專利名稱：一種機(jī)車軸端速度傳感器的新型傳動(dòng)方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種應(yīng)用于鐵路機(jī)車軸端光電速度傳感器的新型傳動(dòng)方法與裝置。用此方法與裝置構(gòu)成的機(jī)車軸端光電速度傳感器可以普遍應(yīng)用于使用軸端光電速度傳感器的電力，內(nèi)燃機(jī)車的各種車型。對(duì)各種速度系列的機(jī)車和目前投入使用的高速鐵路機(jī)車也有廣泛的適用性。
背景技術(shù)：
目前，我國鐵路系統(tǒng)正在使用的韶山系列與和諧號(hào)系列各種電力機(jī)車和東風(fēng)系列各種內(nèi)燃機(jī)車，為了檢測(cè)和有效控制機(jī)車動(dòng)力輪對(duì)的轉(zhuǎn)速，發(fā)揮最大驅(qū)動(dòng)效能，普遍在輪對(duì)軸端安裝使用軸端光電速度傳感器。隨著列車運(yùn)行速度和安全性要求的提高，對(duì)軸端速度傳感器可靠性與使用壽命都提出了越來越高的要求。目前已經(jīng)投入使用的軸端光電速度傳感器仍然存在可靠性弱，使用壽命低，維護(hù)維修工作量大，速度信號(hào)檢測(cè)精度不足等問題。通過對(duì)目前軸端光電速度傳感器產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)分析，和對(duì)大量維修傳感器故障現(xiàn)象統(tǒng)計(jì)與研究可知，目前軸端速度傳感器可靠性差的主要原因是:傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與裝置的壽命較低，損壞量大，傳動(dòng)不可靠，信號(hào)傳遞精度不足。本發(fā)明就是一種機(jī)車軸端速度傳感器的新型傳動(dòng)方法與裝置。

發(fā)明內(nèi)容
一種機(jī)車軸端速度傳感器的新型傳動(dòng)方法與裝置，是一種運(yùn)用減少約束自由度的浮動(dòng)傳動(dòng)原理，采用滾動(dòng)接觸減摩措施，以傳動(dòng)叉、吸合磁環(huán)和滾子傳動(dòng)撥桿結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)在機(jī)車軸有較大軸向竄動(dòng)和徑向跳動(dòng)量條件下的可靠傳動(dòng)方法與裝置。包括:傳動(dòng)叉、吸合磁環(huán)、傳動(dòng)撥桿、傳動(dòng)撥桿滾子套、傳感器軸、傳感器。通過吸合磁環(huán)(見圖2-3)和傳動(dòng)叉柄將傳動(dòng)叉(見圖2-4)與機(jī)車軸端連接，并將機(jī)車軸(見圖2-24)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度通過滾子傳動(dòng)撥桿(見圖2-6)傳遞給傳感器軸(見圖2-7)。從而在大功率機(jī)車軸相對(duì)機(jī)體發(fā)生軸向竄動(dòng)和徑向跳動(dòng)的條件下，可靠實(shí)現(xiàn)將機(jī)車軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度傳遞給傳感器軸。同時(shí)在傳感器中采用了三段同心結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸，有效提高傳感器軸和碼盤的旋轉(zhuǎn)精度。


附圖結(jié)合實(shí)施實(shí)例說明本發(fā)明的具體原理和結(jié)構(gòu):附圖為本發(fā)明實(shí)例裝置的剖面圖和零部件圖。圖中標(biāo)號(hào)標(biāo)明零部件。其中:圖1是傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的安裝剖視圖。其中I是機(jī)車軸，2是吸合磁環(huán)，3是傳動(dòng)叉，4是傳動(dòng)撥桿滾子，5是傳動(dòng)撥桿，6是傳感器軸，7是傳感器。圖2是傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和傳感器安裝剖視圖。其中I是片狀彈簧安裝螺釘，2是片狀彈簧，3是吸合磁環(huán)，4是傳動(dòng)叉，5是傳動(dòng)撥桿滾子，6是傳動(dòng)撥桿，7是傳感器軸，8是機(jī)車軸承箱蓋，9是傳感器電纜保護(hù)套接頭，10是傳感器軸承壓蓋，11是傳感器本體，12是襯套，13是碼盤支承法蘭，14是碼盤，15是碼盤壓蓋，16是碼盤壓蓋螺釘，17是傳感器后蓋，18是光電轉(zhuǎn)換模塊，19是傳感器軸承，20是軸承螺母，21是軸承蓋密封圈，22是傳動(dòng)撥桿開口銷，23是傳動(dòng)撥桿螺母，24是機(jī)車軸。圖3是傳動(dòng)叉結(jié)構(gòu)的零件圖。圖4是滾子傳動(dòng)撥桿部件圖。圖5是傳感器軸，碼盤軸向支承法蘭，碼盤壓蓋三個(gè)零件的放大圖。圖6是傳感器軸、碼盤支承法蘭、碼盤、碼盤壓蓋的安裝結(jié)構(gòu)放大圖。圖7是傳動(dòng)叉與安裝工具圖。
具體實(shí)施例方式一種機(jī)車軸端速度傳感器的新型傳動(dòng)方法與裝置，運(yùn)用減少約束自由度的浮動(dòng)傳動(dòng)原理，采用滾動(dòng)接觸減摩措施，以傳動(dòng)叉、吸合磁環(huán)和滾子傳動(dòng)撥桿結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)在兩個(gè)自由度較大浮動(dòng)量條件下的高可靠性傳動(dòng)的方法與裝置。包括:傳動(dòng)叉、吸合磁環(huán)、傳動(dòng)撥桿、傳動(dòng)撥桿滾子套、傳感器軸、傳感器。傳動(dòng)叉(見圖2-4)通過吸合磁環(huán)(見圖2-3)和傳動(dòng)叉柄將傳動(dòng)叉與機(jī)車軸端連接，并將機(jī)車軸(見圖2-24)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度通過滾子傳動(dòng)撥桿(見圖2-6)傳遞給傳感器軸(見圖2-7)。從而在大功率機(jī)車軸相對(duì)機(jī)體發(fā)生軸向竄動(dòng)和徑向跳動(dòng)的條件下，可靠實(shí)現(xiàn)將機(jī)車軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度傳遞給傳感器軸。傳動(dòng)叉具體結(jié)構(gòu)見圖3，由叉柄，圓形傳動(dòng)叉座和套狀叉瓣組成。叉柄的截面為方形，表面設(shè)置凹槽，在叉柄凹槽內(nèi)安裝片狀彈簧。傳動(dòng)叉通過叉柄裝入機(jī)車軸端的方孔內(nèi)，并由裝在傳動(dòng)叉柄上的一組片狀彈簧與機(jī)車軸端的方孔接觸，保證傳動(dòng)叉中心線與機(jī)車軸中心線基本保持同心并平行。而傳動(dòng)叉的圓形叉座設(shè)置環(huán)狀凹臺(tái)面，內(nèi)裝釹鐵硼強(qiáng)磁材料制作的吸合磁環(huán)，由于傳動(dòng)叉和機(jī)車軸都是由鋼材等黑色色金屬制造，所以通過這個(gè)吸合磁環(huán)就可以將傳動(dòng)叉與機(jī)車軸端進(jìn)行可靠軸向連接。因此安裝后的傳動(dòng)叉隨機(jī)車軸運(yùn)動(dòng)。傳動(dòng)叉的套狀叉瓣是在圓形套上開有4-6條撥叉槽口，形成傳動(dòng)叉瓣。并在開口處設(shè)置較大倒圓半徑的敞口，以便于傳感器安裝時(shí)，滾子傳動(dòng)撥桿順利進(jìn)入傳動(dòng)叉槽口。在速度傳感器裝入機(jī)車軸端的軸承箱蓋時(shí)，傳感器的滾子傳動(dòng)撥桿就嵌入傳動(dòng)叉瓣的槽口。在機(jī)車軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由傳動(dòng)叉瓣的槽口帶動(dòng)傳動(dòng)撥桿和速度傳感器軸隨機(jī)車軸同速轉(zhuǎn)動(dòng)。由于在傳動(dòng)叉內(nèi)徑方向和套裝叉瓣槽口長度方向都留有足夠的空間，所以當(dāng)機(jī)車軸帶動(dòng)傳動(dòng)叉軸向竄動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，滾子撥桿就相對(duì)傳動(dòng)叉在槽口內(nèi)做軸向運(yùn)動(dòng)。同樣，當(dāng)機(jī)車軸有徑向跳動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，滾子傳動(dòng)撥桿就相對(duì)傳動(dòng)叉做徑向運(yùn)動(dòng)。傳動(dòng)叉的最大外徑必須小于機(jī)車軸承箱蓋的傳感器安裝孔徑，以保證傳動(dòng)叉裝入。傳動(dòng)叉套叉瓣處的外徑為34mm，內(nèi)徑為26mm，內(nèi)徑與傳感器軸之間徑向空間不小于6-8_，保證徑向浮動(dòng)量。傳動(dòng)叉瓣的槽口長度應(yīng)大于機(jī)車軸向最大竄動(dòng)量(約為20mm)的二倍以上，保證機(jī)車軸在最大軸向竄動(dòng)位置時(shí)仍能帶動(dòng)滾子傳動(dòng)撥桿可靠傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)。一般軸向的單向浮動(dòng)空間不小于20-24mm。為保證機(jī)車軸在軸向竄動(dòng)時(shí)傳動(dòng)叉不與傳感器發(fā)生干涉，傳動(dòng)叉端面與傳感器軸承蓋之間應(yīng)留有24_以上的空間。為便于傳動(dòng)叉從軸承蓋孔順利裝入機(jī)車軸端，在傳動(dòng)叉內(nèi)留有安裝用螺紋孔(見圖3的主視圖)。用端部帶有螺紋的安裝工具，就可將傳動(dòng)叉順利裝入或拆除。吸合磁環(huán)由釹鐵硼強(qiáng)磁材料制成，厚度不小于4_，安裝在傳動(dòng)叉座的環(huán)狀凹臺(tái)面內(nèi)，由環(huán)狀凹臺(tái)面固定徑向位置。吸合磁環(huán)安裝后高度與環(huán)狀臺(tái)面平齊，使傳動(dòng)叉座與機(jī)車軸端面貼合，保證軸向吸合強(qiáng)度。傳動(dòng)撥桿見圖4-6，是一軸類零件。其上以間隙配合裝有兩段形狀尺寸相同的減摩滾子套管。傳動(dòng)撥桿用間隙配合安裝在傳感器軸左端部的徑向孔內(nèi)，形成十字狀傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。傳動(dòng)撥桿的長度大于傳動(dòng)叉套裝叉瓣的外徑，并留有足夠的徑向跳動(dòng)預(yù)留量。傳動(dòng)撥桿的長度為54mm，大于傳動(dòng)叉套狀叉瓣外徑20mm，保證機(jī)車軸有5_8mm徑向跳動(dòng)量時(shí)，傳動(dòng)叉仍能可靠傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)。滾子套管可以相對(duì)傳動(dòng)撥桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而保證在機(jī)車軸發(fā)生軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)叉瓣槽口與傳動(dòng)撥桿之間是滾動(dòng)摩擦狀態(tài)，保證運(yùn)動(dòng)的靈活性和傳動(dòng)壽命。傳動(dòng)撥桿的一端為帶扁方的凸緣法蘭結(jié)構(gòu)，用以限制滾子套管的軸向位置。傳動(dòng)撥桿的另一端為螺紋結(jié)構(gòu)(見圖4-23)，在裝入滾子套管后安裝開口銷螺帽和開口銷(見圖4-22)，保證可靠固定，防止工作中自行脫落。傳動(dòng)叉、傳動(dòng)撥桿、滾子、傳感器軸等有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部位，采用潤滑脂進(jìn)行有效潤滑。由于光電碼盤的柵縫在碼盤徑向方向制造，呈放射狀布置，所以碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的徑向跳動(dòng)量對(duì)轉(zhuǎn)速信號(hào)精度的影響很大。為保證傳感器軸的轉(zhuǎn)動(dòng)精度，減小碼盤徑向跳動(dòng)，將傳感器軸設(shè)計(jì)成圖5-7的結(jié)構(gòu)。碼盤的支承軸頸設(shè)置成特殊結(jié)構(gòu)，碼盤軸向定位的凸緣法蘭另外用螺紋方式安裝，這樣就可以在制造過程中，將傳感器軸的兩處安裝軸承的軸頸與安裝碼盤的軸頸在加工中一次磨削完成，保證三個(gè)軸徑的同軸度。并在碼盤軸向支撐法蘭上設(shè)置凹臺(tái)面(見圖5-13)，可以使法蘭安裝后對(duì)碼盤的軸向支撐面位置在傳感器軸的碼盤支撐軸頸以內(nèi)，保證碼盤的徑向和軸向支撐定位的可靠性。傳感器的軸承采用雙層軸承螺母進(jìn)行軸向安裝固定，并由此軸承螺母調(diào)整軸承間隙(見圖2-20)。為防止機(jī)車軸承箱內(nèi)的污染物進(jìn)入傳感器，傳感器軸承蓋(見圖2-10)的內(nèi)部密封由兩層密封圈組成，外部的是油氈類防塵密封圈，內(nèi)部是帶簧橡膠密封圈(見圖2-21)。保證傳感器內(nèi)部的清潔。傳感器安裝分兩步進(jìn)行，先將專用安裝工具(見圖7)的螺桿部分旋入傳動(dòng)叉，并用安裝工具將傳動(dòng)叉柄裝入機(jī)車軸端的方孔內(nèi)，在保證傳動(dòng)叉座面與機(jī)車軸端面貼合，吸合磁環(huán)有效吸合后將安裝工具旋出。然后將傳感器本體裝入機(jī)車軸承蓋上的傳感器安裝孔，注意將傳動(dòng)撥桿對(duì)準(zhǔn)傳動(dòng)叉瓣槽口，并用四個(gè)螺栓固定。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)車軸端速度傳感器的新型傳動(dòng)方法與裝置，包括:傳動(dòng)叉、吸合磁環(huán)、傳動(dòng)撥桿、傳動(dòng)撥桿滾子套、傳感器軸、傳感器，所述的傳動(dòng)叉通過叉柄利吸合磁環(huán)與機(jī)車軸端連接并隨機(jī)車軸運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)撥桿安裝在傳感器軸的端部并嵌入傳動(dòng)叉的套狀叉瓣中，由傳動(dòng)叉帶動(dòng)隨機(jī)車軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其特征在于傳動(dòng)叉隨機(jī)車軸發(fā)生軸向竄動(dòng)和徑向跳動(dòng)的同時(shí)，仍能將機(jī)車軸的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給只能轉(zhuǎn)動(dòng)的傳感器軸。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)車軸端速度傳感器的新型傳動(dòng)方法與裝置，其特征在于傳動(dòng)叉由方截面叉柄、圓形叉座和套狀叉瓣組成，方截面叉柄裝入機(jī)車軸端的方孔內(nèi)與機(jī)車軸端連接，在圓形叉座上設(shè)置環(huán)狀凹臺(tái)面，用以裝入和固定吸合磁環(huán)，內(nèi)部設(shè)置安裝螺孔，整體由鋼材(黑色金屬)制造。
3.如權(quán)利要求1所述的機(jī)車軸端速度傳感器的新型傳動(dòng)方法與裝置，其特征在于傳動(dòng)叉套狀叉瓣在內(nèi)徑與傳感器軸之間留有足夠的徑向跳動(dòng)空間，傳動(dòng)叉瓣在長度方向給傳動(dòng)撥桿留有足夠的軸向運(yùn)動(dòng)空間，傳動(dòng)叉與傳感器之間留有足夠的運(yùn)動(dòng)空間，叉瓣數(shù)為2、4、6，并在叉口處留有大半徑圓弧倒角，以便傳動(dòng)撥桿順利裝入。
4.如權(quán)利要求1所述的機(jī)車軸端速度傳感器的新型傳動(dòng)方法與裝置，其特征在于，吸合磁環(huán)由釹鐵硼強(qiáng)磁材料制成，安裝在傳動(dòng)叉座的環(huán)狀凹臺(tái)面內(nèi)，高度與環(huán)狀臺(tái)面平齊，并通過磁環(huán)將傳動(dòng)叉與機(jī)車軸進(jìn)行軸向吸合連接。
5.如權(quán)利要求1所述的機(jī)車軸端速度傳感器的新型傳動(dòng)方法與裝置，其特征在于，傳動(dòng)撥桿直徑小于傳感器軸，并通過一徑向孔與傳感器軸端部呈十字狀安裝連接，傳動(dòng)撥桿的長度大于傳動(dòng)叉套裝叉瓣的外徑，并留有足夠的徑向跳動(dòng)預(yù)留量。
6.如權(quán)利要求1所述的機(jī)車軸端速度傳感器的新型傳動(dòng)方法與裝置，其特征在于，傳動(dòng)撥桿外套裝減摩滾子，組成滾子傳動(dòng)撥桿，將傳動(dòng)叉與傳動(dòng)撥桿之間的軸向滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦。
7.如權(quán)利要求1所述的機(jī)車軸端速度傳感器的新型傳動(dòng)方法與裝置，其特征在于傳感器軸上的碼盤支承和安裝外徑處的法蘭由螺紋連接另外安裝，不制成一體結(jié)構(gòu)，使碼盤支承軸頸與軸承安裝軸徑能在一次磨削中加工出來，保證三個(gè)軸徑的同軸精度，減小碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)的徑向跳動(dòng)量。
8.如權(quán)利要求1所述的機(jī)車軸端速度傳感器的新型傳動(dòng)方法與裝置，其特征在于碼盤支承法蘭上設(shè)置凹臺(tái)面，保證碼盤的軸向位置處于碼盤支承軸徑上。
全文摘要
本發(fā)明是一種應(yīng)用于鐵路機(jī)車軸端速度傳感器的新型傳動(dòng)方法與裝置。運(yùn)用減少約束自由度的浮動(dòng)傳動(dòng)原理，采用滾動(dòng)接觸減摩措施，以傳動(dòng)叉、吸合磁環(huán)和滾子傳動(dòng)桿結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)在兩個(gè)自由度較大浮動(dòng)量條件下的可靠傳動(dòng)方法與裝置。包括傳動(dòng)叉、吸合磁環(huán)、傳動(dòng)撥桿、傳動(dòng)撥桿滾子套、傳感器軸、傳感器。傳動(dòng)叉通過叉柄和吸合磁環(huán)與機(jī)車軸端連接并隨機(jī)車軸運(yùn)動(dòng)，滾子傳動(dòng)撥桿安裝在傳感器軸的端部并嵌入傳動(dòng)叉的套狀叉瓣中，由傳動(dòng)叉帶動(dòng)隨機(jī)車軸轉(zhuǎn)動(dòng)。從而在大功率機(jī)車軸相對(duì)機(jī)體發(fā)生軸向竄動(dòng)和徑向跳動(dòng)的條件下，將機(jī)車軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度可靠傳遞給傳感器軸。同時(shí)在傳感器中采用了三段同軸的結(jié)構(gòu)，有效提高旋轉(zhuǎn)精度。
文檔編號(hào)G01P1/00GK103163313SQ201310028580
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月16日
發(fā)明者屈圭 申請(qǐng)人:廣東技術(shù)師范學(xué)院