一种铁路机车车辆车轮踏面轮廓及粗糙度水平的检测方法与流程

本发明属于铁路机车车辆踏面的轮轨接触几何关系检测领域，涉及到一种铁路机车车辆车轮踏面轮廓及粗糙度水平的检测方法，尤其涉及到一种铁路机车车辆车轮踏面轮廓及多边形粗糙度水平的轨边在线自动检测方法。

背景技术：

1、铁路机车车辆车轮踏面多边形粗糙度水平是衡量车轮多边形的关键指标，其中高阶多边形粗糙度水平影响高铁列车运行品质。

2、现有的铁路机车车辆车轮动态入库检测设备能够检测车轮踏面擦伤与径跳(不圆度)，但是精度较差，而且无法同时获取车轮踏面周向轮廓图，从而不能检测车轮多边形粗糙度水平。

3、现有的铁路正线上的车辆运行品质轨边动态监测系统(简称“tpds”)只能定性测量多边形振动水平，无法给出多边形粗糙度水平及定量值。

4、因此，现急需增加一种能够测量铁路机车车辆车轮踏面轮廓及粗糙度水平的轨边在线自动测量方法，以满足铁路机车车辆日常入库检修的需求，特别是“机检”代替人检的铁路修程修制改革要求。

技术实现思路

1、本发明的目的就是提供一种铁路机车车辆车轮踏面轮廓及粗糙度水平的检测方法，能够绘制车轮的踏面轮廓图并定量测量车轮的多边形粗糙度水平。

2、本发明解决其技术问题，所采用的技术方案为：

3、一种铁路机车车辆车轮踏面轮廓及粗糙度水平的检测方法，所述方法为列车正常通过时的轨边在线自动检测，包括：

4、通过接触式位移测量法，采用不低于2um精度的电涡流传感器，绘制车轮踏面实际滚动圆周向完整一周的踏面曲线数据；

5、利用极坐标方法计算车轮运行一周踏面轮廓图；

6、进行傅里叶变换，将轮廓图的曲线数据转换分解成多个正弦波；

7、参照标准粗糙度水平，计算出车轮粗糙度水平值。

8、进一步的，所述绘制车轮踏面实际滚动圆周向完整一周的踏面曲线数据包括：

9、采用2um精度的电涡流传感器，以最低每不超过5mm/点的密度进行绘制车轮踏面实际滚动圆周向一周以上的踏面曲线数据；

10、通过已知车轮直径判断截取数据点的长度，从而得到完整的一周车轮踏面曲线数据。

11、进一步的，所述铁路的钢轨内侧布置多个检测机构，每两个检测机构之间设定有间隔；检测机构包括主体机械结构、与车轮接触的检测条以及所述电涡流传感器，电涡流传感器通过主体机械结构与检测条相连；车轮压下检测条，检测条下降，电涡流传感器则感应下降距离。

12、进一步的，所述电涡流传感器测试的是轮缘高度顶点到车轮踏面之间距离的相对变化量。

13、进一步的，所述粗糙度水平值

14、式中：lr是粗糙度等级，单位为分贝(db)；rrms是粗糙度的均方根值，单位(um)；r0是参考粗糙度，r0＝1um。

15、进一步的，根据所述正弦波的幅度值得出粗糙度的均方根值rrms。

16、与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

17、(1)本发明填补了目前入库动态检测设备不具备检测车轮多边形粗糙度水平并绘制车轮踏面轮廓图的功能空白。

18、(2)本发明在列车正常通过时即可完成检测，是一种轨边在线自动检测方法，其提供了动态的轨边在线定量测量车轮粗糙多水平的手段，完善了车轮检测项目，完善了轮轨接触几何关系检测项目。

19、(3)本发明为铁路机车车辆车轮多边形粗糙度水平日常检修提升为机检提供了一种方法，满足了“机检”代替人检的铁路修程修制改革要求。

技术特征：

1.一种铁路机车车辆车轮踏面轮廓及粗糙度水平的检测方法，其特征在于，所述方法为列车正常通过时的轨边在线自动检测，包括：

2.如权利要求1所述的一种铁路机车车辆车轮踏面轮廓及粗糙度水平的检测方法，其特征在于，所述绘制车轮踏面实际滚动圆周向完整一周的踏面曲线数据包括：

3.如权利要求1或2所述的一种铁路机车车辆车轮踏面轮廓及粗糙度水平的检测方法，其特征在于，所述铁路的钢轨内侧布置多个检测机构，每两个检测机构之间设定有间隔；检测机构包括主体机械结构、与车轮接触的检测条以及所述电涡流传感器，电涡流传感器通过主体机械结构与检测条相连；车轮压下检测条，检测条下降，电涡流传感器则感应下降距离。

4.如权利要求3所述的一种铁路机车车辆车轮踏面轮廓及粗糙度水平的检测方法，其特征在于，所述电涡流传感器测试的是轮缘高度顶点到车轮踏面之间距离的相对变化量。

5.如权利要求1或2所述的一种铁路机车车辆车轮踏面轮廓及粗糙度水平的检测方法，其特征在于，所述粗糙度水平值

6.如权利要求5所述的一种铁路机车车辆车轮踏面轮廓及粗糙度水平的检测方法，其特征在于，根据所述正弦波的幅度值得出粗糙度的均方根值rrms。

技术总结
本发明公开了一种铁路机车车辆车轮踏面轮廓及粗糙度水平的检测方法，所述方法为列车正常通过时的轨边在线自动检测，包括：通过接触式位移测量法，采用2um精度的电涡流传感器，绘制车轮踏面实际滚动圆周向完整一周的踏面曲线数据；利用极坐标方法计算车轮运行一周踏面轮廓图；进行傅里叶变换；参照标准粗糙度水平，计算出车轮粗糙度水平值。本发明填补了目前动态入库检测设备不具备检测车轮多边形粗糙度水平并绘制车轮踏面轮廓图的功能空白。本发明提供了动态的轨边在线定量测量车轮粗糙多水平的手段，完善了车轮检测项目，完善了轮轨接触几何关系检测项目。本发明为铁路机车车辆车轮多边形粗糙度水平日常检修提升为机检提供了一种方法。

技术研发人员：郭其昌,张兆贵,李加杰,梅劲松,高乐,汪项超,邵永发,董智源,黄立松,李家岭,卞志豪,毕乾宏
受保护的技术使用者：南京拓控信息科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14