国内外车轮踏面损伤检测技术综述

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1、国内外车轮踏面损伤检测技术综述张渝,王黎,高晓蓉,赵全轲,王泽勇(西南交通大学,四川成都610031)摘要:阐述了踏面损伤的危害及其原因,从静、动态检测两方面着重介绍了国内外车轮踏面损伤检测的技术状况,简述了相关检测装置的原理及功能。关键词:车轮;踏面;损伤;检测中图分类号:U260.331;TP274文献标识码:AAreviewofwheeltreaddamagedetectiontechnologiesinandoutofChinaZHANGYu,WANGLi,GAOXiao-rong,ZHAOQuan-

2、ke,WANGZe-yong(SouthwestJiaotongUniversity,610031Chengdu,China)Abstract:Thisarticledescribestheharmcausedbywheeltreaddamages,andthecausesaswell.ItdetailsthecurrenttechnologiesusedtodetectwheeltreaddamagesbothinChinaandabroad,intermsofstaticanddynamicdetecti

3、on.Thearticlealsobriefstheworkprinciplesandfunctionsofrelateddetectingsystems.Keywords:wheel;tread;damage;detection(3)轴承所受的冲击力急剧增大,缩短轴承寿命,极易造成热轴。(4)客车在强冲击振动下,增加了噪声,降低了乘坐舒适度。(5)货车在强冲击振动下,易损坏运输物品。(6)踏面磨耗破坏了踏面锥度,降低了列车的运行平稳性,加大了轮轨接触面积,增加了运行阻力。(7)踏面磨耗过大造成轮缘外侧距过小

4、,车轮横向振动严重,易发生脱轨事故。1前言机车的驱动力和制动力是通过轮轨间的粘着作用,在轮轨接触处产生的使列车前进和制动的外力,因此,轮对尤其是车轮踏面的技术状态直接影响着列车的运行安全。分析车轮踏面损伤的原因,准确测量车轮的外形参数,并提出有效的预防措施,是迫切需要解决的问题。2踏面损伤的危害踏面损伤包括踏面磨耗、踏面擦伤和踏面剥离。踏面损伤的原因踏面磨耗(1)线路养护条件差。(2)轮轨外形及材质匹配不合理。(3)转向架技术状态不良。(4)牵引装载定数过大。(5)车轮在轨道上长期滚动。踏面擦伤踏面擦伤的形成

5、与轴重、车速、制动力及轨面干13踏面损伤的危害有:(1)使轮轨接触状态恶化,轮轨间冲击振动加大,易损伤轨道,缩短轨道设施的使用寿命。(2)加大车体上下振动,易使机车车辆配件松动、折断、磨损,并产生裂纹,造成意外事故。3.1收稿日期:2001209212作者简介:张渝(19772),女,四川雅安人,2000年毕业于西南交通大学光电子技术专业,工学学士,现攻读西南交通大学电气工程学院电力电子与电力传动专业硕士学位。3.2综述述评机车车辆工艺第1期2002年2月湿状况有关1,主要原因有:(1)列车启动或加速时,闸瓦

6、没有缓解,造成车轮在轨道上滑行2。(2)列车制动时制动力不均或过大,闸瓦抱死车轮,使之在轨面上滑行,形成一块或数块擦伤。例如,机车制动机、给气阀作用不良,使制动管压力过高而导致制动力过大;制动机出现故障使列车在紧急制动时,制动快慢不一,制动力不均匀;制动缸活塞行程调整不及时,致使制动力强弱不一;不同车型车辆挂接时,各车辆制动率不同,制动率过高的易发生踏面擦伤;调车作业时突开折角塞门,或运行途中遇软爆破等意外情况紧急制动时,闸瓦抱死车轮。(3)同一轮对车轮直径相差过大3。(4)严寒季节轨面上有雨雪、霜冻、油污等

7、,使轮轨粘着系数降低,制动力大于粘着力。3.3踏面剥离列车制动力过大或闸瓦抱死车轮时,车轮在钢轨上滑行形成踏面擦伤,与此同时,踏面与闸瓦强烈摩擦产生高温,冷却后,擦伤处表层金属硬脆,在随后的减速制动中,易造成踏面上金属小块脱落或呈片状翘起,形成踏面剥离。当前,列车的高速、重载、大密度运行加剧了踏面损伤的程度。检测1000点,点距0.1mm。(3)日本于20世纪90年代中期研制的“便携式轮对主要尺寸及车轮踏面形状自动测定装置”能检测踏面轮廓、轮径、轮缘高度及厚度。4.1.2光电测量法该法通过光束照射或激光扫描踏

8、面获得踏面断面曲线,利用摄像技术获取数据。(1)日本于20世纪80年代末研制的“轮对自动检查装置”5可同时检测转向架解体后的轮对2个车轮的外形参数。测量时轮对随回转装置转动,CCD摄像机拍摄踏面外形,数据经计算机处理后在CRT上显示,实现检测自动化,具有安全、高效等特点。(2)匈牙利于20世纪90年代初研制的“走行装置自动化诊断装置”能检测踏面形状、轮径、轮缘内侧距、车轮垂直载荷及主弹簧装置的几何参