轨检仪单轨激光发射装置机械结构设计

周洪远，张 晶，张翠华，董 浩

（河北省科学院自动化研究所，河北 石家庄 050081）

轨检仪一般指轻便的轨道检测设备，靠其支架安装在铁路轨道上，可通过人推行的运动方式检测轨道的几何参数。近年来，轨检仪开始在我国铁路工务系统中得到应用，其中激光发射装置部分采用T型架双轨手推式机械结构。

目前国内外的轨检仪激光发射装置均采用和激光接收装置一样的T型架结构，把T型架结构用在激光发射装置增加了轨检仪的整体质量和机械加工成本，而激光发射装置只是检测时要求固定于钢轨之上，保证机械结构固定时的稳定性。因此在激光发射装置上放弃了双轨T型架机械结构，采用单轨机械结构完全创新设计。相对于传统T型架双轨机械结构的激光发射装置，应用单轨机械结构的轨检仪提高了发射装置固定的稳定性和检测效率，减少检测操作者人数，降低了劳动强度。

1 机械结构设计

1.1 主体悬臂架

主体悬臂架采用两个悬臂梁，梁的上表面距轨面上方10mm，下表面距轨面下方50mm，梁身包裹整个轨头，有效防止行进侧翻。悬臂梁通过两根固定轴连接，每根固定轴上装有两组滚动式轴承，轴承外边线切于轨面侧边圆角线。轴承作为走行轮在垂直方向支撑发射装置，与钢轨顶面接触，左右侧各2个贴于轨面起主要支撑。

图1 主架悬臂架示意图

悬臂梁上距轨面下方16mm处分别装有辅助行进轮。辅助行进轮与轨头侧面间隔0.5mm，每根悬臂梁上装2－3个，主要在水平方向支撑，引导发射装置在钢轨上运行，防止其从轨道上掉下。

图2 辅助行进轮示意图

1.2 固定机构

轨检仪单轨激光发射装置的固定机构位于悬臂梁的下方，由卡紧支撑和旋钮螺栓组成。该机构距轨面下方50mm，通过旋转旋钮螺栓点接触轨腰，每个侧面与其对应的轨面轴承和侧面行进轮形成三个方向包围式固定，使整体结构坐落钢轨之上非常稳定。

1.3 发射器支撑台

发射器支撑台底座直接固定在两根悬臂梁上，对主体悬臂架起到稳固作用。该装置主要用来支撑激光发射器和固定自动控制旋转台等辅助设备。

图3 固定机构示意图

2 激光发射装置对比

相对于T行架，单轨激光发射装置从机械结构上采用完全创新的设计。本文的激光发射装置机构采用单轨轨面切点支撑，放弃了传统的横架双轨支撑，使得激光发射装置的整体结构得到了全面的简化，整体重量只有原来的1／4，为轨检仪的便携性提供了坚实的保障。单轨激光发射装置与T型架激光发射装置整体结构对比如图4。

图4 激光发射装置对比示意图

3 结论

本装置已经成功应用在轨检仪上，实现了激光发射装置移动时的灵活性和固定时的稳定性。单轨激光发射装置减轻了轨检仪装置的整体质量，提高了便携性，加快了铁路维护人员日常检测速度，为铁路轨道日常维护提供了可靠地保障。

［1］ 朱龙根.简明机械零件设计手册（第二版）［M］.机械工业出版社，2005.

［2］ 陈秀宁.机械优化设计［M］.杭州：浙江大学出版社，1991.

［3］ 铁道部.铁路线路维修规则［S］.2000.

［4］ 檀润华.创新设计－TRIZ：发明问题解决理论［M］.北京：机械工业出版社，2002.

［5］ Charles W.Beardsly.Mechanical Engineering，ASME［M］.Regents Publishing Company，Inc，1998