测力轮对划线台的研制

胡爱全，祖宏林，张志超，储高峰，章 亮

（中国铁道科学研究院 机车车辆研究所，北京100081）

应变片粘贴位置是否准确是决定测力轮对最终质量水平的一个关键因素。对于贴片位置要求相对简单的间断测量测力轮对而言，现有的曲线尺、圆规、划针等简单划线工具就能满足需求，但对技术等级更高的连续测量测力轮对，由于分度角的多样性以及分度数量大等原因，原有的测力轮对划线手段已不能满足需求。

随着连续测力轮对在研究及运用中的日益广泛，对测力轮对输出特性有着重要影响作用的测力轮对划线工序所需的工艺装备的研制显得非常迫切。

1 测力轮对划线装备的设计要求及其技术指标

测力轮对划线，是指根据测力轮对桥路设计要求，在轮对辐板、轮辋以及车轴表面为应变片粘贴位置施划定位基准线的作业过程。依据与轮对的相对关系，划线可以分为以下3类：①径向定位线，依照预先设计的应变片布片角度，在车轮辐板内外表面施划的通过轮轴圆心的直线；②轴向定位线，在车轴轴身表面施划的与测力轮对轴心线保持平行关系的直线；③基准定位圆，在测力轮对车轮辐板内外表面或车轴轴身表面施划的与测力轮对轮轴同心，直径符合设计要求的圆。

由于测力轮对可能来源于不同类型的机车、车辆或动车组，它们的规格尺寸、结构特征各不相同，其质量更是相差悬殊。对于划线工艺装备而言，需要做到全兼容。

经过对各种类型机车车辆轮对结构特征的分析，结合以往测力轮对划线工作中积累的大量实践经验，我们认为测力轮对专用的划线工艺装备的设计应实现以下功能要求及技术指标要求：

①具备对各种测力轮对辐板表面准确、快速施划径向定位线、轴向定位线、定位基准圆的能力。

②具备对轮对辐板内外侧表面360°范围内准确分度，且对分度值进行数字显示的功能。

③具备轮对转动并进行角度设定的功能。

④具备对各种结构形式、各种规格尺寸的测力轮对进行定位及轴线调平的能力，即具备调整轮对轴心线与基准平台平面保持平行的能力。

⑤基准平台最大承载质量应不小于6 t。

测力轮对专用划线工艺装备应达到的技术指标可归纳为5项，具体内容见表1。

表1 划线台技术参数

2 测力轮对专用划线工艺装备的总体构成与设计

根据已经给出的测力轮对专用划线装备的设计要求，我们可以确定所要设计的测力轮对划线装备应包括以下几个组成部分，见图1所示。

图1 测力轮对划线工艺装备总体构成框图

（1）基准平台

为实现测力轮对准确划线，必须为测力轮对设置一个水平的划线基准。为此我们需要设计一个基准平台，基准平台既是测力轮对划线的基准，也是测力轮对及划线台其他各组成部分的承载体。为适应各种不同结构形式的轮对均能在其上实施划线，它应符合以下几点要求：

①最大承重能力为10 t，可接受轴向尺寸为2 800 mm，径向尺寸为1 600 mm的轮对划线作业。

②其上适当位置应具备轮对轴向定位及水平调整装置的安装条件。

③其基准平面高度应适合操作人员实施划线作业。

根据以上3项具体要求对基准平台进行结构设计，其具体结构见图2所示。

图2 基准平台结构设计图

（2）轮对定位与调平装置

轮对定位与轴线调平装置，其功能有3个作用。其一是在待划线的测力轮对吊装放置到划线台上时，使轮对轴心线与划线台纵向中心线自动找正；其二是微调轮对一端高度，使轮对轴心线与基准平台划线基准平面位置成平行关系；其三是遇到不同轨距的测力轮对时，可调整其自身位置，使之满足不同轨距轮对划线的需求。轮对定位与轴线调平装置分为左右两个部分，分别装设在基准平台平面纵向中心线上，其间距设定为标准轨距轮对左右两侧轮缘顶点间的距离1 380 mm。这样设置是考虑到绝大部分测力轮对均为标准轨距轮对，故将其距离设置为这一尺寸。当遇到其他轨距的轮对需要划线时，可对其距离进行适当调整。这样的距离设置，保障了绝大部分标准轨距测力轮对装入时，其左右两轮轮缘顶部落入轮对定位调平装置的摩擦轮上，而无需做任何调整。轮对定位与调平装置结构见图3、图4。

图3 轮对定位、轴线调平及转轮角度设定装置（右侧部分）

图4 轮对定位、轨距调整装置（左侧部分）

（3）轮对转角测量与显示装置

轮对转角测量装置是实现测力轮对辐板表面360°范围内任意分度的装置。它由角度测量仪、转角传感器、弹性连接轴、固定顶丝、安装支架等组成。其转角测量精度可达到±30′，为测力轮对施划径向线时，对测力轮对辐板圆周准确分度提供了科学手段。轮对转角测量装置见图5所示。

图5 转角测量装置

（4）转角传感器连接装置

转角传感器连接装置是实现转角传感器与待划线测力轮对轴端部的轴承压盖中心孔可靠定位，并与轴承压盖上面的连接螺纹孔可靠连接的装置。它除起到使转角传感器与待划线测力轮对轴端连接的作用以外，装置中的测力轮对的连接轴（既调平棒针）还有为轮对轴心线与基准平台调平提供轴心参照点的作用。转角传感器连接装置的组成包括：调平棒针、固定顶丝、连接法兰。其具体结构见图6所示。

图6 转角传感器连接装置

3 TK－LDHX型测力轮对划线台及其运用效果

依据测力轮对专用划线工艺装备的总体方案设计及其技术指标，经过具体的结构设计，最终制造得到TK－LDHX型测力轮对划线台。TK－LDHX型测力轮对划线台工作状态见图7所示。

TK－LDHX型测力轮对划线台投入试运行以来，为多条测力轮对实施了划线作业，其中包括对速度400 km／h高速综合检测列车380A和380B上轮轨力检测系统装设的高速连续测量测力轮对；HXN3、HXN5内燃机车、HXD2B电力机车、DF21型米轨机车等测力轮对实施了划线作业。运用实践证明TK－LDHX型测力轮对划线台，结构设计合理，使用方便、操作简便，划线快速、准确、效率高。完全达到了预期的设计目标及效果要求。它的建成提高了测力轮对制作过程中划线工序的效率，提高了测力轮对划线精度，为今后研制高质量测力轮对，特别是高精度连续测量测力轮对，提供了一种较为理想的划线工艺装备。

4 结束语

TK－LDHX型测力轮对划线台划线准确、圆角分度精度高，可以满足高精度测力轮对的划线作业需求；该划线台使用方便、操作简单、划线作业效率高；为研制高性能、高质量测力轮对，提供了一种较为理想的划线工艺装备。