車(chē)輛輪對(duì)綜合參數(shù)光電檢測(cè)系統(tǒng)的研究.pdf

1、輪對(duì)作為鐵路車(chē)輛重要的走行部件,直接關(guān)系到行車(chē)安全.中國(guó)鐵路車(chē)輛部門(mén)對(duì)各型輪對(duì)的磨耗限度均有明確的規(guī)定,在段修時(shí)對(duì)輪對(duì)綜合參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)是保障行車(chē)安全的一項(xiàng)重要措施.目前,我國(guó)鐵路車(chē)輛輪緣幾何參數(shù)、輪對(duì)尺寸參數(shù)和踏面缺陷參數(shù)測(cè)量大多還停留在手工階段,特別是列車(chē)提速以后,現(xiàn)有檢測(cè)方法己不能滿足車(chē)輛段修的要求,需要研制一種較高精度和可靠性的輪對(duì)綜合參數(shù)自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng).國(guó)外對(duì)輪對(duì)綜合參數(shù)的檢測(cè)進(jìn)行了大量的研究和開(kāi)發(fā),世界各主要發(fā)達(dá)國(guó)家均研制成功

2、了不同類(lèi)型的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)檢測(cè)設(shè)備.近年來(lái),國(guó)內(nèi)有多家單位進(jìn)行了輪對(duì)綜合參數(shù)的自動(dòng)檢測(cè)研究和開(kāi)發(fā),比較典型的測(cè)量方法有接觸式測(cè)量方法、非接觸測(cè)量方法、數(shù)碼相機(jī)測(cè)量輪對(duì)踏面形狀法.采用接觸式掃描測(cè)量方法,在使用過(guò)程中,探頭會(huì)逐漸磨損,影響測(cè)量結(jié)果的穩(wěn)定性,維護(hù)和定標(biāo)的工作量較大.非接觸測(cè)量方法是采用激光位移傳感器進(jìn)行掃描測(cè)量,由于不同輪對(duì)踏面輪緣部分的磨耗不同且形狀不一,掃描轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)難以保證激光位移傳感器光軸與輪緣表面較垂直,這會(huì)帶來(lái)較大的測(cè)

3、量誤差,而且掃描轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜.數(shù)碼相機(jī)測(cè)量輪對(duì)踏面形狀的方法,需要用試塊接觸內(nèi)側(cè)面進(jìn)行定位,另外數(shù)碼相機(jī)的拍攝和傳輸速度一般均較慢,難以用于轉(zhuǎn)動(dòng)中輪對(duì)踏面的測(cè)量.根據(jù)各參數(shù)測(cè)量精度要求,該文提出了相應(yīng)的檢測(cè)原理和方法.輪緣幾何參數(shù)的測(cè)量是利用線結(jié)構(gòu)光測(cè)量原理和光電圖像檢測(cè)方法檢測(cè),解決了輪緣厚度、踏面磨耗這一關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn).輪對(duì)尺寸參數(shù)是利用基于激光三角法測(cè)量原理的激光位移傳感器來(lái)檢測(cè),踏面缺陷參數(shù)的測(cè)量是利用激光位移傳感器和圖像處

4、理相結(jié)合的方法來(lái)檢測(cè),其測(cè)量精度達(dá)到車(chē)輛段修要求的技術(shù)指標(biāo).系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的導(dǎo)軌,帶動(dòng)滑臺(tái)上的傳感器支架裝置和托輪定位裝置實(shí)現(xiàn)被測(cè)輪對(duì)的定位,采用轉(zhuǎn)輪裝置實(shí)現(xiàn)輪對(duì)正反轉(zhuǎn).系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)上采用擋輪裝置防止前后輪對(duì)碰撞在檢輪對(duì),系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)上硬件采取光電開(kāi)關(guān)和接近開(kāi)關(guān)裝置,防止運(yùn)動(dòng)超限或傳感器發(fā)生碰撞,軟件上采用自檢程序檢測(cè)各傳感器及板卡工作狀態(tài),具有自動(dòng)診斷功能.檢測(cè)系統(tǒng)啟動(dòng)后系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行,檢測(cè)結(jié)果在屏幕上實(shí)時(shí)顯示并自