普速客车轮对缺陷动态检测方式的

摘 要　车辆轮对作为车辆最重要的走行部配件之一,承载着车辆的全部静、动载荷.普速客车经过长达数年甚至十数年的运行,再加上多次大提速的不断考验,轮对踏面表面和近表面发生擦伤、磨耗、剥离等故障现象极为频繁,是危及行车安全的重大隐患.本文重点介绍了国外客车轮对缺陷检测常用方法、我国普速客车轮对检测现状、存在的问题以及相关设想.

关 键 词　普速客车；轮对；实时检测；问题；设想

中图分类号U416文献标识码A文章编号　1674-6708（2013）82-0162-02

0　引言

1997年4月1日起,我国铁路先后经历了6次大提速,车辆配件老化加剧、职工劳动付出倍增,尤其是承载着车辆安全运行任务最为重要的轮对等配件,损坏不断、缺陷频发.

普速客车厂修、段修时逐条、逐个对轮对进行人工和探伤检测,虽然能够比较彻底地查找轮对故障,但是其检修周期过长,不能满足时刻处于运行状况中的轮对检修要求.车辆段运营客车轮对日常入库检测检修多采取人工静态检测方式,轮对的缺陷需要检修职工在客车每次入库后逐辆逐个进行检测.这种方式一方面使职工日常检测轮对工作劳动强度变得十分庞大,增加了检测、检修的时间；另一方面也会由于故障轮对跟踪制度执行不力,造成漏检漏修和检测误差等问题.因此有必要对运营客车轮对状态进行实时检测.

1　国外客车轮对缺陷动态检测常用方法

1）平行四边形机构.以轮对轮缘的顶点为测量基准,通过直接测量轮缘顶点与踏面间高度变化来获得轮对相关信息.这种方法结构简单,可直接应用于列车低速运行时的踏面擦伤和踏面磨耗的动态定量测量,缺点是只能检测大面积的轮对擦伤,在检测过程中容易造成误检和漏检,检测结果存在较大误差；

2）轨道通电测量法.原理是在实验区域的铁轨上通电,与车辆轮对形成回路.当车辆行驶速度在40km/h时,存在缺陷的轮对在铁轨上产生瞬间腾空,闭环回路就会瞬间断开,再通过计算中断时间来判断缺陷的大小.缺点是对客车入库时的运行速度有很大的要求,精准度不高,而且造价高,设备维修保养率大；

3）撞击振动法.当车辆通过实验区域时,轮对踏面如若存在缺陷,通过撞击其与铁轨表面将产生振动,传感探测仪器采集计算由振动产生的振动波的信息,并对比相应的模板来计算轮对存在的缺陷情况.这种设备结构相对简单,适用范围较广,但其所测结果比较单一,对测量的精准度有有一定限制；

4）CCD图像测量法.原理是通过光束发射器照射在车轮踏面上,再利用CCD摄像机拍摄踏面上光束的散射曲线,以此来获得轮对踏面外形轮廓信息.缺点是设备受外界环境影响较大,外界环境的变化很容易影响测量的精准度；此为高精密电子仪器,列车通过时的振动很容易造成检测设备磨耗加快,造成损坏；

5）超声测量法.其原理是在轨道上镶嵌超声探头,当车辆通过时,超声探头发射出高频超声波,并沿着轮对的踏面和近表面一定范围内传播,回波信号由接收器接收,再由计算机软件系统对回波信号进行分析,可以判断轮对缺陷的相关信息.优点是检测精准度高,缺点是要求检测区域的场地环境比较苛刻,需要在特殊的钢轨上进行,不利的环境对接收的反射信号将产生较大的影响.

2　我国普速客车轮对检测现状及存在的问题

手工测量检测是目前国内普速客车缺陷轮对日常检测的普遍方法,主要是检车员手工测量的静态检测,通过检车员的眼看、锤敲、耳听,以及利用第三种检查器、第四种检查器、车轮直径检查尺、轮背内侧距离检查尺、轮缘垂直磨耗检查器、轮箍轮辋厚度检查器等手持式轮对测量仪器进行检查.

一列普速客车日常库检时,以人工检测轮对的方式,仅仅轮对预检就要花一个小时左右时间.车辆下部检修职工在剩下的车辆库停时间里要完成转向架、制动系统、悬吊装置、车钩缓冲装置的预检,还必须完成风管路试风、故障维修、换轮等工作,时间之紧迫、劳动强度之大可想而知.可以看出,人工检测方式带来了大劳动强度、长检修时间、低作业效率,且容易造成漏检漏修.

随着车辆速度的不断提升,普速客车轮对缺陷问题将越来越多,行车安全形势堪忧.而随着铁路运营能力的不断提高,势必要求铁路普速客车检修效率也相应不断提高,因此普速客车的日常轮对检测采取动态检测技术的举措势在必行.

3　相关设想

1）如今国内外轮对动态检测装备设施的发展方向是由接触式检测逐渐转变为非接触式检测,而且非接触式检测的技术的使用虽然在很大程度上还有不完善的地方,但是在不断地日益成熟.

我国动车组、高速动车组采取的车辆轮对入库检测装置所使用的CCD图像测量技术和电磁超声测量技术取得了很好的效果.不妨设想用以上两种技术为基础,结合普速客车车辆状况、普速客车客整场的特有实际情况,研制出适合于普速客车车辆轮对及车辆检修部门的轮对动态检测装置；

2）考虑到普速客车轮对材质和结构比较动车组、高速动车组轮对有很大的差异,运行线路环境也有较大不同,更容易产生各种缺陷,而普速客车运行区域之广、运行区段之长是动车组以及高速动车组不能比拟的,仅仅靠日常入库检测轮对、查找轮对缺陷还是不能满足其运行需求,因此在普速客车运营时采取对轮对实时监控的方式十分必要.

TCDS客车运行安全监控系统在普速客车上被普遍使用,该系统实现了对车辆转向架、制动系统、防滑器、车电装置等配件的实时安全监控,并提供了车地数据通讯及实时报警功能,为普速客车安全运行提供了良好的保障.不妨设想基于TCDS设备实现轮对实时监测,如此设计将相对简单,可操作性强,大幅度减少了开发时间,为切实保障普速客车安全运营奠定基础.

4　结论

旅客列车的安全运行关系着国家、人民生命财产的安全,在全国上下对时速200km/h以上动车组、高速动车组密切关注的情况下,不能放松对其安全运行的重视.对普速客车采取动态轮对实时检测系统,能够最大程度减少普速营运车辆轮对缺陷带来的各种安全隐患,切实提高检修效率,大力降低职工劳动强度,使车辆设备、铁轨等重要配件寿命最大化,为普速客车安全运行提供坚实的保障.