备正处在全面升级换代的阶段,运用计算机控制技术实现生产一线检测试验设备自动化、智能化是新形势下铁路行业生存发展的需要,可以更有效地保证行车主要设备的质量和状态,消除人为主观因素影响,保证铁路行车安 西南交通大学工程硕士研究生学位论文 第4页全。
《中华人民共和国铁路主要技术政策》m指出;积极推进机车车辆修制改革,在预防修基础上,开展状态修、换件修和主要零部件的专业化集中修,推广先进检测手段和维修装备,形成运用、维修的现代化管理体系。
在我国铁路提速和重载和铁路信息化管理的发展过程中,车辆行驶的安全问题日益突出,对货车轮对质量也提出了更高的要求。
轮对是铁路车辆上重要的运动部件,其状态直接影响到车辆的运行安全和速度。
轮轨经过一段时间磨损后,每个轮对外形特征均会发生变化,定期对轮对的各关键面尺寸、形状以及位置精度的检测非常重要,检测数据的准确性将直接影响到轮对的检修质量,如车轮直径、轮缘厚度、踏面剥离及擦伤等,并且难以找到其规律,其测量问题一直是铁路行业的难题,而当前对轮对参数的检测和数据记录基本上还是靠手工完成,测量工具采用特制量具(车辆车轮第四种检查器)和直尺等,而这些传统的手工轮对测量装置w因效率低、差错率高、不便于信息化管理而不能满足当前的需要。
与此同时,由于列车向高速重载方向发展,使得列车轮对的磨耗加剧,检修周期缩短,导致各车辆段检修的工作量加大,因此及时准确地掌握车轮轮对的磨耗状况是非常必要的。
我们根据轮对检修质量控制的需要,在调研国内外同类设备技术的基础上,采用成熟的三坐标测量技术,开发研制了这套轮对参数全自动测量机(以下简称检测系统)。
该系统按照《中华人民共和国铁道部铁路货车轮对和滚动轴承组装及检修规则》对工艺标准的要求,可自动测量铁路货车轮对参数并实现计算机自动化管理的智能化设备,并能与HMIS系统连网,可以对轮对多个参数实现动态在线测量并按车统51轮对卡片M】输出,大大提高工作效率和检测精度,其应用必将为列车轮对的测量和检修提供一种全自动、高精度、高效率的检测手段,对于提商轮对的检修质量、推进铁路系统的计算机管理、保障铁路机车的安全运行具有重要的现实意义。
1.2国内外研究现状 国外有使用轮对测量机的先例,但检测参数不多,功能比较简单,如美国,是按照标准检查部分项目,包括轮对跳动、轮直径、轴偏心。
而~些轮对磨耗、 西南交通大学工程硕士研究生学位论文 第5页轮对轴部分参数等都由人工检测,检测要求的标准不高。
而我国铁路轮对检修方面有完善的技术规程,因此,要按照我国铁路规范,开发全功能、智能化,真工F能提升现场制造、检测、管理水平的轮对测量装备。
国内部分研究单位采用CCD成像技术【】9j,采用一个图像传感器,从轮对的一端运行至另一端,读出相关数据。
主要存在问题是:对参数的检测方法不符合部颁规程,比如轮对磨耗、轮辋宽度、轴直径等都无法符合部检测标准;数据的重复误差大,由于光散射、轮对表面不同粗糙度等,都将影响测试尺寸。
因此采用合理的检测方法是解决本课题的关键,为此我们借鉴三坐标测量机的成熟技术,设计轮对参数全自动测量机,保证全部参数的检测方法都符合铁标的规定,参数的精度都在测试范围。
1.3传统轮对参数测量方式 国内铁路部门对于车轮的日常检测还停留在样板目测的人工检测阶段,极少数单位使用了自动或半自动的电子量具。
过去传统的测量方式是用铁路车辆专用量具进行手工测量,下面是一些传统的测量工具的介绍。
。
…。
1 3.1磨耗形踏面检查样板 ● l I I I ● : : ● 图卜1 磨耗形踏面检查样板 磨耗形踏面检查样板用于测量车轮及旋修后车轮的踏面外形。
测量时将样板放于踏面上,样板平面处于车轮直径方向,脚部紧靠车轮内侧面,如图l—l所示。
检查轮缘外侧及踏面部分的局部间隙不得超过0.5 nl_rn,轮缘顶部间隙不得超过l 西南交通大学工程硕士研究生学位论文 第6页1,3.2铁路车辆车轮轮径尺 图1—2铁路车辆车轮轮径』0 车辆车轮轮径尺用于测量客车、货车车轮直径及判定同一轮对两车轮直径差的专用量具。
该检查器测头采取连续可调式结构设计,当测头在使用过程中发生磨损造成示值超差可调整测头修正示值,克服了不可调测头磨耗后,示值超差无法修复的缺点从而大大延长了检查器的使用寿命,是目前国内车辆车轮直径测量的最佳量具,如图l一2所示,测量范围:750~950mm分度值;0.1mm1.3.3车辆轮对轴径中,L,lzfi尺 图1 3车辆轮对轴径中心距尺 轮对轴径中心距尺可对轮对各部位相关尺寸进行综合测量,人工测量如图1-3所示。
1.3.4车辆轴径专用游标卡尺 西南交通大学工程硕士研究生学位论文 第7页 图卜4车辆轴径专用游标卡尺 车辆轴径专用游标卡尺,如图1-4所示.用于测量车辆轮轴轴径轴领、防尘座和轮座的直径、轴径长度和轴领宽度尺寸等。
主要技术指标:1.分度值:0.1mm:2撷0量范围:O~300mm。
1.3.5车辆轮对轴颈尺 图卜5车辆轮对轴颈尺 轮对轴颈尺是用于车辆辅修、轴检、临修时,测量轮对轴颈的专用量具,如图1-5所示。
主要技术指标:分度值:0.1mm;测量范围:80~180mm。
1.3 6车辆轮对内距尺 图卜6车辆轮对内距尺 用于测量机车、车辆轮对内距尺尺寸。
测量方法如图1-6所示。
1.尺杆平行车轴中心线;2.检查尺甲部贴紧轮缘内侧;3.检查尺乙部游标尺与另一侧轮缘 西南交通大学工程硕士研究生学位论文 第8页内侧贴紧,读游标刻线与乙部游标尺刻度对准数即为轮背内侧距离:4.沿轮周测量三处之差不得大于3mm。
测量范围:1345~1365mm;分度值:lmm。
1.3.7轮缘垂直磨耗检查器 围1—7轮缘垂直磨耗检查器 测量方法如图1—7所示。
1.主尺靠紧轮缘内侧.游标尺落于踏面:2推动游标尺使底部与轮缘根部接触;3.15mm刻度线与轮缘外侧密贴为到限。
1.3.8铁道车辆车轮第四种检查器 图卜8铁道车辆车轮第四种检查器 LLJ一4A型铁道车辆车轮第四种检查器是国内测量车轮轮辋、踏面及相关缺陷尺j〕。
的…种新型测量工具,它具有11个测量功能(原LLJ一4型只有9种功能)。
主要特点是根本改变了原我国铁路以车轮轮缘顶点为基点测量轮缘厚度的方法,浚种检查器以车轮踏面滚动圆(即距车轮内侧70 mnl处的基线)为基点测量轮缘厚度,车辆轮对的轮缘厚度测点始终距车轮滚动圆保持恒定距离值(踏面滚动圆向上12 nun。
),不会因踏面磨耗而改变。
该种车轮检查器测量数据准确,对保证行车安 西南交通大学工程硕士研究生学位论文 第9页全,检查脱轨的安全性,延长车轮使用寿命以及减少人、财、物的浪费起到重要作用。
该种检查器具有测量车轮踏面圆周磨耗、轮缘厚度、轮缘高度、轮辋宽度、车轮外侧碾宽、轮辋厚度、踏面擦伤深度和长度、踏面剥离深度和长度、车轮轮缘垂直磨耗等功能。
列车车辆行车的安全与车辆轮对的质量息息相关,在货车定期检修中,轮对踏面的几何尺寸以及位置准确度的检测十分重要,检测数据是否正确直接影响轮对的检修质量,关系到行车安全。
传统检测方法显得效率低下,劳动强度大,错差率高,人为产生检测误差,检测数据的准确性将直接影响到轮对的检修质量,同时也不便于信息管理。
为了实现轮对自动测量,
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