轨道客车转向架零部件的无损检测
汽车阻尼片关键词：转向架;在线检测;数字图像处理;模板匹配
由于我国铁路的高速发展和列车的快速发展，作为转向架上的关键零件，油压阻尼器和刹车盘的运转情况将会对其的安全性能产生很大的影响。在实际使用中，由于油压阻尼器或刹车盘片发生松动或脱落而不能被及时发现，将会引起重大事故。在现有的铁路营运中，多在火车停车间歇时通过人工来检测此类零件有无松动和脱落。由于受检车人员数量、检测时间、检测手段及检车人员责任心等因素的限制和影响，目前检查和检测效果不甚理想。本文提出一种利用数字影像处理技术和匹配分析手段对转向架中的液压阻尼器和制动盘进行了在线检测，并进行了分析、研究和验证。
1、转向架零部件的无损检测
转向架是铁路运输工具中的重要部件，其承载着车轮、车轴、齿轮、电动机械等传动装置，不允许产生与脱轨有关的车轮断裂、断裂和框架损坏。按规定的时间将车辆运至检验车间，完成
解体、检查、更换部件后，进行装配。检查时，对机架变速箱等焊接中心部处进行渗透检测；首先在磁粉探伤线上检查车轮和车桥，然后在超声自动探伤线上检查，然后将超音波探伤放在规定的位置，然后旋转轮子，进行全方位的检查。需要重点注意的是，检查容易产生磨耗和开裂的车轮和齿轮压装部分的缺陷，在此部分使用2 M H：的超音波对车轮和齿轮的端面和周边表面进行了倾斜角度检测和垂直检测。对新的干线汽车，应将车轮卸下，在车轴的特殊荧光磁性粉末探伤线仔细地观察，若有缺陷，用金刚砂纸研磨并去除。为了确保安全，对于深度为0.15米以上无法用研磨法除去划痕的轮轴，应按照报废处理。最近，为了减轻重量，采用了空心车桥（管形车桥），为此，从车桥的内部到表面进行了高精度的检测，采用这种设备，可以很容易地检测在线状态下的车轴，代替了高强度的钢轨。
2、系统零部件的无损检测
轨道客车的转向架系统，一般都是在进行大规模维修的时候进行的，它要检查的零件有框架、钢弹簧、侧滚扭杆、齿轮箱吊杆等，而采用的是磁粉探测技术，不过由于零件的形状不同，所以要进行的检查也不一样。
2.1构架
铁路客车转向架一般采用箱形焊接结构，非摆动式结构，其尺寸较大，一般采用便携式磁粉探测器进行结构焊缝的无损检测。目前，国内南京铁路公司已经对大检修中多条线路框架进行了磁粉检查，发现存在裂纹、直线缺陷、气孔、缩孔等缺陷。
2.2一系钢弹簧
对于一系列的螺旋压缩弹簧，由于其内部缺陷多处与杆轴线平行，应对其进行纵向上的直接磁化，对与杆轴线相垂直的横向缺陷，应采用穿棒法进行磁化，剩余磁场一般不能大于0.37 mT。
2.3杆件
抗侧滚扭杆、吊杆等均为杆，可采用人工方式进行磁粉探测，也可采用专用的杆式磁粉探伤仪，在人工方式下，必须在杆上施加复合磁环，以避免漏检。
3、轮轴的无损检测
目前国内的地铁系统主要采用 A类和 B类车辆，其最高速度不会超过100 km/h，而轮轴又是
列车的重要部件，所以在非破坏性测试中，采用了超声波和磁粉技术。磁粉检测技术主要用于轮轴表面及外部缺陷的检测，采用湿法连续法的方法，一般采用在线式轮对荧光磁粉探测器对其进行检测，如果要对轮轴和轮轴进行分离，则需要采用专用的固定式磁粉检测设备。为了保证轴承的安全，在对磁粉进行检查后，还需要进行退磁，在距离探头4米的地方，用磁力仪对车轴两侧的中心孔进行磁力测量，剩余磁场要满足规定，即车轴位置不得大于0.5 mT。轮对位置不得大于0.7 mT (7 Gs)；轮轴位置不得大于1.0 mT （10 Gs）。目前，超声波检查主要用于检查轮轴和车轮、制动盘等压装部件，根据《铁路客车轮轴组装检修及管理规则》的规定，一般采用2.5P20Z型探针进行检查，而在轮轴的压装部分，一般采用斜角探针进行检查。由于轨道交通轮轴和轨道轮轴的形状不同，所以倾斜探针的型号不能按照《铁路客车轮轴组装检修及管理规则》的规定来选择，而应该根据轮子的尺寸和探针的一次波所围绕的区域来选择。
4、车钩的无损检测
在检测车钩上，一般都会采用磁粉、超声、射线等检测技术，而 X线检测技术可以直接显示出车钩内部的缺陷，非常的敏感，超声波技术可以检测到缺陷的真实原因。而在地铁车钩的
非破坏性测试中，一般采用磁粉技术，为了保证车钩的外观和外观缺陷，采用湿式连续法进行非破坏性的无损检测。
5、利用电荷耦合装置的检测系统
该装置可对流经5至10 km/h的汽车转向架进行探测，并对其发生的异常位移大于50 mm或发生松动的油压阻尼片和制动片进行二值化。通过对所得到的图像进行模式化识别，确定所述液压阻尼器和刹车片有无松动、脱出，若所述油压阻尼器和刹车片发生了不正常位移，超出50 mm或脱离时，系统会发出警报，实现自动探测。
因为所获取的影像资料数目庞大，对影像的处理需要很高的实时性，因此对影像的解析率和资料传送的速率都要很高，所以可以选择 CCD作为采集设备，它的主要指标是：影像分辨率1000x1或768x576，传送速率100 fps-1，摄影速率可以达到2x104s.
在收集过程中，将一套 CCD摄像机装在导轨的两边，使其与液力阻尼器相配合，把 CCD摄像机放置在导轨下，与刹车盘相对齐，导轨的左右两边分别装有一个灯罩，在铁轨的底面和两边都有一个发光元件。
图像处理系统分为图像预处理和图案辨识两个方面，第一步是通过图像图像来判断出液压阻尼器和刹车圆片是否发生了松动和脱落，然后对图像进行二次分割，以便对图像进行图像的图像进行图像增强、边缘提取和二值化，以便对图像进行图像的压缩，提取和变换成更有组织性和实用性的数字化信息。
通过使用 C++ Builder对所获取的图像进行模式识别，得到的结果就是将所述模板与所述子图中所对应的最优匹配点进行归类，然后将所述模板移动至原始图像，并将所述各点对应的原始图像与所述模版之间的所述灰度差的绝对数进行汇总，得到的数值作为错误 ne，并且将所得到的错误数值记录为 ne, min，此处为最好的匹配点。为使所述程序降低运算时间，设置一个错误数值，以便在错误数值累积到该临界点时，跳出循环。
液压减振器和刹车盘的模版图片是根据车身形状的差异来进行的。液压减振器和刹车盘的类型也是多种多样的。液压减振器和刹车盘的类型也是多种多样的。液压减振器的类型有很多，但是都是为了方便安装和维修，许多液压减振器的外形大小都是一样的，因此采用这种分类原理，可以减少模板的图片。使用时，即是通过转向架的类型号在数据库中查相应的液压减振器及刹车盘的图片。
结语
如果在行车过程中出现部件的脱落，不仅会对列车的正常运转造成很大的影响，而且还会造成重大的事故，从而影响到整条线路的安全。本论文介绍了一种运用数码影像技术及匹配了解技术，实现了汽车转向架油压阻尼器及刹车盘的在线自动测试。
参考文献
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