Способ определения дефектных букс вагонов

Изобретение относится к средствам вибродиагностики, а именно к постовым системам вибродиагностики на железнодорожном транспорте. Годность вагонов определяется по механическому состоянию букс колесных пар вагонов. Годность букс вагонов при их движении определяется с использованием интеллектуально-измерительной системы, состоящей из датчиков ускорения, отметчиков колес, подключенных к персональному компьютеру, снабженному программой, основанной на связи величины ускорения колебаний рельса с величиной ускорения отдельных частей подшипника, которое зависит от наличия дефектов. В результате становится возможным постоянно отслеживать состояние букс колесных пар вагонов во время движения железнодорожного транспортного средства, своевременно выявлять их дефекты. 7 ил.

 

Изобретение относится к средствам вибродиагностики, в частности к постовым системам вибродиагностики на железнодорожном транспорте.

Известные системы вибродиагностики, устанавливаемые в депо (локомотивных, вагонных) для диагностики колесно-моторных блоков и подшипников букс колесных пар в статическом положении объекта диагностики (локомотива, вагона), патенты №80950, Россия, интернет, №80957, Россия, интернет, №84559, Россия, интернет, №84116, Россия, интернет, №105739, Россия, интернет.

В настоящее время определения годных или не годных к эксплуатации вагонов по состоянию подшипников букс колесной пары производится в депо на специально оборудованных стендах. В процессе эксплуатации вагонов информация о состоянии подшипников букс колесных пар отсутствует. Однако для вагонов метро, грузовых и пассажирских вагонов при формировании поезда необходимо знать о состоянии подшипников букс для предотвращения аварий, связанных с разрушением подшипников букс.

Аналогов предлагаемое изобретение не имеет, однако прототипом по функциональности ближе всех патент RU 105739 U1.

Предлагаемый способ основан на анализе спектров колебаний рельса, возникающих при прохождении вагона, полученных с помощью датчиков вибрации, установленных на подошве рельса. В спектрах в определенных диапазонах частот, соответствующих колебаниям колец, роликов и сепараторов подшипников, всегда присутствуют заметные амплитуды ускорений, величина которых зависит от механического состояния подшипника.

Эти выводы были сделаны в результате испытаний грузовых вагонов, имевших буксы с известными дефектами подшипников (см. фиг. 1), где

1 - букса с подшипником, имеющим поврежденный сепаратор;

4 - букса с подшипником, имеющим поврежденный ролик;

5 - букса с подшипником, имеющим поврежденное внутреннее кольцо;

8 - букса с подшипником, имеющим поврежденное наружное кольцо;

2, 3, 6 и 7 - буксы, где специально подшипники с дефектом не устанавливались.

В результате проведенных испытаний, во время которых скорость движения менялась в пределах 9…28 км/ч, были получены спектры ускорений колебаний рельса при прохождении колесных пар, имеющих известные повреждения, и исправных колесных пар.

Так, например, на фиг. 2 показаны наложенные друг на друга спектры исправной буксы (9) и буксы, имеющей подшипник с поврежденным роликом (10).

Хорошо видно, что в районе диапазонов частот, соответствующих внутреннему кольцу (13 Гц) и второй гармоники ролика (19 Гц), амплитуды ускорений поврежденной буксы существенно превышают таковые для исправной буксы.

Во всех случаях расчет частот, на которых следует искать повреждения, производился по известным ниже приведенным формулам:

при повреждении сепаратора

при повреждении ролика

при повреждении роликов (овальность и гранность)

при повреждении наружного кольца

при повреждении внутреннего кольца

при волнистости наружного кольца

при волнистости внутреннего кольца

при повреждении группы роликов (по данным А/О "ВАСТ")

где n - частота вращения, об/мин;

z - число тел качения;

d - диаметр тел качения (роликов), мм;

D0 - расчетный средний диаметр, мм;

k=1, 2, 3, … - номер гармоники.

Частота вращения зависит от скорости движения: ,

где v - скорость движения, м/с;

R - радиус колеса, м.

Так как истинные частоты лежат в пределах ±5% от расчетных значений, то диапазоны частот, в которых определялись максимумы ускорений, брались ±1,05 от расчетных значений.

На фиг. 3 приведен спектр буксы, имеющей исправные подшипники, а на фиг. 4 и 5 - спектры букс, имеющих подшипники с поврежденными кольцами: на фиг. 4 - спектр буксы, имеющей подшипник с поврежденным внутренним кольцом, а на фиг. 5 - спектр буксы, имеющей подшипник с поврежденным наружным кольцом.

Вид спектра с исправной буксой отличается от спектров букс с неисправными подшипниками. Существенно увеличиваются амплитуды ускорений (по оси ординат на фиг. 3 - mv, а на фиг. 4 и 5 - v, напряжение пропорционально ускорению) в спектрах букс, имеющих поврежденные подшипники.

Таким образом, с помощью специальной программы по показаниям датчиков вибрации и отметчиков колес, установленных на рельсах, определяются и фиксируются амплитуды ускорений во всех диапазонах частот, соответствующих скорости движения в момент проведения записи. Полученные данные этой же программой анализируются и выявляются амплитуды, не вписывающиеся в генеральную совокупность. Установлено, что подшипники, имеющие такие амплитуды, имеют дефект той детали, на частоте которой обнаружена эта амплитуда. На фиг. 6 показаны состав и схема включения аппаратуры, в состав которой входят:

11 - датчики ускорений (два, установленные вертикально);

12 - два отметчика колес;

13 - усилитель заряда;

14 - АЦП;

15 - компьютер;

16 - принтер.

На фиг. 7 показана схема установки датчиков на рельсах.

Отметчики колес установлены с интервалом, равным развертке окружности колеса вагона. В середине этого интервала на обоих рельсах устанавливаются датчики вибрации (11). Отметчики колес 12 (см. фиг. 7) служат для определения скорости и направления движения и порядкового номера вагона и оси. Датчики вибрации 11 последовательно подключают к входам 2-канального усилителя заряда (13), а выходы усилителя подключают к аналого-цифровому преобразователю (14 - АЦП), передающему преобразованные сигналы системному блоку ПК (15), который по заданной программе обрабатывает сигналы, поступающие с АЦП.

Способ определения годности вагонов по механическому состоянию подшипников букс колесных пар вагонов, отличающийся тем, что годность вагонов определяется интеллектуально-информационной системой, состоящей из датчиков ускорения, отметчиков колес, подключенных к персональному компьютеру, снабженному программой, основанной на связи величины ускорения колебаний рельса с величиной амплитуд колебаний отдельных частей подшипника, при этом вагоны находятся в движении.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к проверке устройств для управления подвижным составом. Способ проверки дешифратора автоматической локомотивной сигнализации заключается в том, что на вход бортовой аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия (АЛСН) подают последовательность тестовых кодовых сигналов.

Система тестирования на опрокидывание для транспортного средства для технического обслуживания и ремонта контактной подвески включает в себя: набор рельсошпальных решеток для поддержки транспортного средства для технического обслуживания и ремонта контактной подвески, подлежащей тестированию, причем рельсошпальная решетка включает в себя первый рельс и второй рельс, расположенные параллельно друг другу, и второй рельс, расположенный выше первого рельса, соединительный трос, жестко соединенный одним концом с опорным рычагом транспортного средства для технического обслуживания и ремонта контактной подвески и жестко соединенный другим концом с землей или поверхностью стенки испытательной площадки, первый датчик, расположенный на соединительном тросе и используемый для измерения усилия натяжения соединительного троса, и второй датчик, расположенный на рельсошпальных решетках соответственно и используемый для измерения давления колесной пары на рельсы.

Стенд содержит индуктор, смонтированный на портале, привод ротации колесной пары, снабженный взаимодействующим с гребнями колес катковым механизмом, устройство нанесения магнитного индикатора, регистратор зубьев, блок управления и узел подвода индуктора.

Изобретение относится к испытаниям железнодорожного транспорта. Способ контроля технического состояния силовой установки включает в себя измерение работы, выполненной силовой установкой, и затраченного при этом топлива, проведение реостатных испытаний.

Группа изобретений относится к автоматической локомотивной сигнализации. Способ диагностики локомотивной аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации (АЛС) заключается в том, что в дополнительную диагностическую обмотку, имеющую индуктивную связь с обмоткой приемной локомотивной катушки аппаратуры АЛС, подают тестирующие кодовые сигналы и искажающие их помехи.

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 испытаниям токоприемников и контактного провода. Устройство для исследования взаимодействия токоприемника с контактным проводом содержит пространственную раму, испытуемый образец контактного провода.

Изобретение относится к области диагностики, а именно к способам оценки технического состояния однотипных механизмов машин, и может быть использовано, например, для оценки технического состояния узлов ходовой части транспортного средства.

Изобретение относится к измерительным устройствам. Устройство замера горизонтальных усилий между гребнем колеса и головкой рельса при проведении макетных исследований движения подвижного состава по рельсовому пути состоит из макета рельс в виде стальной ленты, креплений, шпал и датчиков.

Изобретение относится к стендовым конструкциям для проведения макетных исследований моделирования динамики движения подвижного состава железнодорожного транспорта в прямых и кривых участках пути.

Изобретение относится к устройствам для измерения толщины граничных слоев смазочных материалов и может найти применение в нефтегазовой отрасли. Сущность: устройство включает стол-основание (1), закрепленную на нем вертикально цилиндрическую трубку (3), крышку (4) и микрометр (8).

Изобретение относится к машиностроению, а именно к накатке поверхностей дорожек качения колец упорно-радиальных шариковых подшипников в собранном виде с целью их упрочнения.

Изобретение относится к разрушающему контролю и может быть использовано для определения точек контакта шарика с дорожками качения колец шарикоподшипника и последующему вычислению угла контакта шарикоподшипника.

Изобретение относится к метрологии, в частности к устройствам контроля вибрации. Аппаратура контроля вибрации содержит не менее двух датчиков вибрации, каждый из которых содержит пьезоэлемент, не менее двух преобразователей и двух, обладающих повышенной жесткостью, кабелей, каждый из которых соединяет один из датчиков вибрации с соответствующим преобразователем.

Изобретение относится к подшипниковой промышленности и может быть использовано преимущественно для определения долговечности подшипниковых узлов сухого трения с антифрикционным твердосмазочным заполнителем.

Изобретение относится к области метрологии, в частности к методам контроля подшипников. Способ контроля технического состояния подшипников качения заключается в обнаружении дефекта и места повреждения путем измерения и анализа параметров вибрации работающего двигателя, анализа параметров вибрации и сравнении получаемых данных с данными в исходном состоянии, за которое принимаются данные, полученные для полностью исправного двигателя.

Изобретение относится к области диагностики повреждения деталей машин в процессе их непрерывной эксплуатации и может быть использовано для определения технического состояния машинных агрегатов и обеспечения их безопасной, ресурсосберегающей эксплуатации.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для эксплуатационного контроля изменения состояния подшипников двигателя (дизеля). Способ заключается в определении в процессе эксплуатации на частоте вращения выходного вала дизеля амплитуды и фазы вибрации на двух опорах - на первой опоре - корпусе подшипника выходного вала дизеля и на второй опоре - корпусе первого подшипника валопровода в осевом и радиальном направлениях с помощью датчиков вибрации.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытаний шарнирных подшипников с имитацией эксплуатационных нагрузок и температур. Стенд состоит из основания, на котором размещены и соединены при помощи кинематической цепи привод и нагрузочное устройство.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к стабилизации геометрических параметров подшипников качения приработкой в собранном виде. Способ заключается во вращении подшипника под нагрузкой, при этом внешнюю нагрузку направляют к оси подшипника под углом не более 12 градусов, число шариков в процессе обработки устанавливают равным 4-6, в качестве шариков используют шарики из материала с твердостью на 8-12 единиц HRC выше твердости материала колец подшипника, а силу воздействия на подшипник устанавливают такой, чтобы в процессе приработки шарики осуществляли пластическую деформацию дорожки качения.

Изобретение относится к средствам вибродиагностики, используемым на железнодорожном транспорте. Способ заключается в определении годности грузовых железнодорожных вагонов при их движении с использованием ителлектуально-измерительной системы, состоящей из датчиков ускорения отметчиков колес, подключенных к персональному компьютеру, снабженному программой, основанной на связи величины ускорения колебаний рельса с величиной зазоров в скользунах.

Изобретение относится к средствам вибродиагностики, а именно к постовым системам вибродиагностики на железнодорожном транспорте. Годность вагонов определяется по механическому состоянию букс колесных пар вагонов. Годность букс вагонов при их движении определяется с использованием интеллектуально-измерительной системы, состоящей из датчиков ускорения, отметчиков колес, подключенных к персональному компьютеру, снабженному программой, основанной на связи величины ускорения колебаний рельса с величиной ускорения отдельных частей подшипника, которое зависит от наличия дефектов. В результате становится возможным постоянно отслеживать состояние букс колесных пар вагонов во время движения железнодорожного транспортного средства, своевременно выявлять их дефекты. 7 ил.

Наверх