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。     

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。     

基于激光传感器的轮对尺寸测量方法

针对城市轨道车辆车轮会随着使用时间的增长而不断磨损,给列车的运行和乘客带来安全隐患等问题,提出了一种基于激光传感器的轮对尺寸在线检测方法及装置。通过安装在轨道两侧的激光位移传感器采集车轮踏面数据,然后通过数据预处理、坐标变换和数据融合等算法,获取车轮踏面轮廓线,得到轮缘高和轮缘厚,再根据激光对射传感器获得车轮通过时输出的时间序列,结合轮缘高计算出车轮直径。实验表明该系统具有准确、稳定等优点,满足现场测量要求。     

轮对综合参数光电自动检测系统

车辆轮对尺寸参数和踏面缺陷的检测是保障车辆运行安全的重要措施。介绍了一种基于光电检测技术的轮对综合参数自动检测系统。该系统运用精密激光位移传感及数字图像处理方法，并结合精密运动控制，实现了轮缘厚度、轮缘高度、车轮直径、轮对内侧距、轮辋厚度、轮辋宽度等主要尺寸参数，以及踏面擦伤和剥离等表面缺陷的非接触自动检测。该系统的尺寸参数测量精度为0．2mm，擦伤深度测量精度为0．1mm，剥离长度测量精度为1．0mm。现场实验结果表明，系统的检测精度和重复性可满足车辆段修现场使用要求。     

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。     

轮缘内装标准滚动轴承的行星轮的应力-变形状态

计算轮缘内装标准滚动轴承、且考虑到轴承外圈刚度影响后的行星轮轮缘的有效惯性矩,当轴承外圈与轮缘之间采用无间隙和无过盈的动配合时,推荐按[1]的方法确定。这一假定是建立是行星轮部件中的配合采用K7,M7而无保证有过盈的基础上的。但是,在上述两种过渡配合条件下有可能产生过盈,而促使行星轮部件的刚度和强度特性发生变化。因此,本文将探讨关于行星轮轮缘与轴承外圈联结时,配合过盈量的大小对部件应力-变形状态的影响,以及轮缘与外圈系统的结构几何参数的合理选择问题。     

广州地铁八号线轮对磨耗分析及轮缘偏磨优化方案

对广州地铁八号线两型列车轮对磨耗数据进行统计对比,发现两型列车磨耗存在差异及存在轮缘偏磨问题。通过对两型列车配置差异的对比、查阅相关文献资料并结合实际情况进行分析,得出磨耗差异及轮缘偏磨的原因,提出轮缘偏磨的优化方案。     

列车轮对测量机液压系统设计与应用

通过分析列车轮对几何参数的测量需求和控制时序特征,设计了列车轮对测量机液压控制系统。针对列车轮对存在偏载的实际工况,探讨了基于位置同步调节控制的双缸升降液压回路的设计方法。通过生产实际运行结果表明：所设计的列车轮对测量机液压系统在轮对几何参数测量过程中,工作稳定可靠,并且能够有效消除列车轮对偏载对测量机正常运行所产生的不利影响。     

轮缘润滑对列车曲线通过动态响应影响分析*

为研究轮缘润滑对重载列车曲线通过性能的影响,建立重载列车-轨道三维耦合动力学模型,该模型主要包含重载列车系统模型、有砟轨道系统模型和考虑多点接触和复杂接触状态的轮轨滚动接触模型。利用该模型对比分析惰行工况和驱动工况下,轮缘润滑对重载列车曲线通过时轮轨动态相互作用的影响。研究结果表明：轮缘润滑对机车曲线通过时的轮轨动力相互作用影响显著,在机车轮对通过小半径圆曲线过程中,当存在轮缘润滑时,外侧轮缘位置处的轮轨纵向蠕滑力明显较无轮缘润滑时明显降低,轮对导向能力削弱;在惰行和牵引工况下通过圆曲线时,存在轮缘润滑的轮对冲角均明显增大;轮缘润滑对重载列车钩缓系统响应影响不大。     

城轨列车轮缘固态润滑系统设计与应用

针对当前轨道列车轮缘润滑技术中常用的车载轮缘润滑、车载钢轨轮润滑两种方式存在油液喷涂润滑时轮缘根部承受高负荷、高温,导致液体油膜容易遭到破坏反使轮轨之间丧失润滑能力、黏着系数下降、轮对空转等问题,提出一种轮缘固态润滑方案。利用轮轨直线运行时摩擦因数较小,曲线弯道运行时摩擦因数较大的运行特点,基于多传感器信息融合的列车定位技术实现列车运行至曲线位置时进行重点润滑的控制。通过试验验证,系统达到了润滑膜较为稳定、避免液态润滑剂非预想迁移、润滑点位置精确控制等良好效果。     

基于图象处理测量的轮对轮缘形状的研究

本文提出一种善于数字图象处理的轮对故障检测技术。该技术采用半导体激光器为光源通过高精度CCD传感器获取轮对踏面的图象．并将图象进行二值化和细化处理,分析踏面参数与系统参数的几何关系．从而得到踏面的几何参数值。现场检测的结果表明：本方法是可行的,具有测量精度高和稳定性好的特点,测量精度可达0.1mm。     

基于计算机视觉的轮对轮缘磨耗动态测量方法的研究

应用计算机视觉技术动态测量轮对轮缘磨耗的尺寸,研究了电荷耦合器件(CCD)隔行扫描造成的运动模糊的消除、图像平滑、图像二值化、中心线提取、标定等技术,发现中值滤波平滑处理图像的精度高,最大类间方差法分割图像效果好,变窗"跟踪虫"轮廓跟踪法提取光带的中心线完整。现场检测结果和人工测量进行比较,结果表明:测量系统可以快速准确地实现轮对轮缘磨耗动态测量,检测误差不超过0.3 mm,满足车辆段现场动态检测的要求。     

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。     

点云频域配准的双目双线结构光列车轮对检测

针对单线结构光测量因范围有限以及遮挡等原因而无法检测整个车轮的轮缘及踏面的问题,提出了一种列车轮对双目双线结构光检测方法。该方法采用两组双线结构光传感器进行测量和数据采集。在两传感器产生的点云进行配准的过程中使用截面点云数据还原点云矩阵,然后对其进行傅里叶变换,在计算旋转角度时先进行极坐标转换,最后求取两矩阵的互功率谱,从而得到点云的旋转和平移矩阵。在此过程中考虑到点云噪声的存在,将辛格函数近似代替无噪声的互功率谱傅里叶反变换,从而确定在频域配准时噪声对配准参数的确定并无影响。接着采用相对值比较的算法和主成分分析拟合基准平面,对轮对直径方向进行标定。利用标定值对扫描数据进行处理,得出包括车轮直径、车轮滚动圆径向跳动等对尺寸参数。实验表明:点云频域配准的双目双线轮对检测技术对车轮直径的测量尺寸误差≤±0.05mm,车轮端跳的测量误差≤±0.06mm,车轮径跳的测量误差≤0.04mm。与标准轮对检测数据相比可知,该系统满足轮对检测精度的要求。     

SDB-80型转向架轮对损耗分析

针对轮轨型面磨损问题,首先,对青岛地铁3号线现有的轮对测量数据进行分析,报告了轮对存在偏磨现象且轮对镟修损耗占轮对寿命比值较大的现状。然后,对轮对异常磨耗进行研究,指出轮对缺少润滑、线路曲线分布不对称和列车长时间不掉头运行是导致轮对产生异常磨耗的主要原因。最后,根据线路实际情况,提出了采用轮缘润滑或小半径曲线外轨轨侧涂油等方式降低轮轨摩擦系数、车辆定期掉头运行和采用薄轮缘镟修的方式对轮对进行镟修等解决措施,降低轮对的损耗速率,增加轮对的使用寿命。     

An Experimental Study and Statistical Analysis of the Effect of Laser Pulse Energy on the Geometric Quality During Laser Precision Machining

In laser precision machining, process parameters have critical effects on the geometric quality of the machined parts. Due to the nature of the interrelated process parameters involved, an operator has to make a host of complex decisions, based on trial-and-error methods, to set the process control parameters related to the laser, workpiece material, and motion system. The objective of this work is to investigate experimentally the effect of laser pulse energy on the geometric quality of the machined parts in terms of accuracy, precision, and surface quality. Experimental study of formation of machined craters on thin copper foil with variation in laser pulse energy, the geometry and the surface topology of craters is presented. The geometrical parameters were measured and statistically analyzed with respect to incident pulse energy. Statistical analysis including pattern recognition was employed to analyze the experimental data systematically and to serve proper selection of the process parameters to achieve the desired geometric quality of the machined parts. Plausible trends in the crater geometry with respect to the laser pulse energy are discussed. The technique has been verified experimentally on simple geometrical features such as circles and grooves, and the geometric quality is evaluated.