[发明专利]一种便携式铁道车轮踏面不圆度快速测量仪

说明书

一种便携式铁道车轮踏面不圆度快速测量仪，其组成是：垂向的机架板的右面安装有前导向轮和后导向轮，前导向轮和后导向轮的圆周面为与被测车轮的轮缘配合的凹面；后导向轮的轴穿过机架板的左端安装有旋转式编码器；横杆的左部固定于机架板的顶部，横杆的右端与测微计的外壳固定连接；测微计向下的探头与被测车轮的踏面接触；机架板的右面还安装有三个万向滚珠；旋转式编码器和测微计均与机架板上的数据采集装置电连接。该装置便于携带、操作简单、测量精度高、重现性好；能在现场随车测量各种铁道车轮踏面不圆度。

技术领域

本发明涉及铁道车辆车轮检测领域，特别涉及便携式铁道车轮踏面不圆度测量仪。

背景技术

在列车运行过程中，车轮踏面(车轮与钢轨的接触面)会产生多边形磨耗，导致车轮踏面不圆；需要定期测量车轮的不圆度以便修复或更换。目前车轮踏面不圆度大多采用人工轮径尺测量，该种测量简便快捷，但测量采集数据较少，且轮径尺定位精度较低。也可使用激光位移传感器进行测量，其测量精度比较高。但需在不落轮的前提下通过人工把被测车轮顶起或放置于不落轮镟床上，手动旋转车轮进行测量；其测量工装复杂，测量步骤繁琐，现场测试时间相对较长，不便于现场快速测量和检测。还可采用不落轮镟床进行测量：不落轮镟床安装于维修点的地坑中，测量时须将车辆开至不落轮镟床上方，由地坑中的不落轮镟床对其正上方车轮进行测量。镟床固定不可移动，需要车辆停止运营进行随床测量，而不能对线路上运营中的车辆进行随车测量，其操作复杂、费时、费力。

发明内容

本发明的目的是提供一种便携式铁道车轮踏面不圆度快速测量装置，该装置便于携带、操作简单、测量精度高、试验数据的重现性好；能方便地在现场随车测量各种铁道车轮踏面不圆度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，一种便携式铁道车轮踏面不圆度快速测量仪，其组成是：垂向的机架板的右面安装有前导向轮和后导向轮，前导向轮和后导向轮的圆周面为与被测车轮的轮缘配合的凹面；后导向轮的轴穿过机架板的左端安装有旋转式编码器；横杆的左部固定于机架板的顶部，横杆的右端与测微计的外壳固定连接；测微计向下的探头与被测车轮的踏面接触；机架板的右面还安装有三个万向滚珠；旋转式编码器和测微计均与机架板背面的数据采集装置电连接。

本发明的工作过程和原理是：

测试时，车辆停于线路上的任意位置，测量人员手持机架板，将前、后导向轮靠在被测车轮上，并使前、后导向轮的圆周面与被测车轮的轮缘完全贴合；并使三个万向滚珠紧贴前、后导向轮的左侧面。随后将测微计的探头置于被测车轮踏面，再将测微计调零。操作机架板，使机架板的三个万向滚珠紧贴车轮左侧面滚动，并使机架板的前、后导向轮沿被测车轮的轮缘旋转。

机架板旋转过程中，旋转编码器将后导向轮的旋转角度信号传给数据采集装置；数据采集装置收到旋转角度信号，即触发采集测微计的车轮径向位移(车轮的直径差)信号；最后将测出的位移信号数据值及对应的旋转角度信号数据值送入计算机处理，即得到被测车轮的不圆度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、本发明的便携式铁道车轮踏面不圆度快速测量仪，由机架板、板上的前、后导向轮、三个万向滚珠、旋转式编码器、测微计、数据采集装置组成，其结构简单、轻巧、可随身携带，实现了对停于线路上的任意位置车辆的车轮不圆度的随车、现场、不落轮(不拆卸、不顶起)测量。

二、旋转编码器测出后导向轮转轴的转动角度，同步触发采集测微计的位移(车轮的直径差)信号，得到车轮的不圆度；车轮的不圆度与机架板转动的角速度无关，即测量过程中机架转动的速度对测量结果无影响；测量数据精确可靠，重复性好。测微计的精度达1μm，其测量精度高。

三、上述导向轮采用反向轮缘设计，可使导向轮踏面与被测车轮轮缘外部轮廓完好啮合，确保导向轮转动角度与被测车轮圆周位置一一对应，保证测量的精确、可靠。同时，导向轮可以实现快速拆装，更换不同型面轮缘的导向轮，即可实现测量不同型面车轮的不圆度。