有關(guān)鐵路車(chē)輛輪對(duì)檢測(cè)技術(shù)綜述

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1、有關(guān)鐵路車(chē)輛輪對(duì)檢測(cè)技術(shù)綜述 有關(guān)鐵路車(chē)輛輪對(duì)檢測(cè)技術(shù)綜述 摘 要 近年來(lái),隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的開(kāi)展和社會(huì)的進(jìn)步,人民群眾的生活水平不斷提高,對(duì)國(guó)家各類(lèi)根底設(shè)施的要求也不斷提高,為了滿足廣闊人民群眾不斷增長(zhǎng)的需求,國(guó)家加大了對(duì)根底設(shè)施的投資和建設(shè)力度。鐵路是滿足我國(guó)廣闊人民群眾出行和運(yùn)輸?shù)闹匾煌ǚ绞剑覈?guó)鐵路建設(shè)取得了重大進(jìn)步,為了保證鐵路運(yùn)輸?shù)钠桨残?,必須掌握鐵路車(chē)輛故障的檢查技術(shù)狀況,了解車(chē)輛輪對(duì)的靜態(tài)檢測(cè)技術(shù)以及動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)。 關(guān)鍵詞 鐵道車(chē)輛;靜態(tài)檢測(cè);動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè) 中圖分類(lèi)號(hào)U28 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-670898

2、-0067-02 車(chē)輛能夠保證正常運(yùn)行的最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)即為車(chē)輛輪對(duì)的正常工作,車(chē)輛輪對(duì)不僅會(huì)影響到車(chē)輛的荷載能力還會(huì)對(duì)車(chē)輛的通行速度和其他各個(gè)方面產(chǎn)生非常重要的影響,因此對(duì)車(chē)輛輪對(duì)進(jìn)行故障易發(fā)生部位的分析以及總結(jié)輪對(duì)故障的各種檢測(cè)技術(shù)就顯得非常重要。輪對(duì)檢查技術(shù)作為確保鐵路車(chē)輛在運(yùn)行過(guò)程中重要的組成局部,必須引起高度的重視,否那么,一旦出現(xiàn)問(wèn)題將會(huì)引發(fā)非常嚴(yán)重的后果。 1 輪對(duì)故障易發(fā)生部位以及檢測(cè)方法 為了有針對(duì)性的進(jìn)行輪對(duì)的檢查和維護(hù)工作,減少在時(shí)間和金錢(qián)方面不必要的損耗同時(shí)也能夠降低平安事故的發(fā)生頻率,提高平安系數(shù),就應(yīng)該及時(shí)對(duì)輪對(duì)容易發(fā)生故障的部位進(jìn)行研究和總結(jié)

3、,這樣才能夠盡早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并使問(wèn)題及時(shí)得到解決,以免釀成大禍。為此,相關(guān)工作人員展開(kāi)了針對(duì)某一段鐵路運(yùn)輸過(guò)程中的故障統(tǒng)計(jì)工作,并獲得以下發(fā)現(xiàn):經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì),該運(yùn)輸路段每年因輪對(duì)發(fā)生故障而影響車(chē)輛正常運(yùn)行的案例到達(dá)2812起之多,其中,包括486起車(chē)輪踏面損傷故障,252起輪輞裂損故障,1894起車(chē)輪輻板裂損故障,171起車(chē)輪各部磨耗過(guò)限故障以及其他因不同原因引起的各類(lèi)故障9起。從以上發(fā)現(xiàn)中可以得知車(chē)輪輪對(duì)故障能夠嚴(yán)重影響到鐵路車(chē)輛的正常運(yùn)行,很容易引發(fā)平安事故,造成人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失,不但會(huì)對(duì)人民群眾的正常生活造成影響而且會(huì)對(duì)國(guó)家的利益和政府的形象造成威脅,因此,輪對(duì)故障問(wèn)題必須得到各方面的高度重視

4、,及時(shí)將平安隱患扼殺在搖籃中,防止釀成大禍。 為了對(duì)輪對(duì)故障進(jìn)行有效的控制,以便能夠有效提高列車(chē)的運(yùn)行質(zhì)量,必須對(duì)列車(chē)車(chē)輪故障檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行總結(jié)。車(chē)輛輪對(duì)參數(shù)的測(cè)量方法主要包括兩大類(lèi),即靜態(tài)檢測(cè)法和動(dòng)態(tài)檢測(cè)法。靜態(tài)檢測(cè)法主要是針對(duì)車(chē)輛在檢修過(guò)程中進(jìn)行的測(cè)量工作。而動(dòng)態(tài)檢測(cè)法主要針對(duì)車(chē)輛在運(yùn)行過(guò)程時(shí)進(jìn)行的測(cè)量工作,通常也可以成為車(chē)輛輪對(duì)的在線測(cè)量工作。靜態(tài)檢測(cè)和動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)主要包括以下幾個(gè)重要方面:1〕便攜式測(cè)量方式。這種測(cè)量方式主要對(duì)輪對(duì)的幾個(gè)或者單一的幾何尺寸展開(kāi)測(cè)量工作,主要工具為各種傳感器。此類(lèi)測(cè)量方法優(yōu)勢(shì)明顯出,不但操作簡(jiǎn)單而且方便使用,但是同時(shí)缺點(diǎn)也很突出,主要存在測(cè)量參數(shù)不夠

5、全面和測(cè)量自動(dòng)化的程度較低等各種問(wèn)題,在實(shí)際應(yīng)用中,應(yīng)該結(jié)合具體情況進(jìn)行綜合性的考慮,及時(shí)地躲避缺點(diǎn),將該測(cè)量技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)發(fā)揚(yáng)光大;2〕接觸式自動(dòng)測(cè)量方式。這一測(cè)量方式能夠支起輪對(duì)并且推動(dòng)其旋轉(zhuǎn),對(duì)幾何尺寸的測(cè)量工作主要可以采用多種接觸式傳感器。此類(lèi)測(cè)量方法存在著進(jìn)行接觸式的測(cè)量容易引發(fā)接觸式傳感器的毀壞;3〕非接觸測(cè)量方式。這類(lèi)測(cè)量方式主要采用CCD技術(shù)和激光傳感技術(shù),不斷能夠?qū)崿F(xiàn)車(chē)輛輪對(duì)的在線測(cè)量工作,同時(shí)還具備非接觸和檢測(cè)速度快的優(yōu)點(diǎn),因而可以被實(shí)際運(yùn)用到各種車(chē)輛輪對(duì)的檢測(cè)工作中去。 2 輪對(duì)故障的靜態(tài)檢測(cè)技術(shù) 我們已經(jīng)分析和總結(jié)了常見(jiàn)車(chē)輪輪對(duì)故障的發(fā)生位置和表現(xiàn)形式,針對(duì)

6、不同故障的發(fā)生位置和表現(xiàn)形式需要有不同的處理方法,相關(guān)方面的檢查和維護(hù)人員應(yīng)該采取不同的檢測(cè)技術(shù)。車(chē)輛輪對(duì)靜態(tài)檢測(cè)技術(shù)能夠使鐵路車(chē)輛輪對(duì)被置于檢測(cè)檢修的過(guò)程中,使輪對(duì)脫離機(jī)車(chē),并用相應(yīng)的檢測(cè)儀器或者裝置對(duì)其進(jìn)行測(cè)量工作。具體的靜態(tài)檢測(cè)技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面。 2.1專(zhuān)用卡尺法 目前國(guó)際上的卡尺法多采用LLJ-4型號(hào)的鐵路車(chē)輛車(chē)輪第四種檢查儀,這種檢查儀器在操作方面具有簡(jiǎn)單方便的優(yōu)點(diǎn),但是在另一方面也存在著很大的缺點(diǎn),即其游標(biāo)讀數(shù)很容易受到測(cè)量者人為因素的影響,使其精確性受到干擾。 2.2基于平行四邊形機(jī)構(gòu)的輪對(duì)自動(dòng)測(cè)量裝置 該輪對(duì)自動(dòng)測(cè)量裝置主要以平行四邊形機(jī)

7、構(gòu)為根底,能夠?qū)?chē)輪踏面的直徑、擦傷以及磨耗等各種參數(shù)同時(shí)進(jìn)行測(cè)量。在較為理想的情況下,對(duì)系統(tǒng)中的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行測(cè)量,并將平行四邊形機(jī)構(gòu)中測(cè)量尺的邊緣局部置于踏面滾動(dòng)圓上,此時(shí),踏面滾動(dòng)圓與內(nèi)側(cè)面的距離保持為70毫米,踏面直徑即為測(cè)量尺與鋼軌之間的距離。使用測(cè)量機(jī)構(gòu)對(duì)車(chē)輪進(jìn)行測(cè)量,將理論波形通過(guò)激光位移傳感器記錄下來(lái),能夠發(fā)現(xiàn)此理論波形呈現(xiàn)形式為梯形,之后便可進(jìn)行比擬測(cè)量工作,可得出彈面任意點(diǎn)的直徑應(yīng)為:D被測(cè)j=D被測(cè)j+Δj。在此式子中,D被測(cè)j代表被測(cè)車(chē)輪踏面任意一點(diǎn)的直徑,D被測(cè)j代表標(biāo)準(zhǔn)車(chē)輪對(duì)應(yīng)點(diǎn)的直徑,Δj那么代表被測(cè)車(chē)輪與對(duì)應(yīng)點(diǎn)直徑的差額。平行四邊形測(cè)量機(jī)構(gòu)上測(cè)量尺的平動(dòng)主要由三個(gè)

8、參數(shù)的差值所引起,這一差值能夠直接通過(guò)激光位移傳感器測(cè)量得出。一旦檢測(cè)到踏面發(fā)生擦傷或者剝離的情況,那么測(cè)量尺便會(huì)發(fā)生相應(yīng)的移動(dòng),且其移動(dòng)方式主要為局部移動(dòng)。經(jīng)過(guò)相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員的進(jìn)一步分析,便可以獲取輪對(duì)踏面的擦傷深度、擦傷長(zhǎng)度以及剝離長(zhǎng)度等幾何尺寸。基于平行四邊形的輪對(duì)自動(dòng)測(cè)量裝置的測(cè)量周期為40s,且各個(gè)局部的測(cè)量誤差較小,能充分確保測(cè)量的精確性,輪徑保持在0.3mm以下,輪緣厚度的誤差保持在0.4mm以下,踏面磨耗的誤差保持在0.2m以下。在對(duì)輪對(duì)進(jìn)行檢修時(shí),需要將車(chē)輪從機(jī)車(chē)上卸下,然后才能方便使用相應(yīng)的檢測(cè)儀器或者裝置展開(kāi)測(cè)量工作。 3 車(chē)輛輪對(duì)動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù) 進(jìn)行鐵路車(chē)輛

9、的輪對(duì)檢查工作時(shí),除了可以采用車(chē)輛輪對(duì)靜態(tài)檢測(cè)技術(shù)以外,還可以采用車(chē)輛輪對(duì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)。車(chē)輛輪對(duì)動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)主要指在鐵路運(yùn)行過(guò)程中對(duì)車(chē)輪展開(kāi)的測(cè)量工作,當(dāng)前國(guó)內(nèi)外主要講以下方法應(yīng)用到車(chē)輛輪對(duì)動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)中。 3.1超聲遙測(cè)檢測(cè)裝置 超聲遙測(cè)檢測(cè)裝置屬于輪對(duì)參數(shù)自動(dòng)化檢測(cè)裝置,由俄羅斯聯(lián)邦鐵路于上個(gè)世紀(jì)九十年代研制成功,這一裝置采用超聲檢測(cè)能夠在非接觸狀態(tài)下進(jìn)行車(chē)輛輪對(duì)的檢測(cè)工作。當(dāng)鐵路車(chē)輛的運(yùn)行速度低于每小時(shí)5km時(shí),距離車(chē)輪各個(gè)外表的距離能夠由超聲遙測(cè)傳感器測(cè)量獲得,對(duì)這一數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理后,便能夠獲得關(guān)于鐵路車(chē)輛的車(chē)輪直徑、輪緣厚度、踏面磨耗和垂直磨耗等各種參數(shù)。采用超聲遙測(cè)檢測(cè)

10、裝置進(jìn)行測(cè)量獲取的各局部測(cè)量數(shù)據(jù)誤差也比擬小,輪徑誤差保持在1mm以下,輪緣厚度誤差保持在0.5mm以下,踏面磨耗的誤差保持在0.3mm以下。這一檢測(cè)裝置具有所獲取的檢測(cè)值相對(duì)精準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn),但是,除此之外,還存在著檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜和安裝調(diào)試難度較大的缺點(diǎn)。 3.2加速度峰值評(píng)法 車(chē)輪踏面損傷檢測(cè)裝置由日本于上個(gè)世紀(jì)90年代研制成功,在鋼軌座處安裝兩個(gè)相同的加速度傳感器,使這兩個(gè)加速度傳感器的半輪周長(zhǎng)為S的1/2,并對(duì)其前后1/4周長(zhǎng)的振動(dòng)進(jìn)行測(cè)量。車(chē)輪踏面損傷檢測(cè)裝置不斷能夠檢測(cè)踏面損傷,還能夠?qū)?chē)輛通過(guò)測(cè)點(diǎn)的速度進(jìn)行測(cè)量。但是由于該測(cè)量系統(tǒng)存在因?yàn)檐?chē)輪踏面損傷而引起沖擊波形和鋼

11、軌的共振波形發(fā)生重疊的現(xiàn)象,也就使得加速度峰值很難對(duì)車(chē)輪踏面損傷程度作出全面的反映。 3.3基于圖像的自動(dòng)檢測(cè)方法 為了提高車(chē)輛運(yùn)行的平安系數(shù),降低交通事故的發(fā)生頻率,保證人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)平安和國(guó)家的經(jīng)濟(jì)社會(huì)利益免受威脅和損害,國(guó)外的許多國(guó)家在基于圖像處理方法的自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備方面都已經(jīng)取得了很大的成功。近年來(lái),我國(guó)也不斷加強(qiáng)在這一方面的投資力度和研究力度并取得了一定的成果。高速列車(chē)輪對(duì)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的原理及實(shí)施方案以及基于圖像的輪對(duì)在線動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)應(yīng)用研究是我國(guó)在基于圖像處理方法方面的具有代表性的例子。國(guó)際上基于圖像檢測(cè)方法的方法和裝置主要包括以下幾個(gè)方面:1〕車(chē)輪踏面形狀自動(dòng)測(cè)定裝

12、置。這一裝置由日本于上個(gè)世紀(jì)90年代研制成功。測(cè)量裝置主要包括激光束、CCD、車(chē)輪檢測(cè)器、同步檢測(cè)傳感器和遮光板等局部。在車(chē)輪通過(guò)時(shí)進(jìn)行激光照射,通過(guò)使用光電傳感器對(duì)車(chē)輪的輪緣進(jìn)行捕捉,并且采用高速隨機(jī)光柵進(jìn)行攝影使畫(huà)面能夠清晰地記錄下來(lái);2〕德國(guó)于上個(gè)世紀(jì)80年代研制成功的輪對(duì)自動(dòng)診斷裝置。這一裝置能夠?qū)⒖p隙光光帶投射到車(chē)輪上形成可供簡(jiǎn)單識(shí)別的輪廓,同時(shí)使用攝像機(jī)捕捉光束,以便得出輪緣厚度和踏面磨損等參數(shù)。除此之外,還有其他國(guó)家的研究成果,這里就不再論述。 4結(jié)論 車(chē)輛輪對(duì)動(dòng)靜態(tài)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用到鐵路車(chē)輛輪對(duì)的檢查工作中能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)車(chē)輪踏面和輪緣的損耗程度,從而對(duì)車(chē)輪的磨損狀況做到及時(shí)地掌握,以便及早地進(jìn)行車(chē)輪的維修和養(yǎng)護(hù)工作,防止給鐵路正常運(yùn)輸造成影響,為人民群眾的生產(chǎn)和生活提供方便。 參考文獻(xiàn) 【1】任宏偉,李聲.基于圖像的輪對(duì)在線動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)應(yīng)用研究[J].機(jī)動(dòng)車(chē)輛工藝,2021. 【2】馮其波,崔建英,劉依真.基于平行四邊形機(jī)構(gòu)的車(chē)輪幾何參數(shù)自動(dòng)測(cè)量的方法的研究[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào),2021. 【3】李習(xí)橋,張建功.高速列車(chē)輪對(duì)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的原理及實(shí)施方案[J].電力機(jī)車(chē)與城軌車(chē)輛,2021. 【4】馬林.車(chē)輪踏面外形幾何參數(shù)的檢測(cè)技術(shù)[J].國(guó)外鐵道車(chē)輛,2021.

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