Способ определения неровностей железнодорожного пути
Изобретение относится к области измерения геометрических параметров железнодорожного пути и может быть использовано для измерения неровностей рельсов в продольном профиле, плане и по уровню. Цель изобретения - повышение достоверности результатов путем измерения неровностей относительно средней линии большой протяженности . Измерительную базу выбранной длины разбивают на определенное количество участков до точки, в которой измеряют неровность, и равное им количество участков после этой точки, замеряют углы наклона участков до указанной точки и поеле нее относительно условного или реального горизонта, затем в масштабе определяют ординату точки, в которой замеряют неровность, и ординату проекции этой точки на среднюю линию, предварительно построив среднюю линию, соединяющую крайние точки базы, определяют неровность , сравнивая ординату указанной точки с ординатой ее проекции, а величину кривой линии рельса определяют по формуле i т/2р2 I- Г a(n+I-т/2-1 ) 2R X I т Х
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СО ЦИАЛ И СТИЧ Е С К ИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ С ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ ВСггОС(, A t(AR ПАТЕНтц, 1-ПХ": ЧЕС(4я (21) 4746303/11 (22) 27.06.89 (46) 23,05,92, Бюл. ¹ 19 (71) Ленинградский институт инженеров железнодорожного транспорта им. акад. В,Н.Образцова (72) B.B.Äëîóãèé, А.E.Àëåêñååâ, А,В,Мочалов и А.П.Попов (53) 625.144.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР N431278,,кл,,Е 01 В 35/06, 1970, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕРОВНОСТЕЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ (57) Изобретение относится к области измерения геометрических параметров железнодорожного пути и может быть использовано для измерения неровностей рельсов в продольном профиле, плане и по уровню. Цель изобретения — повышение достоверности результатов путем измерения неровностей относительно средней линии большой протяженности, Измерительную базу выбранной длины разбивают на определенное количество участков до точки, в которой измеряют неровность, и равное им количество участков после этой точки, замеряют углы наклона участков до указанной точки и поИзобретение относится к области измерения геометрических параметров железнодорожного пути и может быть использовано для измерения неровностей рельсов в продольном профиле, плане и по уровню (в продольной, поперечной и горизонтальной плоскостях), Целью изобретения является повышение достоверности результатов путем измерения неровностей относительно средней линии большой протяженности, „„ Ы„„1735476 А1 сле нее относительно условного или реального горизонта, затем в масштабе определяют ординату точки, в которой замеряют неровность, и ординату проекции этой точки на среднюю линию, предварительно построив среднюю линию, соединяющую крайние точки базы, определяют неровность, сравнивая ординату указанной точки с ординатой ее проекции, а величину кривой линии рельса определяют по формуле i =m/2 Р2 Н,„=f g а(п+ -m/2 — 1)- 2R х 1 =m х «» (2 m+1 — 21) a(rt+im/2 — 1), 1 где : — длина участка, на котором измеряют угол наклона пути, например, к горизонту; а- угол наклона на участке до соответствующей точки, в которой измеряют неровность, к условному или реальному горизонту; R — база измерений; m — количество участков измерений, входящих в базу измерений R; п — порядковый номер точки, в которой измеряют неровность; i — порядковый номер измерительного участка (пути на базе измерения R (от 1 до m). 5 ил„1 табл, На фиг. 1 представлен график измерений неровности пути в продольном направлении; на фиг. 2-4 — графики к математическому обоснованию новой математической зависимости; на фиг. 5 — график для расчета неровности к примеру конкретного выполнения. Под неровностью пути согласно схеме на фиг, 2 понимается отключение рельсовой нити НР„в точке Х> от расчетной прямой линии, которая проведена так(В,-Вк) что площади кривой пинии, лежащие выше и 1735476 ниже указанной прямой линии, равны между собой. Длина расчетной линии однозначно определена длиной базового участка пути R, длина которого неизменена и определена выбором, Величина неровности Н» на абсциссе Хп, соответствующей середине базовой и расчетной прямым линиям, определяется по формуле Hpn = Yn Ycn, где Yn — ордината точки на линии рельса; Ycn — ордината середины расчетной прямой линии, На фиг. 3 указаны обозначения для определения текущего значения ординаты Yi через текущие значения угла наклона кривой и линии рельса в точке с координатой X по формуле л YI = YO+ f XIdX, (1) Хо где Y — начальная ордината. Используя формулу (1), величину неровности пути Н» определим зависимостью Н рп = Yn Уcn (2) при этом величина У, определяется по формуле Х, й)+ f x 2 R Х (n — — ) г х di(Xi) dX, (3) гДе Y (и 1 — оРДината нити пУти, соот2) ветствующая абсциссе в начальной точке базовой линии пройденного пути R, Величина Усп, как ордината средней точки с на на фиг. 4, определяется из того условия, что расчетная измерительная линия В,-В» должна разделить кривую линию рельса Yi = f(Xi) таким образом, чтобы сумма площадей, ограниченных кривой и лежащей выше расчетной линии (со знаком "+" на фиг, 4) была бы равна сумме площадей, лежащих ниже расчетной линии (co знаком "-"), т,е, выполнялось условие Х (n + — ) f (Yj(Xj) — Yj P(Õ)) dX = 0, (4) Х(п — — ) R где Yi Р— текущая ордината прямой Ân-Вк. Кроме условия (4) необходимо. чтобы площадь трапеции Вд — В к — X (и )— 2 — Х (и была бы равна площади фигуры, 2) образованной линией Y (n ) с осью аб2 сцисс (базовым отрезком пути R), линией Y (и» 1 и кривой Yi=f(Xi), Этоаналогич2) но тому, что выполняется условие Х (n + — ) Yi(Xi)dX = YcnR, (5) Х(п — — ) R г Система уравнений (4) и (5) полностью определяет положение измерительной прямой линии, проведенной через точки У,„, Bii, Вк. Из выражения (5) определяем числен10 ное значение X(n+ — ) Yi(Xi) dX. (6) X(n — — ) 2 В выражение (6) вместо Yj(Xj) подставляется его значение Yi из (3), тогда получаем Х (n + — ) Vcn R f (У („)+ R 2 Х(п — — ) г Х(+-, ) + f а; (Х;) dX) dX, (7) Х (и — — ) Ycn = 25 г Х(п+ — ) Ycn = Y (и-Й) + — ) x и-2 В R Х(п — — ) 40 X(n+ — ") х f (di(Xi)) dX dX, Х(п — — ) 2 Подставляя в формулу (2) значение Уп и в формулу (3) значение Усп из (1), окончательно получаем величину неровности Нр линии рельса Ап 1 Н» = . (di(Xj)) 1".1Х вЂ” — x Х(п — — ) Х(п+ — ) х ) 1 pQj (Xj)) dX бХ. (8) Х(п — — ) R г Более удобно использовать измеритель угла не в аналоговой форме, а в дискретной, так как последующая обработка данных предполагается осуществляться ЭВМ. В этом случае полученная математическая зависимость в дискретной форме примет вид I =— Н» = (; a(o +1 — -1) „Х 55 х,>, (2m+ 1 — 21) а(п + i — — — 1), (9) 1 В окончательную формулу (9) начальные ординаты измерительного участка не входят, т,е. от указанных ординат величина не1735476 ровности не зависит, Для определения величины неровности рельсовой нити в заданной точке Хп необходимо лишь знать функцию а- — f(X ) на длине пройденного базового участка R. Пример. Способ определения неровностей железнодорожного пути опробован в лабораторных условиях. Для реализации способа используют макет измерительной тележки с базой измерительного участка I = =2 м. В процессе измерения неровности пути выбрана база измерения R = 16 м, т.е, m =R/I 8, Измерения производят на общей длине пути 20 м, с условными точками пути от i = =24 до i = 45. На макете измерительной тележки устанавливают один лазерный гироскоп, подключенный к реверсивному счетчику, выход которого подключен к самописцу. К самописцу подключают датчик пройденного пути. Вычисления производят с помощью ЭВМ, которая находится вне макета измерительной тележки. Для участка пути 20 м вычислены неровности на основе геодезических замеров ординат пути. По полученным значениям построен график Hp„= 1(п)(фиг, 5). Согласно предлагаемому способу производится за мер глубины местных неровностей на измерительной базе определенной длины. Фиксируется равное число участков до точки, в которой измеряется неровность, и равное число участков после нее, т,е. m = =-I/R, где R = 16 м, I = 2 м, т,е. m = 8; m/2 = 4. Фиксирование участков производится по числу оборотов колесной пары макета измерительной тележки. Углы наклона участков а2э...а46, определяются с помощью лазерного гироскопа, установленного на макете измерительной тележки, Для ординат от Узз до У42 с помощью Э ВМ на основе новой математической зависимости определяются неровности пути. В таблице приведены искомые значения, полученные в результате эксперимента. Сопоставление указанных величин в таблице и на графике (фиг,5) Фоказывает их полное соответствие. Формула изобретения Способ определения неровностей железнодорожного пути, включающий в себя 5 измерение местных неровностей на измерительной базе определенной длины и фиксирование результатов измерения в масштабе, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результа10 тов путем измерения неровностей относительно средней линии большой протяженности, измерительную базу выбранной длины разбивают на определенное количество участков до точки, в которой из15 меряют неровность, и равное им количество участков после этой точки, замеряют углы наклона участков до указанной точки и после нее относительно условного или реального горизонта, затем в масштабе 20 определяют ординату точки, в которой замеряют неровность,и ординату проекции этой точки на среднюю линию, предварительно построив среднюю линию, соединяющую крайние точки базы, определяют неров25 ность, сравнивая ординату указанной точки с ординатой ее проекции, а величину неровности кривой линии рельса определяют по формуле 30 2 Hpn t . а(п +! — m/2 — 1) — — х 1 ! =m х, >, (2 m + 1 — 2 i ) a(n + i m/2 — 1 ), 1 35 где f — длина участка, на котором измеряют угол наклона пуги, например, к горизонту; а — угол наклона на участке до соответ40 ствующей точки, в которой измеряют неровность, к условному или реальному горизонту; R — база измерений; m — количество участков измерений, 45 входящих в базу измерений R; п — порядковый номер точки, в которой измеряют неровность; i — порядковый номер измерительного участка i пути на базе измерения R (от 1 до 50 п1) 1735476 Номер участка У> НеровНОСТЬ Hpn Угол У1 — Уг Разность У1 У2 Орди ната, мм! „ а(n+ I — — — 1)— 1 2 г (2m+ 1 — 2i) х 2R х a(n+ i — -2- — 1) 1=4 i =8 Г 1. У,,(l У у. бр. 7 ... - с / с 29 31 32 33 34 36 37 38 39 41 42 43 44 73,5 69,5 78 83 86 93 92 108 101 96 88 72 83 85,5 86 — 4 8,8 3 7 — 1 8 — 7 — 5 — 8 — 16 13 0 — 2 — 2,5 0,5 — 11 0,2 0,425 0,28 0,15 0,35 — 0,05 0,4 0,4 — 0,35 — 0,25 — 0,4 -0,8 0,65 0 — 0,1 0,125 0,025 — 0,55 16,5 2,5 10,5 12,5 23,5 14 17 22 4 — 12 — 36 — 13 — 11 — 5 13,5 15,87 9,31 11,44 8,12 13,03 21,15 15,75 12,19 8,62 0,25 0,31 --9,19 — 19.66 — 15 — 12,25 --6,31 8,56 — 5,25 — 0,53 2,34 — 1,75 4,8 13,4 7,75 3,69 — 2,81 — 16,34 173547б ) (f: .- Р (/- J х Фиг. 5 х(лil/ ) 10 1735476 + ! =Г 1 л / / Составитель Л, Петрухин Редактор С. Пекарь Техред М.Моргентал Корректор А. Осауленко Заказ 1798 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5 Производственно-издательский комбинат Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101
