[實用新型]一種車輪輪緣厚度動態測量裝置

無效

• 申請號: 01271141.1
• 申請日: 2001-11-21
• 公開（公告）號: CN2510369Y
• 公開（公告）日: 2002-09-11
• 發明（設計）人: 馮其波
• 申請（專利權）人: 北方交通大學
• 主分類號: B61K9/00
• 分類號: B61K9/00;G01B11/02
• 代理公司: 北京港歸專利事務所
• 代理人: 李鴻華

(一)技術領域

本實用新型涉及一種列車車輪輪緣厚度測量裝置，特別適用于對運動中的車輪的輪緣厚度進行在線測量。

(二)背景技術

車輪是關系到列車運行安全的關鍵運動部件，其幾何尺寸的精度直接影響到輪軌的配合和列車的行車安全，車輪幾何尺寸超差，特別是輪緣厚度超差時會影響輪軌配合關系，造成列車脫軌，引起重大列車事故，故在我國實行車輪定期檢修制度。換而言之，車輪在鐵路上運行一段時間后必須送到車輛段或車輛廠進行檢修。現有的檢測車輪輪緣厚度的方法和手段大部分采用簡單的機械測量器具，如車輪第三、第四檢查器。這些測量方法和手段的主要缺點是：測量效率極低，測量精度低，測量結果受測量人員的影響大，不能滿足我國鐵路發展的要求。20世紀80年代，我國開展了車輪幾何尺寸自動測量的研究，其主要測量原理是：將車輪用托架支起來，并讓其旋轉，用多種接觸式傳感器測量各種幾何尺寸，其中包括輪緣厚度[白福生，輪對自動檢測機的研制及其應用，《機車車輛工藝》，1997年第6期]，這種測量方法的主要缺點是接觸式測量，因為車輪表面不規則和粗糙，極容易造成接觸式傳感器的損壞，給實際應用帶來較大的問題。同時，該方法只能用于車間車輪尺寸的自動測量，不能用于在列車運動過程中實現對車輪幾何參數的在線測量。隨著我國列車技術的發展，列車速度的不斷提高，車輪各種磨耗，特別是輪緣磨耗大幅度加快，定期檢修車輪各種幾何尺寸的方式將不再滿足我國鐵路發展的需要。研制車輪幾何參數動態測量方法、技術及設備，在列車行走過程中實現對車輪幾何參數的在線測量，變被動修為狀態修，可滿足我國鐵路快速發展的需要。在輪對幾何參數自動測量中，輪緣厚度最難測量，而輪緣磨耗狀態直接關系到輪軌配合和車輛的行車安全。國外對車輪幾何參數動態測量的研究始于90年代，目前俄羅斯、日本、德國、法國、羅馬尼亞、美國等已先后建立起不同類型的動態測量系統，可在列車低速(＜8Km/h)行使時對車輪關鍵幾何參數進行動態測量，其中包括對輪緣厚度的測量，其測量誤差為0.2mm，測量時列車的速度小于8Km/h。概括起來，目前國外動態測量車輪幾何參數的方法有：1)超聲波測量為主，配以其它傳感器；2)特殊光源與CCD攝像相結合；3)斷軌加光學測量等[馬林，車輪踏面外形幾何參數的檢測技術，《國外鐵道車輛》，1998年第6期：40～42]，[羅馬尼亞，車輪外形磨耗自動檢測系統，《國外鐵道車輛》，1995年第4期：53～57]，但這些測量方法的主要缺點在于測量機構復雜，測量輪緣時測量基準不易確定，有的測量裝置需要改造現有鋼軌，不宜在我國推廣使用。國內目前尚無動態測量輪緣厚度的方法和技術。

(三)發明內容

本實用新型所要解決的是，提供一種測量精度高的車輪輪緣厚度測量裝置，并能實現車輪在行進中對其輪緣厚度或厚度的變化進行動態測量。

車輪輪緣厚度動態測量裝置由四連桿機構、輪緣厚度測量單元及信號處理單元構成。其特征在于：所述的四連桿機構與鋼軌固定在一起，形成一平行四邊形機構；所述的輪緣厚度測量單元由傳感器構成，此傳感器固定在四連桿機構的上平板上。信號處理單元主要采集傳感器的數據，并對數據進行處理，得到車輪輪緣厚度或厚度的變化量。

本實用新型的有益效果是：其一，采用四連桿機構，并將輪緣厚度測量單元中的傳感器固定在平行四邊形的上平板上，傳感器測量點到輪緣頂點的距離為一標準值，與實際測量輪緣厚度的基準完全相同，同時測量點不會因為車輪踏面形貌的變化而變化，避免了使用攝像等方法尋求測量基準帶來的測量誤差，大大提高了輪緣厚度的測量精度；其二，由于平板、支桿等與鋼軌一起形成了平行四邊形機構，使得車輪輪緣厚度動態測量裝置與鋼軌形成一個整體，與列車的振動大小無關，因而與列車的速度、重量、鋼軌的質量等許多因素無關，克服已有方法中測量結果受這些參數影響的缺點，極大地提高了測量的準確性。

(四)附圖說明

圖1車輪輪緣厚度動態測量裝置主視圖

圖2使用光纖位移傳感器的車輪輪緣厚度動態測量裝置側視圖

圖3使用激光位移傳感器的車輪輪緣厚度動態測量裝置局部視圖

圖4使用超聲厚度測量傳感器的車輪輪緣厚度動態測量裝置側視圖

圖中：1為四連桿機構、2為輪緣厚度測量單元、3為信號處理單元、4為鋼軌、5為上平板、6為支桿、7為彈簧、8，9為支座、10為壓板，11為車輪、12為位移傳感器，13為激光位移傳感器，14為超聲厚度傳感器、15為反射鏡、16為反射鏡座。

(五)具體實施方式