鐵路車輛輪對檢測技術(shù)研究

白功義

摘 要：隨著社會經(jīng)濟水平的不斷發(fā)展，我國鐵路運輸事業(yè)的發(fā)展也越來越迅速，鐵路運輸企業(yè)是鐵路行業(yè)中的重要組成部分，主要是各種貨物的運輸，隨著鐵路運輸事業(yè)的不斷發(fā)展，鐵路車輛設(shè)備出現(xiàn)的故障問題也越來越多，本文主要對鐵路車輛的輪對故障進行分析，探討車輛輪對檢測技術(shù)，旨在提高車輛運輸過程中的安全水平。

關(guān)鍵詞：車輛運輸 輪對 檢測技術(shù)

中圖分類號：U279 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）10-0-01

引言

車輛輪對是現(xiàn)代鐵路車輛中的重要部件，是保證鐵路運輸安全、鐵路車輛正常運行的關(guān)鍵，在鐵路車輛運行過程中，輪對故障比較常見，車輛輪對故障會影響車輛的荷載能力，還會對車輛的通行速度以及其他各個方面的生產(chǎn)產(chǎn)生十分重要的影響，因此，對車輛的輪對故障進行處理，加強對輪對故障的檢測，是鐵路車輛運輸過程中一個十分必要的過程。在車輛輪對故障檢測過程中，輪對故障的檢測方法有動態(tài)檢測、靜態(tài)檢測等措施，不同的方法適應于不同的故障，在檢測過程中必須要合理地選擇檢測技術(shù)，同時要做好車輛輪對的日常維護和保養(yǎng)，提高輪對的工作效率，減少故障率。

一、車輛輪對故障檢測方法分析

在鐵路車輛的運行過程中，輪對是機車車輛與鋼軌接觸的部分，是兩個車輪牢固地壓裝在同一根車軸上組成的，輪對的主要作用是保證運輸車輛可以在鐵軌上運行，保證運行方向準確，同時要承受來自機車車輛的全部荷載，包括靜態(tài)荷載和動態(tài)荷載兩個部分，將車輛的荷載傳遞給鋼軌，同時將因為線路不平順帶來的荷載傳遞給機車車輛的各個零部件。此外，機車車輛的驅(qū)動以及制動過程也是通過輪對完成的，在鐵路車輛設(shè)計過程中，對車軸以及車輪的組裝壓力和壓裝過程有十分嚴格的要求，一般要求車輛輪對的內(nèi)側(cè)距離要保持在1353±3mm范圍之內(nèi)，而且為了確保車輛可以穩(wěn)定運行，除了要降低輪軌之間的相互作用力以及阻力之外，車軸軸頸和車輪踏面的加工橢圓度和偏心度以及車輪軸的頸椎度都不能超過要求范圍。

隨著鐵路運輸事業(yè)的發(fā)展，貨車的承載重量越來越大，對貨車的安全性和穩(wěn)定性的要求也越來越高，在長期運行過程中，輪對很容易受到磨損。從歷史記錄來看，車輛輪對故障的發(fā)生率較高，而且出現(xiàn)輪對故障的時候會帶來嚴重的危害，很容易導致人員傷亡，不僅會對人們?nèi)罕姷纳睿€會對人民群眾的正常生活和國家的利益構(gòu)成威脅。在鐵路車輛的實際運行過程中，為了能夠?qū)\行質(zhì)量進行保證，必須要對輪對故障進行及時處理，定期加強輪對故障的檢測，對輪對故障進行處理。從當前實際情況來看，對輪對故障進行檢測時，主要方法有兩種，一種是靜態(tài)檢測法，一種是動態(tài)檢測法，靜態(tài)檢測法主要針對的是車輛檢修過程中的相關(guān)測量工作，動態(tài)檢測法則主要針對的是車輛運行過程中的相關(guān)測量過程，可以在線測量車輛輪對。無論是靜態(tài)檢測還是動態(tài)檢測，其檢測包括的內(nèi)容主要以下幾個方面：第一，便攜式測量方式，這種測量方式主要是對輪對的單一幾何尺寸以及幾個幾何尺寸進行測量的過程，使用的主要工具是傳感器，這種測量方法具有十分明顯的優(yōu)勢，操作也比較簡單，在測量過程中沒有明顯的缺點，唯一的問題是測量過程中的參數(shù)不夠全面，而且測量過程中的自動化程度較低。第二，接觸式自動測量方式，這種測量方式是將輪對支起之后，對其進行推動，使輪對旋轉(zhuǎn)，然后檢測輪對問題的一種方法，檢測過程中主要的工具是接觸式傳感器，在檢測過程中很容易出現(xiàn)傳感器損壞。第三，非接觸式測量方式，這種測量方式所旋轉(zhuǎn)的主要技術(shù)是CCD技術(shù)以及激光傳感技術(shù)，不僅能夠在線測量輪對的故障，而且檢測的速度很快，由于效率很高，所以這種檢測方式在輪對檢測過程中十分常用。

二、車輛輪對檢測技術(shù)

1.靜態(tài)檢測技術(shù)

1.1專用卡尺法。靜態(tài)檢測法是車輛靜止過程中進行檢測的一種方法，當前實際操作過程中卡尺法主要用于LLJ-4型鐵路車輛的輪對中，這種檢測方法的操作十分簡單，但是也存在一些缺點，在測量的過程中不能實現(xiàn)自動化測量，必須要人工測量，而且由于人工測量會導致讀書不準，誤差較大，會影響檢測結(jié)果的精準性。

1.2輪對自動測量裝置。輪對自動測量裝置是對輪對故障進行自動檢測的一種工具，這種裝置的基礎(chǔ)是平行四邊形結(jié)構(gòu)，利用該裝置可以同時檢測車輛輪對的各種參數(shù)，主要包括車輪踏面直徑、車輪踏面的磨損情況、擦傷情況，如果檢測結(jié)果比較理想，測量系統(tǒng)中的導向機構(gòu)正好與平行四邊形機構(gòu)中的測量尺邊緣部分相對應，則可以將自動測量裝置放置在踏面的滾動圓上，在這種情況下，踏面滾動圓和內(nèi)側(cè)面之間的距離要控制在70mm左右。利用測量機構(gòu)對車輪進行測量的時候，可以利用激光位移傳感器對波形進行記錄，一般檢測出來的波形為梯形，然后可以對測量結(jié)果進行比較，對于彈面上的任意點之間的距離進行測量。對于平行四邊形測量結(jié)構(gòu)而言，測量尺平動的主要發(fā)生因素為三個參數(shù)差值，利用位移傳感器可以將這個差值測量出來，通過檢測可以反映出踏面上的擦傷情況，如果有擦傷，則測量尺寸會出現(xiàn)相應的移動，而且移動的方式主要是在局部位置中，經(jīng)過進一步測量，還可以對踏面的擦傷長度、擦傷的深度、剝離的長度等相關(guān)參數(shù)進行測量。平行四邊形的輪對自動測量裝置的測量周期大約為40秒，而且各個部分的測量誤差比較小，能夠充分確保測量的精確性，測量結(jié)果中，輪對彈面上的任一點之間的距離控制在0.3mm以下，輪緣厚度的誤差保持在0.4mm以下，踏面的磨損誤差保持在0.2m以下，在對輪對進行檢修的時候，應該要講車輪從機車上卸載下來，然后方便使用檢測儀器或者裝置進行測量。

2.動態(tài)檢測技術(shù)

2.1超聲遙測檢測裝置。超聲檢測裝置屬于自動化檢測裝置，可以利用超聲檢測，實現(xiàn)對車輛輪對的非接觸式檢測，不需要直接接觸輪對就可以完成檢測目標，所以當車輛在運行的時候也可以進行檢測。如果鐵路車輛的運行速度控制在每小時5km以內(nèi)，則可以利用超聲遙測傳感器對車輪各個表面之間的距離進行測量，然后對各種數(shù)據(jù)進行分析，得到鐵路車輛相關(guān)參數(shù)，例如對輪緣的厚度、車輛的直徑以及踏面的磨損情況、垂直磨耗。利用超聲遙測檢測裝置對輪對故障進行檢測的時候，得到的參數(shù)誤差不是很大，所以可以得到比較精準的測量值，但是該裝置也有一定的問題，即測量得到的數(shù)據(jù)比較復雜，而且在安裝設(shè)備的時候難度比較大。endprint

2.2以圖像為基礎(chǔ)自動檢測方法。以圖像為基礎(chǔ)的檢測方法有十分廣泛的應用，主要包括以下幾個方面：第一，車輪踏面形狀自動檢測裝置，對于這種檢測裝置而言，主要包括五個部分，分別是激光束、車輪檢測器、CCD以及同步檢測傳感器和遮光板，當車輪通過檢測裝置的時候，可以通過激光束的照射，利用光電傳感器捕捉到車輪邊緣情況，同時可以選擇高速隨機光柵攝影，對各種畫面進行清晰地記錄。第二，利用輪對自動診斷裝置，可以在車輪上投射縫隙光的光帶，從而可以很好地辨認出輪對的輪廓，另外，以攝像機對光束進行捕捉，可以將輪緣的厚度、踏面的磨損情況進行反映。國際上對圖像檢測方法的研究比較多，隨著我國鐵路故障研究技術(shù)的不斷深入，基于圖像的檢測方法在我國取得了較大的成就。

2.3加速度峰值評法。對車輪的踏面損傷進行檢測的裝置是上世紀由日本研發(fā)出來的，在鋼軌座安裝兩個相同的加速度傳感器，使得這兩個加速傳感器的半輪周長為車輪周長的二分之一，同時對前后四分之一周長的振動進行測量。車輪踏面損傷檢測裝置不僅能夠檢測出踏面的損傷，還能對車輛通過檢測點時的速度進行測量，但是由于該測量系統(tǒng)會被車輪踏面損傷而引起的沖擊波形和鋼軌的共振波形重疊現(xiàn)象影響，所以如果單純地依靠加速度峰值，很難對車輪踏面的磨損情況反映全面。

結(jié)語

綜上所述，鐵路運輸事業(yè)的快速發(fā)展，使得鐵路運輸任務(wù)越來越繁重，我國鐵路運輸管理過程中，安全事故主要來自于鐵路車輛故障，例如一些車輛的電氣故障、硬件設(shè)備故障等，對這些故障沒有及時防范，導致事故不斷擴大，最終帶來嚴重的安全后果。輪對故障是鐵路車輛運行過程中的常見問題之一，由于輪對在鐵路車輛中具有十分重要的地位，所以在鐵路車輛運行過程中必須要積極加強對輪對故障的處理，及時對故障問題進行分析，做好檢測工作，防止輪對故障問題帶來的嚴重影響。在輪對檢測過程中常用的檢測方法有靜態(tài)檢測、動態(tài)檢測兩種，針對車輛設(shè)備的不同狀態(tài)，要采取不同的檢測方法，及時預防各類故障。

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