[發明專利]一種車輪型面激光測量裝置

無效

• 申請號: 201210081576.6
• 申請日: 2012-03-26
• 公開（公告）號: CN102607426A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 王文健;劉啟躍;王衡禹;杜星;金學松;朱旻昊
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G01B11/24
• 代理公司: 成都博通專利事務所 51208
• 代理人: 陳樹明

技術領域

本發明涉及一種鐵路車輪型面的檢測裝置。

背景技術

列車車輪作為鐵路客車、貨車和機車不可缺少的重要行走部件，其功能主要是安全可靠地承擔載荷和在鋼軌上快速行駛；對其可靠性具有極高的要求。鐵路車輪在運營過程中，由于輪軌摩擦力的作用，會使車輪型面(車輪的橫向表面)產生一定的磨損，磨損后的型面與標準車輪型面會產生一定差異，這對輪軌關系匹配會產生較大影響，進而影響列車的安全運行。

近年來隨著我國鐵路不斷向重載、高速發展，車輪型面磨損也變得越來越嚴重。車輪型面磨損主要形式表現為：輪緣磨損、踏面磨損、剝落磨損、沿圓周出現的溝槽式磨損等。當車輪型面磨損達到一定極限值后，必須對車輪進行旋修處理，通過旋修使車輪型面恢復為標準型面。因此，對車輪型面磨損的跟蹤測量是非常重要和必要的，測量結果對車輪的維護，及車輪、軌道的分析與設計均有著重要的意義。

我國車輪型面測量大都采用接觸式測量儀，這種測量儀通過搖臂前端的滾珠(滾輪)在車輪型面上滾動來測量型面變化情況，由于滾珠存在一定的直徑，當車輪上出現的溝槽式磨損的凹坑或剝落凹坑直徑小于滾珠直徑時，使用這種測量儀就不行測量顯示出車輪真實的磨損和型面變化情況。

目前，我國鐵路運行中的車輪超過500萬個，為了在現場中對車輪進行不拆卸的直接測量，要求測量設備必須能在現場中方便地移動、安裝和拆卸，而且具有高的測量精度。

發明內容

本發明的目的就是提供一種車輪型面激光測量裝置，該試驗裝置能方便地在現場測量車輪型面的磨損變化情況；且該裝置便于攜帶、操作簡單方便、測量精度高、試驗數據的重現性好。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是，一種車輪型面激光測量裝置，其構成是：

基座的一端固定有電動機，電動機與傳動絲桿相連，傳動絲桿的另一端安裝增量光電編碼器；基座上還設有與傳動絲桿平行的導桿，基座的底部通過支撐塊固定在鋼軌上；移動滑塊套合在導桿上，移動滑塊還與傳動絲桿螺紋配合；

移動滑塊上固定移動桿，移動桿的頂端固定激光位移傳感器的激光頭，激光位移傳感器的串口、USB接口分別與計算機的串口和USB接口相連，增量光電編碼器的信號輸出端與激光位移傳感器的控制信號輸入端相連。

本發明的工作過程和原理是：

將基座置于被測車輪前面，并使激光頭與被測車輪踏面之間的距離在有效工作距離內。開啟激光位移傳感器、計算機，再啟動電動機帶動傳動絲桿轉動，從而使移動滑塊沿導桿運動，移動滑塊則帶動激光頭橫向(沿車輪踏面)運動；傳動絲桿轉動同時帶動增量光電編碼器軸轉動，增量光電編碼器監測傳動絲桿的轉動角度，并按設定的轉動角度間隙向激光位移傳感器發出觸發脈沖信號，控制激光位移傳感器采集被測車輪踏面與激光頭之間的距離，最后將測出的距離值序列送入計算機處理并與標準型面比較，即得到被測車輪踏面的表面磨損和型面變化情況。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

一、將基座置于現場的被測車輪前，使被測車輪在激光頭的有效距離內，即可由電機驅動激光頭沿車輪型面移動實現對車輪型面掃描測量，從而能方便快速地對車輪型面磨損情況進行現場測量。裝置僅由激光位移傳感器、基座及其上的橫向移動機構等組成，其結構簡單，也非常便于現場安裝、拆卸和使用。

二、通過電動機及絲杠來帶動移動滑塊的往復移動，最大往復移動距離為150mm，移動速度勻速且可調，使設備自動化程度高，測量范圍大，操作方便。

三、增量光電編碼器監測傳動絲桿的轉動角度，并按設定的間隙發出信號，控制激光位移傳感器采集數據，因此測量過程中數據采集的步長一定，測量數便于計算分析，測量結果精確，可靠，重復性好。

四、激光位移傳感器所發射的激光點很小，這能更精確、真實地測量出車輪踏面上小的凹坑和剝落點，測量結果更接近于實際情況。

五、通過激光位移傳感器的串口(RS-232)與計算機上的串口連接來實現數據的通訊，傳輸數據速度快，通過計算機軟件可實現數據的自動存儲和顯示，通過與標準車輪型面的比較，可獲得磨損后車輪型面的變化情況。

上述的移動桿的頂端固定激光位移傳感器的激光頭的具體結構是：激光頭通過螺栓固定在移動桿的頂端。

上述的移動滑塊上固定移動桿的具體結構是，移動桿通過螺紋固定移動滑塊上。

這種螺紋固定方式，更便于現場的安裝、拆卸和使用。

上述的基座的底部的支撐塊為磁性支撐塊。