有关铁路车辆轮对检测技术综述

1、有关铁路车辆轮对检测技术综述 有关铁路车辆轮对检测技术综述 摘 要 近年来，随着我国经济的开展和社会的进步，人民群众的生活水平不断提高，对国家各类根底设施的要求也不断提高，为了满足广阔人民群众不断增长的需求，国家加大了对根底设施的投资和建设力度。铁路是满足我国广阔人民群众出行和运输的重要交通方式，我国铁路建设取得了重大进步，为了保证铁路运输的平安性，必须掌握铁路车辆故障的检查技术状况，了解车辆轮对的静态检测技术以及动态检测技术。 关键词 铁道车辆；静态检测；动态监测 中图分类号U28 文献标识码A 文章编号 1674-670898-0067-02 车辆能够保证正常运行的最为关键的环节即为车辆轮

2、对的正常工作，车辆轮对不仅会影响到车辆的荷载能力还会对车辆的通行速度和其他各个方面产生非常重要的影响，因此对车辆轮对进行故障易发生部位的分析以及总结轮对故障的各种检测技术就显得非常重要。轮对检查技术作为确保铁路车辆在运行过程中重要的组成局部，必须引起高度的重视，否那么，一旦出现问题将会引发非常严重的后果。 1 轮对故障易发生部位以及检测方法 为了有针对性的进行轮对的检查和维护工作，减少在时间和金钱方面不必要的损耗同时也能够降低平安事故的发生频率，提高平安系数，就应该及时对轮对容易发生故障的部位进行研究和总结，这样才能够尽早发现问题并使问题及时得到解决，以免酿成大祸。为此，相关工作人员展开了针对

3、某一段铁路运输过程中的故障统计工作，并获得以下发现：经过统计，该运输路段每年因轮对发生故障而影响车辆正常运行的案例到达2812起之多，其中，包括486起车轮踏面损伤故障，252起轮辋裂损故障，1894起车轮辐板裂损故障，171起车轮各部磨耗过限故障以及其他因不同原因引起的各类故障9起。从以上发现中可以得知车轮轮对故障能够严重影响到铁路车辆的正常运行，很容易引发平安事故，造成人员伤亡和经济损失，不但会对人民群众的正常生活造成影响而且会对国家的利益和政府的形象造成威胁，因此，轮对故障问题必须得到各方面的高度重视，及时将平安隐患扼杀在摇篮中，防止酿成大祸。 为了对轮对故障进行有效的控制，以便能够有效

4、提高列车的运行质量，必须对列车车轮故障检测技术进行总结。车辆轮对参数的测量方法主要包括两大类，即静态检测法和动态检测法。静态检测法主要是针对车辆在检修过程中进行的测量工作。而动态检测法主要针对车辆在运行过程时进行的测量工作，通常也可以成为车辆轮对的在线测量工作。静态检测和动态检测技术主要包括以下几个重要方面：1便携式测量方式。这种测量方式主要对轮对的几个或者单一的几何尺寸展开测量工作，主要工具为各种传感器。此类测量方法优势明显出，不但操作简单而且方便使用，但是同时缺点也很突出，主要存在测量参数不够全面和测量自动化的程度较低等各种问题，在实际应用中，应该结合具体情况进行综合性的考虑，及时地躲避缺

5、点，将该测量技术的优点发扬光大；2接触式自动测量方式。这一测量方式能够支起轮对并且推动其旋转，对几何尺寸的测量工作主要可以采用多种接触式传感器。此类测量方法存在着进行接触式的测量容易引发接触式传感器的毁坏；3非接触测量方式。这类测量方式主要采用CCD技术和激光传感技术，不断能够实现车辆轮对的在线测量工作，同时还具备非接触和检测速度快的优点，因而可以被实际运用到各种车辆轮对的检测工作中去。 2 轮对故障的静态检测技术 我们已经分析和总结了常见车轮轮对故障的发生位置和表现形式，针对不同故障的发生位置和表现形式需要有不同的处理方法，相关方面的检查和维护人员应该采取不同的检测技术。车辆轮对静态检测技术

6、能够使铁路车辆轮对被置于检测检修的过程中，使轮对脱离机车，并用相应的检测仪器或者装置对其进行测量工作。具体的静态检测技术主要包括以下几个方面。 2.1专用卡尺法 目前国际上的卡尺法多采用LLJ-4型号的铁路车辆车轮第四种检查仪，这种检查仪器在操作方面具有简单方便的优点，但是在另一方面也存在着很大的缺点，即其游标读数很容易受到测量者人为因素的影响，使其精确性受到干扰。 2.2基于平行四边形机构的轮对自动测量装置 该轮对自动测量装置主要以平行四边形机构为根底，能够对车轮踏面的直径、擦伤以及磨耗等各种参数同时进行测量。在较为理想的情况下，对系统中的导向机构进行测量，并将平行四边形机构中测量尺的边缘局

7、部置于踏面滚动圆上，此时，踏面滚动圆与内侧面的距离保持为70毫米，踏面直径即为测量尺与钢轨之间的距离。使用测量机构对车轮进行测量，将理论波形通过激光位移传感器记录下来，能够发现此理论波形呈现形式为梯形，之后便可进行比拟测量工作，可得出弹面任意点的直径应为：D被测j=D被测j+j。在此式子中，D被测j代表被测车轮踏面任意一点的直径，D被测j代表标准车轮对应点的直径，j那么代表被测车轮与对应点直径的差额。平行四边形测量机构上测量尺的平动主要由三个参数的差值所引起，这一差值能够直接通过激光位移传感器测量得出。一旦检测到踏面发生擦伤或者剥离的情况，那么测量尺便会发生相应的移动，且其移动方式主要为局部移

8、动。经过相关专业人员的进一步分析，便可以获取轮对踏面的擦伤深度、擦伤长度以及剥离长度等几何尺寸。基于平行四边形的轮对自动测量装置的测量周期为40s，且各个局部的测量误差较小，能充分确保测量的精确性，轮径保持在0.3mm以下，轮缘厚度的误差保持在0.4mm以下，踏面磨耗的误差保持在0.2m以下。在对轮对进行检修时，需要将车轮从机车上卸下，然后才能方便使用相应的检测仪器或者装置展开测量工作。 3 车辆轮对动态检测技术 进行铁路车辆的轮对检查工作时，除了可以采用车辆轮对静态检测技术以外，还可以采用车辆轮对动态监测技术。车辆轮对动态检测技术主要指在铁路运行过程中对车轮展开的测量工作，当前国内外主要讲以

9、下方法应用到车辆轮对动态检测技术中。 3.1超声遥测检测装置 超声遥测检测装置属于轮对参数自动化检测装置，由俄罗斯联邦铁路于上个世纪九十年代研制成功，这一装置采用超声检测能够在非接触状态下进行车辆轮对的检测工作。当铁路车辆的运行速度低于每小时5km时，距离车轮各个外表的距离能够由超声遥测传感器测量获得，对这一数据进行分析和处理后，便能够获得关于铁路车辆的车轮直径、轮缘厚度、踏面磨耗和垂直磨耗等各种参数。采用超声遥测检测装置进行测量获取的各局部测量数据误差也比拟小，轮径误差保持在1mm以下，轮缘厚度误差保持在0.5mm以下，踏面磨耗的误差保持在0.3mm以下。这一检测装置具有所获取的检测值相对精

10、准的优点，但是，除此之外，还存在着检测装置结构复杂和安装调试难度较大的缺点。 3.2加速度峰值评法 车轮踏面损伤检测装置由日本于上个世纪90年代研制成功，在钢轨座处安装两个相同的加速度传感器，使这两个加速度传感器的半轮周长为S的1/2，并对其前后1/4周长的振动进行测量。车轮踏面损伤检测装置不断能够检测踏面损伤，还能够对车辆通过测点的速度进行测量。但是由于该测量系统存在因为车轮踏面损伤而引起冲击波形和钢轨的共振波形发生重叠的现象，也就使得加速度峰值很难对车轮踏面损伤程度作出全面的反映。 3.3基于图像的自动检测方法 为了提高车辆运行的平安系数，降低交通事故的发生频率，保证人民群众的生命财产平安

11、和国家的经济社会利益免受威胁和损害，国外的许多国家在基于图像处理方法的自动检测设备方面都已经取得了很大的成功。近年来，我国也不断加强在这一方面的投资力度和研究力度并取得了一定的成果。高速列车轮对自动检测系统的原理及实施方案以及基于图像的轮对在线动态监测应用研究是我国在基于图像处理方法方面的具有代表性的例子。国际上基于图像检测方法的方法和装置主要包括以下几个方面：1车轮踏面形状自动测定装置。这一装置由日本于上个世纪90年代研制成功。测量装置主要包括激光束、CCD、车轮检测器、同步检测传感器和遮光板等局部。在车轮通过时进行激光照射，通过使用光电传感器对车轮的轮缘进行捕捉，并且采用高速随机光栅进行摄影使画面能够清晰地记录下来；2德国于上个世纪80年代研制成功的轮对自动诊断装置。这一装置能够将缝隙光光带投射到车轮上形成可供简单识别的轮廓，同时使用摄像机捕捉光束，以便得出轮缘厚度和踏面磨损等参数。除此之外，还有其他国家的研究成果，这里就不再论述。 4结论 车辆轮对动静态检测技术应用到铁路车辆轮对的检查工作中能够及时发现车轮踏面和轮缘的损耗程度，从而对车轮的磨损状况做到及时地掌握，以便及早地进行车轮的维修和养护工作，防止给铁路正常运输造成影响，为人民群众的生产和生活提供方便。 参