[发明专利]一种轨道车辆车轮仿形修复方法与系统

说明书

本发明公开了一种轨道车辆车轮仿形修复方法与系统，通过对多个不同位置的轨道踏面的外轮廓曲线进行拟合得到最逼近的轨道踏面外轮廓曲线，即最逼近的轨道踏面外轮廓曲线与每个轨道踏面的外轮廓曲线之间的误差总和最小；仿形电极加工部的截面轮廓曲线与最逼近的轨道踏面外轮廓曲线相同，在对待修复车轮进行加工时，经过电弧放电加工能够反拷贝仿形电极加工部的外轮廓型面，使修复后的车轮踏面形状是仿形电极加工部的反拷贝形状，从而实现了轨道车辆车轮的仿形修复，提高了车轮踏面与轨道踏面的匹配度，使修复后的车轮踏面与已磨损轨道踏面能够很好地贴合与匹配，提升了车辆运行的舒适性和稳定性。

技术领域

本发明属于轨道交通技术领域，尤其涉及一种轨道车辆车轮仿形修复方法与系统。

背景技术

随着我国轨道交通领域的快速发展，轨道车辆的运行安全性、乘坐舒适性、使用寿命等性能更加得到业主的关注和重视。轨道车辆车轮失圆、以及车轮与轨道踏面不匹配现象广泛存在于铁路运输系统，车轮失圆、车轮与轨道踏面不匹配都将引发车辆系统强烈的振动和噪声，甚至会造成晃车现象，这些不良现象对行车稳定性和安全性、乘坐舒适性、以及车辆系统各个部件的使用寿命有很大影响。

为了解决车轮失圆、车轮/踏面不匹配对行车、乘客乘坐和车辆寿命造成的不利影响，通常在发现轨道车辆车轮存在失圆或车轮/踏面不匹配时，通过车轮修复和打磨钢轨的方法消除车轮失圆或车轮/踏面不匹配。例如公开号为CN112059460A，名称为一种基于喷焊技术修复轨道车辆轮对的喷焊系统及方法的中国专利文献，其中公开了利用喷焊技术实现轨道车辆轮对的修复，实质上是一种车轮的增材修复方式；又如公开号为CN112338194A，名称为采用废旧轨道车辆车轮为原料的再制造修复系统的中国专利文献，其中公开了利用废旧的车轮作为原料，把废弃车轮加工层粉末后，再利用喷涂方式将粉末喷涂到车轮缺陷处实现车轮的修复，实质上也是一种车轮的增材修复方式。

相比于打磨钢轨的方式，车轮修复方法在解决车轮失圆和/或车轮/踏面不匹配的问题上更容易实现。目前，轨道车辆车轮修复主要采用璇轮方式实现，其主要是以机械加工方法去除车轮外端面材料，将车轮失圆或者多边形材料去除，最后实现车轮修复效果。这种车轮修复方法主要是采用数控机床通过刀具走预定轨迹的方式去除多余材料，达到预定外形轮廓的目的，实质上是一种减材修复方式。

然而，车轮修复还未能应用特种加工方式、配合仿形方法实现璇轮。无论哪种方式通常均是将车轮修复为初始设计时的踏面形状，然而在既有线路下的轨道踏面已经存在磨损，轨道踏面无法保持最初设计时的型面，此时车轮修复后的踏面与既有轨道踏面并不是最合适的踏面配合形式。因此，针对已有线路条件下轨道踏面已磨损成特殊形状，目前的车轮修复技术无法实现新换车轮或者新璇轮后的车轮与轨道踏面的较好贴合。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轨道车辆车轮仿形修复方法与系统，以解决目前车轮修复技术均是将车轮修复为初始设计时的踏面形状，而在既有线路下轨道踏面因磨损无法保持最初设计时的型面，导致修复后车轮或新换车轮与轨道踏面无法较好贴合的问题。

本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种轨道车辆车轮仿形修复方法，包括以下步骤：

确定待修复车轮对应轨道车辆所行驶的既定线路；

获取既定线路上不同位置的轨道踏面形状，得到一系列轨道踏面形状信息；

对一系列轨道踏面形状信息进行特征提取，得到每个轨道踏面的外轮廓曲线；

对所有轨道踏面的外轮廓曲线进行拟合，得到与每个轨道踏面外轮廓曲线均最逼近的轨道踏面外轮廓曲线；

根据最逼近的轨道踏面外轮廓曲线，设计并制造出与该最逼近的轨道踏面外轮廓相同的仿形电极，即仿形电极的加工部的截面轮廓曲线与最逼近的轨道踏面外轮廓曲线相同；