1、鐵路車輪和鋼軌傳遞牽引力和制動(dòng)力的滾動(dòng)接觸導(dǎo)致的磨耗是影響列車安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要因素。如何準(zhǔn)確地得到鋼軌軌頭外形曲線及其磨耗參數(shù)是困難而重要的工作。本文針對(duì)擴(kuò)大軌頭測(cè)量?jī)x器范圍、改進(jìn)其精度以及量值溯源方法展開了研究:
首先，研究鋼軌形態(tài)與測(cè)量技術(shù)，得出鋼軌軌頭磨耗測(cè)量的難點(diǎn)在于基準(zhǔn)確定。為提高測(cè)量基準(zhǔn)的可靠性，提出工作邊軌顎參與，通過加權(quán)確定測(cè)量基準(zhǔn)，通過軟件建立自適應(yīng)坐標(biāo)系的方法。提出了改進(jìn)優(yōu)化機(jī)構(gòu)，利用MATLAB仿真測(cè)
2、量范圍與桿件姿態(tài)，并進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。仿真結(jié)果表明，改進(jìn)機(jī)構(gòu)測(cè)量范圍更大，精度更高。
其次，設(shè)計(jì)儀器的測(cè)量機(jī)構(gòu)、檢測(cè)部分和軟件相關(guān)算法。采樣仿真得到的角度數(shù)據(jù)通過正解算法、曲線拼接、高斯濾波和兩點(diǎn)法半徑補(bǔ)償，得到測(cè)量曲線。計(jì)算測(cè)量曲線上用以確定基準(zhǔn)的關(guān)鍵點(diǎn)，依據(jù)設(shè)計(jì)的算法選取權(quán)重系數(shù)，計(jì)算曲線對(duì)齊需要的旋轉(zhuǎn)角度和平移量，最終實(shí)現(xiàn)測(cè)量曲線和標(biāo)準(zhǔn)曲線的對(duì)齊。以幾種曲線代入該算法，得到的兩曲線上對(duì)應(yīng)基準(zhǔn)點(diǎn)距離(mm)的平方和數(shù)量級(jí)為10
3、-5，自適應(yīng)坐標(biāo)系建立方法得以實(shí)現(xiàn)。
然后，分析儀器的誤差源，MATLAB仿真原理誤差、單因素誤差和編碼器量化誤差。其中:原理誤差僅為計(jì)算機(jī)計(jì)算誤差，可不考慮其影響;各因素單獨(dú)作用引起的誤差在±0.05mm之內(nèi)，編碼器角度誤差傳遞系數(shù)最大;對(duì)編碼器量化誤差單獨(dú)分析，其在軌頭踏面處的誤差已超出設(shè)計(jì)要求;不改變編碼器分辨率的情況下，仿真測(cè)量過程綜合誤差，法向計(jì)算的誤差在(-0.02～0.015) mm之間，表明:在不提高編碼器分辨