Способ и устройство контроля ходовых качеств рельсового транспортного средства



Способ и устройство контроля ходовых качеств рельсового транспортного средства
Способ и устройство контроля ходовых качеств рельсового транспортного средства
Способ и устройство контроля ходовых качеств рельсового транспортного средства

 


Владельцы патента RU 2537354:

КНОРР-БРЕМЗЕ ЗЮСТЕМЕ ФЮР ШИНЕНФАРЦОЙГЕ ГМБХ (DE)

Изобретение относится к способу контроля ходовых качеств рельсового транспортного средства. Предложенный способ предусматривает следующие этапы:

- идентификацию, по меньшей мере, одного значимого события или комбинации нескольких значимых событий в пределах временной характеристики измерительного сигнала, при которой измеряемая величина превышает заданное минимальное значение, а также идентификацию момента, в который произошло это значимое событие;

- формирование частотной характеристики из временной характеристики измерительного сигнала с момента события, причем частотная характеристика формируется на определенную продолжительность времени (ta), начиная с момента события;

- сравнение формированной частотной характеристики, по меньшей мере, с одной, хранящейся в памяти эталонной частотной характеристикой;

- оценку колебательных свойств колесной пары в зависимости от отклонения формированной частотной характеристики от, по меньшей мере, одной, хранящейся в памяти эталонной частотной характеристики. Достигается усовершенствование родовых способа и устройства таким образом, чтобы с более низкими затратами на технику обработки сигналов более надежно обнаруживать повреждения и дефекты колесной пары рельсового транспортного средства. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к способу и устройству контроля ходовых качеств рельсового транспортного средства, при котором, по меньшей мере, одна, характеризующая колебательные свойства, по меньшей мере, одной колесной пары рельсового транспортного средства измеряемая величина, такая как движение, скорость или ускорение колесной пары или действующая на нее сила, регистрируется посредством, по меньшей мере, одного, вырабатывающего соответствующий измерительный сигнал датчика, согласно ограничительной части пунктов 1 и 12 формулы изобретения.

В осуществляемых рельсовыми транспортными средствами перевозках в настоящее время все шире используются системы диагностики и контроля, с помощью которых регистрируются изменения состояния деталей и узлов рельсового транспортного средства, чтобы обнаружить их дефекты. В частности, обнаружение повреждений и трещин колесной пары представляет большой интерес в отношении эксплуатационной надежности.

В документе ЕР 1274979 В1 колебательные свойства, по меньшей мере, одного компонента транспортного средства контролируются за счет того, что, по меньшей мере, один колебательный сигнал регистрируется, подвергается быстрому преобразованию Фурье и сравнивается, по меньшей мере, с одним эталонным значением, причем соответствующий одной составляющей собственных колебаний компонента транспортного средства частотный пик контролируется в отношении, по меньшей мере, одного параметра (частоты, демпфировании, амплитуды). Другими словами, в упомянутой публикации компонент транспортного средства подвергается подобию модового анализа, и модальные параметры, такие как собственная частота и демпфирование, для обнаружения повреждений контролируются в рамках встроенной системы диагностики. Однако в известном способе временные характеристики измерительных сигналов оцениваются недефференцированно. В частности, сигналы, полученные в совершенно разных краевых условиях, например разных условиях трения сцепления или скольжения, обрабатываются сообща.

Вследствие этого параметры из преобразования Фурье, например значения собственных частот и их амплитудных максимумов, подвержены относительно большому рассеянию, которое затрудняет однозначную и надежную оценку частотных характеристик. В частности, спектр возбуждения при работе такой разный, что в каждый отдельный момент времени неясно, какую долю собственные колебания данного компонента транспортного средства имеют в измеренном сигнале.

Правда, в известном способе предложено, что вытекающие из измерений частотные характеристики сравниваются с зависимыми от участка пути эталонными частотными характеристиками (новый участок, старый участок, демонтируемый участок), однако эти действия связаны с некоторыми недостатками. Во-первых, приходится учитывать все участки, по которым осуществляется движение рельсового транспортного средства в надлежащем режиме. Во-вторых, свойства участка не должны тогда изменяться за счет внешних влияний, или эталонные данные должны постоянно поддерживаться на новейшем уровне. Однако это требует неприемлемо высоких затрат, поэтому предпосылки применения известного способа на практике нельзя соблюсти.

Известный способ диагностики и контроля состояния компонентов рельсовых транспортных средств основан, следовательно, на непрерывных и постоянных измерении и оценки измеряемых величин. Однако при этом постоянно изменяются краевые условия измеряемых величин. Анализ полученных из временных сигналов частотных характеристик очень сложен, поскольку влияние краевых условий приходится оценивать с помощью зависимых от участка пути эталонных сигналов.

Задача изобретения состоит в усовершенствовании родовых способа и устройства таким образом, чтобы с более низкими затратами на технику обработки сигналов и более надежно обеспечивать повреждения и дефекты колесной пары рельсового транспортного средства.

Эта задача решена посредством признаков п.1 и 12 формулы изобретения соответственно.

Согласно изобретению, предложены способ и устройство, причем устройство выполнено с возможностью реализации следующих этапов способа:

- идентификация, по меньшей мере, одного значимого события или комбинации нескольких значимых событий в пределах временнóй характеристики измерительного сигнала, при которой измеряемая величина превышает заданное минимальное значение, а также идентификация момента, в который произошло это значимое событие;

- формирование частотной характеристики из временнóй характеристики измерительного сигнала с момента события, причем частотная характеристика формируется на определенную продолжительность времени, начиная с момента события;

- сравнение формированной частотной характеристики, по меньшей мере, с одной, хранящейся в памяти эталонной частотной характеристикой;

- оценка колебательных свойств колесной пары в зависимости от отклонения формированной частотной характеристики от, по меньшей мере, одной, хранящейся в памяти эталонной частотной характеристики.

Посредством такой оценки делаются выводы о дефектах контролируемой колесной пары с помощью ее изменившейся при определенных условиях или бросающейся в глаза колебательной характеристики.

Преимущество предложенного решения заключается, в частности, в том, что затраты на расчет сравнительно невелики, поскольку непрерывно подвергается преобразованию Фурье и анализу не вся временнáя характеристика измерительного сигнала, а только ответ системы на значимые отдельные события. За счет предварительного определения значимых отдельных событий формируются и анализируются только частотные характеристики, которые с высокой вероятностью дают разъяснение состояния контролируемой колесной пары и, в частности, указывают на трещинообразование в ней.

Такие значимые события, как, например, возбуждение вертикальных колебаний колесной пары с ее высоким, т.е. превышающим заданное минимальное значение ускорением, имеют своим следствием то, что возбуждаются вообще обнаруживаемые собственные колебаний колесной пары. При достаточно сильном возбуждении толчка в вертикальном направлении, например за счет больших неровностей рельса, колесная пара на короткое время почти полностью приподнимается от него, в результате чего влияние проходимого в данный момент участка пути на характер собственных колебаний следует оценивать как небольшое. В частности, колесная пара может тогда приблизительно свободно колебаться в своем характерном собственном колебании. В частности, можно отказаться от сложных регистрации и записи в память зависимых от пути эталонных данных.

Лежащая в основе изобретения идея состоит, следовательно, в том, что частотные характеристики и частотный анализ осуществляются только после значимых отдельных событий. В качестве значимых отдельных событий определяются при этом события, при которых воспринимаемые, по меньшей мере, одним датчиком временные сигналы, такие как сигналы пути, скорости, ускорения, силы или давления, к моменту события выше или ниже заданного порогового значения или имеют иной характерный признак.

Другими словами, у контролируемой колесной пары рельсового транспортного средства с помощью одного или нескольких датчиков непрерывно измеряется измерительный сигнал величины, характеризующей колебательную характеристику колесной пары. Формирование соответствующей частотной характеристики или частотный анализ происходит, однако, только тогда, когда измерительный сигнал превысил заданное минимальное значение. За счет частотного анализа в течение определенной продолжительности времени после значимого отдельного события в качестве временнóй начальной точки и после сравнения, по меньшей мере, с одной эталонной частотной характеристикой надежный вывод об изменениях и дефектах колесной пары возможен лишь с небольшими затратами на расчет.

Если, например, вал колесной пары имеет трещину, то динамическая податливость колесной пары возрастает, что выражается в «более мягкой» системе с меньшей по сравнению с неповрежденным валом собственной частотой, а также, как правило, в большем демпфировании. Кроме того, возрастает пик собственной частоты, т.е. амплитуда собственной частоты в частотной характеристике. Эти параметры формы собственных колебаний считываются из формированной частотной характеристики в сравнении с эталонной частотной характеристикой.

За счет концентрирования на определенных отдельных событиях, начиная с определенной минимальной амплитуды представляющего соответствующее измеряемое значение сигнала, гарантировано, что на колесную пару всегда влияют сопоставимые краевые условия. При этом минимальное значение выбирается так, что можно ожидать достаточного числа значимых событий. Однако небольшие возбуждения колесной пары, которые и без того не возбудили бы собственных колебаний, не рассматриваются, так что затраты на расчет при обработке сигналов резко сокращаются по сравнению с уровнем техники.

За счет приведенных в зависимых пунктах мер возможны предпочтительные варианты выполнения изобретения, охарактеризованного в п.1 и 12 формулы.

Особенно предпочтительно в качестве характеризующей колебательную характеристику колесной пары измеряемой величины привлекается ускорение колесной пары в вертикальном направлении, причем значимое событие в пределах временнóй характеристики ускорения идентифицируется за счет того, что измеренное ускорение колесной пары превысило определенное минимальное значение. Тогда следует исходить из того, что колесная пара на короткое время почти теряет контакт с рельсом и за счет этого может колебаться приблизительно произвольно, в результате чего форма собственных колебаний может образоваться беспрепятственно, т.е. без влияющего на жесткость и демпфирование колесной пары контакта с примыкающими структурами. Например, заданное минимальное значение вертикального ускорения составляет, по меньшей мере, 10 g (10 м/с2). С таким заданным минимальным значением вертикального ускорения для установления момента события, начиная с которого формируется или анализируется частотная характеристика или сравнивается, по меньшей мере, с одной эталонной частотной характеристикой, можно надежно обнаружить, в частности, трещину колесной пары (колесо и/или вал).

Далее особенно предпочтительно частотная характеристика формируется из временнóй характеристики измерительного сигнала посредством быстрого преобразования Фурье. Это позволяет с приемлемыми затратами на вычислительную технику достичь надежных результатов.

Например, определенная продолжительность времени, в течение которой формируется частотная характеристика временнóй характеристики измерительного сигнала, представляет собой всегда постоянный временнóй интервал, например 5-500 мс. Такого относительно короткого временнóго интервала достаточно, чтобы осуществить информативное преобразование Фурье и получить информативную частотную характеристику, из которой видны или могут быть определены модальные параметры, такие как собственная частота ωе, ее амплитуда, демпфирование Лерше De, динамическая жесткость S(ω) и динамическая податливость N(ω).

В качестве альтернативы определенная продолжительность времени, в течение которой формируется частотная характеристика временнóй характеристики измерительного сигнала, начинается с момента события и заканчивается, когда наступает определенное характеризующее свойство колебания, например определенная степень его затухания, или возникает другое или следующее значимое событие. В этом случае продолжительность времени определяется началом и окончанием, однако она не всегда одинаково длительная.

Следует учесть, что эталонная частотная характеристика является ожидаемой частотной характеристикой, которая формируется расчетным путем посредством модельного расчета или на основе экспериментальной колесной пары. В качестве альтернативы эталонная частотная характеристика может быть частотной характеристикой контролируемой колесной пары, предварительно формированной во время эксплуатации рельсового транспортного средства из временных характеристик измеряемой величины/величин, или представляет собой усреднение несколько нескольких частотных характеристик контролируемой колесной пары или нескольких других колесных пар. Не в последнюю очередь частотная характеристика может также сравниваться с несколькими, формированными во время эксплуатации рельсового транспортного средства из временных характеристик измеряемой величины/величин эталонными частотными характеристиками контролируемой колесной пары для статистической оценки в зависимости от времени.

Полученная, таким образом, эталонная частотная характеристика представляет собой, тем самым, род характерного «отпечатка пальца колесной пары», который определяется индивидуально для каждой колесной пары и сохраняется в целях анализа для сравнения с эталонными данными и для последующей, вытекающей из сравнения оценки или обработки. Все эти методы подходят для получения расчетным путем или с помощью статистических анализов данных для эталонной частотной характеристики/характеристик.

Сравнение формированной частотной характеристики, по меньшей мере, с одной эталонной частотной характеристикой происходит предпочтительно с помощью, по меньшей мере, одного модального параметра, такого как собственная частота ωе, ее амплитуда, демпфирование Лерше De, податливость N и жесткость S.

При сравнении формированной частотной характеристики, по меньшей мере, с одной эталонной частотной характеристикой учитываются предпочтительно влияние текущего состояния износа колесной пары и текущая частота ее вращения. Это позволяет с небольшими затратами на обработку сигналов еще более повысить информативную точность.

Другие меры усовершенствования изобретения более подробно поясняются ниже вместе с описанием предпочтительного варианта его выполнения со ссылкой на чертежи, на которых представлено следующее:

фиг.1 - блок-схема устройства контроля ходовых качеств рельсового транспортного средства в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения;

фиг.2 - диаграмма ускорение-время контролируемой колесной пары рельсового транспортного средства как следствие значимого события;

фиг.3 - диаграмма ускорение-частота эталонной частотной характеристики.

При надлежащей эксплуатации колесные пары рельсового транспортного средства катятся по рельсовому пути. В зависимости от скорости движения и состояния пути колесные пары испытывают возбуждение колебаний. Это возбуждение колебаний приводит к колебаниям колесных пар или их частей, с одной стороны - абсолютно в пространстве, а с другой стороны - по отношению к примыкающим структурам или друг к другу. При этом колесная пара состоит обычно из двух соединенных осью колес, как показано на фиг.1.

На колесной паре 1 рельсового транспортного средства (не показано) установлены один или более датчиков 2, которые преимущественно в качестве датчиков ускорения регистрируют ускорения колесной пары 1 или ее части, например в вертикальном направлении, и формируют соответствующие измерительные сигналы.

За счет регистрации данных измерений датчиков 2 и их передачи на блок 3 регистрации сигналов в нем формируется временнáя характеристика вертикального ускорения колесной пары. Блок 3 идентифицирует далее так называемые «значимые события» в пределах временнóй характеристики ускорения, а также соответствующие моменты t0 событий.

Под «значимым событием» в пределах временнóй характеристики измерительного сигнала следует понимать событие, при котором измеряемая величина или измерительный сигнал превышает заданное минимальное значение. В данном случае измерительные сигналы контролируются, например, в том отношении, превышает ли измеренное вертикальное ускорение его минимальное значение amin или его минимальную амплитуду amin. Например, заданное минимальное значение amin вертикального ускорения составляет, по меньшей мере, ±10 g (м/с2). В данном случае значимыми отдельными событиями являются максимумы MAX1 ускорения, которые в зависимости от того, ускоряется ли или замедляется колесная пара в вертикальном направлении, могут быть положительными или отрицательными и превышают по величине минимальную амплитуду amin, как показано на фиг.2.

Это, например, тот случай, когда контролируемая колесная пара переезжает шов или неровность пути, в результате чего, в частности в определенном объеме, возбуждаются превышающие вертикальные колебания (фиг.2). При достаточной величине заданного минимального значения amin можно исходить из того, что возбуждается однозначно обнаруживаемое гармоническое собственное колебание колесной пары 1 с характерной собственной частотой ωе. За счет демпфирования материала и демпфирования, обусловленного соединением с примыкающими структурами, амплитуды возбужденного собственного колебания со временем затухают, как показывает характеристика временнóго сигнала ускорения на фиг.2, или собственное колебание возбуждается за счет другого значимого события.

В качестве альтернативы в качестве временнóго сигнала может регистрироваться любая другая величина или также комбинация нескольких других величин, которая подходит для того, чтобы охарактеризовать колебание колесной пары в виде собственного колебания как ответ на постороннее возбуждение. При этом в качестве измеряемых величин помимо вертикального ускорения рассматриваются, например, также ускорения в любом направлении, путь движения и/или скорость колесной пары или ее частей. Не в последнюю очередь возможно также, чтобы колебания колесной пары создавали динамические силы или давления, которые тогда измеряются датчиком силы или давления и представляются в виде временнóго сигнала силы или давления. Решающим для выбора измеряемой величины или же комбинации нескольких измеряемых величин является пригодность для представления наилучшим образом собственных колебаний контролируемой колесной пары.

Затем блок 4 частотного анализа формирует частотную характеристику из временнóй характеристики сигнала ускорения с момента события в течение определенной продолжительности времени ta. Предпочтительно определенная продолжительность времени ta представляет собой всегда постоянный временнóй интервал с момента t0 события, например 5-500 мс (фиг.2).

В качестве альтернативы определенная продолжительность времени ta, на которую формируется частотная характеристика временнóй характеристики измерительного сигнала, начинается с момента to события и заканчивается, когда наступает определенное характеризующее свойство колебания, например определенная степень его затухания, или возникает дополнительное или следующее значимое событие.

Частотная характеристика формируется, например, за счет того, что временнóй сигнал подвергается преобразованию Фурье. По частотной характеристике можно затем определить известным образом определить параметры возбужденного за счет значимого события собственного колебания, т.е. его геометрическую форму (при наличии нескольких датчиков, распределенных по колесной паре), относящиеся к этой форме собственного колебания модальные параметры, такие как собственная частота ωе, ее амплитуда, демпфирование Лерше De, жесткость S и податливость N. При этом необязательно определять все параметры собственного колебания, а может быть достаточно отдельных параметров.

Предусмотрен также блок 5 сравнения формированной из временнóго сигнала частотной характеристики, по меньшей мере, с одной, хранящейся в блоке памяти 7 эталонной частотной характеристикой. При этом эталонная частотная характеристика может быть ожидаемой частотной характеристикой, которая формируется расчетным путем посредством модельного расчета или на основе экспериментальной колесной пары, например с помощью экспериментального модального анализа. В качестве альтернативы частотная характеристика может быть также частотной характеристикой контролируемой колесной пары, предварительно формированной во время эксплуатации рельсового транспортного средства из временных характеристик измеряемой величины, или представляет собой усреднение нескольких частотных характеристик контролируемой колесной пары или нескольких других колесных пар. Не в последнюю очередь частотная характеристика, формированная из временнóй характеристики на фиг.2, может также сравниваться с несколькими, формированными во время предшествующей эксплуатации рельсового транспортного средства эталонными частотными характеристиками для статистической оценки в зависимости от времени.

На фиг.3 представлена такая эталонная частотная характеристика, имеющая в случае частоты 0,27 кГц максимум, представляющий одну из собственных частот ωе колесной пары. Сравнение формированной из полученных при эксплуатации данных измерений частотной характеристики с эталонной частотной характеристикой осуществляется предпочтительно с помощью, по меньшей мере, одного модального параметра, такого как собственная частота ωе, ее амплитуда, демпфирование Лерше De, податливость Ne и жесткость Se.

В случае толчкового силового возбуждения колесной пары, которая в идеальном случае представляет собой одномассовый вибратор массой m, присоединенный через рессору с жесткостью с и демпфер с демпфированием D к кузову вагона, по окончании переходного процесса возникает установившееся синусообразное колебание с собственной частотой

ω e = c m ( 1 )

демпфированием Лерше

D e = d 2 c m ( 2 )

и динамической податливостью (с реальной и воображаемой частями)

N ( ω ) = 1 / c 1 + j 2 D ω / ω e ( ω / ω e ) 2 ( 3 )

Если один из этих модальных параметров или несколько модальных параметров заметно, т.е. на минимальное значение, отличаются от соответствующего значения эталонной частотной характеристики, то это является указанием на дефект контролируемой колесной пары, в частности на трещинообразование в валу или в колесе.

Если, например, вал колесной пары имеет трещину, то динамическая податливость N(ω) возрастает, что выражается в «более мягкой» системе с меньшей по сравнению с неповрежденным валом собственной частотой ωе, а также в большем демпфировании Лерше De. Кроме того, возрастает пик собственной частоты ωе, т.е. максимальная амплитуда собственной частоты ωе в частотной характеристике.

Отклонение параметров формированной из временнóй характеристики частотной характеристики от хранящейся в памяти эталонной частотной характеристики оценивается блоком оценки 6. При этом можно учесть также влияние текущего состояния износа и текущую частоту вращения колесной пары.

Блок 3 регистрации сигналов, блок 4 частотного анализа, блок сравнения 5, блок оценки 6 и блок памяти 7 эталонной частотной характеристики могут быть реализованы, например, в виде комбинированного устройства 8 регистрации сигналов и оценки в единственном микрокомпьютере.

Чтобы образовать среднее значение частотных характеристик, формированных из предварительно воспринятых по времени временных сигналов, устройство 8 может содержать также блок усреднения (не показан), который усредняет несколько частотных характеристик контролируемой колесной пары или нескольких других колесных пар и формирует из них эталонную частотную характеристику.

1. Способ контроля ходовых качеств рельсового транспортного средства, при котором, по меньшей мере, одну, характеризующую колебательные свойства, по меньшей мере, одной колесной пары рельсового транспортного средства измеряемую величину, такую как движение, скорость или ускорение колесной пары или действующую на нее силу, регистрируют посредством, по меньшей мере, одного, вырабатывающего соответствующий измерительный сигнал датчика (2), отличающийся тем, что выполняют следующие этапы:
- идентификацию, по меньшей мере, одного значимого события или комбинации нескольких значимых событий в пределах временнóй характеристики измерительного сигнала, при которой измеряемая величина выше или ниже заданного порогового значения, а также идентификацию момента, в который произошло это значимое событие;
- формирование частотной характеристики из временнóй характеристики измерительного сигнала с момента события, причем частотную характеристику формируют на определенную продолжительность времени (ta), начиная с момента события;
- сравнение формированной частотной характеристики, по меньшей мере, с одной, хранящейся в памяти эталонной частотной характеристикой;
- оценку колебательных свойств колесной пары в зависимости от отклонения формированной частотной характеристики от, по меньшей мере, одной, хранящейся в памяти эталонной частотной характеристики.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве характеризующей колебательную характеристику колесной пары рельсового транспортного средства измеряемой величины принимают ускорение колесной пары (1) в вертикальном направлении, причем значимое событие в пределах временнóй характеристики ускорения идентифицируют за счет того, что измеренное ускорение колесной пары (1) превысило заданное минимальное значение (amin).

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что заданное минимальное значение (amin) вертикального ускорения составляет, по меньшей мере, 10 g.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что частотную характеристику формируют из временнóй характеристики измерительного сигнала посредством быстрого преобразования Фурье (FFT).

5. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что определенная продолжительность времени (ta), в течение которой формируют частотную характеристику временнóй характеристики измерительного сигнала, представляет собой постоянный временнóй интервал.

6. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что определенная продолжительность времени (ta), в течение которой формируют частотную характеристику временнóй характеристики измерительного сигнала, начинается с момента события и заканчивается, когда наступает определенное характеризующее свойство колебания, например определенная степень его затухания, или возникает другое или следующее значимое событие.

7. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что эталонная частотная характеристика является ожидаемой частотной характеристикой, которую формируют расчетным путем посредством модельного расчета или на основе экспериментальной колесной пары.

8. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что эталонная частотная характеристика является, по меньшей мере, одной частотной характеристикой контролируемой колесной пары (1), формированной во время эксплуатации рельсового транспортного средства из временных характеристик измеряемой величины, или представляет собой усреднение нескольких частотных характеристик контролируемой колесной пары (1) или нескольких других колесных пар.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что частотную характеристику сравнивают с несколькими, формированными во время эксплуатации рельсового транспортного средства из временных характеристик измеряемой величины эталонными частотными характеристиками контролируемой колесной пары (1) для статистической оценки в зависимости от времени.

10. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что сравнение формированной частотной характеристики, по меньшей мере, с одной эталонной частотной характеристикой осуществляют с помощью, по меньшей мере, одного модального параметра, такого как собственная частота, демпфирование Лерше или податливость.

11. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что при сравнении формированной частотной характеристики, по меньшей мере, с одной эталонной частотной характеристикой учитывают влияние текущего состояния износа колесной пары (1) и текущую частоту ее вращения.

12. Устройство контроля ходовых качеств рельсового транспортного средства, при котором, по меньшей мере, один вырабатывающий соответствующий измерительный сигнал датчик (2) предназначен для регистрирования, по меньшей мере, одной, характеризующей колебательные свойства, по меньшей мере, одной колесной пары (1) измеряемой величины, такой как движение, скорость или ускорение колесной пары или действующей на нее силы, отличающееся тем, что оно содержит устройство (8) регистрации сигналов и оценки, предназначенное, по меньшей мере, для:
- идентификации, по меньшей мере, одного значимого события или комбинации нескольких значимых событий в пределах временнóй характеристики измерительного сигнала, при которой измеряемая величина превышает заданное минимальное значение, а также идентификации момента, в который произошло это значимое событие;
- формирования частотной характеристики из временнóй характеристики измерительного сигнала с момента события, причем частотную характеристику формируют на определенную продолжительность времени (ta), начиная с момента события;
- сравнения формированной частотной характеристики, по меньшей мере, с одной, хранящейся в памяти эталонной частотной характеристикой;
- оценки колебательных свойств колесной пары в зависимости от отклонения формированной частотной характеристики от, по меньшей мере, одной, хранящейся в памяти эталонной частотной характеристики.

13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что устройство регистрации сигналов и оценки содержит:
- блок (3) регистрации сигналов, выполненный с возможностью идентификации значимых событий в пределах временнóй характеристики измерительного сигнала, а также соответствующего момента события;
- блок (4) частотного анализа, выполненный с возможностью формирования частотной характеристики из временнóй характеристики измерительного сигнала с момента события в течение определенной продолжительности времени (ta);
- блок (5) сравнения формированной частотной характеристики, по меньшей мере, с одной, хранящейся в памяти эталонной частотной характеристикой;
- блок (6) оценки колебательных свойств колесной пары в зависимости от отклонения формированной частотной характеристики от, по меньшей мере, одной, хранящейся в памяти эталонной частотной характеристики.

14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что устройство (8) регистрации сигналов и оценки содержит также блок усреднения, выполненный с возможностью усреднения нескольких частотных характеристик контролируемой колесной пары или нескольких других колесных пар и формирования из них эталонной частотной характеристики.

15. Устройство по любому из пп.12-14, отличающееся тем, что оно содержит, по меньшей мере, один датчик (2) для регистрации ускорения колесной пары (1) в вертикальном направлении.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к неразрушающему контролю железнодорожных (ж/д) колес методом магнитопорошковой дефектоскопии. Согласно способу ведут намагничивание боковой поверхности ж/д колеса во вращающемся магнитном поле и полив магнитной суспензией сектора контроля, совмещенного с зоной полива.

Изобретение относится к области летных испытаний авиационной техники, а именно к определению аэродинамических коэффициентов и тяги двигателей летательного аппарата.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для исследования физических процессов в системе "колесо-рельс" железнодорожных транспортных средств.

Изобретение относится к вспомогательному железнодорожному оборудованию. .

Изобретение относится к области испытательной техники, а именно к устройствам для виброакустической диагностики подшипников качения или скольжения буксовых узлов, элементов зубчатых передач колесно-моторных блоков и буксовых подшипников колесных пар локомотивов (электровозов, тепловозов и электропоездов) и вагонов.

Изобретение относится к области железнодорожных транспортных средств, в частности к испытаниям колес подвижного состава. .

Изобретение относится к испытательному оборудованию, на базе которого колесные пары рельсового подвижного состава могут быть испытаны, в частности ультразвуковыми методами контроля.

Изобретение относится к испытательному оборудованию, в частности к стендам для исследования взаимодействия ходового колеса с рельсом железнодорожного транспорта.

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.

Стенд содержит держатели (2, 3, 4, 5) измерительных устройств, расположенные на несущей конструкции (1) под тележкой (12), средства (6, 7) для генерации и передачи сил, подаваемых для моделирования обусловленных эксплуатацией состояний нагрузки на тележку (12), стоящую колесами (13, 14, 15, 16) в опорных точках (8, 9, 10, 11) на держателях измерительных устройств, измерительные устройства для регистрации воздействия, вызванного смоделированными состояниями нагрузки на тележке и/или в опорных точках ее колес, а также по меньшей мере один анализатор для обработки значений измерения, зарегистрированных измерительными устройствами, и элементы управления. Для моделирования состояний нагрузки для тележки на стенде расположен двигатель (6) и средства для преобразования крутящего момента, создаваемого двигателем, в силу тяги, воздействующую на тележку в направлении к несущей конструкции. Стенд выполнен как мобильный и компактный блок. Помимо по меньшей мере одного анализатора и элементов управления, по меньшей мере, все остальные названные выше элементы стенда, включая двигатель и средства, преобразующие его крутящий момент в силу тяги, расположены на несущей конструкции, выполненной в форме рамочной станины. Уменьшаются габариты стенда. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области диагностики, а именно к способам оценки технического состояния роторных агрегатов, и может быть использовано при оценке состояния подшипниковых узлов, например колесно-моторных блоков (КМБ) подвижного состава железнодорожного транспорта. Согласно способу диагностики технического состояния роторных агрегатов задают величины вероятностей ложной тревоги и пропуска дефекта, устанавливают нижнее и верхнее критические значения, ограничивающие зону неопределенности, измеряют параметры вибрации узлов роторных агрегатов и значение сопутствующего фактора, например частоты вращения вала. Затем определяют значения диагностических признаков, сравнивают их с критическими значениями. В случае попадания диагностического признака в зону неопределенности проводят дополнительное испытание при другом значении сопутствующего фактора, например на повышенной частоте вращения. По результатам сравнения измеренных значений диагностических признаков с соответствующими критическими значениями определяют техническое состояние роторных агрегатов. В результате повышается достоверность диагностирования технического состояния роторных агрегатов. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к железнодорожному транспорту, и может быть использовано при испытаниях пар трения по определению предельных нагрузок и триботехнических характеристик. Устройство содержит основание с закрепленной на нем стойкой и платформой, на которой установлен привод вращения вала и осевого его перемещения, узел нагружения образцов и систему измерения силы нагружения, дисковый контробразец, вал с размещенным на нем держателем образца, систему измерения силы трения. В качестве испытываемого образца устанавливается вырезанный темплет упрочненного гребня колеса после плазменной обработки толщиной 10-13 мм, в качестве контробразца - ролик, изготовленный из рельсовой стали, диаметром 40 мм и шириной 6 мм. Технический результат: повышение достоверности результатов оценки триботехнических свойств гребней колес, что обеспечит экономическую целесообразность выбранного режима и технологии поверхностного упрочнения колесных пар и надежность при эксплуатации без снижения работоспособности рельсов. 3 ил.

Изобретение относится к автоматизированным системам, предназначенным для измерения динамических характеристик вагонов. Автоматизированная система измерения динамических характеристик и выявления вагонов с отрицательной динамикой содержит блок лазерных маркеров, измеряющий с помощью видеокамеры и лазеров положение борта вагона и выделение кадра с бортовым номером, комплект трех компонентных комбинированных датчиков, расположенных попарно друг напротив друга на каждом рельсе, включающих в себя индуктивный датчик, регистрирующий проход колеса вагона, акселерометр, измеряющий уровень воздействия колеса в трехмерном пространстве, и гироскоп, определяющий величину смещения рельса. Автоматизированная система содержит также многоканальный цифровой регистратор данных, полученных от датчиков и видеокамер, соединенных линиями связи, оснащенными защитой от мощных электрических разрядов, и имеющих оптоэлектронную развязку, синхронизированных контроллером предварительной обработки результатов измерений и формирования управляющих сигналов, необходимых для работы системы. Контроллером производится подсчет количества осей в проходящем составе и предварительное распознавание типов подвижных единиц. В результате расширяются функциональные возможности системы, повышается безопасность движения поездов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх