動車組車輪輪轂直徑檢測裝置及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于軌道車輛輪轂直徑檢測裝置及檢測方法領(lǐng)域，具體涉及一種動車組車輪輪轂直徑檢測裝置及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]CRH380型動車組所采用的M3C型動車車輪和T3C型拖車車輪此前均為進(jìn)口部件，其輪轂結(jié)構(gòu)具有較高的制造精度和國外的檢測方法。如今，該CRH380系列車輪國內(nèi)已經(jīng)可以自行生產(chǎn)，但我國尚不掌握國外的同類產(chǎn)品檢驗方法，因此只能沿襲國內(nèi)舊有基于通端樣板和止端樣板的樣板檢測法對國產(chǎn)的新型CRH380動車組系列車輪輪轂產(chǎn)品進(jìn)行直徑質(zhì)量檢測驗收。
[0003]國產(chǎn)的新型CRH380動車組系列車輪的主體結(jié)構(gòu)包括輪輞I和輪轂2，當(dāng)該車輪沿自身的旋轉(zhuǎn)軸豎直放置時，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。輪轂2分別包括輪轂外端面2-1和輪轂內(nèi)端面2-2，輪轂外端面2-1還包括輪轂外端面圓環(huán)平面2-1-1和輪轂外端面圓錐面2-1-2。輪轂內(nèi)端面2-2的結(jié)構(gòu)與輪轂外端面2-1結(jié)構(gòu)相同，但其輪轂內(nèi)端面圓環(huán)平面2-2-1和輪轂內(nèi)端面圓錐面2-2-2的尺寸均不同于輪轂外端面2-1上對應(yīng)結(jié)構(gòu)的尺寸。另一方面，輪轂質(zhì)量的檢測關(guān)鍵點則在于，需要分別檢測第一徑向剖面的外圓半徑R1和第二徑向剖面的外圓半徑R2，其中，所述第一徑向剖面是位于輪轂外端面圓環(huán)平面2-1-1下方且間距為氏的徑向剖面，所述的第一徑向剖面的外圓半徑&則是輪轂外端面圓錐面2-1-2與第一徑向剖面相交所形成的第一投影圓的半徑，也即圖1中A點繞輪軸的回轉(zhuǎn)半徑。所述第二徑向剖面則是位于輪轂內(nèi)端面圓環(huán)平面2-2-1上方且間距為H2的徑向剖面，所述的第二徑向剖面的外圓半徑R2則是輪轂內(nèi)端面圓環(huán)平面2-2-1與第二徑向剖面相交所形成的第二投影圓的半徑，也即圖1中B點繞輪軸的回轉(zhuǎn)半徑。實際檢測時第一投影圓的半徑R1不得超過規(guī)定的誤差范圍K1，第二投影圓的半徑R2不得超過規(guī)定的誤差范圍K 2。所述距離HpH2，半徑Rn R2,誤差1、K2等測量參數(shù)均是由輪轂圖紙的理論設(shè)計值所給定的已知量。
[0004]利用舊有的樣板檢測法進(jìn)行質(zhì)量驗收檢測時，需要制作多種檢測樣板3。如圖2至圖3所示，以M3C型動車車輪的輪轂外端面2-1為例，舊有的樣板檢測法需要針對該輪轂外端面2-1分別制作動車輪轂外端面通端面檢測樣板3-1和動車輪轂外端面止端面檢測樣板
3-2，所述動車輪轂外端面通端面檢測樣板3-1是內(nèi)側(cè)壁為等腰梯形的薄板，其通端面檢測樣板的梯形側(cè)壁3-1-2的傾角與輪轂外端面圓錐面2-1-2的理論傾角相同。在通端面檢測樣板梯形側(cè)壁3-1-2上還設(shè)有第一檢測點M，所述第一檢測點M到通端面檢測樣板梯形上底邊3-1-1的垂直距離是H1，且檢測點M沿其自身樣板對稱軸的回轉(zhuǎn)半徑Rl0liax)= R1+!^所述動車輪轂外端面止端面檢測樣板3-2也是內(nèi)側(cè)壁為等腰梯形的薄板，其止端面檢測樣板的梯形側(cè)壁3-2-2的傾角與輪轂外端面圓錐面2-1-2的理論傾角相同。在止端面檢測樣板的梯形側(cè)壁3-2-2上還設(shè)有第二測量點N，所述第二檢測點N到止端面檢測樣板的梯形上底邊3-2-1的垂直距離是H5= HJh1，且第二檢測點N沿其自身樣板對稱軸的回轉(zhuǎn)半徑Rl0llin)=R1-K10高度間隙Ii1是根據(jù)圖紙驗收標(biāo)準(zhǔn)所給定已知常量。
[0005]在具體應(yīng)用舊有基于通端樣板和止端樣板的樣板檢測法對國產(chǎn)的新型CRH380動車組系列車輪輪轂產(chǎn)品進(jìn)行直徑質(zhì)量檢測驗收時，首先使用動車輪轂外端面通端面檢測樣板3-1對M3C型動車車輪的輪轂外端面2-1進(jìn)行最大直徑超誤差檢測，如圖4至圖5所示，直接用動車輪轂外端面通端面檢測樣板3-1檢測M3C型動車車輪的輪轂外端面2-1在第一檢測點M處的最大回轉(zhuǎn)直徑，并使通端面檢測樣板梯形上底邊3-1-1與輪轂外端面圓環(huán)平面2-1-1緊密貼合，此時，若通端面檢測樣板梯形側(cè)壁3-1-2上的第一檢測點M與輪轂外端面圓錐面2-1-2上的檢測A點之間存在寬度間隙d(d多O)，即可說明輪轂外端面圓錐面
2-1-2的最大回轉(zhuǎn)半徑不大于第一檢測點M沿其自身樣板對稱軸的回轉(zhuǎn)半徑R1{nax) = R !+K1，由此可以斷定，當(dāng)前被檢測的M3C型動車車輪的輪轂外端面2-1在檢測A點處的最大外徑?jīng)]有超過(Ri+K1)的最大誤差許可范圍。
[0006]此后，還需使用動車輪轂外端面止端面檢測樣板3-2對M3C型動車車輪的輪轂外端面2-1進(jìn)行最小直徑超誤差檢測，如圖6至圖7所示，直接用動車輪轂外端面止端面檢測樣板3-2檢測M3C型動車車輪的輪轂外端面2-1在第二檢測點N處的最小回轉(zhuǎn)直徑，并使位于止端面檢測樣板的梯形側(cè)壁3-2-2上的第二測量點N與輪轂外端面圓錐面2-1-2上的檢測A點緊密貼合，此時，若輪轂外端面圓環(huán)平面2-1-1與止端面檢測樣板的梯形上底邊
3-2-1之間存在寬度間隙Ii1Ch1 > O)，即可說明輪轂外端面圓錐面2-1-2的最小回轉(zhuǎn)半徑不小于第二測量點N沿其自身樣板對稱軸的回轉(zhuǎn)半徑Rl0llin)= R1-K1，由此可以斷定，當(dāng)前被檢測的M3C型動車車輪的輪轂外端面2-1在檢測A點處的最小外徑不小于R1-K1的最小誤差許可范圍。
[0007]當(dāng)M3C型動車車輪的輪轂外端面2-1在上述的最大直徑和最小直徑兩個位置所進(jìn)行超誤差檢測結(jié)果均為合格時，才能確認(rèn)該被檢測的輪轂外端面(2-1)的實際直徑1?#1確實在R1-K1S Ri則彡!^+!(丨的誤差許可范圍之內(nèi)。
[0008]在對M3C型動車車輪的輪轂內(nèi)端面2-2進(jìn)行最大直徑和最小直徑兩個位置所進(jìn)行超誤差檢測時，其具體的檢測方法與前述過程非常類似，其二者差別僅在于，需要重新按照M3C型動車車輪的輪轂內(nèi)端面圓錐面2-2-2另行制作動車輪轂內(nèi)端面通端面檢測樣板3-3和動車輪轂內(nèi)端面止端面檢測樣板3-4，并用同樣的方法，分別檢測和驗收輪轂內(nèi)端面圓錐面2-2-2上B點的回轉(zhuǎn)半徑是否滿足R3-K2S Raj2^ R 3+K2的誤差許可范圍。
[0009]由此可見，應(yīng)用舊有基于通端樣板和止端樣板的樣板檢測法對國產(chǎn)的新型CRH380動車組系列車輪輪轂產(chǎn)品進(jìn)行直徑質(zhì)量檢測驗收時，即便僅僅針對唯一給定型號的一種M3C型動車車輪，就需要分別制造動車輪轂外端面通端面檢測樣板3-1、動車輪轂外端面止端面檢測樣板3-2、動車輪轂內(nèi)端面通端面檢測樣板3-3和動車輪轂內(nèi)端面止端面檢測樣板3-4共計四種標(biāo)準(zhǔn)樣板檢具才能較為粗略地測量出M3C型動車車輪的輪轂外端面2-1和輪轂內(nèi)端面2-2直徑是否都在給定的誤差范圍之內(nèi)。
[0010]然而在另一方面，CRH380型動車組所采用的T3C型拖車車輪雖然在結(jié)構(gòu)上與M3C型動車車輪相似，但T3C型拖車車輪的輪轂外端面和輪轂內(nèi)端面直徑及其對應(yīng)的誤差標(biāo)準(zhǔn)則均有所不同，為此，在利用舊有基于通端樣板和止端樣板的樣板檢測法對T3C型拖車車輪輪轂產(chǎn)品進(jìn)行直徑質(zhì)量檢測驗收時，還需按照前述相同的方法另行制造共計四種專門針對T3C型拖車車輪的標(biāo)準(zhǔn)樣板檢具，并分別檢測T3C型動車車輪的第三徑向剖面的外圓半徑R3和第四徑向剖面的外圓半徑R4，其中，所述第三徑向剖面是位于輪轂外端面圓環(huán)平面2-1-1下方且間距為H3的徑向剖面，所述的第三徑向剖面的外圓半徑R3則是輪轂外端面圓錐面2-1-2與第三徑向剖面相交所形成的第三投影圓的半徑，也即圖1中A點繞輪軸的回轉(zhuǎn)半徑。所述第四徑向剖面則是位于輪轂內(nèi)端面圓環(huán)平面2-2-1上方且間距為H4的徑向剖面，所述的第四徑向剖面的外圓半徑R4則是輪轂內(nèi)端面圓環(huán)平面2-2-1與第四徑向剖面相交所形成的第四投影圓的半徑，也即圖1中B點繞輪軸的回轉(zhuǎn)半徑。實際檢測時第三投影圓的半徑R3不得超過規(guī)定的誤差范圍K3，第四投影圓的半徑R4不得超過規(guī)定的誤差范圍K4。所述距離H3、H4,半徑R3、R4,誤差K3、K4等測量參數(shù)均是由輪轂圖紙的理論設(shè)計值所給定的已知量。
[0011]上述舊有的檢測方式導(dǎo)致對于CRH380型動車組所采用的國產(chǎn)化新型M3C型動車車輪和新型T3C型拖車車輪，需要分別制作共計八種樣板檢具。而使用這些檢具對輪轂直徑的測量驗收工序也