Способ контроля колеса колесной пары локомотива в движении



Способ контроля колеса колесной пары локомотива в движении
Способ контроля колеса колесной пары локомотива в движении

 


Владельцы патента RU 2430849:

Открытое акционерное общество "Российские железные дороги" (RU)

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. Способ заключается в облучении поверхности колеса лучами от излучателей датчиков и приеме отраженных от этой поверхности сигналов приемными устройствами соответствующих датчиков, расположенных в пространстве по обе стороны колеса, с последующей совместной обработкой данных с датчиков и определением диаметра колеса по поверхности катания колеса и угла набега колеса на рельс. С помощью датчиков одновременно получают два профиля с внутренней грани колеса, для определения положения плоскости внутренней грани колеса в пространстве и определения угла набега колеса на рельс, и три профиля с поверхности катания колеса, с нахождением на них как минимум трех точек на круге катания колеса, отстоящих на расстоянии 70 мм от плоскости внутренней грани. По найденным точкам вычисляют диаметр колеса как окружности, проходящей через найденные три точки в пространстве. Длину хорды окружности между точками берут максимальной, путем снятия двух профилей с поверхности катания колеса с участков рядом с передней и задней тормозными колодками и третьего профиля с участка колеса, максимально приближенного к рельсу. Достигается повышение точности контроля износа колес локомотива и соответственно повышение безопасности. 2 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, к способам и устройствам 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.

Наиболее близким по существу и достигаемому эффекту является способ, описанный в патенте РФ №2292284 на изобретение "Способ размеренного контроля деталей подвижного состава на ходу поезда и комплекс для его осуществления", м.кл.6 B61K 9/12, опубл. 27.01.2007 г., который заключается в облучении поверхности колеса лучами от излучателей датчиков и приеме отраженных от этой поверхности сигналов приемными устройствами соответствующих датчиков, расположенных в пространстве по обе стороны колеса, с последующей совместной обработкой данных с датчиков и определением диаметра колеса по поверхности катания колеса и угла набега колеса на рельс.

Недостатком известного способа является недостаточная точность определения диаметра колеса, обусловленная заложенным принципом самосканирования двумя датчиками - внутренним и наружным. Точки профиля и сами профили с разных участков колеса получаются в разные моменты времени, в течение которого колесная пара в движении меняет свою пространственную ориентацию относительно направления движения (угол набега колеса на рельс и наклон к вертикали) при наезде гребней на головки рельс, а также из-за деформации рельс. Это вызывает дополнительную погрешность измерений, вызванную погрешностью определения профиля, а также погрешностью определения и учета угла набега колеса на рельс.

Другим недостатком является то, что в качестве одной из трех точек вычисления диаметра колеса используется поверхность рельса, прогиб которой отслеживается датчиком прогиба рельса. В результате износа поверхности катания колеса и головки рельса, а также изменения пространственного положения колеса при движении точка контакта колеса с рельсом может меняться и давать погрешность определения координат точки для нахождения диаметра.

Задачей настоящего изобретения является повышение точности контроля износа колес локомотивов и соответственно повышение безопасности движения.

Поставленная задача решается тем, что в способе контроля колеса колесной пары локомотива в движении, заключающемся в облучении поверхности колеса лучами от излучателей датчиков и приеме отраженных от этой поверхности сигналов приемными устройствами соответствующих датчиков, расположенных в пространстве по обе стороны колеса, с последующей совместной обработкой данных с датчиков и определением диаметра колеса по поверхности катания колеса и угла набега колеса на рельс, с помощью датчиков в общей для них трехмерной системе координат одновременно получают как минимум два профиля с внутренней грани колеса, для определения положения плоскости внутренней грани колеса в пространстве и определения угла набега колеса на рельс, и как минимум три профиля с поверхности катания колеса, с нахождением на них как минимум трех точек на круге катания колеса, отстоящих на расстоянии 70 мм от плоскости внутренней грани, по которым вычисляют диаметр колеса как окружности, проходящей через найденные три точки в пространстве, при этом длину хорды окружности между точками берут максимальной, путем снятия двух профилей с поверхности катания колеса с участков рядом с передней и задней тормозными колодками и третьего профиля с участка колеса, максимально приближенного к рельсу.

Такое выполнение способа, при котором с помощью датчиков в общей для них трехмерной системе координат одновременно получают как минимум два профиля с внутренней грани колеса, для определения положения плоскости внутренней грани колеса в пространстве и определения угла набега колеса на рельс, и как минимум три профиля с поверхности катания колеса, с нахождением на них как минимум трех точек на круге катания колеса, отстоящих на расстоянии 70 мм от плоскости внутренней грани, по которым вычисляют диаметр колеса как окружности, проходящей через найденные три точки в пространстве, при этом длину хорды окружности между точками берут максимальной, путем снятия двух профилей с поверхности катания колеса с участков рядом с передней и задней тормозными колодками и третьего профиля с участка колеса, максимально приближенного к рельсу, позволяет путем одновременного облучения поверхности колеса и одновременного снятия точек профиля и самих профилей с разных участков колеса, а также исключения из расчета точки контакта колеса с рельсом уменьшить погрешности определения профилей и точек на них, тем самым уменьшить погрешности определения угла набега колеса на рельс и вычисления диаметра колеса, а значит, повысить точность контроля износа колес колесных пар локомотивов и соответственно повысить безопасность движения.

На фиг.1 представлено устройство для контроля колеса колесной пары локомотива в движении.

На фиг.2 представлено устройство для контроля колеса колесной пары локомотива в движении в изометрии.

Способ контроля колеса колесной пары локомотива в движении осуществляют следующим образом.

Колесная пара локомотива при движении, наезде гребней на головки рельс, а также из-за деформации рельс меняет свою пространственную ориентацию относительно направления движения. Это вызывает изменение положения колеса в пространстве и в связи с этим изменение в пространстве круга катания колеса, угла набега колеса на рельс и положения плоскости внутренней грани колеса.

На общем основании (на фиг.1, 2 не показано) с внутренней стороны рельсовой колеи размещают как минимум два лазерных профилометра 1, с наружной стороны колеи размещают как минимум три лазерных профилометра 2. Одновременно с двух сторон облучают поверхности колеса 3 лучами излучателей профилометров 1, 2 и принимают отраженные от этой поверхности сигналы приемными устройствами соответствующих профилометров 1, 2. В общей для профилометров 1, 2 трехмерной системе координат получают как минимум два профиля с внутренней грани колеса 3 (профилометрами 1) и как минимум три профиля с поверхности катания колеса 3 (профилометрами 2). По двум профилям с внутренней грани колеса 3 определяют положение плоскости внутренней грани колеса 3 в пространстве и угол набега колеса на рельс. На трех профилях с поверхности катания находят как минимум три точки на круге катания колеса 3, отстоящие на расстоянии 70 мм от плоскости внутренней грани колеса 3. Вычисляют диаметр колеса 3 как диаметр окружности, проходящей через найденные три точки в пространстве. Для увеличения точности определения диаметра колеса 3 длину хорды окружности между точками берут максимальной. Для этого два профиля с поверхности катания колеса 3 снимают с участка рядом с передней и задней тормозными колодками, третий профиль снимают с участка колеса 3, максимально приближенного к рельсу 3.

Одновременное снятие как минимум двух профилей лазерными профилометрами 1, 2 с внутренней грани колеса 3 позволяет определить положение плоскости внутренней грани колеса 3 в пространстве и учитывать угол набегания колеса. Нахождение точек на круге катания 3 для вычисления диаметра производится непосредственно профилометрами 1, 2 по полученным профилям с наружной грани колеса 3, что является независимым от геометрии поверхности катания и головки рельса 3. В результате предлагаемый способ, учитывающий угол набегания колеса и положение плоскости внутренней грани колеса 3 в пространстве, позволяет получить значение диаметра колеса 3 с высокой точностью.

Способ контроля колеса колесной пары локомотива в движении, заключающийся в облучении поверхности колеса лучами от излучателей датчиков и приеме отраженных от этой поверхности сигналов приемными устройствами соответствующих датчиков, расположенных в пространстве по обе стороны колеса, с последующей совместной обработкой данных с датчиков и определения диаметра колеса по поверхности катания колеса и угла набега колеса на рельс, отличающийся тем, что с помощью датчиков в общей для них трехмерной системе координат одновременно получают, как минимум, два профиля с внутренней грани колеса для определения положения плоскости внутренней грани колеса в пространстве и определения угла набега колеса на рельс, и, как минимум, три профиля с поверхности катания колеса с нахождением на них, как минимум, трех точек на круге катания колеса, отстоящих на расстоянии 70 мм от плоскости внутренней грани, по которым вычисляют диаметр колеса как окружности, проходящей через найденные три точки в пространстве, при этом длину хорды окружности между точками берут максимальной путем снятия двух профилей с поверхности катания колеса с участков рядом с передней и задней тормозных колодок, и третьего профиля с участка колеса, максимально приближенного к рельсу.



 

Похожие патенты:

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.

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 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.

Стационарное устройство предназначено для измерения в условиях эксплуатации износа бандажей (проката) и износа гребней (подреза) локомотивных колесных пар. В заявленном стационарном устройстве рельсовые вставки смещены относительно друг друга на расстоянии 4-5 метров, их профили выполнены в соответствии со стандартным профилем бандажей. Дополнительно вставки оборудованы контррельсами, обеспечивающими, в процессе измерения проката и подреза гребней бандажей, смещение колесной пары в одинаковые контролируемые положения. Кроме этого, рельсовые вставки дополнительно в вертикальной и горизонтальной плоскостях оборудованы возвратно-подвижными толкателями, которые контактно сопряжены с индуктивными датчиками линейных перемещений, и толкатели размещены на расстоянии 70 мм от внутренних граней бандажей и 20 мм от вершин гребней. В результате повышается точность измерений, достигается независимость точности измерений от погодных условий. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх