車輪踏面輪廓檢測(cè)儀是一種方便快捷的便攜式車輪踏面輪廓的檢測(cè)儀器，它可以在列車不落輪方式下對(duì)車輪踏面輪廓進(jìn)行掃描，快速準(zhǔn)確計(jì)算出踏面輪緣高度、輪緣厚度、QR值等踏面磨損信息。但目前為止，還沒有針對(duì)這類車輪踏面輪廓掃描型儀器成熟的儀器校驗(yàn)方法。本文針對(duì)這類輪廓掃描儀探討其校驗(yàn)溯源方法，并設(shè)計(jì)一套合適的校驗(yàn)裝置，用于該類檢測(cè)儀的量值溯源。
 
一、車輪踏面輪廓測(cè)量?jī)x校驗(yàn)方法
      車輪踏面輪廓檢測(cè)儀主要采用接觸式或激光掃描技術(shù)對(duì)踏面輪廓進(jìn)行掃描，提取踏面輪廓曲線，計(jì)算出特征點(diǎn)輪緣厚度Sh、輪緣高度Sd、輪緣斜度（QR值）的量值作為評(píng)定車輪踏面磨損情況的參數(shù)（見圖1），其輪廓坐標(biāo)系和TB/T449-2016機(jī)車車輛車輪輪緣踏面外形中要求的踏面樣板一致。L1、L2、L3均為踏面輪廓線的定義值，輪緣厚度Sh、輪緣高度Sd、輪緣斜度（QR值）為基于L1、L2、L3在輪廓曲線上的計(jì)算值。對(duì)此類檢測(cè)儀器尚未有統(tǒng)一的儀器校驗(yàn)方法，本文針對(duì)此類測(cè)量?jī)x器進(jìn)行校驗(yàn)方法以及校驗(yàn)裝置的研究探討，以保障車輪踏面檢測(cè)儀的量值溯源準(zhǔn)確。目前常見的輪廓掃描儀有兩種類型：一類為接觸式輪廓掃描儀，測(cè)量?jī)x通過滾輪與車輪踏面表面接觸，探測(cè)記錄踏面的輪廓曲線；另一類為激光掃描的方式，通過移動(dòng)激光斑點(diǎn)對(duì)踏面輪廓曲線進(jìn)行掃描，記錄踏面的輪廓曲線。這兩類儀器的坐標(biāo)系建立方法一致，均以輪輞面為垂直零位基線，以距離輪輞面70mm位置為水平零位點(diǎn)組成輪廓曲線的坐標(biāo)系。

 
圖 1  車輪踏面輪廓曲線位置特征點(diǎn)

      因此，將加準(zhǔn)裝置設(shè)計(jì)成兩個(gè)板塊：一是用于為各類輪廓檢測(cè)儀校驗(yàn)時(shí)裝置結(jié)構(gòu)提供支撐，保證位置結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定；二是用于校驗(yàn)踏面輪廓檢測(cè)儀的輪廓曲線樣塊組。通過兩個(gè)模塊共同組合，更換輪廓曲線樣塊來達(dá)到校驗(yàn)多個(gè)量值點(diǎn)的目的。二、車輪踏面輪廓檢測(cè)儀校驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)車輪踏面輪廓檢測(cè)儀校驗(yàn)裝置基于踏面輪廓曲線坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如圖2所示。

 
圖 2 車輪踏面輪廓檢測(cè)儀校準(zhǔn)裝置示意圖

      裝置結(jié)構(gòu)分為兩部分：一部分為踏面輪廓檢測(cè)儀的模塊，另一部分為踏面輪廓曲線的校驗(yàn)?zāi)K。校驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)滿足不同類型的車輪踏面輪廓檢測(cè)儀的校驗(yàn)，依據(jù)檢測(cè)儀的特點(diǎn)，校驗(yàn)裝置從三個(gè)方面（水平X方向，水平Y(jié)方向，垂直Z方向）保障校驗(yàn)時(shí)裝置結(jié)構(gòu)與踏面輪廓曲線坐標(biāo)一致。校驗(yàn)裝置以大理石平臺(tái)為基準(zhǔn)面，水平X方向作為輪廓檢測(cè)儀支撐位置，為保證各類檢測(cè)儀器均能架靠在校驗(yàn)裝置上，設(shè)計(jì)為X方向可任意調(diào)節(jié)距離，兩滑動(dòng)塊在移動(dòng)過程中保持等高，間距范圍（45~160）mm，并在滑動(dòng)導(dǎo)軌上設(shè)計(jì)鎖緊結(jié)構(gòu)，保證滑動(dòng)等高塊在導(dǎo)軌上的順利滑動(dòng)和停止。水平Y(jié)方向主要依等高塊側(cè)面工作面為基準(zhǔn)，坐到Y(jié)方向的零位基準(zhǔn)面，即Y方向垂直面與等高塊側(cè)立工作面共面，當(dāng)調(diào)節(jié)X方向等高塊后，Y方向垂直立板移動(dòng)至等高塊側(cè)立面共面位置并鎖定。在垂直Z方向設(shè)置可移動(dòng)結(jié)構(gòu)，因?yàn)檐囕喬っ孑喞獌x掃描探測(cè)的高度范圍不一樣，因此，需要通過Z方向提升結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)檢測(cè)儀掃描點(diǎn)到踏面輪廓標(biāo)準(zhǔn)塊的距離，滿足不同類別檢測(cè)儀的最佳掃描探測(cè)距離，Z方向的提升范圍為（60~130）mm，可保障其測(cè)量的準(zhǔn)確性。
 
三、車輪踏面輪廓曲線校驗(yàn)塊組
      校驗(yàn)裝置的另一組成部分踏面輪廓標(biāo)準(zhǔn)塊組是車輪踏面輪廓曲線量值校驗(yàn)溯源的主要部分。由于車輪踏面輪廓曲線的多樣性，并且車輪踏面輪廓檢測(cè)儀評(píng)定的三個(gè)參數(shù)均為輪廓曲線的計(jì)算值，因此需要得到完整的輪廓面曲線，再計(jì)算得出特征位置點(diǎn)的值。將校驗(yàn)輪廓曲線樣塊制作成多量值的標(biāo)準(zhǔn)塊，是一種較為方便和可行的方法。標(biāo)準(zhǔn)踏面輪廓曲線特征位置點(diǎn)的基本輪緣厚度約為33mm，輪緣高度約為28mm，QR值約為10mm。為達(dá)到多量值校驗(yàn)特性，對(duì)踏面輪廓曲線進(jìn)行變更，使得踏面輪廓曲線的特征點(diǎn)位置輪緣高度范圍覆蓋（24~40）mm，輪緣厚度測(cè)量范圍覆蓋（20~37）mm，QR值測(cè)量范圍覆蓋（3~13）mm，滿足車輪踏面輪廓檢測(cè)儀的測(cè)量準(zhǔn)確度要求。因其為實(shí)物踏面輪廓曲線，其特征點(diǎn)位置按照加工實(shí)際溯源值使用，但需保障輪廓曲線的位置特征點(diǎn)溯源的測(cè)量不確定度。
 
四、結(jié)束語
      本文探討了車輪踏面輪廓檢測(cè)儀的校驗(yàn)方法，并提出針對(duì)踏面輪廓曲線計(jì)算特征點(diǎn)，采用多量值的標(biāo)準(zhǔn)組合塊進(jìn)行量值溯源?；谔っ孑喞€校驗(yàn)塊組，設(shè)計(jì)制作一套滿足多種型號(hào)的車輪踏面輪廓檢測(cè)儀的校驗(yàn)裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輪踏面輪廓檢測(cè)儀的校驗(yàn)測(cè)量，從而保障列車檢修過程車輪踏面磨損監(jiān)測(cè)的量值準(zhǔn)確。

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