Способ оценки состояния рельсового пути

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. Способ оценки состояния рельсового пути заключается в том, что с применением диагностического вагона, оборудованного тензометрическими колесными парами, тензометрическими автосцепками, измерительными приборами, системами спутниковой навигации и беспроводной передачи данных, который устанавливают в состав грузового поезда, определяют состояние геометрии рельсового пути: радиусы кривых, положение рельсовых нитей в плане и профиле, ширину колеи и другие параметры с привязкой к электронной GPS карте рельсового пути, и связывают их с данными последних проездов вагона-путеизмерителя. Одновременно, с помощью тензометрических колесных пар проводят определение величин вертикальных и боковых сил, их соотношение во взаимодействии подвижного состава и рельсового пути, а также отдельного колеса с рельсом, а с помощью тензометрических автосцепок определяют продольно-динамические силы в подвижном составе, оценивают опасные для движения порожних вагонов сечения рельсового пути и выполняют привязку их к профилю рельсового пути. На основе результатов измерения геометрических параметров рельсового пути и скорости движения подвижного состава оценивают вероятность схода вследствие вкатывания гребня колеса на рельс; определяют участки пути, на которых могут иметь место значения коэффициента запаса устойчивости против схода с рельсов ниже нормативных значений и вырабатывают рекомендации по текущему содержанию пути на таких участках. В результате повышается достоверность и эффективность оценки состояния рельсового пути. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и предназначено для контроля и оценки состояния геометрии рельсовой колеи по силам взаимодействия подвижного состава и железнодорожного пути.

Известно устройство для измерения вертикальных и боковых сил взаимодействия между колесом и рельсом, содержащее железнодорожную колесную пару, тензорезисторы, включенные диаметрально в полумостовые тензометрические схемы и размещенные по разные стороны от оси на концентричных диаметрах наружной и внутренней сторонах диска колеса, усилители, тактовый и синхронизирующий генераторы, блок управления и блоки электронных ключей вертикальной и боковой сил, блоки определения направления действия боковой силы (тензометрическую колесную пару). Тензорезисторы внутренней стороны диска колеса установлены на одном диаметре с радиусом 0,6-0,7 радиуса диска колеса, а тензорезисторы наружной стороны диска колеса установлены на одном диаметре с радиусом 0,6-0,8 радиуса диска колеса (SU, авторское свидетельство №1312412, кл. G01L 1/22, G01L 5/16, опубл. 1987 г.).

Недостатком данного способа является ограниченное количество измеряемых параметров - вертикальные и боковые силы на правом и левом колесах и отсутствие возможности учета динамики продольных сил, возникающих при движении поезда, что снижает функциональные возможности устройства.

Известен способ оценки состояния пути, принятый в качестве прототипа, заключающийся в том, что с использованием вагона-путеизмерителя определяют состояние геометрии пути: радиусы кривых, положение рельсовых нитей в плане и профиле, ширину колеи и другие параметры: с помощью тензометрической колесной пары проводят определение величины и соотношение боковых и вертикальных сил Н/V (возможно и соотношение V/H, принятое в РФ) во взаимодействии подвижного состава и пути, а также отдельного колеса с рельсом и на основе результатов измерения геометрических параметров пути и скорости движения поезда оценивают вероятность схода вследствие вкатывания гребня колеса на рельс; определяют участки пути, на которых могут иметь место значения коэффициентов запаса устойчивости колеса против схода ниже нормативных значений и вырабатывают рекомендации по текущему содержанию пути на таких участках (Журнал «Железные дороги мира», 2007 г., №8, с.74-77).

Недостатками данного способа оценки состояния пути являются:

- невозможность учета динамики продольных сил, возникающих при движении поезда, при этом продольный профиль пути определяет режимы ведения поезда, при которых возникают переходные процессы со значительным повышением продольных сил, например режим торможения поезда (спуски) или режим тяги (на подъеме);

- отсутствует синхронная оценка продольных сил поезда и сил взаимодействия колес с рельсами, что не обеспечивает оценку влияния каждого из силовых факторов на снижение коэффициента запаса устойчивости.

Техническим результатом является повышение достоверности и эффективности оценки состояния рельсового пути путем учета синхронного действия продольных сил в поезде и сил взаимодействия отдельного колеса и рельсового пути.

Указанный технический результат достигается тем, что с применением диагностического вагона, оборудованного тензометрическими колесными парами (ТКП), тензометрическими автосцепками, измерительными приборами, системами спутниковой навигации и беспроводной передачи данных, который устанавливают в состав грузового поезда, определяют состояние геометрии рельсового пути: радиусы кривых, положение рельсовых нитей в плане и профиле, ширину колеи и другие параметры с привязкой к электронной GPS карте рельсового пути, и связывают их с данными последних проездов вагона-путеизмерителя. Одновременно, с помощью тензометрических колесных пар проводят определение величин боковых и вертикальных сил, их соотношение во взаимодействии подвижного состава и рельсового пути, а также отдельного колеса с рельсом, а с помощью тензометрических автосцепок определяют продольно-динамические силы в подвижном составе, оценивают опасные для движения порожних вагонов сечения рельсового пути и выполняют привязку их к профилю рельсового пути. На основе результатов измерения геометрических параметров рельсового пути и скорости движения подвижного состава оценивают вероятность схода вследствие вкатывания гребня колеса на рельс; определяют участки пути, на которых могут иметь место значения коэффициента запаса устойчивости против схода с рельсов ниже нормативных значений и вырабатывают рекомендации по текущему содержанию пути на таких участках.

На фиг.1 представлен общий вид диагностического вагона с установленным технологическим оборудованием, вид сбоку, на фиг.2 - вид с торца по стрелке А на фиг.1 и на фиг.3 - вид сверху на фиг.1.

Для реализации способа оценки состояния рельсового пути используется диагностический вагон 1 (фиг.1, 2 и 3), который оборудован системой бортовой регистрации 2, системой автономного питания 3 с системой подзарядки аккумуляторных батарей 4 и содержит не менее двух тензометрических колесных пар 5 с бесконтактной передачей регистрируемых данных с вращающейся оси 6. Тензометрическая колесная пара 5 выполнена на базе серийной колесной пары. На оси колесной пары установлен электронный блок 7, в котором смонтированы тензоусилители, логический контроллер, аккумулятор и передатчик, которые обеспечивают работу измерительных схем из тензорезисторов, смонтированных на внутренней части дисков правого и левого колеса, предварительную обработку сигналов и передачу данных с передатчика электронного блока 7 на приемник 8, установленный неподвижно на главной раме 9 диагностического вагона 1 и связанный с системой бортовой регистрации 2. Диагностический вагон 1 оборудован двумя тензометрическими автосцепками 10 регистрирующими продольные силы, возникающие в поезде в режимах тяги и торможения. Для усиления сигналов с измерительных схем тензометрических автосцепок 10 использованы тензоусилители 11, соединенные с системой бортовой регистрации 2.

На главной раме 9 диагностического вагона 1 в зоне ходовых тележек 12 установлены акселерометры 13, 14 и 15, регистрирующие ускорения главной рамы 9 диагностического вагона 1 в вертикальном, продольном и поперечном направлениях и соединенные с системой бортовой регистрации 2. Ходовые тележки 12 диагностического вагона 1 оборудованы реохордными датчиками 16 и 17, позволяющими регистрировать перемещения букс 18 одной из тензометрических колесных пар 5 относительно главной рамы 9 диагностического вагона 1, а также реохордными датчиками 19 и 20, позволяющими регистрировать поворот передней и задней боковых рам тележки 12 по ходу движения диагностического вагона 1 относительно главной рамы 9 диагностического вагона 1. Диагностический вагон 1 оборудован антенной 21, системой спутниковой навигации 22, системой беспроводной передачи данных 23, встроенной в систему бортовой регистрации 2 и позволяющей привязывать маршрут движения диагностического вагона 1 к электронной GPS карте рельсового пути 24.

Диагностический вагон 1 снабжен измерительными приборами привязки силовых факторов к профилю рельсового пути 24, которые установлены на буксе 18 диагностического вагона 1 и включают устройство формирования импульсов 25, закрепленное механическим способом на оси 6 тензометрической колесной пары 5 диагностического вагона 1, индуктивный датчик 26, закрепленный на стакане буксы 18, напротив устройства формирования импульсов 25 и позволяющий регистрировать импульсы при движении диагностического вагона 1, которые пропорциональны углу поворота колеса 27 тензометрической колесной пары 5 и пройденного рельсового пути 24, который содержит рельсы 28 и образует две рельсовые нити с шириной колеи L.

Способ оценки состояния рельсового пути, заключающийся в том, что с применением диагностического вагона 1, оборудованного тензометрическими колесными парами 5 и измерительными приборами, который устанавливают в состав грузового поезда, определяют состояние геометрии рельсового пути 24, одновременно, с помощью тензометрических колесных пар 5 проводят определение величин вертикальных V и боковых Н сил взаимодействия колес 27 с рельсами 28, вычисляют коэффициент запаса устойчивости K y = V H при взаимодействии подвижного состава и рельсового пути 24, а также сил взаимодействия отдельного колеса 27 с рельсом 28 и на основе результатов измерения геометрических параметров рельсового пути 24 и скорости движения подвижного состава оценивают вероятность схода вследствие вкатывания гребня колеса 27 на рельс 28; определяют участки рельсового пути 24, на которых могут иметь место значения коэффициентов запаса устойчивости колеса против схода с рельсов ниже нормативных значений и вырабатывают рекомендации по текущему содержанию рельсового пути 24 на таких участках; синхронно с вертикальными V и боковыми Н силами взаимодействия колес 27 с рельсами 28, диагностическим вагоном 1 регистрируют продольно-динамические силы подвижного состава, оценивают опасные для движения порожних вагонов сечения рельсового пути 24, а с помощью системы спутниковой навигации 22 и беспроводной передачи данных 23 привязывают маршрут движения диагностического вагона к электронной GPS карте рельсового пути 24, связывая их с данными последних проездов вагона-путеизмерителя.

При этом диагностический вагон 1, выполненный, например, на базе вагона-цистерны, устанавливают в состав грузового поезда приблизительно на 2/3 длины поезда с головы состава. При подготовке маршрута движения поезда со стационарного рабочего места оператора подают команду на перевод системы бортовой регистрации 2 из «отключенного» в рабочий режим, после чего включают все измерительные приборы.

В начале движения поезда синхронно регистрируют следующие параметры:

- вертикальные V и боковые Н силы взаимодействия колес 27 с рельсами 28; продольно-динамические силы, действующие в автосцепках 10 диагностического вагона 1 в режимах тяги и торможения, а также от продольного профиля рельсового пути 24; вертикальные, поперечные и продольные ускорения главной рамы 9 диагностического вагона 1; перемещения букс 18 правого и левого колес 27 тензометрических колесных пар 5 относительно главной рамы; поворот передней и задней тележек 12 относительно главной рамы 9 диагностического вагона 1 для установления более точных причин снижения Ky и более достоверного определения сечения пути с низким Ky.

Все регистрируемые параметры записывают синхронно с привязкой к профилю пути грубо (около 10…15 м) с использованием системы спутниковой навигации 22 и точно с использованием измерительных приборов, установленных на буксе 18 колеса 27, включающей индуктивный датчик 26 и устройство формирования импульсов 25 (точность 1…2 м).

При обнаружении сечений пути с низкими значениями Ky выполняют анализ:

- геометрических неровностей рельсовой колеи в данном сечении;

- продольных сил, действующих в подвижном составе.

При наличии значительных продольных сил возникают повышенные боковые силы Н. В этом случае, геометрические неровности пути не играют доминирующей роли при создании сходоопасной ситуации. В случае, когда наблюдается снижение Ky, при отсутствии продольных сил Рпрод.>50 тс, необходимо рассматривать как сходоопасное сечение, определяемое геометрией рельсовой колеи.

Учет синхронного действия продольных сил в поезде и сил взаимодействия колес 27 и рельсового пути 24 позволяет повысить точность определения причин увеличения боковых сил Н, играющих основную роль в снижении коэффициента запаса устойчивости Ky транспортного средства, повысить достоверность и эффективность оценки состояния рельсового пути 24.

1. Способ оценки состояния рельсового пути, заключающийся в том, что с применением диагностического вагона, оборудованного тензометрическими колесными парами и измерительными приборами, который устанавливают в состав грузового поезда, определяют состояние геометрии рельсового пути, одновременно, с помощью тензометрических колесных пар проводят определение величин вертикальных V и боковых Н сил взаимодействия колес с рельсами, вычисляют коэффициент запаса устойчивости K y = V H при взаимодействии подвижного состава и рельсового пути, а также сил взаимодействия отдельного колеса с рельсом и на основе результатов измерения геометрических параметров рельсового пути и скорости движения подвижного состава оценивают вероятность схода вследствие вкатывания гребня колеса на рельс; определяют участки рельсового пути, на которых могут иметь место значения коэффициентов запаса устойчивости колеса против схода с рельсов ниже нормативных значений и вырабатывают рекомендации по текущему содержанию рельсового пути на таких участках, отличающийся тем, что с помощью тензометрических колесных пар и тензометрических автосцепок, синхронно с вертикальными V и боковыми Н силами взаимодействия колес с рельсами, регистрируют продольно-динамические силы, вертикальные, поперечные и продольные ускорения главной рамы диагностического вагона для установления более точных причин снижения Ky и более достоверного определения сечения пути с низким Ky, с помощью системы спутниковой навигации и беспроводной передачи данных привязывают маршрут движения диагностического вагона к электронной GPS карте рельсового пути, связывая их с данными последних проездов вагона-путеизмерителя.

2. Способ оценки состояния рельсового пути по п.1, отличающийся тем, что регистрируют поворот тележек относительно главной рамы вагона, перемещения букс тензометрической колесной пары относительно главной рамы датчиком перемещений, для более точной оценки опасных для движения порожних вагонов сечений рельсового пути.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам контроля рельсовой колеи и колес железнодорожных вагонов. .

Изобретение относится к применению измерительной аппаратуры и приспособлений для измерений перемещений гребня железнодорожного колеса по отношению к головке рельса при движении железнодорожного состава.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к методам и устройствам для измерения веса подвижного состава в эксплуатационных условиях без остановки подвижной единицы, а также в системах горочной автоматики.

Изобретение относится к оборудованию для измерений железнодорожных рельс и колес. .

Изобретение относится к способам измерения перемещений рельсовых путей при воздействии на них подвижных нагрузок. .

Изобретение относится к способу сканирования положения пути и к очистительной машине. .

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути. .

Изобретение относится к измерительной технике, а конкретнее, к технике железнодорожных измерений. .

Изобретение относится к области контроля состояния железнодорожного полотна, в частности к способам для измерения и контроля перемещения участков рельсовых плетей бесстыкового железнодорожного пути.

Изобретение относится к контролю безопасности рельсового пути и предназначено для дистанционного обнаружения отклонений его параметров от нормальных, вызванных нарушением структуры рельсов и появлением опасных объектов в полотне.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к способам определения неровностей и других дефектов рельсового пути. .

Изобретение относится к области дефектоскопии и неразрушающего контроля. .

Изобретение относится к контрольно-измерительным устройствам для проверки состояния железнодорожных путей. .

Изобретение относится к путевому хозяйству и может быть использовано для измерения величины относительных перемещений участков рельсовых плетей бесстыкового пути при воздействии на них поездной нагрузки и температуры.

Изобретение относится к способам непрерывного контроля состояния железнодорожного бесстыкового пути при помощи путеизмерительных средств. .

Изобретение относится к области контроля состояния железнодорожного полотна. .

Изобретение относится к контрольно-измерительным устройствам для проверки состояния железнодорожного полотна и может быть использовано при комплексной диагностике рельсовых путей, например, в вагонах дефектоскопах.

Изобретение относится к области диагностики железнодорожного пути. Система диагностирования железнодорожного пути содержит путеизмерительную тележку и связанные с ней сетевой центр и референцные станции. На тележке размещен контрольно-вычислительный комплекс, к которому подключены средства измерения геометрических параметров пути, приемник навигационных сигналов, блок индикации, блок памяти, приемопередающий блок, процессор, блок интерфейса связи, блок местного тревожного оповещения и акусто-электрические преобразователи. Каждая референцная станция включает в себя приемопередатчик навигационных сигналов. Сетевой центр состоит из сервера связи, блока обработки и управления и блока архивирования данных. Также в систему введена внешняя система оповещения путевых бригад. Решение направлено на повышение безопасности путевых бригад и мобильных средств диагностирования. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх