基于承載鞍定位檢測的防脫軌轉向架的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及鐵路運輸裝備技術領域，具體涉及一種基于承載鞍定位檢測的防脫軌轉向架。
【背景技術】
[0002]列車脫軌是鐵道車輛運行中的重大行車事故。脫軌事故的發生，將造成車輛、貨物、交通設備和通訊設備的損壞，嚴重時還將傷及生命，因此受到世界各國的高度重視。自1997年我國鐵路提速以后，貨物列車脫軌有上升趨勢;近10年來，脫軌事故在我國鐵路行車重大、大事故中的比率高達70 %左右。為確保鐵路運輸安全，找出防范的對策，減少貨車脫軌事故是一項重要而緊迫的任務。
[0003]引起脫軌事故的原因比較復雜，即有人為因素、設備因素，還有自然災害等。脫軌事故在改善列車運行性能、加強職工素質和安全教育后可以大大減少，但不可能完全杜絕，因為無法抗拒的自然災害是引起脫軌的主要原因之一。
[0004]脫軌雖不可避免，但是可以在車輛上增加脫軌檢測裝置達到脫軌前預警和脫軌后制動減損的效果。目前，脫軌制動技術比較成熟，南車公司研制的脫軌自動制動裝置已經廣泛應用于70t級以上貨車，效果顯著;相對的，能夠實現預警功能的脫軌檢測技術還沒有可靠產品投入運用。當前鐵路總公司已經開始組織快運貨車的研制工作，晉中南重載運煤專線也將投入運用，鐵路貨車的快運重載需求越來越緊迫，而實現這些目標的關鍵技術之一就是防止車輛脫軌。然而當前針對脫軌問題主要發展的是脫軌制動技術，具有脫軌預警功能的產品還處于試驗階段，因技術難度大，未見規模化成功案例，尚處于市場空白期，其潛力和價值十分巨大。因此研制防脫軌轉向架是具有重大意義的研究課題。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種基于承載鞍定位檢測的防脫軌轉向架，實現鐵道車輛脫軌前的預警功能，解決鐵道車輛無法預測脫軌的問題，為確保鐵路運輸安全，減少貨車脫軌事故提供了可能。
[0006]為實現上述目的，本實用新型所設計的基于承載鞍定位檢測的防脫軌轉向架，包括軸箱定位裝置、側架組成、搖枕組成、基礎制動裝置和輪軸組成，所述側架組成與軸箱定位裝置之間通過承載鞍相連，其特征在于:
[0007]它還包括安裝于四個承載鞍內側面的脫軌檢測裝置，所述脫軌檢測裝置包括四個支承架、以及與其配套使用的四個激光位移計與處理器系統；
[0008]所述輪軸組成包括車輪和輪軸，所述承載鞍朝向車輪的側面一體鑄造成型有一對懸臂梁，所述懸臂梁與所述承載鞍的側面垂直，所述懸臂梁上還設有用于安裝脫軌檢測裝置的通孔；
[0009]所述支承架經鑄造模具一體成型，由安裝基面、斜連接桿、水平連接桿、豎直連接桿和弧形連接桿組合而成;所述安裝基面一端和斜連接桿一端連接，所述斜連接桿另一端與水平連接桿一端連接，所述水平連接桿另一端與豎直連接桿一端連接，所述豎直連接桿另一端與弧形連接桿一端連接，所述弧形連接桿另一端與安裝基面另一端連接，所述豎直連接桿與水平連接桿之間的夾角為直角，所述斜連接桿與水平連接桿之間的夾角為銳角，所述安裝基面與水平連接桿互相平行，所述支承架整體呈類似直角梯形的框架結構；
[0010]所述安裝基面開設有與懸臂梁的通孔相匹配的安裝孔，所述支承架的安裝基面固定安裝于所述承載鞍的懸臂梁下表面，所述輪軸位于支承架的框架結構內部；
[0011]所述激光位移計與處理器系統安裝在所述斜連接桿與水平連接桿連接的銳角夾角處，且所述激光位移計與處理器系統位于鐵路鋼軌正上方，從而用于測量車輪相對于鐵路鋼軌的抬升量，并根據抬升量進行數據處理和判斷。
[0012]優選地，所述支承架的安裝基面通過鉚釘或螺栓固定安裝于所述承載鞍的懸臂梁下表面。
[0013]優選地，所述激光位移計與處理器系統的處理器為單片機。
[0014]進一步地，所述弧形連接桿所對應的圓心和輪軸的橫截面圓心重合，所述弧形連接桿所對應的圓的半徑為110-120mm。
[0015]另外，本實用新型還涉及上述防脫軌轉向架的脫軌檢測方法，包括以下步驟:
[0016]I)激光位移計與處理器系統開機，通過激光位移計采集激光位移計本身距離鋼軌上表面的垂向距離數據，第m次采集的數據記為Hm;通過處理器計算數據的平均值作為本次測量的基準點，記為Ho;
[0017]2他與出求差，即得到車輪相對于鋼軌的抬升量Shm=Hm-Ho,用于執行判斷；
[0018]3)如果第m次數值^值大于所設定的安全值，處理器記錄本次數據^，標記為I次；
[0019]4)如果第m+1次數值hm+1大于第m次數值hm，處理器記錄本次數據hm+1，標記為2次；
[0020]5)如果第m+2次數值hm+2大于第m+1次數值hm+1，標記為3次；
[0021]6)如果連續滿足上述步驟3)、步驟4)和步驟5)，則處理器發送報警信號，直至^值小于所設定的安全值；
[0022]7)如果沒有連續滿足上述步驟3)、步驟4)和步驟5)，則繼續采樣判斷，不報警。
[0023]在上述技術方案中，通過安全值與hm，hm與hm+l，hm+l與hm+2的三次連續比較，大大降低了因為線路損壞、軌縫和道岔等線路損傷造成的誤報。
[0024]激光位移計與處理器系統在使用中主要起到兩個作用:一是監控轉向架的運行狀態;二是在車輛發生脫軌危險之前發送報警信息。
[0025]本實用新型有益效果:通過在轉向架上增加脫軌檢測裝置，實現鐵道車輛脫軌前的預警功能，解決了鐵道車輛無法預測脫軌的問題，為確保鐵路運輸安全，減少貨車脫軌事故提供了保障。
【附圖說明】
[0026]圖1為一種基于承載鞍定位檢測的防脫軌轉向架的結構示意圖；
[0027]圖2為圖1中承載鞍的結構不意圖；
[0028]圖3為圖1中支承架的結構示意圖；
[0029]圖4為承載鞍與支承架的安裝結構示意圖；
[0030]圖5為圖1中支承架與輪軸安裝位置示意圖；[0031 ]圖6為一種防脫軌轉向架的檢測方法流程示意圖；
[0032]圖7為輪軌正常接觸狀態示意圖；
[0033]圖8為輪緣貼罪狀態不意圖；
[0034]圖9為持續爬軌狀態示意圖；
[0035]圖10為脫軌狀態示意圖。
[0036]圖中，軸箱定位裝置1、側架組成2、搖枕組成3、基礎制動裝置4、輪軸組成5、車輪5a、輪軸5b、承載鞍6、脫軌檢測裝置7、支承架8、激光位移計與處理器系統9、鋼軌10。
【具體實施方式】
[0037]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細描述:
[0038]如圖1至圖5所示，本實施例的基于承載鞍定位檢測的防脫軌轉向架，包括軸箱定位裝置1、側架組成2、搖枕組成3、基礎制動裝置4和輪軸組成5，所述側架組成2與軸箱定位裝置I之間通過承載鞍6相連；
[0039]它還包括安裝于四個承載鞍6內側面的脫軌檢測裝置7，所述脫軌檢測裝置7包括四個支承架8、以及與其配套使用的四個激光位移計與處理器系統9;
[0040]所述輪軸組成5包括車輪5a和輪軸5b，所述承載鞍6朝向車輪5a的側面一體鑄造成型有一對懸臂梁6a，所述懸臂梁6a與所述承載鞍6的側面垂直，所述懸臂梁6a上還設有用于安裝脫軌檢測裝置7的通孔6b;
[0041 ]所述支承架8經鑄造模具一體成型，由安裝基面8a、斜連接桿8b、水平連接桿8c、豎直連接桿8d和弧形連接桿8e組合而成;所述安裝基面8a—端和斜