[发明专利]一种检测列车车轮不圆度的方法

说明书

一种检测列车车轮不圆度的方法，涉及列车车轮几何尺寸的测量领域，在车轮前进路上设置m(m≥2)个测量点，每个测量点向车轮发射2条平行的线激光或点激光，在车轮前进的过程中，车轮切割2条线激光或点激光，获取每个测量点处在轮缘外圆上的顶点位置，由2条所述激光得到的2个顶点计算得到弦长2l_i，通过弦长2l_i及该弦长2l_i的弦高H_i，得到每个测量点处的轮缘半径值r_i，对比2m个测量点上获得的2m个r_i，判断任意两个半径值的差值Δr，若Δr≤0.25mm，则判定列车满足不圆度要求；若Δr>0.25mm，则判定列车不满足不圆度要求；本发明可以及时发现车轮的不圆度情况，保证列车运行品质、车辆转向架及轨道部件的质量。

技术领域

本发明涉及列车车轮几何尺寸的测量领域，更具体地，涉及一种检测列车车轮不圆度的方法。

背景技术

对于基于轨道运行的车轮来说，车轮的圆周面由轮缘与踏面两个曲面组成，踏面与轨道接触实现承载运行，轮缘位于轨道的内侧，通过轮缘与轨道内侧接触，与踏面共同实现导向功能。车轮不圆度是车辆运行过程中车轮尺寸变化的主要参数，特别是城市轨道交通线路，多条线路的应用实践已经证明：由于轮轨关系的基本确定性，车轮不圆度会周期性出现，需要定期的镟修。车轮出现不圆度会引发轮轨振动的加大，经常达到30～40g的振动加速度，如此强烈的连续轮轨振动，对于车辆运行品质、车辆转向架及轨道部件的质量产生严重威胁。

车轮不圆度是指同一车轮180°方向上的轮径差，因此为实现车轮不圆度测量，就需要在一次检测中对同一车轮的轮径进行至少两次测量，而且相邻两次测量位置的相位差为180°。但在列车运行时，利用现有技术测量轮径后在线计算不圆度是不现实的。

车轮不圆度在线技术难度较大，测量数据的稳定性和精度难以保证，主要原因有以下三点：

(1)在列车车轮不圆度的测量中，车轮直径测量精度为±0.5mm，实现车轮不圆度测量，就需要在一次检测中对同一车轮的轮径进行两次测量，经过2次测量误差的叠加，测量的不圆度最大误差为±1mm；不圆度测量时的精度要求是±0.2mm，其小于测量的不圆度最大误差为±1mm，所以仅靠测量2次轮径的测量技术，不可能满足测量时的精度要求；

(2)现有技术采用踏板式接触测量技术，在轨道旁难以实现应用目标，是因为轮缘顶点和踏板的接触会带来安全隐患，接触瞬间的冲击、检测过程轮轨关系的变化都会导致出现较大的测量误差，产生频繁误报的情况，因此，现有的测量技术不能满足要求；

(3)在列车通过检测区域时，常规的车轮尺寸测量系统采用高精度摄像头等设备进行拍摄，每次只完成了一次轮径的测量，而要实现真正的不圆度检测，最少需要2次轮径的测量，在现有测量方法的基础上，想要实现不圆度的测量，需要对现有的车轮系统进行复制，也就是说，所有的测量设备需要至少多准备一套，如此成本大大增加。此外，为了提高测量的精度，减少测量误差，实现不圆度检测，仅仅通过2次测量是不够的。

因此，亟需一种检测列车车轮不圆度的方法，及时发现车轮的不圆度情况。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种检测列车车轮不圆度的方法，及时发现车轮的不圆度情况，保证列车运行品质、车辆转向架及轨道部件的质量。

本发明采取的技术方案是，一种检测列车车轮不圆度的方法，在车轮前进路上设置m(m≥2)个测量点，每个测量点向车轮发射2条平行的激光，在车轮前进的过程中，车轮切割2条激光，获取每个测量点处在轮缘外圆上的顶点位置，由2条所述激光得到的2个顶点计算得到弦长2l_i，通过弦长2l_i及该弦长2l_i的弦高H_i，得到每个测量点处的轮缘半径值r_i，对比2m个测量点上获得的2m个r_i，判断任意两个半径值的差值Δr，