刘乐平，曾昭韦，邹 欢，蔺聪聪

（1.华东交通大学 机电与车辆工程学院，江西 南昌 330013；2.天津滨海快速交通发展有限公司，天津 300457）

1 引言

车轮在列车高速运行时与铁轨直接接触，其踏面质量直接关系到列车运行的安全性和平稳性[1-3]。如今车轮的生产已步入大批量自动化生产模式，单点、抽检用的卡尺和卡规等人工测量方法[4-7]，已无法满足秒计的生产节拍和复杂踏面检测精度的要求，快而准、踏面自动检测的方法需求迫切。

自动检测时，传感器均须分散布置在车轮踏面的外侧，可采用传感器旋转或车轮旋转。因传感器旋转时机构庞大，一般采用车轮旋转，这就需要设计相应的车轮自定心装置。轮对生产工艺中，车轮轴孔及其端面在与轮轴压装前才精加工，即车轮出厂前的轴孔及其端面等用作定位表面的部位误差均较大，即使自定心装置定心精度高，最终定位误差也会较大。因此，设计快速高效的自定心装置，在一定的定位误差范围内测出踏面参数真值，是车轮自动化生产中踏面自动检测的技术关键。下面将介绍自定心装置的设计，并以踏面半径测量为例，通过模拟车轮轴线倾斜和偏心，建立测量的误差模型，通过测得的踏面关键点数据，求得踏面的真值。

2 车轮踏面检测自定心装置的设计

2.1 踏面参数检测原理

图1 LMA型货车车轮踏面形状Fig.1 The Tread Profile Shape of LMA Wagon Wheel

车轮踏面外形轮廓，是由圆弧与圆弧或圆弧与直线相切的多段曲线组成的复杂集合体[6]，LMA型货车车轮的踏面形状，如图1所示。……