[实用新型]一种车轮轮缘厚度动态测量装置

说明书

(一)技术领域

本实用新型涉及一种列车车轮轮缘厚度测量装置，特别适用于对运动中的车轮的轮缘厚度进行在线测量。

(二)背景技术

车轮是关系到列车运行安全的关键运动部件，其几何尺寸的精度直接影响到轮轨的配合和列车的行车安全，车轮几何尺寸超差，特别是轮缘厚度超差时会影响轮轨配合关系，造成列车脱轨，引起重大列车事故，故在我国实行车轮定期检修制度。换而言之，车轮在铁路上运行一段时间后必须送到车辆段或车辆厂进行检修。现有的检测车轮轮缘厚度的方法和手段大部分采用简单的机械测量器具，如车轮第三、第四检查器。这些测量方法和手段的主要缺点是：测量效率极低，测量精度低，测量结果受测量人员的影响大，不能满足我国铁路发展的要求。20世纪80年代，我国开展了车轮几何尺寸自动测量的研究，其主要测量原理是：将车轮用托架支起来，并让其旋转，用多种接触式传感器测量各种几何尺寸，其中包括轮缘厚度[白福生，轮对自动检测机的研制及其应用，《机车车辆工艺》，1997年第6期]，这种测量方法的主要缺点是接触式测量，因为车轮表面不规则和粗糙，极容易造成接触式传感器的损坏，给实际应用带来较大的问题。同时，该方法只能用于车间车轮尺寸的自动测量，不能用于在列车运动过程中实现对车轮几何参数的在线测量。随着我国列车技术的发展，列车速度的不断提高，车轮各种磨耗，特别是轮缘磨耗大幅度加快，定期检修车轮各种几何尺寸的方式将不再满足我国铁路发展的需要。研制车轮几何参数动态测量方法、技术及设备，在列车行走过程中实现对车轮几何参数的在线测量，变被动修为状态修，可满足我国铁路快速发展的需要。在轮对几何参数自动测量中，轮缘厚度最难测量，而轮缘磨耗状态直接关系到轮轨配合和车辆的行车安全。国外对车轮几何参数动态测量的研究始于90年代，目前俄罗斯、日本、德国、法国、罗马尼亚、美国等已先后建立起不同类型的动态测量系统，可在列车低速(＜8Km/h)行使时对车轮关键几何参数进行动态测量，其中包括对轮缘厚度的测量，其测量误差为0.2mm，测量时列车的速度小于8Km/h。概括起来，目前国外动态测量车轮几何参数的方法有：1)超声波测量为主，配以其它传感器；2)特殊光源与CCD摄像相结合；3)断轨加光学测量等[马林，车轮踏面外形几何参数的检测技术，《国外铁道车辆》，1998年第6期：40～42]，[罗马尼亚，车轮外形磨耗自动检测系统，《国外铁道车辆》，1995年第4期：53～57]，但这些测量方法的主要缺点在于测量机构复杂，测量轮缘时测量基准不易确定，有的测量装置需要改造现有钢轨，不宜在我国推广使用。国内目前尚无动态测量轮缘厚度的方法和技术。

(三)发明内容

本实用新型所要解决的是，提供一种测量精度高的车轮轮缘厚度测量装置，并能实现车轮在行进中对其轮缘厚度或厚度的变化进行动态测量。

车轮轮缘厚度动态测量装置由四连杆机构、轮缘厚度测量单元及信号处理单元构成。其特征在于：所述的四连杆机构与钢轨固定在一起，形成一平行四边形机构；所述的轮缘厚度测量单元由传感器构成，此传感器固定在四连杆机构的上平板上。信号处理单元主要采集传感器的数据，并对数据进行处理，得到车轮轮缘厚度或厚度的变化量。

本实用新型的有益效果是：其一，采用四连杆机构，并将轮缘厚度测量单元中的传感器固定在平行四边形的上平板上，传感器测量点到轮缘顶点的距离为一标准值，与实际测量轮缘厚度的基准完全相同，同时测量点不会因为车轮踏面形貌的变化而变化，避免了使用摄像等方法寻求测量基准带来的测量误差，大大提高了轮缘厚度的测量精度；其二，由于平板、支杆等与钢轨一起形成了平行四边形机构，使得车轮轮缘厚度动态测量装置与钢轨形成一个整体，与列车的振动大小无关，因而与列车的速度、重量、钢轨的质量等许多因素无关，克服已有方法中测量结果受这些参数影响的缺点，极大地提高了测量的准确性。

(四)附图说明

图1车轮轮缘厚度动态测量装置主视图

图2使用光纤位移传感器的车轮轮缘厚度动态测量装置侧视图

图3使用激光位移传感器的车轮轮缘厚度动态测量装置局部视图

图4使用超声厚度测量传感器的车轮轮缘厚度动态测量装置侧视图

图中：1为四连杆机构、2为轮缘厚度测量单元、3为信号处理单元、4为钢轨、5为上平板、6为支杆、7为弹簧、8，9为支座、10为压板，11为车轮、12为位移传感器，13为激光位移传感器，14为超声厚度传感器、15为反射镜、16为反射镜座。

(五)具体实施方式