基于激光位移传感器的轮缘尺寸测量方法研究

针对城轨列车轮缘磨耗日益严重,人工测量轮缘尺寸工作量大精度低等问题,采用2D激光位移传感器设计了一种在线非接触式轮缘尺寸测量方法。通过在轨道内、外两侧安装激光位移传感器进行了车辆踏面数据采集;然后采用数据分段、数据预处理、坐标变换、数据融合等算法进行了数据处理,获取了车轮轮廓线,并根据踏面几何关系计算了轮缘尺寸值。轮对试验和过车试验结果表明,所提出测量方法的偏差为±0.2 mm,测量一致性优于人工测量,测量系统工作稳定可靠,能够满足城轨车轮轮缘测量的实际要求。     

城轨车辆轮对尺寸在线测量系统的研制

针对城轨车辆轮对测量费时费力的问题,基于激光轮廓扫描传感器技术,开发了一种城轨车辆轮对尺寸在线测量系统。系统采用将激光轮廓扫描仪和激光位移传感器布置在钢轨的内外两侧。将轮廓扫描仪发射的激光线投射到车轮踏面上,实时测量经过测量区域内的车轮踏面外轮廓,并对测量结果进行插值运算、数据平滑运算等算法处理,获得车辆轮对的轮缘高度、轮缘厚度、车轮直径等主要参数。通过对测量结果数据分析,该系统可以完成运行中地铁车辆轮对参数的自动测量。     

线结构光轮对踏面几何参数测量系统设计

针对轮对踏面几何参数检测自动化程度不高、精度低的问题,设计一种线结构光非接触式测量系统,利用位移传感器和定位块对轮对踏面内侧基准进行定位。采用自动分段的多项式曲线拟合方法对踏面线结构光光条中心线进行光顺处理,解决了中心线提取过程中产生不平滑和锯齿等问题。基于Qt程序开发框架和C++开发软件系统,设计了人机交互界面,实现图像处理、尺寸测量、数据显示与储存等功能。搭建了简易的试验平台对车轮踏面模型进行测量,试验结果表明,该系统对轮缘高度和轮缘厚度的测量误差小于0.1mm,轮辋宽度的测量误差小于0.3mm,满足实际测量需求。     

基于平行四边形机构的车轮几何参数自动测量方法的研究

提出了一种新的车轮几何参数的自动测量原理。利用平行四边形机构的平动特性,在测量框架上部安装多套平行四边形机构和相对应的激光位移传感器,实现车轮在车间内行走时,对其踏面任意点直径、轮缘厚度、踏面磨耗及擦伤、轮辋宽等几何参数的自动测量。采用通过式测量方式,改变了已有旋转测量方式需要测量平台和轮对支撑与旋转机构的局面。介绍了主要参数的测量原理和测量系统误差的自动修正方法,给出了测量系统现场试验结果。     

起重机车轮轮缘低磨耗新型踏面

轨行式起重机的车轮经常轮缘磨损提前报废,文章认为轮轨间两点接触是导致轮缘磨损的主要原因,建议参考铁路系统业已推广应用的圆弧凹形踏面,采用新型踏面的车轮。文章重点介绍了轮缘接触点上作用力、接触应力和蠕滑率的计算方法,阐述了圆弧凹形踏面的优点。最后提出了起重机采用圆弧凹形踏面车轮的设计原则。     

便携式火车轮磨损检测仪

详述一种在线便携式踏面磨损检测装置,利用LVDT位移传感器测量参考点与踏面和轮缘之间的距离,并将与之相对应的电压值输出,再通过相关的公式,得到对应的磨损值,这样可以方便及时地了解车轮的擦伤状况。     

高速列车轮轨匹配关系改进研究

针对某型动车组运营过程中出现的转向架蛇行失稳报警和车体低频晃动等问题,结合S1002CN型车轮踏面与实测钢轨打磨前和打磨后轨面的轮轨接触特征,将车轮踏面接触区分为踏面喉根圆接触区、常工作区和踏面端部接触区三部分,并对其外形进行改进设计(称为LMB_10型车轮踏面)。改进的LMB_10型车轮踏面保持工作区的轮轨接触关系,减小轮缘厚度并平缓轮缘根部,降低了由于高等效锥度带来的转向架蛇行失稳报警风险;同时增大踏面端部斜率,降低了由于低等效锥度带来的车体低频晃动风险。仿真分析和线路试验结果表明,改进的LMB_10型车轮踏面与标准CH60型轨面匹配的等效锥度降低至0.105,增大了轮轨间隙,与打磨前后轨面匹配适应性增强,改善了车辆的蛇行运动稳定性、运行平稳性和曲线通过性能。在线路运营考核中,改进的LMB_10型车轮踏面镟轮周期最长达39万公里,在整个运行过程中始终具有良好的动力学性能。     

基于激光位移传感器的车轮踏面磨损检测技术研究

通过对车轮踏面轮廓特征和激光三角测量法的分析,确定了采用直射式激光位移传感器进行踏面测量的优化方案。针对踏面轮廓曲线斜率变化大,传感器测量光束入射角随测点位置不同而变化,从而引起测量误差的问题,对入射角与位移测量误差的关系进行实验研究,给出了位移测量误差随入射角的变化规律,为传感器倾斜安装提供了理论依据。在此基础上,设计制作了踏面检测装置,并对实际车轮踏面进行检测,测量结果与三维激光扫描仪的测量结果相对比,吻合较好,验证了检测装置的可行性和有效性,为实现产品化奠定了基础。     

基于机器视觉的火车车轮在轨测量

在机器视觉测量系统中,满足动态测量要求和分析影响测量精度的因素是实现在线测量的重要环节。本文利用合肥工业大学研制的一套车轮轮缘踏面检测系统,通过试验模拟车轮在铁轨上的实际运行情况,建立车轮位移和被测轮缘踏面参数之间的数学模型,分析火车不同速度对这些参数测量精度的影响,为现场测量提供理论依据。     

地铁车轮踏面异常磨耗原因分析

介绍车轮磨耗的预测方法.考虑轮轨动态接触状态,采用数值分析方法分析异常磨耗的地铁车轮和新钢轨作用情况,且对导致地铁车轮踏面异常磨耗的原因作了简单分析.分析结果表明, 地铁车轮踏面经闸瓦磨耗后在凸起处的接触频率较高,磨耗率大,因而车轮磨耗后踏面凸起不是轮轨接触作用引起的;闸瓦压力过大、压力不均匀、闸瓦晃动量大、频繁制动等因素容易导致滚动圆内侧和踏面外侧的双凹槽磨耗,双凹槽处磨耗速度远远大于轮缘处的磨耗速度;轮缘磨耗主要是轮轨相互作用的结果,而踏面上的凹槽磨耗可能主要由闸瓦制动引起.     

轮轨多点接触计算新方法曲线通过验证

建立包含多点接触轮对振动方程的车辆-轨道系统动力学模型,对轮轨多点接触计算和判定新方法-迹线极值法进行车辆曲线通过验证,给出曲线通过接触点在车轮踏面上位置、轮轨接触点数和轮轨法向力.结果表明,迹线极值法能够解决轮轨多点接触问题并获得准确的轮轨多点接触几何参数和系统振动特性;当发生轮缘根部和轮缘两点接触时,采用多点接触方法得到的结果比采用单点接触方法得到的结果更为合理可信,当不发生轮缘根部和轮缘两点同时接触时,多点接触法与单点接触法得到的结果几乎完全一致;与新用车轮踏面相比,测试得到的磨耗后车轮踏面在其名义直径位置凹陷区域附近容易形成踏面两点接触.证实了轮轨多点接触新方法的正确性和有效性.     

CRH1型动车组车轮偏磨与动力学性能分析

为了研究车轮异常磨耗对车辆动力学性能影响的规律,本文对某CRH1型动车组进行了持续跟踪测试,得出了车轮外形及磨耗数据,并分析了其轮缘、踏面厚度、等效锥度与车体振动加速度等主要参数。结果表明:各车轮均存在明显的轮缘偏磨现象,且磨耗速度与运行里程成正增长趋势,车轮偏磨直接影响了车辆的横向稳定性。     

基于融合评价指标的k-means聚类算法的地铁车轮踏面磨耗分析

采用聚类思想对某地铁线路大量车轮踏面磨耗数据进行特征提取，对其磨耗特征进一步分析，针对聚类参数转换方法对不同聚类效果评价指标造成的影响开展研究，提出基于融合评价指标的k-means均值聚类方法，解决利用聚类模型确定聚类数时，主观因素对聚类效果的干扰。结果表明：以轮缘厚度、轮缘高度及轮缘综合值作为聚类特征，以融合评价指标作为最佳聚类数的选择依据，采用相应聚类特征参数的方差对其加权方法进行聚类特征变换，能得到较好的聚类效果；将地铁车轮踏面聚成5类，采用均值的方法划分出5类典型磨耗廓形，并基于不同时间节点的车轮外形数据进行计算分析，进一步验证了该聚类方法的有效性，为地铁车轮踏面经济镟修策略提供了参考。     

高速铁路轮轨磨损特征、机理、影响和对策——车轮踏面横向磨耗

系统分析总结我国高速铁路轮轨断面横向磨耗情况、特征、形成机理、对车辆动态行为的影响以及对策研究。高速车轮踏面横向磨耗以在名义滚动圆处形成凹坑磨耗和轮缘磨耗为主,主要发生在相对高的等效锥度和具有较厚轮缘的轮对上。车轮踏面横向凹坑磨耗与高速轨道高平直度和高速列车高运行平稳性密切相关。轮轨平稳地高速滚动接触,导致轮轨接触光带狭窄平直,且主要集中在名义滚动圆附近,此处车轮踏面材料磨耗累积迅速形成凹坑,轮对的等效锥度迅速增大。凹坑磨耗在一定深度范围内,将会引起轮对横向晃动,影响车辆的舒适性。提出7个方面的措施,来抑制或减缓车轮踏面凹坑磨耗。最后讨论了钢轨断面横向磨耗情况,主要反映在小半径曲线处外轨内侧磨耗,原因类似普通线路小半径曲线钢轨侧磨情况,也是车轮轮缘磨耗的主要原因,简单讨论减缓措施。所做的工作将对我国高速铁路轮轨型面和硬度匹配深入研究提供重要的参考依据。     

带轮缘的起重机大车车轮运行工况的改进

起重机运行时,由于有偏斜和滑移,车轮运行70%～80%的过程中,轮缘和轨道在相摩擦,由于轮缘磨损而使车轮报废,车轮轮缘磨损也就是车轮报废的主要原因。统计数字表明：轮缘寿命0.5～1 a,踏面寿命2～3 a,可见轮缘的磨损严重制约着车轮的整体寿命。增加轮缘的寿命,将显著增加车轮的整体使用寿命。     

采用粗糙集数据融合的车轮踏面擦伤预示诊断

介绍了一种将粗糙集理论与小波分析相结合对车轮踏面擦伤进行融合预示诊断的方法。在分析踏面擦伤危害和多传感器数据融合特点的基础上，将粗糙集理论和小波分析引入多传感器数据融合。该方法采用小波分析对多传感器信号进行多特征提取识别，然后利用粗糙集选择特征，建立诊断规则，从而实现对车轮踏面擦伤的融合预示诊断。     

起重机车轮固体润滑新方法的使用效果研究

起重机车轮的使用寿命主要由轮缘的工作寿命所限定。实践表明,对车轮轮缘进行润滑可以使轮缘的磨损程度降低29～41%,在某些情况下,可以降低67～75%。目前,车轮的润滑采用稀油、油膏和固体润滑剂。使用稀油和油膏的主要缺点是润滑剂的耗量大,润滑剂易落到车轮踏面和起重机轨     

基于轮轨型面匹配数值模拟的地铁车轮异常磨耗原因分析

通过线路测试和数值仿真对某B型地铁列车车轮异常磨耗现象进行深入分析。结合轮轨接触几何关系和轮轨滚动接触理论进行轮轨静态接触分析;基于UM软件建立该地铁车辆动力学仿真模型和磨耗预测模型,计算轮对运动状态和车轮磨耗水平。通过对比不同轮轨匹配的仿真结果来分析该地铁车辆发生轮缘和踏面异常磨耗的原因,进而提出相应的控制措施。结果表明,该地铁线路小半径曲线占比较大且钢轨轨底坡异常。地铁车辆轮缘和踏面异常磨耗是由较大轨底坡线路条件下轮轨型面匹配关系不合理所导致。将全线轨底坡修正成1/40对车轮异常磨耗现象的减缓效果有限。为有效减轻该地铁车辆车轮异常磨耗,可考虑将车轮踏面外形由S1002镟修为LM。     

伯恩斯港钢铁厂起重机车轮组维修概况

在美国伯利恒钢铁公司伯恩斯港钢铁厂,车轮组是起重机最需经常更换的机械部件。本文讨论导致更换车轮组的以下几个问题:轮缘磨损、轴承失效、润滑问题、断轴、踏面剥落以及由于踏面磨损使车轮不圆。解决这些问题可提高起重机的有效利用率,改善司机操作条件     

广三北线车辆车轮异常磨耗分析

结合广州地铁三号线北延长线车辆轮对运用情况,分析车轮踏面、轮缘异常磨耗的原因,并提出解决措施,以延长车轮的使用寿命。