车轴轴端三孔位置度量规的位置度计算方法研究

黄昊

摘要：车辆轴端三孔位置度量规，是用于检查铁路车辆用车轴轴端三孔的位置关系的专用计量器具，由量规体和螺杆构成。量规的校准校准工作需参考《JJF（铁总）002-2017车轴轴端三孔位置度量规校准规范》进行，其中三孔位置度的测量需用三坐标机测出量规的测量孔和三个测量孔的坐标，并通过相关计算得到。

关键词：JJF（铁总）002-2017，三孔位置度，计算方法

1.概述

车辆轴端三孔位置度量规的量规体结构示意图见图1，各车轴轴心对应位置度量规测量孔所在圆理论直径见表1。

2.量规体三孔位置度测量方法

根据《JJF（铁总）002-2017车轴轴端三孔位置度量规校准规范》的描述，用三坐标机进行测量。测量定位孔圆心坐标，作为理论圆心坐标，根据理论直径得到以理论圆心为中心的理论圆。以任意测量孔中心为初始点，确定其理论中心，并得到其余两个测量孔的理论中心。再对其余两个测量孔进行测量，三个测量孔实际中心偏离理论中心的最大值即为位置度。（理论圆并不是定位孔，而是三个测量孔的圆心的理论位置所构成的圆，但理论圆的圆心和定位孔的圆心重合）

2.1规范给出的三孔位置度计算方法

为方便讨论，以RE3型车轴量规为例进行说明。查表1得理论直径为100mm。由于校准规范中只给出了测量方法的描述，并未給出具体的计算方法，本文中将计算方法总结成具体步骤。

显然，按校准规范描述的测量方法计算，并不能得到三孔位置度的最优解。原因在于三个测量孔的理论位置是可以在理论圆上绕圆心同步旋转的（旋转过程中三个孔的理论位置两两间隔120°）。存在某个位置，使得的值最小。而处在这个位置时，测量孔1的理论位置很可能不在点（x0，y0）与点（x实际1，y实际1）的连线上。而这个位置比规范描述的位置要更合理。

3.2一种优化的计算方法

因此针对校准规范所给方法的缺陷，本文给出一种计算方法，可得到更小更合理的三孔位置度。

用校准规范的算法算出的位置度为。

还是设理论圆的直径为100，三个测量孔的实际位置分别为（0，50）、（43.3，-25）、（-50，0）。根据优化过的算法见图3。

位置度为，优化后的算法结果明显小于规范描述的算法结果25.88。因此，本文优化后的算法比校准规范的算法更合理。

总结：本文总结了《JJF（铁总）002-2017车轴轴端三孔位置度量规校准规范》所描述的三孔位置度计算方法，并将算法详细表述成了具体步骤，同时阐述了校准规范所描述的方法存在的缺陷，给出了一种更优化的计算方法。

参考文献：

[ 1 ] 苏德矿，吴明华.微积分（上）[M].北京：高等教育出版社，2000

[ 1 ] JJF（铁总）002-2017车轴轴端三孔位置度量规校准规范[S]. 北京：中国铁道出版社出版社，2018