一种列车车轮踏面缺陷在线动态检测系统及检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种列车车轮踏面缺陷在线动态检测系统及检测方法，属于列车车轮检测技术领域。本发明专利技术的在线动态检测系统，沿列车入库方向依次在轨安装前置机构和检测机构，其中，前置机构用于对待检测车轮的轮缘高进行检测，检测机构用于对车轮的径向跳动、踏面擦伤及磨损进行在线检测，检测机构及前置机构均与控制系统控制相连，通过控制系统控制检测机构及前置机构的启停。采用本发明专利技术的技术方案可在列车高速运行状态下对列车车轮踏面擦伤、径向跳动及不圆度进行实时动态检测，其检测精度较高、稳定性好，且能够对检测机构的初始高度进行调节，从而能够满足不同轮缘高车轮的检测要求。

【技术实现步骤摘要】
一种列车车轮踏面缺陷在线动态检测系统及检测方法
本专利技术属于列车车轮检测
，更具体地说，涉及一种列车车轮踏面缺陷在线动态检测系统及检测方法。
技术介绍
列车车轮是轨道交通车辆最重要的走行部件之一，轮对的运行状态直接影响列车的行车安全。列车在运行过程中，伴随着高速和重载，列车的轮对承受着很大的动态负载，在车轮踏面上极易出现踏面擦伤、剥离、不圆现象。其中所述踏面是指车轮与钢轨面相接触的外圆周，具有一定斜度。所述踏面擦伤，是由车轮发生滑行造成的，车轮滑行时车轮踏面与钢轨接触的那部分成了固定摩擦面，它与钢轨持续摩擦而使车轮踏面上发生局部平面磨耗，形成擦伤。所述踏面剥离，是指由于车轮踏面表面长期运行受到冷热不均或持续冲击等造成的材料脱落。所述踏面径向跳动，是指车轮踏面横断面上最大与最小直径的差值；所述踏面不圆度，是由上述所有现象如踏面擦伤、踏面剥离等引起的，也称作椭圆度或失圆度。列车轮对的上述踏面缺陷会给列车在运行中带来额外的冲击振动，导致列车运行品质下降，磨损加剧，从而影响列车与轨道设施的安全与使用寿命，甚至会导致车轴断裂、崩轮，造成重大事故。因此，车轮踏面缺陷的检测对于保证列车的行车安全具有重要的意义。目前我国轮对踏面缺陷的检测大多数还停留在段修状态下由技术人员采用机械式卡尺或者测量尺来测量，采用这些机械器具测量不但工作烦琐，劳动强度大，受周围环境的影响大，还不能消除人为的测量误差，因此其测量精度低，测量效率不高。在线动态检测是指列车在钢轨上正常运行时进行的实时在线测量，在线检测由于具有测量自动化程度高、不占用机车车辆周转时间和便于存储车轮信息资料等特点，而日益受到国内外的重视。经检索，关于列车车轮踏面缺陷检测的专利报道已有较多公开，但现有车轮踏面缺陷动态测量机构通常采用平行四边形结构，该检测机构的结构稳定性相对较差，其检测精度仍有待进一步提高。如，中国专利CN96216065.2公开了一种列车车轮踏面擦伤及磨损动态测量装置，该装置是由两套或两套以上的平行四边形机构和相对应的位移传感器组成的列车车轮踏面擦伤及磨损测量单元及信号处理单元组成，其平行四边形机构由平板、支杆、钢轨、弹簧、支座、轴承连接成。在实际应用中，该装置存在以下问题：当列车车轮刚与列车车轮踏面擦伤及磨损测量单元中平行四边形机构的平板接触时，车轮易给该机构带来较大的冲击和震动，造成平板瞬时与车轮轮缘脱离，失去测量基准，导致漏测和误测，影响测量的准确性。除此之外，该装置无法控制列车车轮踏面擦伤及磨损测量单元中平行四边形机构的平板高度，遇到因磨损造成轮缘高低不同时，可能存在轮缘与该平板无接触或接触过多，从而导致无测量结果或对机构造成较大的撞击而影响测量甚至会将机构冲击损坏的问题。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于克服现有列车车轮踏面缺陷检测存在的以上问题，而提供了一种列车车轮踏面缺陷在线动态检测系统及检测方法。采用本专利技术的技术方案可在列车高速运行状态下对列车车轮踏面擦伤、径向跳动及不圆度进行实时动态检测，其检测精度较高、稳定性好，且能够对检测机构的初始高度进行调节，从而能够满足不同轮缘高车轮的检测要求，防止车轮快速冲击检测机构时对检测机构造成较大的冲击。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种列车车轮踏面缺陷在线动态检测系统，沿列车入库方向依次在轨安装前置机构和检测机构，其中，前置机构用于对待检测车轮的轮缘高进行检测，检测机构用于对车轮的径向跳动、踏面擦伤及磨损进行在线检测，检测机构及前置机构均与控制系统控制相连，通过控制系统控制检测机构及前置机构的启停。更进一步的，所述轨道内侧位于前置机构前端还设有触发单元，该触发单元包括沿轨道内侧间隔设置的第一磁钢和第二磁钢；更进一步的，所述的检测机构对称安装于双侧轨道内侧，且同一侧检测机构的数量≥2。更进一步的，所述的检测机构包括安装于轨道内侧沿轨道长度方向分布的活动板、固定板以及感应单元，所述活动板与固定板之间通过滑轨机构及弹性机构相连，所述的感应单元用于对活动板的下压位移进行测量，其包括与活动板固定相连的感应板，以及位于感应板上方或下方固定安装的位移传感器，或者二者安装位置互换；所述的活动板还与升降驱动机构相连。更进一步的，所述升降驱动机构包括电机、丝杠、丝杠螺母和丝杠螺母座，其中电机的输出轴与丝杠一端固定相连，丝杠另一端穿过丝杠螺母与丝杠螺母螺纹相连，所述丝杠螺母穿过丝杠螺母座，且丝杠螺母座与活动板固定相连。更进一步的，所述电机通过电机安装座固定安装于固定板上，所述丝杠螺母上方固定安装有传感器安装座，位移传感器安装于传感器安装座上，感应板对应安装于丝杠螺母座上。更进一步的，所述传感器安装座靠近活动板的一侧固定有第二滑块，活动板上固定有与第二滑块配合的第二导轨，且第二导轨的安装方向与活动板、固定板之间滑轨机构的安装方向平行。更进一步的，所述活动板与固定板之间设有至少两个相互平行的滑轨机构，且滑轨机构相对于活动板和固定板倾斜设置；所述的弹性机构包括弹性元件，弹性元件的两端分别固定安装于活动板和固定板上，且弹性元件的安装方向与滑轨机构平行；所述固定板固定安装于底板上，该底板压紧固定于轨道的底部；所述的活动板包括踏板与滑动板，踏板固定安装于滑动板上，且滑轨机构及弹性机构均安装于滑动板与固定板之间。更进一步的，所述活动板的两端均设有持续阻尼机构，该持续阻尼机构包括推杆电机、楔形块、阻尼、阻尼底座和阻尼挡板，其中，所述楔形块活动安装于阻尼底座上并与推杆电机驱动相连，所述阻尼挡板固定安装于活动板上，阻尼的两端活动支撑压制于阻尼挡板与楔形块之间。更进一步的，所述推杆电机与阻尼底座均固定安装于固定板上，推杆电机的电机轴通过电机连杆与楔形块固定相连；所述固定板上还安装有阻尼支撑，所述阻尼穿过阻尼支撑。更进一步的，所述前置机构的结构同检测机构，该前置机构的活动板上表面沿列车入库方向依次包括上坡段、水平段和下坡段。本专利技术的一种列车车轮踏面径向跳动、踏面擦伤及磨损在线动态测量的方法，其过程如下：步骤一、列车出入库判断通过触发单元的触发顺序判断列车的入库与出库，若列车为入库，则通过控制系统控制前置机构和检测机构启动，准备进行车轮检测；若列车为出库，则前置机构和检测机构均不启动；步骤二、列车车轮的轮缘高检测当列车为入库，且行经前置机构时，通过前置机构对列车车轮的轮缘高进行检测，并反馈给控制系统；步骤三、检测机构活动板的预压量调节根据前置机构的检测结果，通过控制系统控制升降驱动机构运行，从而对检测机构中活动板的初始高度进行调节，当活动板的预压量处于设定范围时升降驱动机构停止运行；步骤四、列车车轮的缺陷检测当列车车轮行经检测机构时，通过该检测机构对列车车轮的踏面径向跳动、踏面擦伤及磨损进行检测。更进一步的，当前置机构检测出第二个车轮的轮缘高时，第一个车轮尚未通过检测机构，此时各个检测机构先判断第一个车轮是否已经离开，如果第一个车轮已经离开，则检测机构根据当前位置和第二个车轮的轮缘高升降到合适的位置；如果第一个车轮尚未离开，或者尚未到达该检测机构，则等到第一个车轮离开后检测机构才开始升降。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：(1)本专利技术的一种列本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种列车车轮踏面缺陷在线动态检测系统，其特征在于：包括沿列车入库方向依次在轨安装的前置机构(13)和检测机构，其中，前置机构(13)用于对待检测车轮的轮缘高进行检测，检测机构用于对车轮的径向跳动、踏面擦伤及磨损进行在线检测，检测机构及前置机构(13)均与控制系统控制相连，通过控制系统控制检测机构及前置机构(13)的启停。

【技术特征摘要】
1.一种列车车轮踏面缺陷在线动态检测系统，其特征在于：包括沿列车入库方向依次在轨安装的前置机构(13)和检测机构，其中，前置机构(13)用于对待检测车轮的轮缘高进行检测，检测机构用于对车轮的径向跳动、踏面擦伤及磨损进行在线检测，检测机构及前置机构(13)均与控制系统控制相连，通过控制系统控制检测机构及前置机构(13)的启停。2.根据权利要求1所述的一种列车车轮踏面缺陷在线动态检测系统，其特征在于：所述轨道内侧位于前置机构(13)前端还设有触发单元，该触发单元包括沿轨道内侧间隔设置的第一磁钢(1201)和第二磁钢(1202)；更进一步的，所述的检测机构对称安装于双侧轨道内侧，且同一侧检测机构的数量≥2。3.根据权利要求1或2所述的一种列车车轮踏面缺陷在线动态检测系统，其特征在于：所述的检测机构包括安装于轨道(1)内侧且平行于轨道(1)的活动板和固定板(4)以及感应单元，所述活动板与固定板(4)之间通过滑轨机构及弹性机构相连，所述的感应单元用于对活动板的下压位移进行测量，所述的活动板还与升降驱动机构(9)相连。4.根据权利要求3所述的一种列车车轮踏面缺陷在线动态检测系统，其特征在于：所述升降驱动机构(9)包括电机(901)、丝杠(906)、丝杠螺母(903)和丝杠螺母座(904)，其中电机(901)的输出轴与丝杠(906)一端固定相连，丝杠(906)另一端穿过丝杠螺母(903)且与丝杠螺母(903)螺纹相连，丝杠螺母(903)穿过丝杠螺母座(904)，且丝杠螺母座(904)与活动板固定相连。5.根据权利要求4所述的一种列车车轮踏面缺陷在线动态检测系统，其特征在于：所述电机(901)通过电机安装座(902)固定安装于固定板(4)上，所述丝杠螺母(903)上方固定安装有传感器安装座(905)，位移传感器(1002)安装于传感器安装座(905)上，感应板(1001)对应安装于丝杠螺母座(904)上；更进一步的，所述传感器安装座(905)靠近活动板的一侧固定有第二滑块(908)，活动板上固定有与第二滑块配合的第二导轨(909)，且第二导轨的安装方向与活动板、固定板(4)之间滑轨机构的安装方向平行。6.根据权利要求3所述的一种列车车轮踏面缺陷在线动态检测系统，其特征在于：所述活动板与固定板(4)之间设有至少两个相互平行的滑轨机构，且滑轨机构相对于活动板和固定板(4)倾斜设置；所述的弹性机构包括弹性元件(6)，弹性元件(6)的两端分别固...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺子铭，马开富，徐见，芮军，
申请(专利权)人：马鞍山市雷狮轨道交通装备有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34