Устройство для проверки колес железнодорожного подвижного состава

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. Между железнодорожными рельсами (2; 3) расположен электромагнит (4; 5), на котором при этом расположена измерительная обмотка для регистрации изменений магнитного потока. При этом железнодорожные рельсы (2; 3) соединены посредством выполненной в виде электромагнита поперечины (6), на которой расположена измерительная обмотка (5) для регистрации изменений магнитного потока. В результате можно проверять колеса железнодорожного подвижного состава в различных вариантах выполнения за короткое время, в частности, проверка колес железнодорожного подвижного состава может осуществляться в режиме движения. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение касается технического решения для проверки колес железнодорожного подвижного состава в отношении вызванного эксплуатацией износа и/или дефекта материала, причем установленное в рельсовом транспортном средстве железнодорожного подвижного состава колесо проверяется во время движения этого рельсового транспортного средства.

Известны различные типы исполнения колес железнодорожного подвижного состава, например, с ободом колеса, насаженным на тело колеса и катящимся по железнодорожному рельсу, или с диском колеса, изготовленным из сплошного материала, в котором поверхность качения выполнена как интегральная часть этого диска колеса. Независимо от соответствующего конкретного исполнения колеса железнодорожного подвижного состава являются компонентами в системе «колесо - железнодорожный рельс», которые могут выдерживать высокие нагрузки, и неизбежно изнашиваются при контакте с железнодорожным рельсом. Рабочие поверхности изнашиваются в результате их контакта с головкой рельса, а гребни бандажа колеса изнашиваются в результате их контакта с внутренней поверхностью головки рельса, в особенности, в кривой рельсового пути и при проезде через стрелки. Наряду с таким функционально обусловленным износом на колесах также могут образовываться дефекты материала, вызванные перегрузкой колес или неточностью изготовления при производстве. Поэтому колеса железнодорожного подвижного состава регулярно проверяются с помощью установленных методов (с применением ультразвука, вихревых токов, рентгеноскопии) в ручном или полуавтоматическом режиме на наличие дефектов материала, чтобы обеспечить в дальнейшем безопасную техническую эксплуатацию железной дороги. Однако, поскольку состав поезда состоит из нескольких колесных пар, такие инспекции являются причиной длительных простоев и требуют высококвалифицированного персонала, а также применения большого количества оборудования для контроля. В связи с этим в качестве уровня техники уже известны различные методы контроля.

В документе DE 69303989 Т2 описывается предпочтительно для изготовления колес железнодорожного подвижного состава соответствующее техническое решение для проверки твердости и остаточных напряжений в колесах железнодорожного подвижного состава. Проверка твердости выполняется посредством вдавливания шарика, а проверка остаточных напряжений выполняется с помощью ультразвука, причем применяется устройство, оснащенное большим количеством приспособлений для крепления и перемещения измерительных приборов.

Документ DE 10352166 В3 касается сконструированного для применения в заводской мастерской для частично автоматизированного расчета характеристики поверхности качения колес железнодорожного подвижного состава в установленном состоянии. При этом на измерительной платформе для обоих колес одной колесной пары располагается, соответственно, одно измерительное устройство. После того как оба колеса будут немного приподняты и приведены в одно вращательное движение, поверхность качения каждого колеса пошагово проверяется с помощью измерительного луча. Определенные измерительным лучом расстояния между измерительным устройством и поверхностью качения колеса обрабатываются с помощью компьютера для оценки свойств поверхности и отклонения от круглости.

Из документа DE 112006002123 Т5 известно устройство с так называемой контрольной головкой, которая может устанавливаться с возможностью съема на колесе железнодорожного подвижного состава и которой соответствуют несколько датчиков для измерения типичных геометрических параметров колеса железнодорожного подвижного состава, например, датчик высоты гребня бандажа и датчик толщины гребня бандажа. Такая контрольная головка находится в кинематической связи с устройством для обработки данных.

В документе DE 19924781 A1 описывается другое техническое решение для проверки установленного в рельсовом транспортном средстве колеса железнодорожного подвижного состава. При этом железнодорожный состав движется с малой скоростью по испытательному участку. Испытательный зонд сначала устанавливается по направляющему железнодорожному рельсу параллельно испытательному участку с помощью линейного привода по скорости движения состава, а затем испытательный зонд контактирует с колесом железнодорожного подвижного состава.

Аналогичное решение известно из документа DE 19943744 D4, причем здесь предпочтительно обод колеса и прижимной край одновременно проверяются посредством нескольких контрольных головок во время прохождения состава в помещении для технического обслуживания для регулярных проверок.

Хотя уже известно большое количество технических решений для проверки колес железнодорожного подвижного состава, существует потребность в их дальнейшем совершенствовании. Основанием для этого является постоянно повышающийся спрос на автоматическое, надежное и эффективное испытательное оборудование.

Задача изобретения заключается в том, чтобы предложить техническое решение, с помощью которого можно проверять различные варианты выполнения колес железнодорожного подвижного состава с их конструктивными элементами, т.е. участками конструктивных элементов, подвергшихся износу, в отношении возможных повреждений, за короткое время и с приемлемыми расходами. В частности, проверка колес железнодорожного подвижного состава должна реализовываться в режиме движения, с помощью которой результаты проверки можно получить для полного состава во время движения через соответствующее контрольное устройство. Кроме того, обеспечивается определение различных дефектов во время процесса контроля.

Эта задача решена технически посредством того, что катящаяся колесная пара железнодорожного подвижного состава проходит через ограниченное в пространстве магнитное поле, которое создается посредством железнодорожных рельсов, по которым направляется соответствующее рельсовое транспортное средство. Для этого применяется устройство, в котором между железнодорожными рельсами располагается электромагнит, на котором имеется также измерительная обмотка для регистрации изменений магнитного потока. Преимущественные варианты выполнения являются предметом приведенных ниже пунктов формулы изобретения, технические признаки которых более подробно поясняются в примерах выполнения.

Согласно изобретению проверка материала колес железнодорожного подвижного состава выполняется посредством анализа магнитного потока, проходящего через катящуюся колесную пару, находящуюся под нагрузкой. Для этого сегмент железнодорожного пути подготавливается таким образом, что левый и правый железнодорожный рельс образуют функционально полюсный башмак магнита. Колеса железнодорожного подвижного состава в обычном исполнении содержат несколько деталей из ферромагнитной стали, в особенности один вал колесной пары, два диска колеса, а также, возможно, тормозные диски и/или ведущие зубчатые колеса. Магнитный поток модулируется посредством колеса от одного железнодорожного рельса к другому через контактные поверхности Герца «колесо/ железнодорожный рельс», через место монтажа диска колеса на валу и посредством так называемого скачка Баркгаузена в материале, в котором меняется нагрузка и который предварительно намагничивается и вращается. При этом в имеющем точную симметрию относительно оси вращения теле колеса образуются иные модуляции, чем в теле колеса, которое имеет особенности в структуре, т.е. в поверхностях качения. Тем самым, в зависимости от актуального состояния колеса формируются различные сигналы. Соответствующие последовательности сигналов анализируются, классифицируются и определяются для конкретных состояний колесной пары в соответствии с их характеристикой.

Таким образом, посредством изобретения предоставляется техническое решение для обнаружения дефектов материала в установленных колесах железнодорожного подвижного состава во время движения состава, причем положенное в основу решение содержит поиск неисправностей в катящейся колесной паре посредством изменения магнитного потока.

Далее поясняется пример выполнения изобретения посредством чертежей, на которых представлено следующее:

фиг. 1 - принципиальная конструкция предложенного согласно изобретению устройства,

фиг. 2 - устройство по фиг. 1, вид сбоку.

Представленное на чертеже устройство предназначено для проверки колес железнодорожного подвижного состава, которые установлены в рельсовом транспортном средстве (не показано). При этом колесная пара 1 катится во время движения состава рельсового транспортного средства по участку железнодорожного пути, на котором между левым железнодорожным рельсом 2 и правым железнодорожным рельсом 3 установлен электромагнит. Электромагнит содержит катушку возбуждения 4 и катушку датчика 5, которая функционирует как измерительная обмотка для регистрации изменений магнитного потока.

Электромагнит выполнен преимущественно из листовой трансформаторной стали или ферритной стали, что позволяет поддерживать минимальными потери от вихревых токов при измерении сигналов. Этот электромагнит может быть выполнен различным образом. Так, железнодорожные рельсы 2 и 3 могут быть соединены посредством выполненной в виде электромагнита поперечины 6, на которой располагается измерительная обмотка 5 для регистрации изменений магнитного потока. Альтернативно возможно, чтобы электромагнит устанавливался между железнодорожными рельсами 2 и 3 без несущей конструкции в качестве поперечины. Независимо от конкретного исполнения между железнодорожными рельсами 2 и 3, а также электромагнитом устанавливаются элементы Холла или функционально эквивалентные датчики магнитного поля, которые периодически быстро регистрируют изменения в магнитном потоке.

Предпочтительно длина и количество сегментов 7, состоящих соответственно из двух железнодорожных рельсов 2; 3 данного участка пути, выбираются таким образом, чтобы можно было параллельно проверять, по меньшей мере, две расположенные рядом друг с другом колесные пары 1 (как, например, в одной поворотной тележке). Кроме того, преимущественно выбирать длину и количество сегментов пути 7 таким образом, чтобы с помощью каждого сегмента 7 можно было проверять обычное колесо железнодорожного подвижного состава по всей окружности. Такие требования могут выполняться, если, например, применяются четыре сегмента пути 7 с длиной примерно 1,1 метр, причем это не следует оценивать как ограничение предложенного в изобретении варианта выполнения. Другой преимущественный вариант выполнения предусматривает, что расположенные друг за другом сегменты 7, соответственно, отделяются друг от друга посредством MU-металлических пластин 8 и соединяются друг с другом накладками.

Для проверки колес железнодорожного подвижного состава в отношении вызванного эксплуатацией износа и/или дефекта материала установленное колесо железнодорожного подвижного состава приводится с помощью соответствующего рельсового транспортного средства в движение, причем направление вращения показано на фиг. 2 стрелкой. При применении устройства согласно фиг. 1 и фиг. 2 катящаяся колесная пара 1 проходит через ограниченное в пространстве магнитное поле. Магнитное поле создается посредством железнодорожных рельсов 2 и 3, по которым направляется соответствующее рельсовое транспортное средство. Магнитный поток показан на фиг. 1 кольцевым контуром со стрелками. При этом индуцируются сигналы измерения, на которые оказывается влияние, в особенности, посредством катящихся контактов «колесо - железнодорожный рельс», посредством нагрузки на колесо и посредством структуры материала в колесной паре 1. Оценка таких сигналов измерения позволяет сделать вывод о вызванном эксплуатацией износе или прочих дефектах материала проверенной колесной пары железнодорожного подвижного состава 1.

1. Устройство для проверки колес железнодорожного подвижного состава в отношении вызванного эксплуатацией износа и/или дефекта материала, причем установленное в рельсовом транспортном средстве железнодорожного подвижного состава колесо проверяется во время движения этого рельсового транспортного средства, в котором 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, причем между железнодорожными рельсами (2; 3) расположен электромагнит (4; 5), на котором при этом расположена измерительная обмотка для регистрации изменений магнитного потока, отличающееся тем, что железнодорожные рельсы (2; 3) соединены посредством выполненной в виде электромагнита поперечины (6), на которой расположена измерительная обмотка (5) для регистрации изменений магнитного потока.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что расположенные друг за другом сегменты (7), соответственно, отделены друг от друга посредством MU-металлических пластин (8) и соединены друг с другом накладками.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что между железнодорожными рельсами (2; 3) и электромагнитом (4; 5) установлены элементы Холла или функционально эквивалентные датчики магнитного поля.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электромагнит (4; 5) между железнодорожными рельсами (2; 3) выполнен из листовой трансформаторной стали или ферритной стали.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что длина и количество сегментов (7), состоящих, соответственно, из двух железнодорожных рельсов (2; 3) данного участка пути выбраны так, чтобы обеспечить возможность параллельной проверки, по меньшей мере, двух расположенных рядом друг с другом колесных пар (1).

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что длина и количество сегментов (7) состоящего, соответственно, из двух железнодорожных рельсов (2; 3) участка железнодорожного пути выбраны так, чтобы обеспечить возможность проверки типового колеса железнодорожного подвижного состава по всей окружности.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к геофизике и может быть использовано при дефектоскопии магнитных металлических труб, расположенных в скважинах, с одновременным вычислением толщины стенок каждой из труб в многоколонных скважинах.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к системе неразрушающего контроля пути. Во время движения следяще-стабилизирующего устройства создают переменное поперечное магнитное поле попарно размещенными постоянными магнитами с обращенными в противоположные стороны полюсами, переменное магнитное поле которых при перемещении вдоль рельса и пересечении поперечным магнитным полем рельса, возбуждает в нем вихревые токи, создающие магнитные поля, направленные навстречу друг другу, и результирующее магнитное поле, не зависящее от скорости движения.

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для выявления дефектов в трубопроводах из ферромагнитных материалов. Способ магнитной дефектоскопии стальных трубопроводов со стороны внутренней поверхности, заключающийся в том, что перемещают вдоль внутренней поверхности трубопровода двухполюсную систему намагничивания, обеспечивающую осевое намагничивание до технического насыщения участка трубопровода между ее полюсами, регистрируют с помощью магниточувствительных элементов сигналы, пропорциональные индукции магнитных потоков рассеяния над внутренней поверхностью трубопровода, и по совокупности полученных сигналов судят о наличии и параметрах дефектов сплошности металла в стенке трубопровода, при этом одновременно с помощью двух дополнительных двухполюсных систем намагничивания намагничивают в осевых направлениях, встречных к направлениям намагничивания основной системой намагничивания, два участка трубопровода, расположенные с осевым зазором с разных сторон относительно участка, намагничиваемого основной системой намагничивания.

Способ относится к бесконтактной магнитометрической диагностике. Способ включает возбуждение переменного магнитного поля в зоне трубопровода, измерение над и вблизи трубопровода индукции переменного магнитного поля, создаваемой током в трубопроводе, измерение расстояния от датчиков до проекции оси трубопровода на дневную поверхность, индицирование величины и направления удаления датчиков от проекции оси трубопровода, на основании чего оператор корректирует путь перемещения вдоль трубопровода, определение углов поворота датчиков поля вокруг горизонтальных и вертикальной осей, получение матрицы поправок, связанных с углами поворота датчиков и их расстоянием относительно оси трубопровода, внесение поправок в матрицы компонент поля и их разностей.

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов, технической диагностике, предназначено для определения остаточных механических напряжений в деформированных ферромагнитных сталях и может применяться в лабораторных, цеховых и полевых условиях.

Изобретение относится к области бесконтактной внутритрубной диагностики технического состояния подземных ферромагнитных нефтяных и газовых труб. Сущность изобретения заключается в том, что способ диагностики технического состояния подземного трубопровода основан на измерении 36 сумм компонент поля и 36 градиентов постоянного магнитного поля, используя 8 трехкомпонентных датчиков постоянного магнитного поля, расположенных в вершинах куба околотрубного пространства, с использованием системы не менее чем из четырех преобразователей магнитной индукции, каждый из которых состоит из двух трехкомпонентных соосных датчиков постоянного поля с осевой симметрией.

Использование: для бесконтактного электромагнитного неразрушающего контроля листовых алюминиевых сплавов. Сущность изобретения заключается в том, что способ включает установку плоского емкостного датчика вблизи потенциально опасного участка поверхности (концентратора напряжения) металла, деформирование его путем приложения внешнего усилия с помощью нагружающего устройства, формирование сигнала ЭМИ в результате развития механической неустойчивости в виде распространяющихся деформационных полос, преобразование сигнала ЭМИ с помощью емкостного датчика ЭМИ и его регистрацию, в качестве источника ЭМИ используется электрически активная окисная пленка Аl2O3 на поверхности алюминиевого сплава, при этом сигнал ЭМИ возникает при смещении двойного электрического слоя, связанного с окисной пленкой относительно неподвижного датчика ЭМИ в ходе зарождения и распространения полосы локализованной пластической деформации в виде бегающей шейки или в ходе распространения трещины.

Изобретение относится к устройствам для выявления и характеристики дефектов и зон концентрации напряжений в инженерных сооружениях из стальных трубных сталей, включая резьбовые трубы нефтегазового сортамента, используемые при бурении и извлечении нефтепродуктов.

Изобретение относится к неразрушающему выявлению отклонений от нормы в электропроводных материалах. Сущность изобретения заключается в том, что дифференциальный датчик для выявления отклонений от нормы в электропроводных материалах содержит постоянный магнит; первую катушку с одной или более первыми обмотками, навитыми вокруг постоянного магнита и определяющими первую ось катушек, и вторую катушку с одной или более вторыми обмотками, навитыми вокруг постоянного магнита и определяющими вторую ось катушек, идущей поперечно первой оси катушек.

Использование: для неразрушающего контроля труб риформера из аустенитной стали. Сущность изобретения заключается в том, что способ испытания трубы риформера из аустенитной стали, содержащий этапы, на которых: обеспечивают образец трубы риформера из аустенитной стали, которая должна быть проверена; выбирают одно или более мест испытания на упомянутой трубе риформера из аустенитной стали; передают два синусоидальных электромагнитных сигнала, имеющих различные частоты F1 и F2, в место испытания на трубе риформера из аустенитной стали; принимают ответный сигнал из упомянутого места испытания; и анализируют основную частоту и частоты интермодуляции упомянутого принятого ответного сигнала, чтобы определить состояние трубы риформера из аустенитной стали в упомянутом месте испытания.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к стендам для испытания боковых рам тележек. Стенд содержит систему акустико-эмиссионного контроля с подсоединяемыми к ней датчиками, нагружающее устройство, содержащее основание, на котором смонтированы стойка со средствами для вертикального нагружения рессорного проема боковой рамы, гидроцилиндр вертикального нагружения с упором, тумбы для опоры буксовых проемов боковой рамы с закрепленными в их верхней части распорными гидроцилиндрами, взаимодействующими с вертикальными поверхностями буксовых проемов боковой рамы.

Изобретение относится к испытанию колесных пар железнодорожного транспорта. Разъемный соленоид выполнен в виде витков из широкополосной шины, разделенных по диаметру на подвижную и неподвижную секции.

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.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к железнодорожному транспорту, и может быть использовано при испытаниях пар трения по определению предельных нагрузок и триботехнических характеристик.

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.

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.

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.

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.

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 способу оценки величины, характеризующей диаметр колеса (14) транспортного средства (10), когда это транспортное средство находится в движении.

Изобретение касается устройства для проверки колес железнодорожного подвижного состава в отношении вызванного эксплуатацией износа иили 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. Между железнодорожными рельсами расположен электромагнит, на котором при этом расположена измерительная обмотка для регистрации изменений магнитного потока. При этом железнодорожные рельсы соединены посредством выполненной в виде электромагнита поперечины, на которой расположена измерительная обмотка для регистрации изменений магнитного потока. В результате можно проверять колеса железнодорожного подвижного состава в различных вариантах выполнения за короткое время, в частности, проверка колес железнодорожного подвижного состава может осуществляться в режиме движения. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх