激光位移傳感器在鐵路輪對測量中的應(yīng)用

日期：2025-06-23 15:38

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摘要：

輪對是機(jī)車車輛轉(zhuǎn)向架的重要組成部分，激光位移傳感器在實(shí)際使用過程中，輪軌外形及輪對幾何狀態(tài)的偏差，會導(dǎo)致車輪踏面和輪緣的磨損加劇，從而影響機(jī)車車輛的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，因此輪對的檢測對車輛運(yùn)行安全有著至關(guān)重要的意義。目前，國內(nèi)生產(chǎn)廠檢測輪對參數(shù)大致采用兩種方式，一是手工檢測，測試過程勞動強(qiáng)度大，準(zhǔn)確度低；二是采用三坐標(biāo)測量機(jī)，該方法雖然測試精度高，但由于采用接觸式測量方法，對于輪對這樣的大型構(gòu)件所消耗的測試時(shí)間非常長，效率過低。

隨著鐵路系統(tǒng)多次提速，輪對作為車輛運(yùn)行安全性的關(guān)鍵部件，其可靠性面臨著嚴(yán)峻考驗(yàn)。為可靠檢測輪對外形尺寸，建立自動化檢測設(shè)備，避免了人為檢測誤差，為客戶提供了可靠的檢測數(shù)據(jù)并提高了數(shù)據(jù)管理方便性。激光位移傳感器是一種非接觸測量器件，具有采用速度快，測量精度高等優(yōu)點(diǎn)，可保證無磨損、高精度的測量。

檢測要求：

具體來講，鐵路輪對踏面檢測過程可以分為兩類：定點(diǎn)檢測和尺寸檢測。其中定點(diǎn)檢測可以包括車輪徑向跳動，剎車盤端向跳動，檢測過程中，檢測設(shè)備保持靜止，被測輪對沿著軸線旋轉(zhuǎn)。尺寸檢測項(xiàng)目可以包括內(nèi)側(cè)距離，輪位檢測，盤位檢測，軸長檢測，軸頸長度，踏面直徑，踏面形狀以及車輪輪輞寬度檢測等。檢測過程中，被測輪對保持相對靜止，檢測輪對特征面（如軸端、軸肩、輪輞內(nèi)側(cè)面等）或特征點(diǎn)（如踏面上距離內(nèi)側(cè)面70mm處等）之間的距離。

測量方法：

輪對尺寸測量原理如下圖，當(dāng)激光傳感器沿著車軸從左向右移動，采集不同斷面的外徑數(shù)據(jù)，通過軟件計(jì)算處理可得到被測工件各點(diǎn)位置坐標(biāo)，復(fù)現(xiàn)被測工件的外形，如圖所示，計(jì)算機(jī)根據(jù)圖形數(shù)據(jù)，可**計(jì)算出所有軸向尺寸。當(dāng)輪對以車軸為中心轉(zhuǎn)動一定角度（360度圓周等分選取轉(zhuǎn)動角度）時(shí)，可根據(jù)測試要求測得多組數(shù)據(jù)，并進(jìn)一步進(jìn)行分析。

當(dāng)前，中國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展進(jìn)入了新常態(tài)，制造業(yè)發(fā)展正面臨“雙重?cái)D壓”。一方面，國際金融危機(jī)使美國、歐盟等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)重新重視發(fā)展實(shí)體經(jīng)濟(jì)，加速“再工業(yè)化”和“制造業(yè)回歸”；另一方面，受勞動力成本上升、人民幣匯率升值等一系列因素的影響，我國低附加值產(chǎn)品出口的價(jià)格優(yōu)勢不斷弱化，而印度、越南、印尼等發(fā)展中國家正以更低的勞動力成本承接勞動密集型產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移。勞動力成本低、資源能源消耗多和環(huán)境代價(jià)大而形成的比較優(yōu)勢正在逐步喪失，傳統(tǒng)發(fā)展模式已難以為繼。

轉(zhuǎn)型**制造業(yè)和提升品質(zhì)，成為擺脫低端競爭，價(jià)格競爭的**途徑。從格力空調(diào)推崇的1毫米間隙，到各界積極呼吁《質(zhì)量促進(jìn)法》立法，無疑可以看到中國工業(yè)界已經(jīng)意識到品質(zhì)提升的重要性。

隨著諸如高鐵，半導(dǎo)體，航空航天，機(jī)器人，汽車制造，自動化生產(chǎn)線以及智能可穿戴設(shè)備制造領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)升級，對產(chǎn)品的質(zhì)量和工藝的要求必然隨之升高。

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