基于光电的钢轨探伤车超声探轮自动对中系统设计及验证

钢轨探伤车超声探轮对中控制技术是探伤车高速检测的一项关键技术，在实际运用中因对中控制技术不足易造成钢轨伤损漏检。在既有对中控制技术基础上，采用自主化技术研究全新的基于光电的对中系统设计方案。针对钢轨夹板和道岔的干扰问题，优化自动对中软件的钢轨廓形测量算法；针对不同偏移量的对中控制问题，优化对中控制软件的控制参数及控制算法。此外，根据现场用户静态测试需求，开展探轮自动对中系统静态响应指标试验；根据现场用户动态测试需求，开展探轮自动对中系统运行测试试验。结果表明：新设计的对中系统能够在60 kg负载情况下对5 mm阶跃信号的动态响应可上升时间57 ms、超调量18.6%、稳定时间156 ms，并在铁路线路实测中对中标准差可达到2.46 mm、极限偏差不大于7.19 mm，且无对中不良情况出现；全路60辆80 km·h^-1的GTC-80型探伤车全部完成了激光对中改造，现场运用良好，设计的基于光电的超声探轮自动对中系统能够满足探伤车在80 km·h-1时的探伤检测需求。     

高速钢轨探伤车中走行小车的设计及试验

介绍了能在80km/h速度下平稳走行并实施钢轨探伤的小车设计过程及其结构特点，简单记录了该小车在环行铁道试验线上完成的各项试验。     

德国钢轨探伤车首次采用超声波和涡流组合检测技术

德国铁路路网公司在其1号钢轨探伤列车SPZ～1上安装的钢轨表面病害检测系统,首次采用了超声波和涡流组合检测技术,探伤列车装有10个超声波探头和4个涡流探头,能以最高80km／h的速度高精确检测钢轨。检测结果在被称为“透明钢轨”图像上显示,该图像能够以稳定的分辨率显示测试结果。应用超声波和涡流组合检测技术特别适用于对钢轨伤损的分级,能够避免以前因为只用一种检测方法而导致的错误分级。     

基于磨耗的自动分段补偿对中控制算法

基于激光轮廓测量原理的轮式探头(即探轮)自动对中系统的作用是确保探轮始终位于钢轨中心位置,使超声波能够正常扫查钢轨,保证探伤检测正常进行。为解决对中控制应用的难点,改进自动对中控制算法,提出基于钢轨轨头磨耗值对对中控制基准进行自动分段补偿的算法,解决了在轨头磨耗严重但对中系统控制偏差正常的情况下,仍然出现0°底波失波的问题。通过对实际钢轨线路进行试验验证,证明了改进算法能够减少0°底波失波,提高了磨耗线路上的探伤检测效果。     

重载铁路钢轨探伤高速试验平台超声验证研究

以新朔铁路钢轨探伤现状为背景,建立高速试验平台,研究高速下的超声探伤性能.基于钢轨超声检测原理设计了不同类型人工伤损,通过理论计算对比了60 kg/m钢轨和高速试验平台样板轮的超声反射路径差异.利用CIVA软件建立60 kg/m钢轨和样板轮仿真模型,对比分析其超声探伤结果.在高速试验平台进行静态和动态试验,对高速下超声...     

技术·产品

朔黄铁路钢轨探伤车完成首次正式上线运行 10月11—14日，朔黄铁路钢轨探伤车完成了对朔黄全线的钢轨探伤任务，标志着朔黄铁路公司钢轨探伤车的首次正式上线运行获得圆满成功。10月11日，钢轨探伤车执行肃宁北一黄骅港区间探伤任务。机辆分公司探伤车班组在出车前做了大量的准备工作，首先提前两天全面检查车辆和探伤设备，添加足够的耦合水和柴油，并根据线路情况对探轮膜的消耗作了充分预想及储备，此外还安排了经验丰富、操纵平稳的机车乘务员来执行牵引任务，完善的准备工作使首日的探伤任务得以顺利完成。     

博士学位论文摘要中小跨度铁路桥梁横向振动模拟及适应快速行车结构形式的研究

现代社会的进步、经济发展和人民生活水平的提高对交通运输质量(快速、安全、舒适)提出了更高的要求,为了适应这一需求,近年来我国铁路实施了分批分级的提速计划.客运由100 km*h-1逐步提速到120 km*h-1、140 km*h-1、 160 km*h-1、200 km*h-1,与此同时,货运由50 km*h-1 逐步提速到60 km*h-1、80 km*h-1、100 km*h-1.并正在实施快速和高速客运专线(200 km*h-1～300 km*h-1)的建设.而我国既有线上桥梁大多数为中小跨度(20 m～40 m)简支PC T梁和钢板梁,这些过去不同时期建造的桥梁,当初设计时列车速度不高,当时的规范也未对列车通过桥梁的走行性评定做出规定.在提速中发现空载货车在以大于60 km*h-1速度通过中小跨度桥梁时,桥梁发生了较大的横向谐振,特别是上承式钢板梁,最大横向振幅达12 mm.在客车以大于160 km*h-1速度通过这些桥梁时,横向振幅也大于<桥检规>参考限值.因此,如何通过仿真分析再现桥梁动力响应的理论研究,如何改造既有线桥梁使之满足提速后列车走行性的要求,以及研究适合快速和高速客运的桥梁结构型式,是我们今后的长期任务.     

公铁两用新型钢轨探伤车的开发

JR东日本公司在钢轨探伤方面，鉴于以往维修用钢轨探伤车过于复杂，开发了一种用汽车改装的钢轨探伤车。以往探伤车为了检测钢轨顶部损伤而采用400和700的超声波探头，新型探伤车通过增加400探头而扩大探伤范围，车辆以灵活应对现场需要而提高了检测精度；比以往探伤车机器数量减少80％、水箱容积减小90％，利用汽车为主体并且保障了必要的测定分析空间。在轨道的侧移装置上走行，速度10km／h时脱轨系数不会超过1．14。     

基于钢轨轮廓特征的钢轨探伤车轮探头对中方法与应用研究

大型钢轨探伤车为保障铁路安全起到重要作用,在检测作业时轮探头应始终与钢轨中心线对齐。分析机械涨轮式、电磁感应式、对中轮探头式、一维激光测距式、激光摄像式5种对中方式的特点。利用二维激光传感器采集钢轨内侧轮廓数据,选用轨顶点、轨头点簇、轨腰点簇作为钢轨轮廓特征。设计4个判据用于钢轨轮廓的可用性判别,根据不同线路条件设计了4种工况的判据组合与计算钢轨距离基准。对中系统参数标定时将钢轨探伤车停在平直的轨道上,调节激光器相对于大地坐标系旋转角度α,使轨腰点簇的斜率近似为0。在人工伤损线和既有线路进行检测试验,传感器的数据可靠、维护方式简单,可满足轮探头对中系统的要求。     

高速轮式钢轨探伤变距式超声波发射模式的设计与应用

与传统的人工检测方法相比,探伤车具有检测速度快、可靠性高、重复性好的特点,对保障铁路运输安全起到了重要作用。目前国内大型钢轨探伤车最高检测速度可达80 km/h。本文基于高速轮式超声波探伤作业系统的研究开发,结合超声波在探轮和钢轨内传播的特点,对钢轨探伤车检测速度、扫查间距、超声波重复频率之间的关系进行了研究,比较了高速轮式探伤的3种超声波发射模式的优缺点,设计了适用于探伤作业系统的8个超声波发射模式。以XILINX公司的Virtex-ⅡXC2V3000型FPGA芯片为平台,进行了软硬件设计。采用变距式发射模式的超声波探伤作业系统在人工伤损线进行了标定试验和实际线路检测试验,试验结果证明变距式超声波发射模式可满足超声波探伤作业系统的检测能力需求,能够缩小超声波扫查间距,有助于提高探伤系统的伤损检出能力。