車輪踏面磨損檢測技術(shù)研究與儀器開發(fā).pdf

1、隨著高速鐵路的快速發(fā)展，機(jī)車運(yùn)行速度和運(yùn)行密度不斷增加，機(jī)車的啟停和加減速頻率顯著增加，車輪踏面磨損隨之加劇。踏面磨損會導(dǎo)致車輪與鋼軌的粘著力下降，影響機(jī)車的制動性能，并對鋼軌產(chǎn)生沖擊力，嚴(yán)重影響機(jī)車運(yùn)行的平穩(wěn)性和行駛安全。因此，必須定期或定里程對車輪踏面進(jìn)行檢測，對檢測出的問題車輪進(jìn)行及時維修或更換，以確保鐵路運(yùn)輸安全。
　　高速鐵路快速發(fā)展對高效、高精度、使用操作方便的踏面磨損檢測儀器提出了迫切需求，而且，城市地鐵的大規(guī)模發(fā)展

2、也提出了同樣的需求。為此，本文對采用激光位移傳感器的車輪踏面檢測技術(shù)和便攜式的高性能檢測儀器開發(fā)進(jìn)行研究。論文主要內(nèi)容如下：
　　首先，對車輪踏面輪廓特征、基本參數(shù)、踏面磨損及其檢測技術(shù)要求進(jìn)行分析.針對車輪踏面輪廓尺寸變化范圍較大（28mm或者更大）、輪廓曲線斜率變化大的特點(diǎn)，通過對直射式三角測量法和斜射式三角測量法的測量特征及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析比較，選擇采用直射式激光位移傳感器進(jìn)行測量，并確定合理的掃描測量方案。
　　第二，

3、激光位移傳感器的測量精度與測量光束入射角有關(guān)。由于車輪踏面輪廓曲線斜率變化大，使得測量光束的入射角變化大，影響測量精度，甚至出現(xiàn)測量失真。針對這一問題，本文對入射角與位移測量誤差L的關(guān)系進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，給出了一種測量與L關(guān)系的簡單實(shí)驗(yàn)方法。得出如下結(jié)論：（1）L隨的增大而增大，而且，當(dāng)較小時，L隨?的變化緩慢；當(dāng)?大于某一值時，?L隨?的變化快速增大。（2）對于不同的被測材料和表面質(zhì)量，?L隨?的變化規(guī)律不一致。在?相同的條件下，被測件

4、表面光潔度高，則測量誤差?L較小。
　　第三，完成了便攜式車輪踏面磨損檢測裝置的設(shè)計制作。該裝置具有以下特點(diǎn)：傳感器傾斜?角安裝，使得在整個踏面輪廓測量范圍內(nèi)，不會因?yàn)槿肷浣?過大而產(chǎn)生測量失真。掃描運(yùn)動機(jī)構(gòu)采用步進(jìn)電機(jī)+絲杠-螺母副傳動，通過調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)細(xì)分倍數(shù)和脈沖頻率，精確控制傳感器的掃描運(yùn)動。步進(jìn)電機(jī)與絲杠為貫通軸式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小。
　　第四，基于NI ELVISⅡ+和計算機(jī)，利用LabVIEW編程實(shí)現(xiàn)了對便