隨著高鐵速度越來越快,對高鐵運行安全性提出了更高的要求,因此,監測列車車輛的運行狀態,確保列車的行車安全變得非常重要。其中輪軌力測試在鐵路車輛運行中,對保障列車行車安全具有非常重要的意義,能否準確地檢測輪軌力,將直接關系到對列車的蛇行失穩、車輪踏面擦傷、超偏載等危險運營狀態的判斷。
現有的輪軌力測試方法主要有兩種,輪對測試法和鋼軌測試法。輪對測試法是將安裝有傳感器的測力輪對替換掉原來的普通輪對,可實現對輪對垂向力和橫向力的實時監控,此方法是最直接最準確、測量精度最高的方法,但是測試成本較高;鋼軌測試法也叫地面測試法,它主要是將傳感器粘貼在鋼軌上,通過采集設備獲取列車通過時鋼軌的動態響應,從而獲得輪軌力。
鋼軌測試法是按照鐵道行業標準TB/T 2489-94進行測試,應變片采用成90°正交的阻值為120Ω的應變花,按照標準要求組成惠斯通全橋,標定,然后測試,整個過程并不復雜,但是要測得準確完整的數據,需要注意以下幾點:
1)貼片。貼片時需要事先打磨光滑,然后按照標準要求標記貼片位置,可以預先做一個工裝,用于標記應變片粘貼位置,貼片時特別注意應變花的方向,以及避免氣泡的產生。貼片完成后用萬用表進行測試,保證應變花完好。
2)組橋。輪軌力測試的不同普通惠斯通電橋之處在于整個橋路使用了8個應變片,且其排列具有標準的順序,因此,在組橋時,對8個應變片和16條引腳進行編號,并做好接線配置表,現場接線時,嚴格按照接線表進行接線,提高現場效率和準確率。
3)標定。使用標準標定設備進行標定
4)干擾。輪軌力測試,特別是高鐵線路測試時,高鐵過車時產生的電磁輻射干擾很容易對測試信號造成影響,使原本就很小的水平力,因干擾而無法分辨實際測試信號,因此,如何避免干擾非常關鍵。
干擾信號有三個來源:前端應變片、空間輻射和不“干凈”電源。前端應變片問題,應變片絕緣不充分會將軌道電壓引入采集設備,產生干擾,甚至燒毀儀器,因此在完成應變片粘貼后需要測試絕緣電阻,且絕緣電阻應大于20MΩ;不“干凈”電源問題,會給系統引入工頻干擾,解決的方法,更換質量較好的隔直適配器或者使用直流電源;空間輻射問題是最常見的引起干擾的原因,解決該問題的最好方法,不僅僅是使用屏蔽電纜線,還需要將屏蔽電纜線單端接地,即將電纜屏蔽線與采集儀機殼連接,并接入“標準地”。
輪軌力地面測試法是比較容易實現的測試輪軌力的方法,但是該方法具有一定的局限性,只能測試監測點位置的輪軌力,單點測試時,不能反應車輪的全部健康狀態。