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地铁车轮检测

时间:2023-04-25 19:50:27
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地铁车轮检测91s东莞地铁族-东莞地铁_城际铁路_高铁资讯

轨道交通作为一种方便快捷的出行方式,在日益繁忙的城市交通网络中正占据着越来越重要的地位。目前,针对车轮的参数检测主要包括:轮对尺寸车轮踏面外形踏面缺陷内部探伤91s东莞地铁族-东莞地铁_城际铁路_高铁资讯

国内在地铁车辆维修中对大部分轮对参数的检测还停留在手工阶段,在实际测量中工作量大、效率低,同时不可避免存在人为因素干扰,直接影响了测量的准确性,这些都会对车轮镟修和车轮参数的分析产生很大的影响。

今天给大家介绍一种——高精度地铁车轮直径检测装置。可实现对车轮直径直接测量,避免人为因素兼容测量量程和测量精度符合车轮参数的分析和车轮镟修的需求。91s东莞地铁族-东莞地铁_城际铁路_高铁资讯

轮径检测装置的机构及原理91s东莞地铁族-东莞地铁_城际铁路_高铁资讯

 
对于轮直径测量,要求直径的测量范围为500mm~900 mm,测量准确度要求为0.005mm。若根据间接测量的方法,测量的准确度不满足要求。为了保证准确度采用直接测量方法。根据测量要求,设计高精度轮径测量装置,该轮径测量装置包括滑动测头、光栅尺、基座、直线导轨、方管、V型铁、基架和固定测头等。

由于测量的量程比较大,采用直接测量必须对其分段测量,否则不满足精度要求。利用大数小数分开的测量原则,将直径的测量分为500mm~600mm、600mm~700mm、700mm~800mm、800mm~900mm四段,选用量程为100mm、分辨率为0.0005mm的光栅尺。设定测量的基准,将四段测量的初值分别设定在500mm、600mm、700mm、800mm并分别用量棒对其校准。基架由铝合金型材组成,可拧动铝合金型材之间的连接角码,可方便拆装相对移动,方管相对基架保持固定。91s东莞地铁族-东莞地铁_城际铁路_高铁资讯

测量时将基架调整至合适的位置进行标定。V型铁在测量时可架设于车轮之上,被用于纵向定位。电磁铁可吸附于车轮侧面,被用于侧向定位。91s东莞地铁族-东莞地铁_城际铁路_高铁资讯

基座包括光栅尺、垫板、直线导轨、直线轴承、套筒、固定座和测头等。直线导轨与基座底板固定,套筒通过固定座固定于直线轴承上,直线轴承通过螺栓固定于套筒之中,测头上套有弹簧,測头可在直线导轨内滑动,测头尾部带动光栅尺副尺移动。在标定时,测头相对于直线导轨固定,固定座可沿直线导轨滑动,将标准量棒放置于固定测头和滑动测头之间,固定座会沿直线导轨一定位置定标。91s东莞地铁族-东莞地铁_城际铁路_高铁资讯

在测量时,测量是在定标完成之后,固定座相对于直线导轨固定,滑动测头在受到车轮踏面挤压时,测头上弹簧会变形,滑动测头在直线导轨中滑动到一定位置,测头会同时带动光栅尺副尺同时移动。这就是大数小数测量原则,此时光栅尺的示数即为测量的小数部分,量棒的规格即为测量的大数部分。辅助测头、测头与车轮可以三点接触,保证测量的可靠性。91s东莞地铁族-东莞地铁_城际铁路_高铁资讯

对于车轮直径采用直接测量的必须是车轮最长的弦,否则将会影响测量的结果。所以在设计轮直径测量装置时可将两端的测头一端固定,另一端滑动测头可沿轮缘踏面摆动,将测头沿车轮踏面摆动。方管包括滑座、滚珠丝杆、联轴器和电机固定板。步进电机通过联轴器与滚珠丝杆连接,滚珠丝杆的螺母与滑座连接,滑座可在铝合金方管内滑动,滑座与基座底板固定,测量时可带动基座上下移动。91s东莞地铁族-东莞地铁_城际铁路_高铁资讯

在标定时,步进电机驱动滚珠丝杆,将基座升起,将滑动测头移至与固定在同一中心线,量棒两端与测头中心相接触,可方便量棒标定。测量时,基座同测头、光栅尺、直线导轨由步进电机驱动沿方管上下移动,在上下移动过程中,滑动测头在弹簧作用下,测头始终与车轮踏面紧密接触。91s东莞地铁族-东莞地铁_城际铁路_高铁资讯

由于车轮踏面的外轮廓会对滑动测头产生压力,随着滑动测头的上下扫描,由于车轮踏面轮廓的变化,滑动测头也会在直线轴承内带动光栅尺移动。在滑动测头动态摆动扫描的过程中,测量光栅尺实时输出测头扫过轮缘各点的弦长,其中最大值即为车轮轮径。91s东莞地铁族-东莞地铁_城际铁路_高铁资讯

在测头沿曲线摆动扫描的过程中,测量光栅尺会测出测头扫过的每点长度,将测量光栅尺采集的所有弦长值发送给PC机,PC机保存并显示所有测量数据,并对比前后数据,找到其拐点即为车轮轮径。91s东莞地铁族-东莞地铁_城际铁路_高铁资讯

为保证测量的可靠性,利用三点接触,固定测头和滑动测头与车轮点接触,辅助测头紧靠车轮踏面。避免人为因素的影响,测量过程中,调节“V”型铁高度架设于车轮之上,电磁铁吸附在车轮内侧面,步进电机驱动测头上下摆动完成测量。91s东莞地铁族-东莞地铁_城际铁路_高铁资讯

轮径检测装置标定测量过程91s东莞地铁族-东莞地铁_城际铁路_高铁资讯

(1)根据车轮大小,将基架移动到合适位置并固定,选用500mm、600mm、700mm、800mm中合适的标准量棒,步进电机基座使滑动测头与固定测头在同一直线,移动直线导轨,标准量棒固定于固定测头和滑动测头之间,标定长度即为标准量棒的长度。

(2)调节“V”型铁高度架设于车轮之上,电磁铁吸附在车轮内侧面,固定测头紧靠一侧的车轮踏面,滑动测头和辅助测头紧靠另一侧车轮踏面,滑动测头压缩弹簧带动光栅尺副尺向后移动。91s东莞地铁族-东莞地铁_城际铁路_高铁资讯

(3)方管中步进电机匀速驱动基座沿车轮踏面上下移动,滑动测头在车轮踏面上摆动扫描,在弹簧力和车轮踏面的压力作用下,滑动测头会前后移动,测量光栅尺输出一系列数据到PC机,其中最大值拐点即为车轮直径。91s东莞地铁族-东莞地铁_城际铁路_高铁资讯

实 验91s东莞地铁族-东莞地铁_城际铁路_高铁资讯

已知直径为753.905mm标准车轮轮对为被检测车轮,利用700mm的标准量棒对检测装置标定,标定后将轮径检测装置架设于被检测车轮上,步进电机驱动基座沿滑动测头和固定测头的中心线上下移动20mm,当测头扫描车轮踏面采样出各点的弦长,其中最大的弦长53.904mm即为直径,被检车轮直径为753.904mm。

该轮径测量装置兼容测量量程和测量精度,符合车轮参数的分析和车轮镟修的需求。在地铁轮对直径测试中,从机械系统到实验现场测试各个环节都影响测量的结果,其中误差主要包括以下几个方面的来源↓91s东莞地铁族-东莞地铁_城际铁路_高铁资讯

制造误差:机械零部件加工会对测量装置精度有很大影响,机械零部件加工精度会带来系统误差;91s东莞地铁族-东莞地铁_城际铁路_高铁资讯

机械装配误差:在轮径测量装置机械结构中,机械零部件装配精度也会带来系统误差。机械结构装配精度如测头与轴套的装配精度、轮径测量装置铝合金型材的支撑支架安装精度都会引入误差;91s东莞地铁族-东莞地铁_城际铁路_高铁资讯
 
实验测试过程中误差:比如在标定过程中会产生误差,采样频率也会引入系统系统误差,在保证采样性能的情况下,可适当提高采样频率。
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