便携式双测头钢轨外形磨耗测量仪的研究.pdf

第2期(总第444期) 内燃机车 2011年2月 便携式双测头钢轨外形磨耗测量仪的研究 彭艳，周文祥，田文杰，沈玉飞 (西南交通大学 牵引动力国家重点实验室，四川 成都610031) 摘要：介绍了研制的双测头T型五连杆钢轨外形测量仪的结构与测量模型。该测量仪可针对 不同测量规格钢轨的需要，建立逆解模型对五连杆结构参数进行优化仿真。并用MaⅡab模拟编码 器采样过程，对原理误差、编码器量化误差及各单因素误差进行了计算。理论分析与样机试验结果 表明，该仪器能测量钢轨轨头和非工作面轨头下颚的外形，测量范围宽，为钢轨磨耗的研究提供可 靠数据。 关键词：钢轨外形测量；双测头五连杆机构；参数优化；误差仿真 中图分类号：U213．42 文献标识码：B 文章编号：1003-1820(2011)02-0001-05 ’ ● 械定位，只能测量钢轨工作面，机械定位区域的杂 1 引言 质等对精度产生较大的影响 3【]。本文介绍一种可 测量钢轨下颚及整个钢轨轨头的便携式双测头T 在轮对沿两条钢轨滚动行驶的过程中，轮对借 型五连杆机构的钢轨外形磨耗测量仪，采用拟合曲 助摩擦实现牵引、制动。轮轨特定的外形产生导向 线的数码定位。 力，此时钢轨必产生磨耗，外形发生变化，强度也将 逐步下降。精确测量钢轨轨头外形及垂向磨耗、侧 2 仪器结构与测量模型 面磨耗，与铁路安全运行和经济管理密切相关…。 测量钢轨外形及磨耗的仪器虽然有采用非接 2．1 便携式双测头钢轨外形测量仪的组成 触式的激光技术 ]，但是机械式电测方案因其方 图1为测量仪的结构。仪器使用 T型五连杆 便、价廉仍 占据较大市场。国外主要有丹麦 带动编码器滑过测量对象，可测量钢轨整个轨头及 GREENWOOD公司于 1991年研制的MINIPROF 其非工作面轨头下颚，进而可依靠下颚和侧面数 便携式外形曲线测量仪；国内主要有上海同济大学 据，实现数字定位取代机械定位，简化仪器结构；数 研制的便携式铁路钢轨轨头外形磨耗测量装置。 据采集盒采集编码器数据并通过蓝牙无线传输 ； 两者的共同点是采用二连杆机构，在连架杆端部有 PDA接收数据，并进行数据处理、存储和显示。仪 光电编码器；手工测量需要的操作力较大，引起的 器设计测量范围宽，精度要求为0．05mm，重复 弯曲变形直接导致角度测量误差；数据传输采用有 性误差 0．03mm。 线传输的方式，因而影响了测量的灵活性；依靠机 2．2 测量模型 为了能完全测量钢轨轨头断面和非工作面钢 轨下颚，故采用了双测头五连杆。钢轨测量分为两 收修回稿 日期：2010-06-15 段进行，利用 T型五连杆的两个测头分别进行测 作者简介：彭艳 (1986一)，女，