[發明專利]區分軌道波磨及車輪多邊形磨耗的識別方法與測量方法

有效

• 申請號: 202110483970.1
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113276905B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 陳志賢;王業立;楊吉忠;李忠繼;林紅松;蘇楷通;肖飛知;代豐;馮讀貝;陳志輝;蔣堯;陳以庭;舒睿洪
• 申請（專利權）人: 中鐵二院工程集團有限責任公司
• 主分類號: B61K9/08
• 分類號: B61K9/08;B61K9/12
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 劉雪蓮

本發明公開了區分軌道波磨及車輪多邊形磨耗的識別方法與測量方法，應用在軌道交通軌道檢測技術領域，可用于地鐵以及高速列車，對列車的加速度、位移等參數進行采集，通過獲得軸箱振動加速度轉換為時頻圖，通過時頻圖的橫向條帶分布，區分軌道波磨與車輪多邊形磨耗，通過車體振動加速度、車體軸箱相對位移和軸箱加速度來測量波磨波長與波深；能夠精確識別軌道波磨和車輪多邊形磨耗，判斷車輪多邊形損傷類型以及測量軌道波磨的波長和波深，進而對列車和軌道進行維護保養，避免造成惡劣后果，實用價值高。

技術領域

本發明涉及軌道交通的軌道檢測技術領域，特別涉及區分軌道波磨及車輪多邊形磨耗的識別方法與測量方法。

背景技術

車輪多邊形磨耗是指軌道列車的車輪在運用一段時間后會因牽引制動、滾動接觸和輪軌共振等因素的影響而產生磨耗，并不再保持理想圓形，產生周向不均勻磨耗的現象。車輪多邊形損傷類型是車輪多邊形磨耗中比較關心的一個指標，可以通過車輪多邊形階次n(或車輪多邊形邊數)來描述。

車輪多邊形磨耗深度達到某一階段后，會導致輪軌之間產生高頻沖擊振動，引起列車及軌道強烈的振動和巨大的噪聲，乘坐舒適性、運行平穩性和安全性急劇下降。

然而，車輪多邊形磨耗難以通過直接觀察發現，往往是列車檢修時發現軸箱連接螺栓或者軸箱端蓋脫落，以及其他部件發生疲勞破壞，車輪多邊形磨耗才能引起列車檢修員和研究人員的注意。1998年德國ICE型高速列車發生脫軌事故，最終調查報告顯示正是由于車輪多邊形引起輪箍疲勞破壞而導致脫軌。因此，及時檢測車輪多邊形磨耗，并根據檢測結果和安全標準及時對車輪進行維護，可以保障列車運行平穩性和安全性。

軌道波浪型磨耗(簡為“波磨”)是指軌道投入使用后，軌頂沿縱向表面出現的有一定規律性的波形不平順現象，是軌道損傷的一種主要形式。軌道波磨造成的危害主要有：

1)列車通過波磨地段時，輪對、轉向架以及整個車體都會發生劇烈的振動，振動不僅影響乘坐舒適性，同時極大地縮短了列車結構和零部件的使用壽命，增加養護維修費用。

2)如果軌道波磨嚴重，列車通過時易產生較大沖擊力，可能引起列車減載脫軌、車軸斷裂等行車安全事故。

3)列車通過波磨軌道時所發出的嘯叫聲會造成極大的噪聲污染。

波長和波深是反映波磨嚴重程度的兩個參數，波長是兩個相鄰波峰之間的水平距離，波深是相鄰的波峰和波谷之間的垂直距離。波磨的形成與輪軌系統的某一階振動有關，一旦某處波磨形成，波深逐漸加大，波長基本固定，波磨區域沿軌道不斷向前拓展。

如今，在國內，不管是近年來發展迅猛的高速鐵路，還是城市地鐵，輕軌等軌道交通領域，波磨問題都已出現，并且愈發嚴重。考慮到波磨的危害和不可避免性，鐵路和城市軌道部門需要快速、準確地獲取軌道的波磨信息，包括軌道波磨的波長和波深以及波磨出現的區段，為檢修、打磨軌道提供可靠依據。若軌道出現波磨，被波磨檢測裝置發現后，需要及時進行打磨處理；若打磨不到位，軌道的波磨便沒有被完全消除，那么波磨情況會進一步加劇，最終導致只能換軌處理。所以檢測方要做到盡早發現，盡早處理。

現有技術僅僅是針對軌道波磨或車輪多邊形磨耗單一問題進行分析處理，并沒有將兩者結合，但實際上，因為城市軌道交通列車的運行環境十分復雜、惡劣，高速列車的運營速度快、里程長，軌道和列車上發生的故障常以多種形式存在，軌道波磨和車輪多邊形磨耗常常同時發生。在這種情況下，單一的軌道波磨或車輪多邊形磨耗檢測不能準確識別兩類磨耗，得到的結果不能真實反應軌道和列車的完整狀態，從而不能提出最好的維護保養方案，一旦錯過了最佳的維保時機，兩類磨耗程度將愈發嚴重，造成重新更換車輪及軌道的惡劣后果，帶來極大的經濟損失。

發明內容