轮对踏面擦伤部分系统说明

车轮踏面擦伤检测部分系统说明
1系统简介
1.1产品概述
列车轮对作为铁路车辆走行部件，对于铁路安全运输起着关键性作用。

随着铁路运输向高速、重载方向发展,对铁路车轮检修质量提出了更高的要求。

但目前铁路车轮对在运用中仍出现较多的常见故障,尤其是车轮踏面擦伤剥离占的比率居高不下,势必会制约铁路列车的发展,影响行车安全。

“车轮踏面擦伤检测系统”实现了对列车轮对动态的检测，对及时准确发现轮对踏面故障，提高车辆检修质量，缩短检修时间，降低检车员劳动强度，确保列车运行安全具有十分重要的意义。

1.2整体组成及布局
“轮对擦伤检测系统”由8套平动单元、3组光电对射开关、信号调理箱及擦伤电气箱组成，其中每套平动单元包括平动检测单元机械结构、高精度位移传感器、传感器反射板以及平动机构阻尼器组成。

2、D3为开始检测传感器，RL
3、RL3`为车体辨向计数传感器；
3、TX1、TX2为信号调理箱；
轮对擦伤检测系统的组成及布局图网络连接示意图如下：
1.3 功能与性能
1.3.1系统工作流程
动车组以限定速度驶入时，轮对擦伤检测系统首先获得“系统”的动车组到来信号，进入待检状态；当获得开启检测信号时，开启各通道检测，动车组经过各检测平动单元时，各通道实时采集传感器相对于反射面的距离变化，通过分析、处理得到轮缘相对于踏面的高度变化数据，同时进行车辆计数及判向；当接收到离去信号时，结束检测，以报表形式给出车轮踏面擦伤数据及不圆度数据。

1.3.2系统主要功能
（1）能够自动检测车轮踏面擦伤（与钢轨接触的）
（2）具有车号及端位自动识别、通过速度检测、车辆接近和离去检测功能。

（3）具有检测数据存储、分析、查询、统计及输出功能
（4）具有超限报警提示功能
1.3.3安全防护功能
（1）具有安全监控、防雷、防水、防大电流冲击及接地等功能，完成对现场的监视及声光报警。

（2）具有擦伤检测单元自动保护功能。

（3）具有探头组件防水功能。

（4）具有探头组件抗电磁干扰功能。

1.3.4擦伤技术性能指标
测量范围：0～30mm
测量精度：±0.2mm
1.3.5系统环境要求
气候条件：在中、小雨和中、小雪条件下均能正常工作
工作环境：室外：-40℃-80℃，室内：-10℃-50℃
相对湿度：温度保持常温 25℃不变时，相对湿度不大于95％。

接地条件：满足高温、高湿、多雨气候条件下的接地要求。

2.现场设备安装调试
2.1安装选址
1、选点要求
A、直线区段、检测区段前后直线段长度：车辆100m以上。

此段距离内无道岔。

B、有较好的供电、通讯、巡视、防盗条件。

C、有较好的整体道床和挡光棚施工条件。

D、离控制室较近。

2、检测区段线路
A、采用整体道床。

B、方向不平顺〈3mm。

高低不平顺〈3mm。

水平不平顺〈3mm，同时无三角坑。

轨距误差小于+3、-2mm。

C、检测区段及其前后25mm范围内钢轨无接头、擦伤，侧磨应小于6mm，无交替侧磨。

宜采用新轨。

3、检测区段前后100m线路
A、线路道床无板结、道渣囊、翻浆冒泥、暗坑等病害。

B、线路有良好的轨道平顺性，至少应满足正线日常养护维修标准
2.2平动检测单元的安装
在擦伤区段，按照以下的安装位置图4—7，找准卡座与轨枕之间的相互尺寸关系，通过与卡座间的连接，将平动检测机构卡装在钢轨的内侧，各检测机构端部的间距保持在580mm，然后紧固各卡座上的双头螺栓即可。

2.3位移传感器的安装
将传感器插入平动检测机构的传感器支板安装通孔中，然后在传感器和反射板之间插入标准厚度块，然后将传感器旋紧，再抽离厚度块即可。

2.4放大器的安装
将放大器底座安装在信号调理箱内的安装板上，待完成线缆的连接之后，将放大器插入底座，利用放大器底座上的两小勾扣紧放大器，再用压板将放大器压紧即可。

2.5擦伤检测系统的现场调试
将擦伤电气箱上电，并打到调试档。

把信号调理箱盖打开，观察
各放大器面板的线性区域显示灯是否亮，如果不亮，则需要调整放大器的线性输出电流4mA旋钮。

将平动机构压到底，观察对应放大器面板的线性区域显示灯是否亮，如果不亮，则需要调整放大器的线性输出电流20mA旋钮。

（注意：调整后需要对传感器重新标定）检查阻尼器的压缩旋钮和拉伸旋钮的档位，压缩为4档，拉伸为3档，并检查是否已经锁紧。

用手依次档断各光电对射传感器，观察是否擦伤电气箱面板上对应指示灯熄灭。

依次下压各检测杆，观察是否擦伤电气箱面板上对应指示灯熄灭。

启动检测软件，当有车通过时，观察是否数据正常采集及传输产生报表。

2.6擦伤检测系统的校验
需要对擦伤检测系统进行校验，对各检测杆进行标定。

将标准外形轮对（或者近似标准外形轮对）以5km/h和12km./h的速度经过检测区间，软件数据采集后，在软件上对各检测杆选择轮对（适用于多个轮对），进行对应检测杆的标定矩阵建立即可。

然后需要对标定结果进行验证，观察补偿效果，若补偿较好（即下降区间内波形较平坦）即可。

2.7样板轮技术条件
1适用范围
适用于动车组车轮故障在线检测系统样板轮对制作，样板轮对是设备性能测试、校验和标定的重要工具。

2组成
踏面型式为LMA型的轮对一条，两个车轮均加工有擦伤和探伤缺陷。

3技术要求
3.1样板轮对组装后，符合轮对组装技术要求，轮对内侧距为1353±1 mm，3点差不大于0.5mm。

轮辋厚度不低于50mm。

3.2样板轮对踏面圆度要求为不大于0.2 mm。

3.3两车轮轮径差小于0.5 mm。

3.4踏面轮缘高度：圆周3点测量，偏差不大于0.2mm。

3.5踏面轮缘厚度：圆周3点测量，偏差不大于0.2mm。

3.6踏面擦伤缺陷：深0.5±0.1 mm，以踏面基准圆处为中心。

3.7踏面下30mm处轮辋外侧加工Φ3mm×100mm横孔1处。

3.8滚动圆处踏面下20mm处，长轴40mm、短轴30mm的平底椭圆缺陷1处。

3.9轮缘顶部径向5mm深的刻槽1处。

3.主要部件介绍
3.1 对射式光电传感器
“系统”的车体判别传感器、车体计数辨向传感器、及动车组车辆离去传感器D2都使用了对射式光电传感器。

对射式光电传感器由光电发射器和光电接收器两部分构成。

光电
发射器通过光电转换机构将电信号转换成光信号，通过发射器的出射端发射一定波长的红外光。

光电接收器被安装在光电发射器的光路方向上。

当接收器与发射器的距离在光电传感器检测范围内时，接收器接收到一定强度的光信号，通过接收器的光电转换机构实现光信号到电信号的转换。

当有物体从发射器——接收器之间通过时，光信号被切断，光电接收器接收不到光信号，输出端没有电信号输出。

通过测量光电接收器的输出信号可检测出是否有物体通过。

（1）外形图
（2）电连接图
（3）基本参数
表2 对射式光电开关（一）基本参数
图3-4 光电发射器接线图
-
+
～30V
-
+
10～30V
图3-5 光电接受器接线图
3.2工业控制计算机
工业控制计算机又称工业电脑，其与一般家用电脑的区别在于机箱更坚固，电磁兼容性更好，增加了能扩充更多ISA和PCI插槽的安装底板，同时还采用了专用电源，并支持看门狗、远程唤醒和自动复位功能；因此，在扩展性、稳定性和抗干扰能力方面比家用电脑有优势，比较适合工业现场使用。

（1）外形图
图3-32 工业控制计算机外形图
（2）配置及性能参数
表17 工控机配置清单
3.3 I/O控制卡
(1) 外形图
图3-33 I/O控制卡外形图
(2) 板卡设置
图3-34 I/O控制卡平面图
JP1、JP2：PC00与PC10的I/O中断设置，前两位接通时为上升沿触发，后两位接通时为下降沿触发。

JP3、JP4：PC00与PC10中断模式（DIS、S/W、EN）选择，默认为DIS模式。

JP5、JP6：PC00与PC10的中断请求设置，PC00默认为2，PC10默认为3，注意
PC00与PC10设置必须不同。

CN1、CN2：50芯数据输入输出排线接口，具体定义见下图。

图3-35 板卡CN插座引脚图
SW1、SW2：I/O端口地址选择，具体设置如图，默认为300H。

在装置中一般设置为：地址308H，中断2。

（3）性能参数
输入信号：高电平：2.0 to 5.25V 电流：20µA
低电平：0.0 to 0.80V 电流：-0.2mA
输出信号：高电平：最小2.4V 电流：最大-15mA
低电平：最大0.4V 电流：最大24mA
驱动容量：15 LSTTL
转换速率：典型300K字节/秒最大500K字节/秒
3.4高精度位移传感器（含放大器）
用于检测车轮压到平动单元时，轮缘相对于踏面的高度变化。

当金属物体
进入传感器的检测范围时，传感器经放大器输出模拟量信号。

采用电涡流式位移
传感器。

（1）外形
图3-46 电涡流位移传感器外型图
图3-47 传感器面板外型图
（2）电连接图
图3-48 传感器与放大器接线图
（3）基本参数
表19传感器基本参数
3.5阻尼器
用于整个机构的减震和吸震。

保证平动检测机构在工作时，有较小的振动，从而采集到较好的数据波形。

（1）外形
图3-49 阻尼器外形图
（2）基本参数
表20 阻尼器基本参数
附件电气设备组成清单
表21 电气设备清单。