專利名稱：軌道板標(biāo)準(zhǔn)框標(biāo)定裝置的制作方法
軌道板標(biāo)準(zhǔn)框標(biāo)定裝置所屬技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于高速鐵路精調(diào)設(shè)備標(biāo)定的基準(zhǔn)設(shè)備，具體是CRTSII型軌道板精調(diào)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)框架標(biāo)定領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高速鐵路軌道板的定位精度影響軌道的平順性，要使軌道板精確定位，必須知道其實(shí)際空間姿態(tài)，而軌道板的空間姿態(tài)可以由多個(gè)與軌道板幾何關(guān)系固定的棱鏡來反映， 目前最為常用的設(shè)備是精調(diào)框。一套精調(diào)框配備一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)架和四個(gè)測(cè)量標(biāo)架，標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)架稱為標(biāo)準(zhǔn)框，每次使用測(cè)量標(biāo)架進(jìn)行軌道板精調(diào)作業(yè)前，都必須以配套的標(biāo)準(zhǔn)框?yàn)榛鶞?zhǔn)對(duì)它們進(jìn)行校準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)框在頻繁使用的過程中，其幾何關(guān)系必然會(huì)發(fā)生變化，所以必須對(duì)它進(jìn)行定期的標(biāo)定，從而保證其配套測(cè)量標(biāo)架的高精度。現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)框標(biāo)定的方法為從CRTSII型軌道板制板場(chǎng)人為選取一塊CRTSII型軌道板，從中截取一塊，含有一對(duì)承軌臺(tái)，然后使用全站儀測(cè)量正確安放在軌道板上的標(biāo)準(zhǔn)框固定端棱鏡的坐標(biāo)，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)框的標(biāo)定。這種方法所使用的基準(zhǔn)平臺(tái)與CRTSII型軌道板的設(shè)計(jì)尺寸存在較大的誤差，而且受溫度影響很大，同時(shí)，在標(biāo)準(zhǔn)軌道板的選擇上，受人為因素的影響很大，欠缺了其作為基準(zhǔn)的嚴(yán)密性，不足以保證標(biāo)準(zhǔn)框的高精度，從而影響軌道板精調(diào)的質(zhì)量。發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的以上缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是，提供一種高精度的用于標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)框的裝置，使之具有耐磨性強(qiáng)、硬度高、溫度變形小，有效地保證標(biāo)準(zhǔn)框的標(biāo)定精度的特點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是通過如下的手段實(shí)現(xiàn)的。
軌道板標(biāo)準(zhǔn)框標(biāo)定裝置，第一承軌臺(tái)I和第二承軌臺(tái)2通過鎖緊螺釘與基準(zhǔn)平臺(tái) 3相連，第一承軌臺(tái)I和第二承軌臺(tái)2的頂面在同一平面上；基準(zhǔn)平臺(tái)3通過鎖緊螺釘與調(diào)平固定基座4相連；調(diào)平固定基座4通過膨脹螺栓鎖緊相連在底座5 ;第一承軌臺(tái)和第二承軌臺(tái)采用CRTSII型軌道板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸制得；基準(zhǔn)平臺(tái)的長(zhǎng)度方向具有0. 5%的坡度。
第一承軌臺(tái)I和第二承軌臺(tái)其頂面和鉗口具有相同的尺寸結(jié)構(gòu)，區(qū)別在于承軌臺(tái)頂面到基準(zhǔn)平臺(tái)的高度不同，因基準(zhǔn)平臺(tái)長(zhǎng)度方向有千分之五的坡度，要使得第一承軌臺(tái)I 和第二承軌臺(tái)2的頂面在同一平面上，故第二承軌臺(tái)的厚度大于第一承軌臺(tái)，其厚度差使得第一承軌臺(tái)頂面與第二承軌臺(tái)頂面在同一水平面。
該裝置機(jī)械加工完成后，對(duì)其進(jìn)行安裝。將該裝置放置到基礎(chǔ)穩(wěn)固的水泥底座上， 安裝要求嚴(yán)格按“CRTSII型板式無砟軌道板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖”進(jìn)行，即承軌臺(tái)底面縱軸線方向水平，而橫軸線方向設(shè)置0. 5%的向外流水橫坡，承軌臺(tái)頂面以軌道板中心相對(duì)稱的截面保持水平。安裝調(diào)試與安裝后自檢中，均采用精密的鉗工水平儀及天寶Trimble DiNi電子水準(zhǔn)儀對(duì)其進(jìn)行水平度的檢測(cè)。
準(zhǔn)確完成安裝且穩(wěn)定后，可用于后續(xù)的標(biāo)定工作。每次標(biāo)定前，先在承軌臺(tái)各個(gè)螺孔上放置棱鏡，通過坐標(biāo)值計(jì)算得到它們之間的間距，然后比較理論設(shè)計(jì)值。如果不合格，3則需重新進(jìn)行承軌臺(tái)的自檢。如果合格，將待標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)框的固定端安放在第一承軌臺(tái)，固定端上兩個(gè)鉗腳與其大鉗口承軌槽側(cè)面完全接觸，用全站儀測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)框固定端上方的球形棱鏡中心的坐標(biāo)；然后將標(biāo)準(zhǔn)框固定端安放在第二承軌臺(tái)，固定端與其大鉗口承軌槽側(cè)面完全接觸，用全站儀測(cè)量固定端上方的球形棱鏡，記錄其坐標(biāo)。求取兩固定端球棱鏡中心在校準(zhǔn)坐標(biāo)系中的間距，并與設(shè)計(jì)理論間距1500mm進(jìn)行比較，差值若滿足彡±0. 2mm的限差， 則不需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)框進(jìn)行人工調(diào)整。否則需要調(diào)整固定端鉗腳的伸縮量，不斷重復(fù)上述測(cè)量， 直到差值小于0. 2mm為止。標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)框的過程中，固定端兩個(gè)鉗腳應(yīng)始終保持與大鉗口承軌槽側(cè)面完全接觸，且標(biāo)準(zhǔn)框與承軌臺(tái)中軸線保持平行。


圖I為本發(fā)明裝置的主視圖。
圖2為圖I的俯視圖。
圖3為第二承軌臺(tái)的側(cè)視圖。
圖4為第一承軌臺(tái)的側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。第一承軌臺(tái)I和第二承軌臺(tái)2 主材料均用選用耐磨性強(qiáng)的調(diào)質(zhì)45#鋼制作；基準(zhǔn)平臺(tái)3選用溫度變形小、剛性好、硬度高、 耐磨性強(qiáng)的天然花崗巖石制作而成。固定基座4材料為Q235鋼材。
由圖I可看到，CRTSII型軌道板標(biāo)準(zhǔn)框標(biāo)定裝置，包含第一承軌臺(tái)I、第二承軌臺(tái)2、基準(zhǔn)平臺(tái)3、調(diào)平固定基座4、水泥座5 ;第一承軌臺(tái)I和第二承軌臺(tái)2完全按照CRTSII型軌道板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸精密加工，使用鎖緊螺釘與基準(zhǔn)平臺(tái)3相連；所述的基準(zhǔn)平臺(tái)3使用鎖緊螺釘與調(diào)平固定基座4相連；所述的調(diào)平固定基座4使用膨脹螺栓鎖緊相連的水泥底座5。由圖2所示，基準(zhǔn)平臺(tái)3橫向有千分之五的坡度，縱向水平，其上方垂直可放置一對(duì)精密水準(zhǔn)儀301和302，用于水平度的精調(diào)整；第二承軌臺(tái)2和第一承軌臺(tái)I用于放置標(biāo)準(zhǔn)框， 第二承軌臺(tái)2因基準(zhǔn)平臺(tái)3有坡度其厚度大于第一承軌臺(tái)1，使承軌臺(tái)頂面水平方向中心對(duì)稱，螺孔201、202、203、101、102、103均可放置球形棱鏡，且第二承軌臺(tái)2上的螺孔201、202、 203分別與第一承軌臺(tái)I上螺孔的101、102、103等高。圖3、圖4所示第二承軌臺(tái)2和第一承軌臺(tái)I的側(cè)視圖。檢測(cè)安裝時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)框固定端在第二承軌臺(tái)2 —側(cè)和第一承軌臺(tái)I 一側(cè)其鉗腳必須與大鉗口承軌槽側(cè)面204、104完全接觸。
為了精確模擬實(shí)際的CRTSII型軌道板承軌臺(tái)，同時(shí)考慮型面切削成型的方便性， 并兼顧測(cè)量接觸面的耐磨性能，選用調(diào)質(zhì)45#鋼(線性熱膨脹系數(shù)為11.59X10_6m/C° )，作為制作第一和第二承軌臺(tái)的主體材料；同時(shí)，為保證其精度，所有外形尺寸與定位尺寸，均使用3軸聯(lián)動(dòng)的CNC(Computer Numerical Control,計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床)加工中心整體切削完成(定位精度±0.007mm/300mm)。為了減小環(huán)境溫度對(duì)整體檢測(cè)臺(tái)的影響，在設(shè)計(jì)上將基準(zhǔn)平臺(tái)的支座在縱向進(jìn)行獨(dú)立分離，因此，溫度變化對(duì)檢測(cè)臺(tái)精度的影響，基本取決于基準(zhǔn)平臺(tái)材質(zhì)的物理屬性；本檢定臺(tái)的基準(zhǔn)平臺(tái)采用溫度變形小(線性熱膨脹系數(shù)為 4.61X10_6m/C° )、剛性好、硬度高和耐磨性強(qiáng)的天然花崗巖石制作(精度為0級(jí))，其尺寸可長(zhǎng)期保持穩(wěn)定、精度不漂移。調(diào)平用的固定基座制作材料為Q235鋼材，也使用3軸CNC加工中心完成而成(定位精度±0. 01mm/300mm)。
根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙采用精密數(shù)控車床機(jī)械加工完成該裝置的制造，之后將該裝置運(yùn)送到安裝地點(diǎn)，放置在事先制作的基礎(chǔ)穩(wěn)固的水泥底座上。安裝時(shí)嚴(yán)格按“CRTSII型板式無砟軌道板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖”進(jìn)行，承軌臺(tái)底面縱軸線方向水平，而橫軸線方向設(shè)置0.5%的向外流水橫坡，承軌臺(tái)頂面以軌道板中心相對(duì)稱的截面保持水平。安裝調(diào)試與安裝后自檢中，采用精密的鉗工水平儀及天寶Trimble DiNi電子水準(zhǔn)儀對(duì)其進(jìn)行水平度的檢測(cè)。
安裝完成且穩(wěn)定后，可用于標(biāo)準(zhǔn)框的標(biāo)定工作。每次標(biāo)定前，先在承軌臺(tái)各個(gè)螺孔上放置棱鏡，通過坐標(biāo)值測(cè)量和計(jì)算得到它們之間的間距，然后與其對(duì)應(yīng)的理論設(shè)計(jì)值比較。如果不合格，則需重新進(jìn)行承軌臺(tái)的自檢。如果合格，則將待校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)框的固定端放在第一承軌臺(tái)，固定端上兩個(gè)鉗腳與該側(cè)大鉗口承軌槽側(cè)面完全接觸，用全站儀測(cè)量固定端上方的球形棱鏡中心，連續(xù)多次測(cè)量，記錄5次穩(wěn)定的坐標(biāo)值，得到該測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)的平均值； 然后將待校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)框固定端放在第二承軌臺(tái)2上，固定端上兩個(gè)鉗腳與該側(cè)大鉗口承軌槽側(cè)面完全接觸，用全站儀重復(fù)測(cè)量固定端上方的球形棱鏡中心，記錄5次穩(wěn)定的坐標(biāo)值， 得到該點(diǎn)坐標(biāo)的平均值；然后計(jì)算棱鏡間在校準(zhǔn)坐標(biāo)系中的間距，如果求得的間距和標(biāo)準(zhǔn)框的理論設(shè)計(jì)尺寸1500. OOmm的差值大于0. 2mm的限差，則需要通過使用內(nèi)六角扳手松開固定螺栓，調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)框固定端鉗腳與大鉗口承軌槽側(cè)面接觸端的伸縮量，然后重復(fù)上述過程，直到滿足限差要求為止。
權(quán)利要求
1.軌道板標(biāo)準(zhǔn)框標(biāo)定裝置，其特征在于，第一承軌臺(tái)(I)和第二承軌臺(tái)(2)通過鎖緊螺釘與基準(zhǔn)平臺(tái)(3)相連，第一承軌臺(tái)(I)和第二承軌臺(tái)(2)的頂面在同一平面上；基準(zhǔn)平臺(tái)(3)通過鎖緊螺釘與調(diào)平固定基座(4)相連；調(diào)平固定基座(4)通過膨脹螺栓鎖緊相連在底座(5);第一承軌臺(tái)和第二承軌臺(tái)采用CRTSII型軌道板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸制得；基準(zhǔn)平臺(tái)的長(zhǎng)度方向具有0. 5 %的坡度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軌道板標(biāo)準(zhǔn)框標(biāo)定裝置，其特征在于，所述基準(zhǔn)平臺(tái)(3)上設(shè)置有用放置球形棱鏡的多個(gè)螺孔(101)、(102)、(103)、(201)、(202)、(203)，所述第二承軌臺(tái)(2)上的螺孔(201)、(202)、(203)分別與第一承軌臺(tái)(I)上螺孔的(101)、(102)、(103)、(201)等局。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種軌道板標(biāo)準(zhǔn)框標(biāo)定裝置，第一承軌臺(tái)(1)和第二承軌臺(tái)(2)通過鎖緊螺釘與基準(zhǔn)平臺(tái)(3)相連，第一承軌臺(tái)(1)和第二承軌臺(tái)(2)的頂面在同一平面上；基準(zhǔn)平臺(tái)(3)通過鎖緊螺釘與調(diào)平固定基座(4)相連；調(diào)平固定基座(4)通過膨脹螺栓鎖緊相連在底座(5)；第一承軌臺(tái)和第二承軌臺(tái)采用CRTSII型軌道板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸制得；基準(zhǔn)平臺(tái)的長(zhǎng)度方向具有0.5％的坡度。本發(fā)明標(biāo)準(zhǔn)框標(biāo)定裝置，為CRTSII型軌道板標(biāo)準(zhǔn)框標(biāo)定提供一個(gè)穩(wěn)定的基準(zhǔn)平臺(tái)，具有耐磨性強(qiáng)，溫度變形小，機(jī)械加工精度高，長(zhǎng)期保持穩(wěn)定、精度不漂移，標(biāo)準(zhǔn)框放置定位精確、重復(fù)性好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E01B35/00GK102535275SQ20121004691
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者付恒友, 劉成龍, 楊雪峰, 薛弼一 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué), 鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司