Способ измерения путеизмерительным вагоном вертикальных жесткостей рельсовых нитей

Изобретение относится к способу измерения путеизмерительным вагоном вертикальных жесткостей рельсовых нитей. Способ измерения путеизмерительным вагоном вертикальных жесткостей рельсовых нитей заключается в том, что при прохождении каждой фиксированной точки колесными парами измерительной тележки измеряют силы, с которыми путеизмерительный вагон воздействует на колеса. При исходно различных статических нагрузках на оси при помощи бесхордового способа двумя колесными парами измеряют вертикальные неровности рельсовых нитей. Значения вертикальных жесткостей рельсовых нитей получают как отношения разностей сил, действующих на соответствующую (левую или правую) рельсовую нить, к разности вертикальных неровностей соответствующей рельсовой нити в фиксированной точке. Среднюю жесткость рельсового пути в каждой фиксированной точке определяют как среднее арифметическое от вертикальных жесткостей каждой из рельсовых нитей. В результате увеличивается точность измерения жесткостей рельсовых нитей. 2 з.п. ф-лы.

 

Использование: для измерения жесткостей рельсовых нитей в вертикальной плоскости. Сущность изобретения: способ заключается в том, что при прохождении каждой фиксированной точки колесными парами измерительной тележки измеряют силы, с которыми путеизмерительный вагон воздействует на колеса. Далее при исходно различных статических нагрузках на оси при помощи бесхордового способа [1, 2] двумя колесными парами измеряют вертикальные неровности рельсовых нитей в указанной фиксированной точке. При этом значения вертикальных жесткостей рельсовых нитей получают как отношения разностей сил, действующих на соответствующую (левую или правую) рельсовую нить, к разности вертикальных неровностей соответствующей рельсовой нити в фиксированной точке, а среднюю жесткость рельсового пути в каждой фиксированной точке определяют как среднее арифметическое от вертикальных жесткостей каждой из рельсовых нитей.

Изобретение относится к контролю состояния железнодорожного пути и может быть использовано для оценки и прогноза.

Известен способ определения коэффициента относительной жесткости основания железнодорожного пути и рельса и устройство для его реализации [3], заключающийся в том, что регистрируют сигналы, характеризующие величину прогиба под каждой тележкой вагонов состава, каждый раз определяют по меньшей мере два расстояния между датчиком и опорной точкой ближнего к датчику колеса тележки, при которых наблюдаются нулевые значения прогиба рельса, и по данным о полученных расстояниях при воздействии всех тележек вагонов состава определяют среднее значение и дисперсию коэффициента жесткости.

Недостатком приведенного способа является локальный характер его использования.

Известен способ определения кривизны рельса под нагруженным колесом, изгибающего момента, напряжений от изгиба рельса, относительной жесткости и модуля упругости подрельсового основания [4], заключающийся в том, что определяют относительное перемещение трех точек, расположенных на рабочей поверхности головки рельса, упомянутое перемещение трех точек определяют непосредственно вблизи нагруженного колеса, перемещаемого с заданной скоростью, а кривизну, изгибающий момент и напряжения от изгиба рельса, относительную жесткость и модуль упругости подрельсового основания определяют по соответствующим соотношениям.

Недостатком вышеизложенного способа является низкая точность, обусловленная отсутствием учета динамического взаимодействия пути и подвижного состава (вагона).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ измерения путеизмерительным вагоном жесткости рельсового пути [5], заключающийся в том, что при прохождении фиксированных точек каждой колесной парой путеизмерительного вагона измеряют поперечный уровень рельсовой колеи, одновременно измеряют силы, действующие на буксы соответствующей колесной пары, полученные результаты подставляют в систему уравнений взаимодействия путеизмерительного вагона и рельсового пути при измерении поперечного уровня под каждой колесной парой и определяют среднюю жесткость рельсовой колеи в указанной фиксированной точке и отклонение жесткости каждой из рельсовых нитей от среднего значения жесткости колеи в этой же точке.

Недостатком данного способа является наличие методической погрешности и его реализация требует большего количества датчиков сил, с которыми вагон воздействует на рельсовый путь.

Задачей изобретения является увеличение точности измерения жесткостей рельсовых нитей.

Для решения поставленной задачи в способе измерения путеизмерительным вагоном вертикальных жесткостей рельсовых нитей при помощи бесхордового способа двумя колесными парами измеряют вертикальные неровности рельсовых нитей. Для этого предварительно создаются различные статические нагрузки на оси измерительной тележки. Это позволяет определить вертикальные жесткости рельсовых нитей как отношения разностей сил, действующих на соответствующую (левую или правую) рельсовую нить, к разности вертикальных неровностей соответствующей рельсовой нити в фиксированной точке. При этом среднюю жесткость рельсового пути в каждой фиксированной точке определяют как среднее арифметическое от вертикальных жесткостей каждой из рельсовых нитей.

Обоснование предложенного способа заключается в следующем.

Измеренные величины вертикальных неровностей рельсовых нитей при различных статических нагрузках F_л1, F_п1, F_л2, F_п2 можно представить в виде:

где h_лГi, h_пГi - вертикальные неровности левой и правой рельсовой нити, определяемые геометрией пути и измеряемые без нагрузки; h_лСтi; h_пСтi - вертикальные неровности левой и правой рельсовой нити, вызванные статической нагрузкой; h_лДi, h_пДi - вертикальные неровности левой и правой рельсовой нити, вызванные динамической нагрузкой.

Естественно, что h_л1Г=h_л2Г (h_л1Г=h_п2Г). Тогда разность сил, действующих на колеса измерительной тележки, можно представить в виде:

откуда могут быть получены вертикальные жесткости рельсовых нитей

а жесткость рельсовой колеи

Таким образом, решена задача измерения вертикальных жесткостей рельсовых нитей и колеи при измерении сил только на буксах измерительной тележки. Выбор фиксированных точек пути осуществляется при помощи датчика пройденного пути (одометра), шаг которого выбирается кратным межосевым расстояниям тележки.

Литература

1. Патент РФ на изобретение №2242554 "Способ измерения просадки рельсовых нитей"./ A.M.Боронахин, В.И.Гупалов, А.В.Казанцев, С.А.Карпасов, бюл. №35 от 20.12.2004.

2. Патент РФ на изобретение №2242391 "Способ инерциальных измерений неровностей рельсового пути"./ A.M.Боронахин, В.И.Гупалов, А.В.Мочалов, бюл. №35 от 20.12.2004.

3. Патент №2116400 Россия. Способ определения коэффициента относительной жесткости основания железнодорожного пути и рельса и устройство для его реализации./В.П.Григорьев, Г.Н.Дюков, Н.А.Князев, Л.Е.Шейнман (Россия). - Заяв. №96101917/28. Опубл. 27.07.98.

4. Патент №208423 Россия. Способ определения кривизны рельса под нагруженным колесом, изгибающего момента, напряжений от изгиба рельса, относительной жесткости и модуля упругости подрельсового основания./А.Д.Конюхов, В.А.Рейхард, А.А.Нефедов, В.Л.Порошин (Россия). - Заяв. №94015384/28. Опубл. 10.04.98.

5. Патент РФ №2240244 "Способ измерения путеизмерительным вагоном жесткости рельсового пути"./ Боронахин A.M., Гупалов В.И., Мочалов А.В., Казанцев А.В., бюл. №32 от 20.11.2004.

1. Способ измерения путеизмерительным вагоном вертикальных жесткостей рельсовых нитей, заключающийся в том, что при прохождении каждой фиксированной точки колесными парами измерительной тележки измеряют силы, с которыми путеизмерительный вагон воздействует на колеса, отличающийся тем, что при исходно различных статических нагрузках на оси при помощи бесхордового способа двумя колесными парами измеряют вертикальные неровности рельсовых нитей, при этом значения вертикальных жесткостей рельсовых нитей получают как отношения разностей сил, действующих на соответствующую (левую или правую) рельсовую нить, к разности вертикальных неровностей соответствующей рельсовой нити в фиксированной точке, а среднюю жесткость рельсового пути в каждой фиксированной точке определяют как среднее арифметическое от вертикальных жесткостей каждой из рельсовых нитей.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что статическую нагрузку на оси измерительной тележки принудительно делают различной.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что шаг датчика пройденного пути выбирают кратным расстояниям между колесными парами путеизмерительного вагона.