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。     

钢轨探伤车探轮自动更换机构的设计开发

大型钢轨探伤车检测钢轨内部伤损对保障线路运营安全的作用越来越重要。外膜破损导致的探轮故障需停车人工更换,人工更换探轮时间长,区间内作业存在安全隐患,探伤车不确定性的区间内停车与线路运营管理的矛盾突出。基于转向架式安装的探伤承载机构,开发了一种探轮自动更换机构。该机构由#字型梁单元和探轮动作单元组成,对#字型梁单元进行强度核算,对探轮动作单元的抓持力等进行核算。计算结果表明,探轮自动更换机构设计合理,满足要求。     

哈尔滨局集团公司普速线路钢轨波磨现状和病害整治研究

曲线钢轨磨耗是曲线钢轨的主要病害,尤其是波磨病害严重影响线路质量、缩短钢轨使用寿命.工务部门作为线路养护的主体,准确掌握钢轨波磨病害现状,清楚波磨病害成因,掌握科学的波磨整治方法,对控制波磨病害,提高线路设备质量具有十分重要的意义.     

钢轨探伤车疑似1 孔轨身上裂伤损报警分析北大核心

针对钢轨探伤车报告疑似1孔轨身上裂伤损报警但探伤仪复核确认无伤的问题,基于探伤车探轮37°通道螺孔裂纹检测技术,分析了正常1孔轨身上裂和疑似1孔轨身上裂B显出波特征。通过声学几何解算,论证了疑似1孔轨身上裂的出波是接头低塌导致的,并给出了接头低塌工况下呈现疑似轨身上裂出波须满足的低塌角度和低塌高度条件。对接头低塌工况下探伤仪复核无回波的原因进行了分析,并结合典型案例,提出了伤损判定建议。结果表明:当探伤车B显数据中接头1孔轨身上裂位置出现37°通道反射点群且伴随Ⅰ区孔壁波消失时,可不判定为1孔轨身上裂伤损报警。本文方法可降低探伤车1孔轨身上裂伤损报警误报,提高探伤车伤损报警的准确率。     

英国铁路钢轨故障原因分析及应对措施

通过分析钢轨故障原因,英国铁路线路公司(Railtrack)采取安装车轮冲击载荷检测系统、加强钢轨打磨、广泛应用超声波自动探伤等重要措施,有效解决车轮缺陷、钢轨疲劳缺陷、手工操作超声波探伤等带来的钢轨断裂与钢轨缺陷问题,其技术方案和发展思路可供我国铁路借鉴.     

高速钢轨超声波探伤中螺孔70°幻象波的分析识别

在高速钢轨超声波探伤过程中,B型显示中有时会在螺孔附近的钢轨轨头出现一些异常回波信号点,但该信号实际并非伤损回波,而是螺孔幻象波,该信号与较严重的轨头核伤有很高的相似性,因此容易被误判为重伤.根据幻象波的产生原理,基于钢轨探伤车检测的60 kg/m钢轨的B型显示数据,对螺孔幻象波进行了传播路径分析,并通过与实际数据相比...     

基于2D激光位移传感器的轨底坡动态检测系统研究

设置合理的轨底坡可使钢轨轨头与车轮踏面合理接触,减轻钢轨轨头的不均匀磨耗,延长钢轨使用寿命。为提高轨底坡静态检测精度,线路日常养护和维修效率,提出一种基于2D激光位移传感器(简称2D)的钢轨廓形检测原理和ARM嵌入式技术的轨底坡动态检测方法。结合传感器工作原理与特点,搭建一套可在线连续检测的轨底坡动态检测系统。考虑到2D空间姿态变化,建立适用于轨底坡动态检测的双2D空间姿态关系模型和标定解算模型。因为车体振动会产生对轨底坡计算结果的影响,利用Kalman滤波算法建立多传感器的状态空间模型,对轨底坡计算结果进行补偿。最后选用GJ-4型轨道检测车进行地铁正线试验,试验结果与人工复核结果的对比,符合工务段要求精度。试验结果验证了该轨底坡动态检测系统切实可行,Kalman滤波算法能够很好地对轨底坡的计算结果进行补偿修正。     

广州地铁5号线小半径曲线钢轨磨耗分析

以检测数据和现场观察为基础,描述广州地铁5号线开通一年以来小半径曲线钢轨磨耗的情况.分析加快钢轨磨耗的原因,根据实际情况提出改进涂油方式是减少钢轨磨耗的有效措施,特别是钢轨踏面涂油是控制小半径曲线波磨的最简单有效的方法.     

DGTC-80型地铁钢轨探伤车

为更快更好地完成地铁线路钢轨内部伤损的检测,并降低车辆尾气排放对线路周边环境的污染影响,宝鸡中车时代开发了DGTC-80型地铁钢轨探伤车。该探伤车搭载满足欧Ⅳ阶段排放标准的柴油发动机和代表国际先进水平的SYS-1900型探伤检测系统,配备先进的激光自动对中装置及辅助检测钢轨表面状态的高速摄像装置,能大幅提高地铁探伤车综合检测能力和减少尾气排放,满足地铁线路检测作业需求。     

双轨式钢轨超声波探伤仪一次波和二次波70°超声波换能器检测效果对比分析

为深入了解采用双轨式钢轨超声波探伤仪检测钢轨伤损的效果,对比分析一次波和二次波轮式探头中70°超声波换能器布置,模拟计算的声场覆盖范围,以及钢轨伤损检测效果。结果表明,采用一次波和二次波轮式探头,均能检测钢轨伤损;采用一次波轮式探头检测时,检测范围在钢轨轨头两侧存在盲区,而采用二次波轮式探头检测时,检测范围能够覆盖整个钢轨轨头,还能检测出钢轨鱼鳞伤下的小核伤。     

超声波钢轨探伤车B显数据伤损模式分类技术研究

既有钢轨探伤车超声检测系统均为国外引进。中国铁道科学研究院自主化钢轨探伤系统目前已经通过试验验证,所采用的伤损模式分类技术是其中的一项关键技术。根据自主化钢轨探伤系统的探轮设置,规定伤损的类别设置,并将伤损类别划分为四大类:核伤类、螺孔裂纹类、轨底裂纹类、水平裂纹类。归属于不同大类的伤损采用不同神经网络进行识别。以螺孔裂纹类为例进行说明,采用标定线数据进行测试,验证算法的有效性。     

钢轨轮廓及磨耗检测系统

钢轨是铁路线路中最为重要的设备之一,其主要作用是支撑并引导机车车辆的车轮,在列车运行中直接承受来自车轮的载荷和冲击.其状态是否完好直接关系到列车的运行安全.钢轨疲劳损伤后,主要表现为轨头磨耗,包括垂直磨耗、侧面磨耗等,这些损伤直接影响铁路的运营安全,因此对钢轨轨头轮廓进行定期检测十分重要.钢轨轮廓及磨耗检测系统(简称系统)正是基于这一目的研发的动态检测系统.     

降低轮对和钢轨磨耗的经验

介绍了俄罗斯十月铁路局为了降低轮对和钢轨磨耗而进行的一系列检测和试验工作。查明了车轮磨损与线路状态和速度之间的关系以及轮缘磨损与轮箍截面形状的有关系。还介绍了自行设计的ＡＰＣ－Ｔ型自动钢轨润滑器及其使用情况，找出了这项工作未能继续进行的原因。     

基于几何特征的钢轨磨耗检测系统的研究

为解决高速动态条件下车体振动对钢轨磨耗检测带来的问题,在大量调研国内外利用激光技术进行钢轨磨耗检测的基础上,提出一种基于标准钢轨轨廓固有曲线曲率的钢轨磨耗检测方法,首先利用基于激光三角测距原理的传感器得到组成钢轨全断面轮廓一系列点的空间坐标;其次利用L-M优化算法进行数据处理,采用Hough变换方法检测钢轨轮廓固有几何特性;最后进行钢轨轮廓匹配后实现钢轨磨耗高精度检测。该方法已经运用在轨道检测小车上,试验数据表明:钢轨磨耗检测系统的重复性精度能到达0.005 mm,其高精度性和快速性能满足铁路部门对钢轨磨耗检测的要求。     

基于二维激光位移传感器和遗传算法的钢轨磨耗动态检测系统

介绍钢轨磨耗动态检测原理,提出基于二维激光位移传感器的钢轨磨耗动态检测方法。钢轨磨耗动态检测系统采用车载形式安装在检测车构架上,车辆走行过程中实时检测钢轨磨耗参数;在数据后处理中,利用遗传算法对轨腰和轨底之间的特征圆进行拟合,减小了由于车辆振动引入的拟合误差。钢轨磨耗动态检测系统已在国内地铁检测车中得到应用,检测精度满足用户要求。     

奥地利研究弹性元件对曲线区段钢轨磨损的影响

奥地利铁路线存在大量250～300m的小半径曲线，并伴有严重的钢轨磨损现象。为解决曲线外轨轨头的磨耗问题，奥地利铁路重点研究了弹性元件对曲线线路钢轨磨损的影响。研究包括改用R350HT材质钢轨（使磨损率降低），改进扣件扣着力以改变钢轨承受的侧向力，改用轨枕弹性垫板以减缓轨底对轨枕的冲击破坏。     

城市轨道交通工程地铁钢轨轨底坡调整技术研究

城市轨道交通工程中,钢轨不均匀磨耗的原因之一是轨底坡不满足设计要求。根据重庆轨道交通1号线现场测量的轨底坡数据,通过调整轨下垫板或扣件板下垫板的方式,对轨底坡测量数据不满足要求的地段进行调整,使轨道几何尺寸得到了有效控制,列车轮对与轨面的关系得到了改善。结论如下:轨底坡的正确设置,可减少钢轨不均匀磨耗,提高车辆轮对与钢轨的使用寿命,减少养护维修费用。     

钢轨探伤车技术中高速探轮研制及试验

本文简单介绍了现有进口探伤车上探轮的工作原理及其局限性;详细介绍了新型集靴式和轮式探头双重优点的一种高速探轮;并简单记录了该探轮在实验室转台上完成135km*h-1探伤试验及在环线铁路上完成85km*h-1超声信号存取试验的过程及结果.该探轮利用内部自动控制装置使其能完成80km*h-1时速下钢轨探伤工作.自动装置能使探头表面到钢轨表面距离一直保持为2.5mm,因此能准确地实现高速探伤.探轮内依靠冷却系统保证超声探头高速走行时能正常工作.通过五项新型设计,该探轮的技术水平应为目前国际同类产品最高速度水平.     

钢轨打磨对铁路运营物资管理的影响

基于个性化钢轨廓形打磨技术的现场应用案例,分析了钢轨打磨对铁路运营物资使用的影响.结果表明,个性化钢轨廓形打磨技术的应用可有效减少钢轨磨耗、波磨和疲劳伤损等病害的产生和发展,大幅提高钢轨使用寿命和线路基础的稳定性,有利于钢轨、轨距拉杆、胶垫、弹条等铁路常用物资的节省和管理.     

英国轻轨打磨策略

轻轨的波状磨耗是影响钢轨寿命的主要因素。英国谢菲尔德Supertram轻轨开展了打磨策略的研究。在对58km轻轨线路检测后，掌握了波状磨耗位置和严重程度的分布。认为常规打磨还不足以解决某些地段出现的严重波状磨耗，为此，采用了小型打磨机，开展“轻量、经常”的打磨。同时还对钢轨的磨损和轨头形状恶化程度进行了检测，