòu)较蚨ㄎ痪€，依照預(yù)先設(shè)計(jì)的應(yīng)變片布片角度，在車輪輻板內(nèi)外表面施劃的通過(guò)輪軸圓心的直線；②軸向定位線，在車軸軸身表面施劃的與測(cè)力輪對(duì)軸心線保持平行關(guān)系的直線；③基準(zhǔn)定位圓，在測(cè)力輪對(duì)車輪輻板內(nèi)外表面或車軸軸身表面施劃的與測(cè)力輪對(duì)輪軸同心，直徑符合設(shè)計(jì)要求的圓。

由于測(cè)力輪對(duì)可能來(lái)源于不同類型的機(jī)車、車輛或動(dòng)車組，它們的規(guī)格尺寸、結(jié)構(gòu)特征各不相同，其質(zhì)量更是相差懸殊。對(duì)于劃線工藝裝備而言，需要做到全兼容。

經(jīng)過(guò)對(duì)各種類型機(jī)車車輛輪對(duì)結(jié)構(gòu)特征的分析，結(jié)合以往測(cè)力輪對(duì)劃線工作中積累的大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我們認(rèn)為測(cè)力輪對(duì)專用的劃線工藝裝備的設(shè)計(jì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下功能要求及技術(shù)指標(biāo)要求：

①具備對(duì)各種測(cè)力輪對(duì)輻板表面準(zhǔn)確、快速施劃徑向定位線、軸向定位線、定位基準(zhǔn)圓的能力。

②具備對(duì)輪對(duì)輻板內(nèi)外側(cè)表面360°范圍內(nèi)準(zhǔn)確分度，且對(duì)分度值進(jìn)行數(shù)字顯示的功能。

③具備輪對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)并進(jìn)行角度設(shè)定的功能。

④具備對(duì)各種結(jié)構(gòu)形式、各種規(guī)格尺寸的測(cè)力輪對(duì)進(jìn)行定位及軸線調(diào)平的能力，即具備調(diào)整輪對(duì)軸心線與基準(zhǔn)平臺(tái)平面保持平行的能力。

⑤基準(zhǔn)平臺(tái)最大承載質(zhì)量應(yīng)不小于6 t。

測(cè)力輪對(duì)專用劃線工藝裝備應(yīng)達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)可歸納為5項(xiàng)，具體內(nèi)容見(jiàn)表1。

表1 劃線臺(tái)技術(shù)參數(shù)

2 測(cè)力輪對(duì)專用劃線工藝裝備的總體構(gòu)成與設(shè)計(jì)

根據(jù)已經(jīng)給出的測(cè)力輪對(duì)專用劃線裝備的設(shè)計(jì)要求，我們可以確定所要設(shè)計(jì)的測(cè)力輪對(duì)劃線裝備應(yīng)包括以下幾個(gè)組成部分，見(jiàn)圖1所示。

圖1 測(cè)力輪對(duì)劃線工藝裝備總體構(gòu)成框圖

（1）基準(zhǔn)平臺(tái)

為實(shí)現(xiàn)測(cè)力輪對(duì)準(zhǔn)確劃線，必須為測(cè)力輪對(duì)設(shè)置一個(gè)水平的劃線基準(zhǔn)。為此我們需要設(shè)計(jì)一個(gè)基準(zhǔn)平臺(tái)，基準(zhǔn)平臺(tái)既是測(cè)力輪對(duì)劃線的基準(zhǔn)，也是測(cè)力輪對(duì)及劃線臺(tái)其他各組成部分的承載體。為適應(yīng)各種不同結(jié)構(gòu)形式的輪對(duì)均能在其上實(shí)施劃線，它應(yīng)符合以下幾點(diǎn)要求：

①最大承重能力為10 t，可接受軸向尺寸為2 800 mm，徑向尺寸為1 600 mm的輪對(duì)劃線作業(yè)。

②其上適當(dāng)位置應(yīng)具備輪對(duì)軸向定位及水平調(diào)整裝置的安裝條件。

③其基準(zhǔn)平面高度應(yīng)適合操作人員實(shí)施劃線作業(yè)。

根據(jù)以上3項(xiàng)具體要求對(duì)基準(zhǔn)平臺(tái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2所示。

圖2 基準(zhǔn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

（2）輪對(duì)定位與調(diào)平裝置

輪對(duì)定位與軸線調(diào)平裝置，其功能有3個(gè)作用。其一是在待劃線的測(cè)力輪對(duì)吊裝放置到劃線臺(tái)上時(shí)，使輪對(duì)軸心線與劃線臺(tái)縱向中心線自動(dòng)找正；其二是微調(diào)輪對(duì)一端高度，使輪對(duì)軸心線與基準(zhǔn)平臺(tái)劃線基準(zhǔn)平面位置成平行關(guān)系；其三是遇到不同軌距的測(cè)力輪對(duì)時(shí)，可調(diào)整其自身位置，使之滿足不同軌距輪對(duì)劃線的需求。輪對(duì)定位與軸線調(diào)平裝置分為左右兩個(gè)部分，分別裝設(shè)在基準(zhǔn)平臺(tái)平面縱向中心線上，其間距設(shè)定為標(biāo)準(zhǔn)軌距輪對(duì)左右兩側(cè)輪緣頂點(diǎn)間的距離1 380 mm。這樣設(shè)置是考慮到絕大部分測(cè)力輪對(duì)均為標(biāo)準(zhǔn)軌距輪對(duì)，故將其距離設(shè)置為這一尺寸。當(dāng)遇到其他軌距的輪對(duì)需要?jiǎng)澗€時(shí)，可對(duì)其距離進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。這樣的距離設(shè)置，保障了絕大部分標(biāo)準(zhǔn)軌距測(cè)力輪對(duì)裝入時(shí)，其左右兩輪輪緣頂部落入輪對(duì)定位調(diào)平裝置的摩擦輪上，而無(wú)需做任何調(diào)整。輪對(duì)定位與調(diào)平裝置結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3、圖4。

圖3 輪對(duì)定位、軸線調(diào)平及轉(zhuǎn)輪角度設(shè)定裝置（右側(cè)部分）

圖4 輪對(duì)定位、軌距調(diào)整裝置（左側(cè)部分）

（3）輪對(duì)轉(zhuǎn)角測(cè)量與顯示裝置

輪對(duì)轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置是實(shí)現(xiàn)測(cè)力輪對(duì)輻板表面360°范圍內(nèi)任意分度的裝置。它由角度測(cè)量?jī)x、轉(zhuǎn)角傳感器、彈性連接軸、固定頂絲、安裝支架等組成。其轉(zhuǎn)角測(cè)量精度可達(dá)到±30′，為測(cè)力輪對(duì)施劃徑向線時(shí)，對(duì)測(cè)力輪對(duì)輻板圓周準(zhǔn)確分度提供了科學(xué)手段。輪對(duì)轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置見(jiàn)圖5所示。

圖5 轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置

（4）轉(zhuǎn)角傳感器連接裝置

轉(zhuǎn)角傳感器連接裝置是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)角傳感器與待劃線測(cè)力輪對(duì)軸端部的軸承壓蓋中心孔可靠定位，并與軸承壓蓋上面的連接螺紋孔可靠連接的裝置。它除起到使轉(zhuǎn)角傳感器與待劃線測(cè)力輪對(duì)軸端連接的作用以外，裝置中的測(cè)力輪對(duì)的連接軸（既調(diào)平棒針）還有為輪對(duì)軸心線與基準(zhǔn)平臺(tái)調(diào)平提供軸心參照點(diǎn)的作用。轉(zhuǎn)角傳感器連接裝置的組成包括：調(diào)平棒針、固定頂絲、連接法蘭。其具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖6所示。

圖6 轉(zhuǎn)角傳感器連接裝置

3 TK－LDHX型測(cè)力輪對(duì)劃線臺(tái)及其運(yùn)用效果

依據(jù)測(cè)力輪對(duì)專用劃線工藝裝備的總體方案設(shè)計(jì)及其技術(shù)指標(biāo)，經(jīng)過(guò)具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最終制造得到TK－LDHX型測(cè)力輪對(duì)劃線臺(tái)。TK－LDHX型測(cè)力輪對(duì)劃線臺(tái)工作狀態(tài)見(jiàn)圖7所示。

TK－LDHX型測(cè)力輪對(duì)劃線臺(tái)投入試運(yùn)行以來(lái)，為多條測(cè)力輪對(duì)實(shí)施了劃線作業(yè)，其中包括對(duì)速度400 km／h高速綜合檢測(cè)列車380A和380B上輪軌力檢測(cè)系統(tǒng)裝設(shè)的高速連續(xù)測(cè)量測(cè)力輪對(duì)；HXN3、HXN5內(nèi)燃機(jī)車、HXD2B電力機(jī)車、DF21型米軌機(jī)車等測(cè)力輪對(duì)實(shí)施了劃線作業(yè)。運(yùn)用實(shí)踐證明TK－LDHX型測(cè)力輪對(duì)劃線臺(tái)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，使用方便、操作簡(jiǎn)便，劃線快速、準(zhǔn)確、效率高。完全達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)及效果要求。它的建成提高了測(cè)力輪對(duì)制作過(guò)程中劃線工序的效率，提高了測(cè)力輪對(duì)劃線精度，為今后研制高質(zhì)量測(cè)力輪對(duì)，特別是高精度連續(xù)測(cè)量測(cè)力輪對(duì)，提供了一種較為理想的劃線工藝裝備。

4 結(jié)束語(yǔ)

TK－LDHX型測(cè)力輪對(duì)劃線臺(tái)劃線準(zhǔn)確、圓角分度精度高，可以滿足高精度測(cè)力輪對(duì)的劃線作業(yè)需求；該劃線臺(tái)使用方便、操作簡(jiǎn)單、劃線作業(yè)效率高；為研制高性能、高質(zhì)量測(cè)力輪對(duì)，提供了一種較為理想的劃線工藝裝備。