钢轨缺陷无损检测与评估技术综述

钢轨缺陷的检测对于保障铁路安全具有重要的意义。在研究钢轨无损检测与评估技术的背景下,对国内外采用的钢轨缺陷检测方法进行了全面的综述,包括物理检测方法和机器视觉检测方法。阐述并分析了钢轨缺陷评估方法在机器视觉方面的应用情况,同时对所采用的钢轨无损检测与评估技术进行对比,论述和总结了包括射线检测在内的物理检测及包括图像处理在内的机器视觉检测两类检测方法的差异性。分析和研讨了现代无损检测与评估技术及其在发展中涉及的相关技术问题,并对钢轨缺陷无损检测与评估技术的未来发展给出设想。     

基于自动化生产线上的废旧钢轨超声波探伤机构设计

钢轨超声波探伤是无损检测技术中的一种检测方法,其作用是利用超声波对钢轨内部组织结构进行探测分析,为此,设计了一种在自动化生产线上对废旧钢轨进行超声波探伤作业的机构,利用超声波原理,对被测钢轨损伤进行探测,探头发射的超声波遇到钢轨中的裂纹或焊缝等后会反射回来一定强度的"回波",通过回波分析,从而可以判定被测钢轨是否有损伤、损伤程度及损伤位置。     

钢轨轮廓测量中的车体振动补偿问题研究

采用车载方式进行钢轨轮廓高精度测量,必须进行车体振动补偿.针对车体振动对钢轨轮廓测量带来的误差影响,提出将车体振动分解为同一平面内的平移振动分量和旋转振动分量,对左右股钢轨轮廓数据各个振动分量分别进行补偿.研究了用于钢轨轮廓测量的激光摄像式传感器标定计算方法、车体振动补偿计算方法.给出了基于激光摄像技术的钢轨轮廓测量方案.针对现场钢轨轮廓测量数据检测精度难验证的问题,建议采用钢轨磨耗测量数据验证.研制了基于激光摄像技术和车体振动补偿技术的钢轨轮廓检测装置.每隔100 m共选取10个采样点,分别在人工静态、振动补偿前动态、振动补偿后动态测量钢轨磨耗数据,以静态测量数据为基准,验证振动补偿有效性.结果表明,采用车体振动补偿后,左右股钢轨磨耗测量误差标准差各自减小2.0 mm,测量误差百分比各自减小38.8％、39.7％.选取200 m长线路分别以10 km/h、40 km/h、80 km/h进行钢轨轮廓动态测试,以10 km/h测量数据为基准,验证钢轨磨耗测量数据一致性.结果表明,动态测量钢轨磨耗数据重复性误差均方差控制在0.40 mm以内.     

近景摄影测量技术在钢轨检测中的应用研究

为解决手工检测工具效率低、检测结果不便于数字化管理和工作强度大等弊端,将非接触式近景摄影测量技术与三维结构光检测相结合,提出一种准确获取钢轨的三维点云数据,进而得到钢轨表面轮廓参数的有效手段.使用近景摄影测量技术获取标志点的空间位置,以此作为点云扫描的全局拼接点;利用三维结构光扫描仪获取钢轨的点云数据,从而获取钢轨表面轮廓参数;对比研究近景摄影测量技术对检测结果与测量精度的影响.铁路现场试验表明:该方法的测量精度可达0.08 mm,可实现对钢轨表面轮廓参数的精确测量.     

钢轨磨损检测装置结构设计

针对铁路钢轨磨损现状,通过对现有钢轨磨损检测装置的结构创新,设计了一种新型钢轨磨损检测装置;首先通过CCD摄像机检测模块、传感器模块对钢轨进行磨损检测,再利用图像采集模块和数据处理模块对检测数据进行分析,最后得到钢轨的磨损形式和磨损量.该装置的应用提高了钢轨磨损检测的效率和准确率,同时可对已损伤钢轨进行预警,有效延长了...     

攀钢高速钢轨生产技术现状及优化探讨

攀钢高速钢轨主体生产设备、精整检测技术处于国内领先地位。介绍了攀钢高速钢轨的冶炼、连铸、轧制、精整等关键工艺及检测技术现状,对降低冶炼能耗、实现连铸过程自动化、精轧孔型优化提出了建议,对建立基于激光检测技术的轧制参数自动优化系统、建立基于图像检测技术的热态钢轨表面缺陷在线检测系统、建立基于统计过程分析的质量控制系统进行了探讨。     

钢轨踏面斜裂纹超声表面波B扫成像检测研究

由滚动接触疲劳引起的钢轨踏面斜裂纹已成为目前高速铁路在役钢轨无损检测中的重要问题,现有的铁路钢轨超声探伤车(仪)难以检测此类缺陷。采用低频超声表面波方法,沿钢轨长度方向对钢轨踏面斜裂纹进行B扫成像检测。由于钢轨轨头为带圆弧边的矩形截面,在钢轨表面激发和传播的低频表面波已不再是经典的Rayleigh波,而是一类导波,导波的多模式对表面波成像检测形成了干扰。为减小干扰,将空间平均技术应用于钢轨踏面斜裂纹的表面波B扫成像。对人工缺陷试块和钢轨试样的B扫成像实验结果表明,利用空间平均技术能有效的抑制此类干扰,提高信噪比,可对钢轨踏面斜裂纹作快速检测和定位。     

钢轨高速探伤检测系统中的伤损分析

本文介绍了一种新型钢轨高速探伤检测系统,给出了钢轨伤损分析软件的设计.实验结果表明在回转试验台上,检测速度达到了100km/h,并准确绘制出了钢轨伤损B型图.     

基于钢轨探伤试验标定线的设计研究

为规范大型超声波钢轨探伤车的运用,基于超声检测系统的检测能力,结合国内外伤损标定线的建设和使用情况,参考有关国家标准和铁路行业的技术文件,按照模拟真实检测环境的思路,对标定线进行技术设计,以验证和探索检测系统的检测精度和检出性能。建成的钢轨探伤试验标定线既可有效验证钢轨探伤车超声检测系统技术指标要求,确保检测数据准确、可靠,同时,又可为探索不同工况下钢轨探伤车检测能力提供试验平台、为优化大型钢轨探伤车检测模式提供建议。     

一种高鲁棒性的钢轨表面缺陷检测算法

利用机器视觉技术检测钢轨表面缺陷时,存在背景光照复杂、车载检测设备与钢轨相对位置发生变化等情况,严重影响了缺陷检测的准确率,为此,提出基于灰度标准差与投影积分的钢轨表面区域定位算法和基于多尺度灰度对比度的增强算法。定位算法利用灰度标准差排除复杂背景的干扰,通过投影积分获取精确的钢轨表面区域;综合不同尺度空间的灰度对比度,将钢轨表面区域图像转化为灰度对比图,实现钢轨表面缺陷的增强;采用迭代阈值分割法提取钢轨表面的缺陷。实验结果表明:提出的钢轨表面缺陷检测算法在几种不同拍摄条件下漏检率均低于6%,准确率均高于93%,用于高速有砟轨道无缝钢轨表面缺陷检测时具有较高的鲁棒性。     

有轨运行起重机啃轨现象分析及防止措施

针对起重机运行时的啃轨难题,提出了判断方法和分析了引起啃轨的主要原因,并提出了现实可行的防止措施。重点对桥式起重机进行了分析研究,因为它有一定代表性,其防止措施和经验可在所有有轨运行起重机械上推广应用。     

夹轨器

夹轨器是门式、门座式、塔式起重机为防止被大风吹走或刮倒而必须安装的可靠的防风装置。按其防滑力的动力来源可分为主动式和被动式 2种。主动式其防滑力的动力来源于人力、电力及重力等 ,这些动力经过螺旋副、连杆机构或齿轮副、螺旋副和连杆机构后 ,产生增大的夹紧力进而产生防滑力 ,如手动夹轨器、电动弹簧式夹轨器、电动重锤式夹轨器等 ,其理论基础是摩擦理论。被动式防滑力的动力来源是风力 ,其理论基础是自锁原理 ,如利用楔形滑块或随圆轮或夹钳实现自锁的夹轨器。这里着重介绍被动式夹轨器。图 1　夹轨器原理图1 液压推动器　 2 钢…     

钢轨横移和轨下胶垫刚度对扣件弹条应力的影响

选用福斯罗扣件弹条为研究对象,基于非线性接触理论,建立扣件系统有限元模型,确定弹条在安装状态下的危险区域,研究钢轨横移和轨下胶垫刚度对弹条危险区域的影响,并与现场弹条破坏位置对比。结果表明:弹条在安装完成后,弹条危险区域出现在弹条后端圆弧内侧的表层,弯曲和扭转起主要作用;随着钢轨横向位移和轨下胶垫刚度的变化,两侧扣件弹条最大等效应力和扣压力均发生明显变化。     

车轮辐板形状与轨距对钢轨波磨的影响

基于轮轨摩擦自激振动引起钢轨波磨的理论,建立不同的车轮辐板形状和轨距的轮轨系统有限元模型,使用复特征值法对轮轨系统的波磨发生趋势进行分析,研究车轮辐板形状和轨距对波磨的影响。结果表明:车轮辐板形状对轮轨系统摩擦自激振动存在影响,且直幅板车轮对钢轨波磨有一定的抑制作用;轨距对S形辐板车轮系统摩擦自激振动情况几乎没有影响;轨距对直辐板车轮系统摩擦自激振动存在影响,当选用特定轨距(1 430 mm)时,得到了一个未发生摩擦自激振动的直辐板车轮轮轨系统模型。     

波纹轨腰钢轨轧制的数值模拟与实验研究

用MARC有限元软件对一种新型钢轨———波纹轨腰钢轨进行了轧制模拟计算,并进行轧制实验,掌握了波纹轨腰钢轨变形的特点和轧制过程中的关键技术。实验结果表明,波纹轨腰钢轨完全可以通过轧制方法生产。由于波纹轨腰钢轨有优越的力学性能,将有很好的开发应用前景。     

钢轨型面对重载轮轨匹配关系影响

基于静态接触和动力学分析,研究了两种钢轨型面与LM踏面匹配时的重载轮轨关系行为。结果表明:75kg/m钢轨与LM型面匹配时的最大正压力、剪应力和等效应力均大于60kg/m钢轨的匹配结果;75kg/m钢轨匹配时轮轨接触点较集中,存在两次明显的轮轨接触点跳跃现象;75kg/m钢轨型面与LM匹配时的轮轨横向力、脱轨系数和轮轨冲角均大于60kg/m钢轨匹配的结果,而轮重减载率和轮轨垂向力无明显变化。综合分析认为60kg/m钢轨型面与LM踏面轮轨匹配关系更佳,建议对重载75kg/m钢轨型面进一步优化设计以获得最佳的轮轨匹配关系。     

广珠城际铁路曲线走行提梁机的研制

介绍了广珠城际铁路曲线走行TLJ380/33型提梁机的研制情况,重点介绍了关键构造与关键技术的设计。     

一种异形轨弯轨机

市场上不封闭薄板“J”形截面的异型轨弯轨机较少见。文中介绍了该种异形轨弯轨机的结构及工作原理，并论述了弯轨过程及变形过程。     

钢轨材料对滚动接触疲劳影响及高速铁路选轨研究

使用JD-1型轮轨模拟试验机针对淬火和热轧的PD3和U71Mn四种钢轨试样进行模拟试验,采用赫兹接触理论在实验室条件下模拟轮轨试样间的摩擦相互作用过程与现场中的相似.利用机械式光电分析天平通过称重法测量钢轨试样的磨损量,使用光学显微和扫描电子显微镜对钢轨滚轮试样进行微观分析,对高速铁路的钢轨选择提供依据.结果表明,材料硬度越高,磨损量越小,磨损面附近塑性变形层越薄,抗磨损性能越好,但高硬度材料裂纹扩展较深,疲劳损伤严重.硬度略低的材料,磨损量大,磨损面附近塑性变形明显,但由于部分刚萌生的微裂纹被磨去,疲劳损伤较为轻微.高速钢轨损伤主要以疲劳为主,U71Mn热轧钢轨有较好的抗疲劳性能,更适合于高速铁路铺设使用.