CN105563071A

CN105563071A - 监测调整轮对压装机异常偏心压装的系统及方法、轮对压装机

Info

Publication number: CN105563071A
Application number: CN201510952333.9A
Authority: CN
Inventors: 李玮; 张绍晖; 贡力
Original assignee: Taiyuan Heavy Industry Co Ltd
Current assignee: Taiyuan Heavy Industry Engineering Technology Co ltd; Taiyuan Heavy Industry Co Ltd
Priority date: 2015-12-19
Filing date: 2015-12-19
Publication date: 2016-05-11
Anticipated expiration: 2035-12-19
Also published as: CN105563071B

Abstract

本申请涉及一种监测调整轮对压装机异常偏心压装的系统及方法、轮对压装机。该系统包括：第一至第四应力监测单元，分别设置于轮对压装机上下横梁的内外两侧，用于监测所在位置的应力；数据采集单元，用于采集并传送所述第一至第四应力监测单元监测的应力数据；以及比较分析单元，用于接收所述数据采集单元的监测数据，对所述应力数据进行比较分析。本申请的监测调整轮对压装机异常偏心压装的系统及方法、轮对压装机，能够在压装机生产废品之前就监测到异常，并给出准确有效的调整方法，从而降低轮对压装机的废品率，提高生产效率，减少经济损失。

Description

监测调整轮对压装机异常偏心压装的系统及方法、轮对压装机

技术领域

本公开总体涉及轮对压装机技术领域，具体涉及一种监测调整轮对压装机异常偏心压装的系统及方法、轮对压装机。

背景技术

轮对压装机由于存在一定的机械间隙等原因，在多次压装轮对后，压装机与轮对对心定位精度变差，压装就会产生附加力矩，从而导致1.2％左右的废品率。目前，只有在出现压装轮对废品后，技术人员才对压装机横梁上的垫片进行手工试调整，再试压装，若还产生废品就继续调整，直至压装出正常的轮对。这种事后人工调整的方法不仅生产效率低下，还会造成不小的经济损失。

因此，针对轮对压装机对心定位精度变差的问题需要一种新的监测调整系统及方法、轮对压装机。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开提供一种监测调整轮对压装机异常偏心压装的系统及方法能够降低轮对压装机的废品率，提高生产效率，减少经济损失。

本公开提供一种轮对压装机，能够实时监测上横梁内外两侧和下横梁内外两侧的应力。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的第一方面，一种监测调整轮对压装机异常偏心压装的系统，包括：

第一应力监测单元，设置于轮对压装机上横梁内侧，用于监测所在位置的应力；

第二应力监测单元，设置于轮对压装机上横梁外侧，用于监测所在位置的应力；

第三应力监测单元，设置于轮对压装机下横梁内侧，用于监测所在位置的应力；

第四应力监测单元，设置于轮对压装机下横梁外侧，用于监测所在位置的应力；

数据采集单元，用于采集并传送所述第一至第四应力监测单元监测的应力数据；以及

比较分析单元，用于接收所述数据采集单元的监测数据，对所述应力数据进行比较分析。

根据本公开的一实施方式，所述第一至第四应力监测单元对称设置。

根据本公开的一实施方式，所述第一应力监测单元监测到的为A，所述第二应力监测单元监测到的为B，所述第三应力监测单元监测到的为C，所述第四应力监测单元监测到的为D，所述比较分析单元对所述A、B、C、D进行分析，当所述A与所述B的差值超过一预定值时，所述比较分析单元判断上横梁存在附加弯矩，当所述C与所述D的差值超过所述预定值时，所述比较分析单元判断下横梁存在附加弯矩，其中，

当所述A小于所述B超过所述预定值时，所述比较分析单元判断上横梁向外弯曲；

当所述A大于所述B超过所述预定值时，所述比较分析单元判断上横梁向内弯曲；

当所述C小于所述D超过所述预定值时，所述比较分析单元判断下横梁向外弯曲；

当所述C大于所述D超过所述预定值时，所述比较分析单元判断下横梁向内弯曲；

当所述A与所述B的均值相比所述C与所述D的均值差值超过所述预定值时，所述比较分析单元判断上下横梁拉力偏差过大。

根据本公开的一实施方式，所述预定值的取值范围为3％-8％。

根据本公开的一实施方式，所述第一至第四应力监测单元包括全桥电路、半桥电路或者四分之一桥电路；所述数据采集单元包括无线应变传感器；所述比较分析单元包括PC上位机。

根据本公开的一实施方式，所述半桥电路，包括一水平设置的第一应变片，一垂直设置的第二应变片，一第一无线应变传感器，一第二无线应变传感器，所述第一应变片的一端电性连接于所述第二应变片，所述第一应变片的另一端电性连接于所述第一无线应变传感器的内置电阻，所述第二应变片电性连接于所述第二无线应变传感器的内置电阻，所述第二无线应变传感器的内置电阻电性连接于所述第一无线应变传感器的内置电阻。

根据本公开的第二方面，一种监测调整轮对压装机异常偏心压装的方法，包括：

分别监测轮对压装机上横梁内侧的应力、上横梁外侧的应力、下横梁内侧的应力、下横梁外侧的应力；

对监测数据进行比较分析；以及

根据分析结果，增加或者减少上横梁销轴内外两侧、下横梁销轴内外两侧的垫片。

根据本公开的一实施方式，所述分别监测轮对压装机上横梁内侧的应力、上横梁外侧的应力、下横梁内侧的应力、下横梁外侧的应力包括：在对称位置监测上横梁内侧应力和上横梁外侧应力、下横梁内侧应力和下横梁外侧应力；所述上横梁内侧应力为A，上横梁外侧应力为B，下横梁内侧应力为C，下横梁外侧应力为D，其中，

当所述A小于所述B超过所述预定值时，判断上横梁向外弯曲，在上横梁销轴的外侧增加垫片或者在上横梁销轴的内侧减少垫片；

当所述A大于所述B超过所述预定值时，判断上横梁向内弯曲，在上横梁销轴的外侧减少垫片或者在上横梁销轴的内侧增加垫片；

当所述C小于所述D超过所述预定值时，判断下横梁向外弯曲，在下横梁销轴的外侧增加垫片或者在下横梁销轴的内侧减少垫片；

当所述C大于所述D超过所述预定值时，判断下横梁向内弯曲，在下横梁销轴的外侧减少垫片或者在下横梁销轴的内侧增加垫片；

当所述A与所述B的均值小于所述C与所述D的均值超过所述预定值时，判断上下横梁拉力差过大，同时增加上横梁销轴内外两侧的垫片或者同时减少下横梁销轴内外两侧的垫片；

当所述A与所述B的均值大于所述C与所述D的均值超过所述预定值时，判断上下横梁拉力差过大，同时减少上横梁销轴内外两侧的垫片或者同时增加下横梁销轴内外两侧的垫片。

根据本公开的第三方面，一种轮对压装机，包括：上横梁，下横梁，第一应力监测单元，设置于所述上横梁内侧；第二应力监测单元，设置于所述上横梁外侧；第三应力监测单元，设置于所述下横梁内侧；第四应力监测单元，设置于所述下横梁外侧。

根据本公开的监测调整轮对压装机异常偏心压装的系统及方法、轮对压装机能够在压装机生产废品之前就监测到异常，并给出准确有效的调整方法，从而降低轮对压装机的废品率，提高生产效率，减少经济损失。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。

图1示意性示出根据本公开示例实施方式的轮对压装机监测调整系统组成方框图。

图2示意性示出根据本公开示例实施方式的另一轮对压装机监测调整系统组成方框图。

图3示意性示出图2的轮对压装机监测调整系统正面安装示意图。

图4示意性示出图2的轮对压装机监测调整系统背面安装示意图。

图5A示意性示出根据本公开示例实施方式的半桥电路应变片布置图。

图5B示意性示出根据本公开示例实施方式的半桥电路应变片结构图。

图6示意性示出根据本公开示例实施方式的轮对压装机监测调整方法的步骤框图。

图7示意性示出图6的方法的分析判断流程图。

附图标记说明

1：上横梁销轴

2：上横梁内侧应变片

3：上横梁

4：下横梁销轴

5：下横梁内侧应变片

6：下横梁

7：上横梁外侧应变片

8：下横梁外侧应变片

9：无线应力传感器

10：PC上位机

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。

附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

如图1所示，一种监测调整轮对压装机异常偏心压装的系统，包括：第一应力监测单元，设置于轮对压装机上横梁内侧，用于监测所在位置的应力；第二应力监测单元，设置于轮对压装机上横梁外侧，用于监测所在位置的应力；第三应力监测单元，设置于轮对压装机下横梁内侧，用于监测所在位置的应力；第四应力监测单元，设置于轮对压装机下横梁外侧，用于监测所在位置的应力；数据采集单元，用于采集并传送所述第一至第四应力监测单元监测的应力数据；以及比较分析单元，用于接收所述数据采集单元的监测数据，对所述应力数据进行比较分析。

如图2所示，第一至第四应力监测单元采用应变片2、5、7、8，数量为4个。数据采集单元采用无线应力传感器9，以无线的方式传输应变片2、5、7、8监测到的应力数据。比较分析单元采用PC上位机10，接收无线应力传感器9传送的应力数据，对应力数据进行比较分析，判断上下横梁是否需要调整。本领域技术人员能够想到还可以采用本实施例之外的实现方式，例如可采用有线方式传送应力数据等，本公开不以上述实现方式为限。

图3示意性示出图2的轮对压装机监测调整系统正面安装示意图，图4示意性示出图2的轮对压装机监测调整系统背面安装示意图。

应变片2、5、7和8分别对称设置在上横梁3和下横梁6的内外两侧，其中对称设置意为，应变片2和5在垂直方向上下对齐，应变片7和8在垂直方向上下对齐；应变片2和7在水平方向左右对齐，应变片5和8在水平方向左右对齐。其中，上横梁内侧应变片2监测到的上横梁3内侧应力为A，上横梁外侧应变片7监测到的上横梁3外侧应力为B，下横梁内侧应变片5监测到的下横梁6内侧应力为C，下横梁外侧应变片8监测到的下横梁6外侧应力为D。4个应力数据A、B、C、D通过无线应力传感器12传送到。PC上位机10对监测到的4个应力数据A、B、C、D进行分析判断，取判断的预定值为5％。

其中，当A和B的差值超过5％时，PC上位机10判断上横梁3存在附加弯曲；当C和D的差值超过5％时，PC上位机10判断下横梁6存在附加弯曲。此处计算A和B的差值是否超过5％时，以A或者B哪个为基准计算都可，例如，以A为基准，则判断B的数值是否在1.05A和0.95A之间，如超出上述范围，则A与B的差值超过5％；以B为基准，则判断A的数值是否在1.05B和0.95B之间，如超出上述范围，则A与B的差值超过5％。同理，C和D亦同样计算判断。

本实施例以B和D为基准进行计算判断。当A小于B超过5％时，PC上位机10判断上横梁3向外弯曲。可在上横梁销轴1的外侧增加垫片，或者在上横梁销轴1的内侧减少垫片，直至A和B的差值在5％之内。

当A大于B超过5％时，PC上位机10判断上横梁3向内弯曲。可在上横梁销轴1的外侧减少垫片，或者在上横梁销轴1的内侧增加垫片，直至A和B的差值在5％之内。

当C小于D超过5％时，PC上位机10判断下横梁6向外弯曲。可在下横梁销轴4的外侧增加垫片，或者在下横梁销轴4的内侧减少垫片，直至C和D的差值在5％之内。

当C大于D超过5％时，PC上位机10判断下横梁6向内弯曲。可在下横梁销轴4的外侧减少垫片，或者在下横梁销轴4的内侧增加垫片，直至C和D的差值在5％之内。

为了更进一步提高轮对压装机的压装精度，还可进一步计算A与B的均值与C与D的均值之差。其中，当A与B的均值相比C与D的均值差值超过5％时，PC上位机10判断上下横梁拉力偏差过大。当A与B的均值小于C与D的均值超过5％时，可同时增加上横梁销轴1内外两侧的垫片，或者同时减少下横梁销轴4内外两侧的垫片。

当A与B的均值大于C与D的均值超过5％时，可同时减少上横梁销轴1内外两侧的垫片，或者同时增加下横梁销轴4内外两侧的垫片。

至此，轮对压装机调整完毕。

图5A示意性示出根据本公开示例实施方式的半桥电路应变片布置图，图5B示意性示出根据本公开示例实施方式的半桥电路应变片结构图。

如图5A所示，应变片R1水平布置，应变片R2垂直布置。如图5B所示，应变片R1和R2分别与传感器内部的电阻R3和R4组成泊松比半桥桥路。半桥电路的各端口分别与传感器的对应端口连接。本公开的应力监测单元采用的是半桥电路形式，但本领域技术人员能够知晓，还可以采用其它形式，例如全桥电路或四分之一桥电路，亦能产生本公开的效果，本公开不以此为限。

该方法可例如利用如图1所示的轮对压装机监测调整系统实现。需要注意的是，图6仅是根据本公开示例实施方式的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，图6所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个部件中同步或异步执行的。

如图6所示，一种监测调整轮对压装机异常偏心压装的方法，包括步骤S101至S103。

在步骤S101中：分别监测轮对压装机上下横梁内外两侧的应力。

其中，可选择在对称位置监测上横梁内侧应力和上横梁外侧应力、下横梁内侧应力和下横梁外侧应力。

在步骤S102中：对监测数据进行比较分析。

在步骤S103中：根据分析结果，增加或者减少上下横梁销轴内外两侧的垫片。

图7示意性示出图6的方法的分析判断流程图。

如图7所示，其中，上横梁内侧应力为A，上横梁外侧应力为B，下横梁内侧应力为C，下横梁外侧应力为D，读取A,B,C,D的应力数据，以B和D为比较基准对其进行比较判断：

当A和B的差值超过5％时，判断上横梁存在附加弯矩，需要进行调整。即判断A是否大于0.95B，如果否，则A与B差值超过5％，判断上横梁向外弯曲，可在上横梁销轴的外侧增加垫片，或者在上横梁销轴的内侧减少垫片；

如果是，则继续判断A是否小于1.05B，如果否，则A与B差值超过5％，判断上横梁向内弯曲，在上横梁销轴的外侧减少垫片或者在上横梁销轴的内侧增加垫片；

如果是，则A与B差值没有超过5％，上横梁不需要调整。

同理，C和D采用同样的判断方法，当C和D的差值超过5％时，判断下横梁存在附加弯矩，需要进行调整。即判断C是否大于0.95D，如果否，则C与D差值超过5％，判断下横梁向外弯曲，可在下横梁销轴的外侧增加垫片，或者在下横梁销轴的内侧减少垫片；

如果是，则继续判断C是否小于1.05D，如果否，则C与D差值超过5％，判断下横梁向内弯曲，可在下横梁销轴的外侧减少垫片或者在下横梁销轴的内侧增加垫片；

如果是，则C与D差值没有超过5％，下横梁不需要调整。

为了更进一步提高轮对压装机的压装精度，还可进一步计算A与B的均值与C与D的均值之差。其中，当A与B的均值相比C与D的均值差值超过5％时，判断上下横梁拉力偏差过大。

其中，判断A和B的均值是否大于0.95倍的C和D的均值，如果否，可同时增加上横梁销轴内外两侧的垫片，或者同时减少下横梁销轴内外两侧的垫片；

如果是，则继续判断A和B的均值是否小于1.05倍的C和D的均值，如果否，可同时减少上横梁销轴内外两侧的垫片，或者同时增加下横梁销轴内外两侧的垫片；

如果是，则A与B的均值与C与D的均值之差没有超过5％，上下横梁不需要调整。

至此，轮对压装机调整完毕。

本公开的监测调整轮对压装机异常偏心压装的系统及方法，能够在轮对压装机生产废品轮对之前发现异常并给出准确有效的调整，降低轮对压装机的废品率，大大提高了生产效率，减少经济损失，避免了事后人工调整，事后的人工调整不仅生产效率低，且还会造成不小的经济损失。

如图3和图4所示的轮对压装机，包括：上横梁，下横梁，第一应力监测单元，设置于上横梁内侧；第二应力监测单元，设置于上横梁外侧；第三应力监测单元，设置于下横梁内侧；第四应力监测单元，设置于下横梁外侧。

以上具体地示出和描述了本发明的示例性实施方式。应该理解，本发明不限于所公开的实施方式，相反，本发明意图涵盖包含在所附权利要求范围内的各种修改和等效置换。

Claims

1.一种监测调整轮对压装机异常偏心压装的系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一至第四应力监测单元对称设置。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一应力监测单元监测到的为A，所述第二应力监测单元监测到的为B，所述第三应力监测单元监测到的为C，所述第四应力监测单元监测到的为D，所述比较分析单元对所述A、B、C、D进行分析，当所述A与所述B的差值超过一预定值时，所述比较分析单元判断上横梁存在附加弯矩，当所述C与所述D的差值超过所述预定值时，所述比较分析单元判断下横梁存在附加弯矩，其中，

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述预定值的取值范围为3％-8％。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一至第四应力监测单元包括全桥电路、半桥电路或者四分之一桥电路；所述数据采集单元包括无线应变传感器；所述比较分析单元包括PC上位机。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述半桥电路，包括一水平设置的第一应变片，一垂直设置的第二应变片，一第一无线应变传感器，一第二无线应变传感器，所述第一应变片的一端电性连接于所述第二应变片，所述第一应变片的另一端电性连接于所述第一无线应变传感器的内置电阻，所述第二应变片电性连接于所述第二无线应变传感器的内置电阻，所述第二无线应变传感器的内置电阻电性连接于所述第一无线应变传感器的内置电阻。

7.一种监测调整轮对压装机异常偏心压装的方法，其特征在于，包括：

对监测数据进行比较分析；以及

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述分别监测轮对压装机上横梁内侧的应力、上横梁外侧的应力、下横梁内侧的应力、下横梁外侧的应力包括：在对称位置监测上横梁内侧应力和上横梁外侧应力、下横梁内侧应力和下横梁外侧应力；所述上横梁内侧应力为A，上横梁外侧应力为B，下横梁内侧应力为C，下横梁外侧应力为D，其中，

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述预定值的取值范围为3％-8％。

10.一种轮对压装机，其特征在于，包括：上横梁，下横梁，第一应力监测单元，设置于所述上横梁内侧；第二应力监测单元，设置于所述上横梁外侧；第三应力监测单元，设置于所述下横梁内侧；第四应力监测单元，设置于所述下横梁外侧。