Система комплексного диагностического контроля ходовых частей поездов


 


Владельцы патента RU 2428341:

Открытое акционерное общество "Российские железные дороги" (RU)

Изобретение относится к области контроля технического состояния вагонов поезда и может быть использовано для выявления дефектов, неисправностей и повреждений тележек, колесных пар и буксовых узлов в процессе движения поезда. На путях установлены узловые посты комплексного диагностического контроля ходовых частей поезда, каждый из которых включает систему ранней диагностики буксовых подшипников, систему измерения дефектов геометрии, профиля, параметров износа колес, систему контроля нарушений геометрии и линейной динамики вписывания тележек в путь и блок идентификации подвижных единиц, выходами подключенные к соответствующим входам перегонного концентратора, и информационные центры комплексного диагностического контроля, в состав каждого из которых входят автоматизированное рабочее место работника информационного центра, последовательно соединенные блок обработки, блок анализа и блок хранения информации. Линейный пункт теплового контроля ходовых частей поезда подключен к перегонному концентратору, который через станционный концентратор соединен с блоком обработки. Аппаратно-программные устройства автоматизированного рабочего места информационного центра подключены к блоку анализа, а также связаны с центральным обрабатывающим комплексом многоуровневой автоматизированной системы управления безопасностью движения, пунктом технического осмотра и аппаратно-программным устройством автоматического рабочего места поездного диспетчера. Достигается повышение эффективности контроля ходовых частей поездов. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области контроля технического состояния объектов железнодорожного транспорта, в частности к системе контроля технического состояния вагонов поезда, и может быть использована для выявления дефектов, неисправностей и повреждений тележек, колесных пар и буксовых узлов в процессе движения поезда со своевременной передачей диагностической информации в информационные центры комплексного диагностического контроля для анализа состояния подвижного состава.

Известна автоматизированная установка для комплексного ультразвукового неразрушающего контроля колесных пар вагонов, содержащая устройство подачи колесных пар с механизмом их разворота, устройство очистки зоны контроля, устройство вращения колесных пар, средство диагностики, снабженное блоком генераторов и электромагнитно-акустическими преобразователями, установленным в каретках для контроля соответствующих областей обода, диска колеса и оси колесных пар, включающее вычислительный блок, блок усилителей, пульт управления и каретку для размещения ультразвуковых преобразователей, блок предварительной обработки информации (RU 48910 U1, 2005.11.10, В61К 9/08).

Известное техническое решение предназначено для контроля колесных пар вагонов в стационарных условиях вагонного депо или специализированной лаборатории и не предназначено для использования в условиях движения поезда.

Известна система для определения состояния подвагонных компонентов железнодорожного подвижного состава, включающая датчик, содержащий матрицу элементов, чувствительных к инфракрасному излучению (US 20060131464 А1, 22.06.2006, В61К 9/06). Каждый из этих элементов может быть направлен на различную область контролируемой зоны подвагонного компонента железнодорожного подвижного состава и при сканировании ее генерирует сигнал соответствующей формы, являющийся сигнатурой конкретной области. Датчик ориентирован таким образом, чтобы, по меньшей мере, один элемент беспрепятственно принимал инфракрасное излучение от подвагонного компонента железнодорожного подвижного состава, проходящего датчик. Система содержит также память, в которой сохраняются характерные формы сигнатур, соответствующие известным подвагонным компонентам. Кроме того, система содержит процессор, осуществляющий обработку сигнатурных сигналов, получаемых в результате сканирования, и сравнение их с характерными формами сигнатур, хранящихся в памяти, с целью определения типа сканируемого подвагонного компонента железнодорожного подвижного состава и выделения информации, характеризующей состояние данного подвагонного компонента железнодорожного подвижного состава.

Обработанная информация о состоянии подшипников контролируемых букс передается в центральный монитор (пункт контроля) с целью регистрации и/или выдачи уведомлений об ухудшении состояния подшипников, требующего технического обслуживания.

Система предназначена для определения методом инфракрасного излучения температуры различных подвагонных компонентов железнодорожного подвижного состава. Однако она не предусматривает возможность обобщения диагностической информации о техническом состоянии вагонов поездов, позволяющей своевременно определить возможность предаварийных состояний подвагонных компонентов подвижного состава.

Наиболее близким аналогом является система диагностического контроля ходовых частей поезда, содержащая линейные пункты теплового контроля и системы ранней диагностики подшипников буксовых узлов, блок идентификации подвижных единиц и блок обработки (US 4790190 А, 13.12.1988). Известное техническое решение осуществляет оперативный контроль буксовых узлов и колес за счет измерения теплового излучения и раннюю диагностику подшипников буксовых узлов путем использования акустического контроля. По результатам измерений система формирует отчет о каждом поезде, что позволяет выявлять не только аварийные состояния подшипников буксовых узлов, но тенденции развития их дефектов для прогнозирующего планирования работ по техническому обслуживанию.

Как известно, наибольшее количество аварий, крушений происходит из-за неисправностей ходовых частей подвижного состава, перегрева и разрушения буксовых роликовых подшипников, колес и литых деталей тележек, обрывов клина тягового хомута и хвостовиков автосцепок, саморасцепа автосцепок, обрыва и падения деталей вагонов на путь. Причиной сходов вагонов с тяжелыми последствиями, кроме перечисленных, являются неисправности колес, таких как отколы, тонкий гребень, ползуны сверхдопустимых размеров, рессорного подвешивания в результате излома пружин или завышения фрикционных клиньев, а также отсутствие и/или сверхнормативные зазоры в скользунах, износ узла «пятник-подпятник». При этих неисправностях при определенных скоростях движения поездов наблюдаются интенсивные колебания кузова вагона, в том числе виляние, галопирование, подпрыгивание вагонов и др.

Задачей изобретения является создание системы комплексного диагностического контроля ходовых частей вагонов движущегося поезда на основе не только оперативного теплового контроля буксовых узлов, но и ранней диагностики как подшипников, так и дефектов геометрии, профиля и параметров износа колеса и диагностики дефектов неисправностей и повреждений тележек для выявления высокой степень аварийности ходовых частей поезда и тенденций развития их дефектов.

Технический результат заключается в повышении эффективности контроля ходовых частей поездов за счет комплексного диагностического контроля их ходовых частей с последующим анализом дефектов, неисправностей и повреждений для выявления высокой степень аварийности ходовых частей поезда и тенденций развития их дефектов.

Указанный технический результат достигается тем, что система комплексного диагностического контроля ходовых частей поездов содержит линейные пункты теплового контроля ходовых частей поезда, узловые посты комплексного диагностического контроля ходовых частей поезда, каждый их которых включает систему ранней диагностики буксовых подшипников, систему измерения дефектов геометрии, профиля, параметров износа колес, систему контроля нарушений геометрии и линейной динамики вписывания тележек в путь и блок идентификации подвижных единиц, выходами подключенные к соответствующим входам перегонного концентратора, и информационные центры комплексного диагностического контроля, в состав каждого из которых входят автоматизированное рабочее место работника информационного центра, последовательно соединенные блок обработки, блок анализа и блок хранения информации, при этом выход, по меньшей мере, одного линейного пункта теплового контроля ходовых частей поезда подключен к соответствующему входу перегонного концентратора, выходы которого через станционный концентратор посредством сети передачи данных соединены с информационными входами блока обработки, соответствующие входы/выходы которого подключены к базе данных дорожного информационного центра, одни из входов/выходов аппаратно-программного устройства автоматизированного рабочего места информационного центра подключены к выходам/входам блока анализа, а другие входы/выходы - посредством сети передачи данных связаны соответственно с центральным обрабатывающим комплексом многоуровневой автоматизированной системы управления безопасностью движения, пунктом технического осмотра и аппаратно-программным устройством автоматического рабочего места поездного диспетчера.

Один из линейных пунктов теплового контроля установлен на узловом пункте комплексного диагностического контроля.

В узловой пункт комплексного диагностического контроля включена система ранней диагностики дефектов колес с измерением статических и ударных нагрузок колеса на рельс, выход которой подключен к соответствующему входу перегонного концентратора.

Система ранней диагностики буксовых подшипников выполнена в виде системы акустической диагностики буксовых подшипников.

Система измерения дефектов геометрии, профиля, параметров износа колес выполнена на основе лазерной технологии измерения.

На чертеже представлена структурная схема одного из вариантов предлагаемой системы комплексного диагностического контроля ходовых частей поездов.

Система содержит узловой пост 1 комплексного диагностического контроля (УП КДК), включающий перегонный концентратор 2 данных, входы которого соединены с выходами линейного пункта 3 теплового контроля, системы 4 ранней диагностики подшипников буксовых узлов, системы 5 измерения дефектов геометрии, профиля, параметров износа колес, системы 6 контроля нарушений геометрии и линейной динамики вписывания тележек в путь и блока 7 идентификации подвижных единиц.

Система включает информационный центр 10 комплексного диагностического контроля (ИЦ КДК), содержащий автоматическое рабочее место 11 работника (АРМ 11), последовательно соединенные блок 12 обработки, блок 13 анализа и блок 14 хранения информации.

Перегонный концентратор 2 данных связан через канал связи 8 со станционным концентратором 9 данных, подключенным соответствующими входами/выходами к станционной радиостанции 15. Радиостанция 15 по радиоканалу связана с радиостанцией 16, подключенной к пульту 17 управления машиниста локомотива 18.

Кроме того, выходы станционного концентратора 9 данных посредством сети передачи данных соединены с информационными входами блока 12 обработки, соответствующие входы/выходы которого подключены к базе данных дорожного информационно-вычислительного центра (ДИВЦ) (не показан).

При этом входы/выходы аппаратно-программного устройства автоматизированного рабочего места 11 ИЦ КДК 10 подключены к соответствующим выходам/входам блока 13 анализа, а другие входы/выходы - посредством сети передачи данных связаны соответственно с центральным обрабатывающим комплексом многоуровневой автоматизированной системы управления безопасностью движения (ЦОК АСУ), пунктом технического осмотра (ПТО), аппаратно-программного устройства автоматического рабочего места поездного диспетчера(АРМ ДНЦ) (не показаны).

Система комплексного диагностического контроля ходовых частей поездов используется следующим образом.

При движении каждого поезда через узловой пост 1 комплексного диагностического контроля осуществляют тепловой контроль с измерением температур буксовых узлов и колес поезда с помощью линейного пункта 3 теплового контроля, установленного на посту 1, акустическую диагностику буксовых подшипников с помощью системы 4 ранней диагностики буксовых узлов и контроль дефектов геометрии, профиля, параметров износа колес, угла набегания и др. с помощью системы 5 измерения дефектов геометрии, профиля, параметров износа колес, а также контроль нарушений геометрии и линейной динамики вписывания двухосных тележек в путь (виляние, рыскание) и др. с помощью системы 6 контроля нарушений геометрии и линейной динамики вписывания тележек в путь. Одновременно установленный на посту 1 блок 7 идентификации подвижных единиц определяет идентификационный номер вагона, его порядковый номер размещения в составе поезда со стороны головного вагона, номер тележки в вагоне, а также номер оси в тележке.

Информация с выхода линейного пункта 3, систем 4, 5 и 6, а также блока 7 поступает в перегонный 2 концентратор данных. В концентраторе 2 для каждой ходовой части формируется информационный пакет данных о состоянии каждой контролируемой ходовой части поезда. По каналу связи 8 эта информация в автоматическом режиме поступает в станционный концентратор 9 данных, который осуществляет передачу информации по сети передачи данных в блок 12 обработки ИЦ КДК 10.

При поступлении диагностической информации о состоянии ходовых частей поезда в блок 12 из базы данных ДИВЦ поступает информация, подтверждающая данные о составе контролируемого поезда. С учетом этой информации блок 12 обработки выделяет информацию о дефектах, неисправностях и повреждениях контролируемых ходовых частей каждого поезда с привязкой к номеру вагона, тележки в вагоне, оси, стороны буксы. Эту информацию направляют в блок 14 анализа, который выявляет взаимосвязи и взаимозависимости диагностируемых дефектов, неисправностей и повреждений, осуществляет анализ тенденций и прогнозирования показателей аварийности контролируемых объектов.

Например, по результатам теплового контроля измеренная температура контролируемого буксового узла характеризуется ниже критической температуры. Однако по результатам акустического контроля подшипников этого буксового узла установили наличие дефекта на ранней стадии развития. При этом на колесе этого буксового узла в результате лазерного сканирования обнаружили ползун. Такое сочетание дефектов характеризует предаварийное состояние контролируемого буксового узла.

Информация о дефектах, неисправностях и повреждениях контролируемых ходовых частей каждого поезда с привязкой к номеру вагона контролируемого поезда, номеру тележки в вагоне, оси, стороны буксы с результатами анализа тенденций развития дефектов поступает в блок 14 хранения. Блок 14 хранения осуществляет хранение информации о дефектах, неисправностях и повреждениях вагонов контролируемых поездов. В случае повторного контроля ходовых частей вагона эти данные используются для оценки развития незначительных дефектов во времени.

Информация с выхода блока 13 поступает на информационный вход аппаратно-программного устройства АРМ 13 работника информационного центра 12.

По результатам анализа работник АРМ 11 центра 12 принимает решения по дальнейшей эксплуатации подвижного состава каждого поезда.

В автоматическом режиме с АРМ 13 обобщенная информация о техническом состоянии локомотива и вагонов поездов и принятых мерах по дальнейшему продвижению поездов по каналу связи передается в центральный обрабатывающий комплекс многоуровневой автоматизированной системы управления безопасностью движения (ЦОК АСУ МС), где осуществляется интегрированный анализ работы подвижного состава в рамках автоматизированной системы контроля подвижного состава (АСК ПС), контролируется его необходимость и достаточность, формируются меры по своевременному и качественному выполнению текущих плановых и перспективных перевозок. Рекомендации по текущему ремонту поезда оператор выдает непосредственно в ПТО. Информация также поступает на рабочее место поездного диспетчера. В случае принятия решения об аварийной ситуации поезда поездной диспетчер передает эту информацию непосредственно машинисту локомотива поезда и дежурному по станции.

Выявление по результатам комплексной обработки и сравнительного анализа диагностических данных от отдельных систем обеспечивает возможность комплексного анализа в информационных центрах комплексного диагностического контроля (ИЦ КДК) взаимосвязанных и взаимозависимых дефектов, неисправностей и повреждений, совмещение которых в отдельном контролируемом объекте (буксе, тележке, колесах) повышает интегрально уровень аварийности такого объекта, своевременную необходимость его ремонта или изъятия из эксплуатации и тем самым существенное повышение безопасности движения поездов.

1. Система комплексного диагностического контроля ходовых частей поездов, содержащая линейные пункты теплового контроля ходовых частей поезда, узловые посты комплексного диагностического контроля ходовых частей поезда, каждый из которых включает систему ранней диагностики буксовых подшипников, систему измерения дефектов геометрии, профиля, параметров износа колес, систему контроля нарушений геометрии и линейной динамики вписывания тележек в путь и блок идентификации подвижных единиц, выходами подключенные к соответствующим входам перегонного концентратора, и информационные центры комплексного диагностического контроля, в состав каждого из которых входят автоматизированное рабочее место работника информационного центра, последовательно соединенные блок обработки, блок анализа и блок хранения информации, при этом выход, по меньшей мере, одного линейного пункта теплового контроля ходовых частей поезда подключен к соответствующему входу перегонного концентратора, выходы которого через станционный концентратор посредством сети передачи данных соединены с информационными входами блока обработки, соответствующие входы/выходы которого подключены к базе данных дорожного информационного центра, одни из входов/выходов аппаратно-программного устройства автоматизированного рабочего места информационного центра подключены к выходам/входам блока анализа, а другие входы/выходы - посредством сети передачи данных связаны соответственно с центральным обрабатывающим комплексом многоуровневой автоматизированной системы управления безопасностью движения, пунктом технического осмотра и аппаратно-программным устройством автоматического рабочего места поездного диспетчера.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что один из линейных пунктов теплового контроля установлен на узловом пункте комплексного диагностического контроля.

3. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в состав узлового пункта комплексного контроля включена система ранней диагностики дефектов колес с измерением статических и ударных нагрузок колеса на рельс, выход которой подключен к соответствующему входу перегонного концентратора.

4. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что система ранней диагностики буксовых подшипников выполнена в виде системы акустической диагностики буксовых подшипников.

5. Система по п.3, отличающаяся тем, что система ранней диагностики буксовых подшипников выполнена в виде системы акустической диагностики буксовых подшипников.

6. Система по п.4, отличающаяся тем, что система измерения дефектов геометрии, профиля, параметров износа колес выполнена на основе лазерной технологии измерения.

7. Система по любому из пп.1, 2, 5 и 6, отличающаяся тем, что система измерения дефектов геометрии, профиля, параметров износа колес выполнена на основе лазерной технологии измерения.

8. Система по п.4, отличающаяся тем, что система измерения дефектов геометрии, профиля, параметров износа колес выполнена на основе лазерной технологии измерения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматизированного контроля технического состояния колесной пары железнодорожного транспорта при его движении по рельсовому пути.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для автоматического измерения диаметра поверхности катания колесных пар рельсовых транспортных средств в движении.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для автоматизированного контроля технического состояния колесной пары рельсового подвижного состава в процессе его эксплуатации.

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

Изобретение относится к способам и устройствам технологического контроля. .

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и касается вспомогательного железнодорожного оборудования. .

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля технического состояния подвижного состава, а именно, для определения ползунов на поверхности катания колеса.

Изобретение относится к области вспомогательного железнодорожного оборудования, в частности к устройствам контроля технического состояния колесных пар рельсовых транспортных средств.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля технического состояния колес 1 рельсового подвижного состава. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматизированного контроля технического состояния колесной пары и ее положения относительно рельсового пути подвижного состава железнодорожного транспорта.

Изобретение относится к области машиностроения, к способам технологического контроля, а именно к способам контроля колеса колесной пары локомотива в движении, и может быть использовано для измерения геометрических параметров, выявления износа и дефектов цельнокатаных колес на ходу поезда

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к автоматизированным системам, предназначенным для повышения безопасности движения поездов

Изобретение относится к диагностике поверхности катания колесных пар подвижного состава железнодорожного транспорта и метрополитена

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для автоматического контроля технического состояния рельсового подвижного состава в процессе его эксплуатации

Изобретение относится к области дефектоскопии и неразрушающего контроля

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано для контроля технического состояния колесной пары железнодорожного транспорта при его движении по рельсовому пути. Согласно способу после наезда колеса (9) на стык (4) в колесе начинает распространяться круговая волна, которая проходя по колесу (9), вызывает появление акустической волны, исходящей от колеса и регистрируемой датчиком (1). Датчик преобразует акустическую волну в электрический сигнал. При отсутствии трещин длительность и частота сигнала будут иметь определенное значение. В случае наличия трещины в колесе указанные параметры изменятся - длительность и частота уменьшатся, что будет свидетельствовать о недопустимости дальнейшей эксплуатации этого колеса. Затем колесо (9) начнет катиться по участку (5), протяженность которого в данном случае равна половине длины окружности колеса, на котором с помощью акустических датчиков осуществляется проверка качества поверхности катания. В результате упрощается конструкция осуществляющего контроль устройства, повышаются эксплуатационные характеристики, снижается энергопотребление. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано на железнодорожном транспорте для бесконтактного измерения профиля железнодорожных колес с помощью мобильных лазерных триангуляционных датчиков. Устройство включает по меньшей мере пять мобильных лазерных триангуляционных датчиков (3-7), из которых: первый, второй и третий - формируют параллельные друг другу зондирующие лучи. При этом третий, четвертый и пятый датчики размещены друг относительно друга с возможностью определения центра колеса. Также раскрыт способ измерения профиля железнодорожного колеса, примененный алгоритм которого позволяет скорректировать реальные значения измеренных профилей с учетом произвольной ориентации датчиков. Технический результат - расширение функциональных возможностей и повышение удобства в эксплуатации измерительного устройства. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к способу контроля состояния поворотной тележки (3) рельсового транспортного средства, имеющей, по меньшей мере, одну колесную пару (4). Причем колеса (8) колесной пары (4) жестко соединены осью (6) и имеют приближенно конический профиль колеса. На поворотных тележках (3) располагают датчики (10). Из сигналов, поданных датчиками (10), выделяются сигналы, которые соответствуют синусоидальному ходу колесной пары (4) поворотной тележки (3), базирующемуся на коническом профиле колеса колес (8). Изобретение предусматривает, что определяется частота (f) синусоидального хода в отношении к краевым условиям как соответственно существующая скорость (v) движения транспортного средства и сравнивается с хранящимся в памяти значением или диапазоном значений для частоты (f) синусоидального хода, типичным для имеющихся краевых условий, причем контролируется отклонение измеренной частоты (f) от хранящегося в памяти значения или диапазона значений для этой частоты (f). Изобретение относится к устройству для осуществления указанного способа. В результате повышается точность и качество контроля состояния поворотной тележки. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх