Способ измерения просадки рельсовых нитей

 

Изобретение относится к контролю состояния железнодорожного пути. Способ измерения просадки рельсовых нитей заключается в том, что измеряют при помощи гироскопической системы текущие углы ориентации кузова вагона относительно горизонта и при помощи датчиков букса - кузов текущие положения букс относительно кузова. На основе полученной информации вырабатывают текущие значения углов поперечного уровня и продольного уклона, которые затем усредняют на базе вагона, получая текущие средние значения углов рельсовой колеи. Текущие значения просадки получают как разности текущих значений относительных положений букс измерительной колесной пары, перепроектированных к виртуальному положению кузова, параллельного текущему среднему положению рельсовой колеи, и текущими расстояниями букса - кузов, вычисленными с учетом ориентации измерительной тележки по отношению к виртуальному положению кузова путеизмерительного вагона. Техническим результатом изобретения является разработка одноточечного метода измерений просадки, имеющего равномерную амплитудно-частотную характеристику в полосе пропускания. 1 ил.

Использование: при контроле и прогнозе состояния железнодорожного пути. Сущность изобретения: способ заключается в том, что измеряют при помощи гироскопической системы текущие углы ориентации кузова вагона относительно горизонта и при помощи датчиков букса - кузов текущие положения букс относительно кузова. На основе полученной информации вырабатывают текущие значения углов поперечного уровня и продольного уклона, которые затем усредняют на базе вагона, получая текущие средние значения углов рельсовой колеи. Текущие значения просадки получают как разности текущих значений относительных положений букс измерительной колесной пары, перепроектированных к виртуальному положению кузова параллельного текущему среднему положению рельсовой колеи, и текущими расстояниями букса-кузов, вычисленными с учетом ориентации измерительной тележки по отношению к виртуальному положению кузова путеизмерительного вагона.

Изобретение относится к контролю состояния железнодорожного пути.

Известен способ измерения просадки рельсовых нитей [1], заключающийся в том, что измеряют по каждой рельсовой нити разность вертикальных перемещений соответствующих колес измерительной тележки путеизмерительного вагона.

Недостатком этого способа является использование хордового метода, поэтому передаточная функция имеет вид (где b_т - база тележки, λ - длина неровности), а амплитудно-частотная характеристика неравномерна в полосе пропускания (см. чертеж), т.е. измерения имеют лишь качественный характер.

Задачей изобретения является разработка одноточечного метода измерений просадки, имеющего равномерную амплитудно-частотную характеристику в полосе пропускания.

Для решения поставленной задачи в способе измерения просадки рельсовых нитей текущие значения просадки получают как разности текущих значений относительных положений букс измерительной колесной пары, перепроектированных к виртуальному положению кузова параллельного текущему среднему положению рельсовой колеи, и текущими расстояниями букса - кузов, вычисленными с учетом ориентации измерительной тележки по отношению к виртуальному положению кузова путеизмерительного вагона.

Техническая сущность изобретения объясняется следующим. Под просадкой понимают неровности рельсовых нитей в продольной плоскости [1]. Более точным определением, по мнению авторов, является: просадка - это неровности каждой из рельсовых нитей в продольной плоскости по отношению к среднему уровню каждой нити. Или, другими словами, просадка равна изменению вертикального положения колес измерительной колесной пары относительно кузова, параллельного средней рельсовой колее. Естественно, что получить такое положение кузова можно только в виртуальном пространстве. Для этого сначала рассмотрим механизм измерения поперечного уровня и продольного уклона рельсового пути.

Взаимное положение рельсовых нитей по уровню Δh определяется углом поперечного наклона рельсового пути Θ _р

где l - ширина колеи.

Наклон кузова вагона относительно горизонта, получаемый по показаниям гироскопической системы, определяется выражением

где Θ _отн - угол наклона кузова вагона относительно плоскости рельс, измеряемый датчиками букса - кузов измерительной колесной пары.

Из (2) следует

где l_д - расстояние между точками крепления датчиков букса - кузов измерительной колесной пары, например первой.

Угол продольного уклона определяется

где Ψ _ki - угол уклона кузова вагона относительно горизонта, измеряемый гироскопической системой, Ψ _отн - угол галопирования кузова, измеряемый при помощи датчиков букса - кузов второй и четвертой колесных пар (или первой и третьей), b - база вагона.

Проведя текущее усреднение на базе вагона, получим

где Δ _од - шаг одометра (датчика пути).

Выражения (5) описывают плоскость, параллельную средней рельсовой колее. Текущие отклонения кузова вагона от плоскости средней колеи определяются как

Тогда просадка левой рельсовой нити (по ходу вагона), с учетом малости величин углов, будет определяться выражением

а просадка правой рельсовой нити

где l₀ - расстояние от букс до кузова в статическом положении, когда кузов параллелен рельсовой колее.

Таким образом, при прохождении одной колесной парой измеряют неровности в продольной плоскости, что часто интерпретируют как короткую просадку. Длинную просадку можно определить построив зависимости изменения средних углов колеи от продольной координаты (пути).

Литература

1. Вагон-путеизмеритель ЦНИИ-4. Техническое описание. ЕИМН. 663511.001 Т0. - М., 1996.

Формула изобретения

Способ измерения просадки рельсовых нитей, заключающийся в том, что измеряют при помощи гироскопической системы текущие углы ориентации кузова вагона относительно горизонта и при помощи датчиков букса - кузов - текущие положения букс колесных пар относительно кузова, далее на основе полученной информации вырабатывают текущие значения углов поперечного уровня и продольного уклона рельсовой колеи, отличающийся тем, что усредняя текущие значения углов поперечного уровня и продольного уклона на базе вагона, получают текущие средние значения углов рельсовой колеи, а текущие значения просадки получают как разности текущих значений относительных положений букс измерительной колесной пары, перепроектированных к виртуальному положению кузова, параллельного текущему среднему положению рельсовой колеи, и текущими расстояниями букса - кузов, вычисленными с учетом ориентации измерительной тележки по отношению к виртуальному положению кузова путеизмерительного вагона.

РИСУНКИ