車輪踏面磨損檢測技術研究與儀器開發(fā).pdf

1、隨著高速鐵路的快速發(fā)展，機車運行速度和運行密度不斷增加，機車的啟停和加減速頻率顯著增加，車輪踏面磨損隨之加劇。踏面磨損會導致車輪與鋼軌的粘著力下降，影響機車的制動性能，并對鋼軌產生沖擊力，嚴重影響機車運行的平穩(wěn)性和行駛安全。因此，必須定期或定里程對車輪踏面進行檢測，對檢測出的問題車輪進行及時維修或更換，以確保鐵路運輸安全。
　　高速鐵路快速發(fā)展對高效、高精度、使用操作方便的踏面磨損檢測儀器提出了迫切需求，而且，城市地鐵的大規(guī)模發(fā)展

2、也提出了同樣的需求。為此，本文對采用激光位移傳感器的車輪踏面檢測技術和便攜式的高性能檢測儀器開發(fā)進行研究。論文主要內容如下：
　　首先，對車輪踏面輪廓特征、基本參數、踏面磨損及其檢測技術要求進行分析.針對車輪踏面輪廓尺寸變化范圍較大（28mm或者更大）、輪廓曲線斜率變化大的特點，通過對直射式三角測量法和斜射式三角測量法的測量特征及優(yōu)缺點進行分析比較，選擇采用直射式激光位移傳感器進行測量，并確定合理的掃描測量方案。
　　第二，

3、激光位移傳感器的測量精度與測量光束入射角有關。由于車輪踏面輪廓曲線斜率變化大，使得測量光束的入射角變化大，影響測量精度，甚至出現(xiàn)測量失真。針對這一問題，本文對入射角與位移測量誤差L的關系進行了實驗研究，給出了一種測量與L關系的簡單實驗方法。得出如下結論：（1）L隨的增大而增大，而且，當較小時，L隨?的變化緩慢；當?大于某一值時，?L隨?的變化快速增大。（2）對于不同的被測材料和表面質量，?L隨?的變化規(guī)律不一致。在?相同的條件下，被測件

4、表面光潔度高，則測量誤差?L較小。
　　第三，完成了便攜式車輪踏面磨損檢測裝置的設計制作。該裝置具有以下特點：傳感器傾斜?角安裝，使得在整個踏面輪廓測量范圍內，不會因為入射角?過大而產生測量失真。掃描運動機構采用步進電機+絲杠-螺母副傳動，通過調節(jié)步進電機細分倍數和脈沖頻率，精確控制傳感器的掃描運動。步進電機與絲杠為貫通軸式結構，結構緊湊、體積小。
　　第四，基于NI ELVISⅡ+和計算機，利用LabVIEW編程實現(xiàn)了對便