Способ калибровки диагностической системы для оценки технического состояния подвижного состава

Изобретение относится к области диагностики рельсовых транспортных средств и может быть использовано в научных целях при исследовании динамических свойств ходовых частей вагонов и локомотивов. Согласно способу калибровки диагностической системы на поверхности катания одного или двух колес 2 в составе колесной пары тележки вагона приваривают одну или несколько накладок 3, которые при перемещении вагона по рельсам 1 вызывают резкий подъем оси колеса, в результате чего создается колебательный процесс. Параметры колебаний измеряют с помощью вибрационных датчиков и используют для оценки и расчета нагрузок на колесо. На основании полученных результатов создают базу данных для калибровки и настройки диагностических систем. Этот способ позволяет значительно расширить базу данных путем изменения геометрических размеров накладок (толщина h и другие). В результате появляется возможность создать широкую базу достоверных данных с различными формами дефектов для однозначной калибровки и настройки диагностических систем при определении технического состояния подвижного состава. 2 ил.

 

Предлагаемый способ относится к области диагностики рельсовых транспортных средств и может быть использован в научных целях при исследовании динамических свойств ходовых частей вагонов и локомотивов.

Известно [1], что работа подвижного состава ЖД транспорта в системе колесо-рельс связана со значительным износом обоих компонентов и это особенно относится к колесам. Во время эксплуатации колеса испытывают значительные статические и динамические нагрузки, что нарушает геометрический профиль поверхности катания колеса. При этом происходит ухудшение качества металла колеса, растут остаточные напряжения, нарушается плавность хода и снижается уровень безопасности движения. У колес возникают ползуны и навары, выщербины, отколы и подрез гребня колеса. Ползуны и навары образуются на поверхности катания из-за заклинивания колесных пар. Ползуны вызывают сильные удары колес о рельсы и могут привести к их излому. Выявить ползун или навар можно при встрече поезда сходу на слух, а после остановки - внешним осмотром. Предотвращение аварий и крушений осуществляют путем разработки и внедрения специальных норм, позволяющих определить степень пригодности вагона к дальнейшей его эксплуатации. Для этого проводят исследования с применением диагностических стендов и методов, в которых используются различные модели неисправностей.

Известная аппаратура ДДК (детектор дефектных колес), которая относится к напольным средствам автоматической диагностики, предназначена для выявления колесных пар с дефектами на поверхности качения колес, таких как ползун и навар, которые при движении поезда вызывают вертикальные динамические перегрузки колес и рельсов. Колесные пары с дефектами бракуются или используются в качестве настроечных образцов для диагностических систем и комплексов.

Однако по метрологическим требованиям такие образцы должны обладать идентичностью параметров дефектов по высоте и глубине, протяженности и месту расположения на поверхности катания колеса. Если такие требования выполнять путем выборки и сортировки колесных пар, то это длительная и ненадежная процедура.

В изобретении «Способ определения динамических характеристик механической системы» (патент РФ №2292026) предложено возбуждать в системе свободные затухающие колебания и по амплитудно-временной зависимости отклика системы определять собственные частоты системы и логарифмический декремент колебаний. Способ заключается в том, что в системе возбуждают свободные затухающие колебания, регистрируют отклик системы, строят амплитудно-временную зависимость отклика системы, по которой определяют собственные частоты системы. Выделяют полосовым фильтром с выбранными частотами среза частотные составляющие, по которым определяют их логарифмические декременты колебаний. Собственные частоты системы определяют по пикам построенного амплитудного спектра Фурье отклика системы, а частоты среза принимают равными значениям ближайших частот, отстоящих слева и справа от собственных частот системы, на которых амплитудный спектр Фурье принимает минимальные значения.

В таком способе отсутствует наиболее важная информация о системе возбуждения свободных затухающих колебаний, в которых необходимо измерять параметры и делать соответствующее заключение.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является «Катковый стенд» (патент РФ №2488800), содержащий раму, установленную на бетонном фундаменте с участком рельсового пути, в разрыве которого закреплен имитатор такого пути в виде двух катков увеличенного диаметра. В катковом стенде, предназначенном для исследования системы колесо-рельс, предусмотрен имитатор нагрузок, включающий в себя боковые вертикальные гидропульсаторы для моделирования вертикальной силы, действующей в точке контакта колеса с рельсом.

Существенным недостатком способа моделирования сил в катковом стенде является сложность используемой конструкции и его чрезмерная металлоемкость. Кроме этого, применение гидропульсаторов требует дополнительного оборудования в виде насосной станции и системы управления.

Целью настоящего изобретения является создание базы достоверных данных с различными формами дефектов (наваров) на поверхности катания колеса при условии повышения надежности и экономичности способа сбора данных, относящихся к сигналам от дефектов, для однозначной калибровки и настройки диагностических систем.

Поставленная цель достигается тем, что способ калибровки диагностических систем выполняется путем создания на любом полигоне колебаний испытуемой колесной паре в составе тележки вагона и измерения электрических сигналов с помощью вибрационных датчиков, для чего на поверхности катания одного или обоих колес приваривают одну или несколько накладок, имеющих вид сегмента шара или эллипсоида. Причем толщину сегмента назначают в пределах допуска на высоту дефекта (навара), в каждом сегменте делают два отверстия для приварки, а диаметры отверстий равны удвоенной толщине сегмента.

Основная суть изобретения поясняется на фиг. 1, где показан рельс 1, по которому катится колесо 2 со скоростью вращения V, а на его поверхности катания приварена накладка 3, имеющая параметры, показанные на фиг. 2.

Способ калибровки диагностических систем осуществляется следующим образом. На поверхности катания одного или двух колес 2 в составе колесной пары тележки вагона приваривают одну или несколько накладок 3, которые при перемещении вагона по рельсам 1 вызывают резкий подъем оси колеса, в результате чего создается колебательный процесс. Параметры колебаний измеряют с помощью вибрационных датчиков и используют для оценки и расчета нагрузок на колесо. На основании полученных результатов создают базу данных для калибровки и настройки диагностических систем. Предлагаемый способ позволяет значительно расширить базу данных путем изменения геометрических размеров накладок (толщина h и другие). Увеличение количества накладок позволяет создавать резонанс в колебательном процессе, являющийся важным информативным параметром при технической диагностике. Приварка накладок в виде сегмента эллипсоида под углом в окружной скорости V позволяет моделировать боковые усилия и затем учитывать их при калибровке диагностических систем. Технология приварки накладок через два отверстия диаметром d не создает прочного соединения, поэтому они без особых проблем могут сниматься и заменяться новыми.

Список документов, цитируемых в отчете о поиске:

Техническая диагностика вагонов. Часть 2. Диагностирование деталей и узлов вагонов при изготовлении, ремонте и в условиях эксплуатации. Учебник под ред. В.Ф. Криворудченко. М. 2013, с. 315.

Способ калибровки диагностической системы для оценки технического состояния подвижного состава, включающий возбуждение в системе свободных затухающих колебаний и определение технического состояния системы по амплитудно-частотной зависимости отклика системы, отличающийся тем, что для калибровки и настройки системы создают базу данных по результатам силовых характеристик взаимодействия колеса и рельса, полученных путем снятия параметров колебательного процесса от взаимодействия колесной пары и рельса, для чего на поверхности катания одного или обоих колес приваривают одну или несколько накладок, имеющих вид сегмента шара или эллипсоида, причем толщину сегмента назначают в пределах допуска на высоту дефекта (навара), в каждом сегменте делают два отверстия для приварки, а диаметры отверстий равны удвоенной толщине сегмента.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу определения параметра колеса наблюдаемого железнодорожного транспортного средства. Усовершенствованный способ определения параметра колеса железнодорожного транспортного средства включает следующий этап: связанные с движением диагностические данные (4) по меньшей мере одного контрольного железнодорожного транспортного средства подают в блок оценки, причем диагностические данные (4) содержат связанные с движением свойства, от которых зависит параметр колеса контрольного железнодорожного транспортного средства.

Использование: для обнаружения дефектов колёс, а также для измерения воздействия подвижного состава на железнодорожный путь. Сущность изобретения заключается в том, что измерительный участок рельсового пути разделён на три участка «А», «В», «С», при этом на измерительных участках «А», «С» тензодатчики установлены на шейку рельса с обеих сторон оппозитно и попарно, образуя тензометрические блок-участки, расположенные в промежутках между шпалами, при этом тензодатчики установлены с шагом «а» от 308 до 418 мм, а шпалы на этих участках уложены с шагом «b» от 500 до 550 мм.

Изобретение относится к стенду для испытания колес и осей колесных пар и способу восстановления внутреннего диаметра кольца рельсоимитатора. В держателе и крышке держателя стенда для испытания колес и осей колесных пар, удерживающих кольцо рельсоимитатора, выполнен паз, обеспечивающий доступ режущего инструмента и сварочного оборудования к кольцу рельсоимитатора.

Изобретение относится к способу графической записи изменения напряженного состояния на поверхности деталей в процессе их эксплуатации с целью исследования прочностных свойств этих деталей.

Изобретение относится к устройству для измерения колесных пар рельсовых транспортных средств. Устройство (1) измерения колесных пар (2) рельсового транспортного средства предназначено для контроля колесных пар (2) рельсового транспортного средства, когда они установлены в рельсовом транспортном средстве, относительно эксплуатационной безопасности и сохранения предельных эксплуатационных размеров.

Изобретение предназначено для проведения лабораторных испытаний колесных пар рельсового подвижного состава для определения динамических и ресурсных характеристик, проведения приемочных испытаний.

Изобретение относится к способу непосредственного измерения степени износа реборды железнодорожного колеса при перемещении транспортного средства по криволинейному участку.

Изобретение относится к стендам, осуществляющим испытание колес и осей колесных пар ж/д подвижного состава на сопротивление усталости. Исследуемый фрагмент колесной пары, состоящий из колеса с запрессованной в него разрезанной в средней части осью, крепится в центре опорной плиты стенда посредством шарового шарнира, образованного упором с крышкой и съемной втулкой, напрессованной на ось в районе ее буксовой шейки, а колесо исследуемого фрагмента колесной пары опирается на внутреннюю поверхность кольца рельсоимитатора, закрепленного в держателе, установленном на той же опорной плите соосно с вертикальной осью, проходящей через центр шарового шарнира.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано в установках автоматизированного неразрушающего контроля зубчатых колес. Предложено устройство для регистрации и счета зубьев зубчатого колеса, например, в локомотивной колесной паре.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к устройствам для создания усилий на рельсы. Устройство для имитации вертикального и горизонтального воздействия колеса на рельс включает Н-образную раму, опирающуюся двумя концами на испытуемый рельс, а другими двумя заизолированными концами – на противоположный рельс, на поперечине которой установлен домкрат горизонтального нагружения, сопряженный с датчиком измерения горизонтальной нагрузки.

Изобретение относится к способу определения параметра колеса наблюдаемого железнодорожного транспортного средства. Усовершенствованный способ определения параметра колеса железнодорожного транспортного средства включает следующий этап: связанные с движением диагностические данные (4) по меньшей мере одного контрольного железнодорожного транспортного средства подают в блок оценки, причем диагностические данные (4) содержат связанные с движением свойства, от которых зависит параметр колеса контрольного железнодорожного транспортного средства.

Изобретение относится к неразрушающему контролю технического состояния колес подвижного состава в процессе движения. Согласно способу мониторинга технического состояния колес принимают сигналы акустической эмиссии вращающейся колесной пары на правом и левом рельсах железнодорожного пути.

Изобретение касается способа диагностики состояния колес рельсового транспортного средства какого-либо рельсового транспортного средства (1). Для расчета текущего значения изнашивания в пределах заданного интервала с помощью по меньшей мере одной измерительной системы (4) находится по меньшей мере одно значение нагрузки какого-либо вида нагрузки колес рельсового транспортного средства, и с помощью математической модели (7) из указанного по меньшей мере одного значения нагрузки, а также из нулевого измерения (6) или промежуточного измерения начального значения изнашивания определяется текущее значение изнашивания колес рельсового транспортного средства.

Изобретение относится к устройству для измерения колесных пар рельсовых транспортных средств. Устройство (1) измерения колесных пар (2) рельсового транспортного средства предназначено для контроля колесных пар (2) рельсового транспортного средства, когда они установлены в рельсовом транспортном средстве, относительно эксплуатационной безопасности и сохранения предельных эксплуатационных размеров.

Изобретение относится к рельсовому транспортному средству. Рельсовое транспортное средство содержит по меньшей мере один блок датчиков (18.1-18.8) для измерения значения по меньшей мере одного параметра, представляющего динамическую характеристику, присущую транспортному средству и регулируемую машинистом.

Изобретение относится к способу непосредственного измерения степени износа реборды железнодорожного колеса при перемещении транспортного средства по криволинейному участку.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики для стабилизации рельсовых транспортных средств. Устройство для стабилизации рельсового транспортного средства, содержащего колесную пару и приводной блок для ускорения и/или замедления рельсового транспортного средства, включает устройство определения параметра колебательного состояния колесной пары, блок управления приводным блоком с использованием параметра колебательного состояния колесной пары для изменения скорости рельсового транспортного средства.

Изобретение относится к области железнодорожной телемеханики для контроля состояния грузовых вагонов. Техническое решение включает досмотровую штангу с зеркалом и фонарем, контроль геометрических параметров деталей, таких как тонкий гребень, разность высот смежных автосцепок, нарушение монтажа магистрального трубопровода, осуществляется системой «Техновизор», выявление трещин в литых деталях грузовых вагонов, например, таких как боковая рама, надрессорная балка, колесо первой и второй колесных пар, осуществляется комплексом непрерывной диагностики «КНД-1».

Настоящее изобретение относится к области техники обнаружения дефектов на колесах железнодорожных транспортных средств. Установка для обнаружения дефектов с функцией параллельного поддомкрачивания выполнена с возможностью обнаружения дефектов без демонтажа колес и содержит тележку, выполненную с возможностью скольжения вдоль двух стальных рельсов, между которыми она предусмотрена.

Изобретение касается устройства для проверки колес железнодорожного подвижного состава в отношении вызванного эксплуатацией износа и/или дефекта материала. В заявленном устройстве катящаяся колесная пара железнодорожного подвижного состава проходит через ограниченное в пространстве магнитное поле, которое образовано посредством железнодорожных рельсов, по которым направляется соответствующее рельсовое транспортное средство.

Изобретение относится к области диагностики рельсовых транспортных средств и может быть использовано в научных целях при исследовании динамических свойств ходовых частей вагонов и локомотивов. Согласно способу калибровки диагностической системы на поверхности катания одного или двух колес 2 в составе колесной пары тележки вагона приваривают одну или несколько накладок 3, которые при перемещении вагона по рельсам 1 вызывают резкий подъем оси колеса, в результате чего создается колебательный процесс. Параметры колебаний измеряют с помощью вибрационных датчиков и используют для оценки и расчета нагрузок на колесо. На основании полученных результатов создают базу данных для калибровки и настройки диагностических систем. Этот способ позволяет значительно расширить базу данных путем изменения геометрических размеров накладок. В результате появляется возможность создать широкую базу достоверных данных с различными формами дефектов для однозначной калибровки и настройки диагностических систем при определении технического состояния подвижного состава. 2 ил.

Наверх