便携式火车轮磨损检测仪

　　1 引言

　　列车车轮的运行状况在整个车辆轨道系统中起着非常重要的作用，它直接关系到列车的运行安全。车轮踏面为车轮在钢轨面上滚动接触的部位。踏面的擦伤、磨损等缺陷会给车辆与钢轨带来振动和噪声，尤其是踏面磨损会给车轮轴承与钢轨带来巨大的额外冲击载荷，其附加冲击的大小随擦伤的深度、长度及列车的速度、载重量的不同可达到车轮静载荷的儿倍到儿十倍，并目是引起轮对轴承损伤、造成轴温升高、轮轴断裂、钢轨和混凝土轨枕断裂的卞要原因之一。因此，如何准确测量车轮踏面磨损的大小成为高速列车和重载列车发展中必须解决的关键技术问题。

　　目前的测量方法卞要分为2大类:第1类是非接触式，如线阵CCD,激光位移传感器、电涡流位移传感器测量等;第2类是接触式，如光栅位移传感器和电感位移传感器测量等。

　　非接触式测量方法较先进、检测精度高，检测仪器的灵敏度及对环境要求较高。由于测量结果受到车速、列车型号、重量以及钢轨质量、类型等诸多因素的影响，采用非接触式测量势必影响其检测精度，使其稳定性、可靠性、测量精度大打折扣。而接触式测量方法通过测量触头直接接触轮对曲面进行测量，对轮表面粗糙度的包容性较大，并目接触式测量对光线的强弱、检测环境等要求较低，具有较强的抗干扰能力。所以本文选用LVDT位移传感器。

　　由于现代传感器技术的日益发展，使检测设备日臻完美，更加成熟、稳定、可靠。并目随着电了技术和数字信号处理技术的迅猛发展，大多数的测量仪器都在向着小型化、智能化的方向发展。现在大多数的火车轮磨损测量仪体积都比较大，不能实时测量，而A.价格昂贵。本论文设计的便携式磨损测量仪基本上可以完成对磨损量的测量及简单的数据处理和记录。便携机通过USB可以和计算机进行数据通讯，将测量的数据传入计算机进行一次处理，通过设计好的软件进行信号分析等工作，还可将数据保存在数据库中，便于以后应用。

　　2测量原理

　　轨道车辆的全部载荷(包括自重和载重)，都是经车轮传递给钢轨的。车辆运行时，车轮在钢轨上不断地滚动，车轮踏面与钢轨形成一对摩擦副。所谓踏面的磨损，是指踏面在工作过程中，沿车轮半径方向尺寸的减小。踏面磨耗过大，会使机车运行失稳，造成机车构件发生非i1 :'常磨耗，特别是进入曲线时，由于踏面与轨道顶面之间四}日}磨面不相吻合容易发生空转。为了保证在钢轨顶面最大垂直磨耗处，轮缘顶点不碰到岔槽底，规定踏面磨耗深度不许超过9mmo