ИЗМЕРИТЕЛЬ ИЗНОСА РЕЛЬСА Российский патент 2002 года по МПК E01B35/04 E01B35/00 

Изобретение предназначено для получения информации о процессе износа рельса преимущественно при эксплуатации пути.

Известен механический профилограф (авторское свидетельство СССР 56346, МКИ В 61 К 09/08), регистрирующий характер износа в виде синусоидальных разверток, требующих расшифровки посредством шаблонов.

За прототип принят "Измеритель геометрических неровностей железнодорожного пути" (авторское свидетельство СССР 949030, МКИ Е 01 В 35/04), упрощающий получение измеренных параметров.

Известный измеритель геометрических неровностей железнодорожного пути выполнен в виде тележки из составных частей, соединенных поворотными шарнирами и опирающихся колесами на рельсовую колею. Измерительные и корректирующие ролики, горизонтальные базовые элементы и их фиксаторы обеспечивают высокую точность измерений на кривых и прямых участках пути.

Однако в результатах измерений присутствует методическая ошибка, связанная с выбором системы отсчета.

Цель изобретения состоит в исключении методической ошибки и облегчении средства измерений.

Суть изобретения заключается в выполнении колесного шасси из двух составных частей и дополнении их поворотными каретками, снабженными базовыми дисками, на которых установлены измерительные рычаги, сочлененные с электрическими датчиками. Конструкция позволяет проводить измерения относительно поверхности рельсов, не подвергающейся износу в эксплуатации, что дает стабильность показаний интенсивности износа с учетом предыдущих измерений.

На чертеже представлена упрощенная кинематическая схема измерителя износа рельса (из трех аналогичных кареток полностью изображена одна).

Измеритель износа рельса имеет колесное шасси, состоящее из двух составных частей: поперечной арки 1 и продольной рамы 2, которые соединены между собой подвижным подпружиненным узлом 3. Продольная рама имеет две ветви, на каждой из которых закреплены колеса 4. Поперечная арка снабжена одним подобным колесом 4.

Шасси опирается своими колесами на головки измеряемых рельсов 5.

На арке и ветвях рамы на равном расстоянии от рельсов установлены не менее трех поворотных кареток 6 посредством горизонтальных шарниров 7.

Поворотные каретки установлены внутрь колеи. Поворотные каретки имеют три пространственно ориентированных оси. Конец оси базового диска 8 соединен с горизонтальным шарниром 7. Концы остальных двух осей обращены к рельсу и снабжены роликами 9.

Базовый диск установлен с возможностью вращения в средней части каретки. Базовые диски выполнены преимущественно конусными, по крайней мере, один из них снабжен окном 10, направленным вдоль радиуса.

По внутреннему краю окна на этом диске закреплена опора 11. На опору установлен измерительный рычаг 12. С одного конца измерительный рычаг снабжен поперечной планкой 13, а с другого имеет контакт 14 электрического датчика 15.

Поперечная планка измерительного рычага заведена в окно поворотного диска. Рычаг удерживается в крайнем положении возвратной пружиной 16. Крепление измерительного рычага к поворотному диску через опору образует угол в 10-20 градусов между их рабочими поверхностями.

Размеры каретки, измерительного рычага, ролика и поворотного диска выбраны так, что периферийные их части размещены под округлой нижней кромкой головки рельса.

Электрический датчик установлен вблизи центра базового диска по дуге конца рычага.

На каждой каретке вблизи горизонтального шарнира закреплен фиксатор в виде регулируемого упора 17 крайнего ее положения и пружины растяжения 18, взаимодействующих с поперечной аркой и ветвями продольной рамы.

Измеритель износа рельса работает следующим образом.

При установке шасси на рельсы каждая из головок охватывается базовым диском снизу за ее кромку и колесом по поверхности катания.

Колесное шасси контактирует с рельсовой колеей не менее, чем в шести точках.

Многоточечный охват головок рельсов с натягом, создаваемым пружиной подвижного узла, обеспечивает надежное базовое ориентирование шасси.

Колесо смещается по верхней изнашиваемой поверхности головки рельса. В процессе износа размер между верхней поверхностью головки и нижней ее кромкой изменяется неравномерно из-за непостоянства колесной пары относительно колеи. Базовый диск, имея форму конуса, несмотря на изменяющийся размер высоты головки рельса, всегда находится в рабочем контакте с нижней кромкой, но при этом, несмотря на отсутствие ее износа, радиус обкатывания базового диска изменяется.

При износе головки рельса уменьшается суммарное расстояние между его нижней кромкой и точкой крепления каретки.

Уменьшение радиуса обкатывания базового диска по кромке вызывает нажатие измерительного рычага и он изменяет свой наклон относительно поворотного диска. Конец измерительного рычага утапливается в окно и контакт смещается по датчику, что отражается на его электрическом параметре, например сопротивлении.

Изменение состояния электрического датчика отмечается соединенным с ним регистратором.

Базовый диск при смещении измерителя износа рельса выводит измерительный рычаг из взаимодействия с рельсом на каждом полном обороте. Подтягиваемый возвратной пружиной он не может покинуть пределы радиального окна, так как его отклонение прекращается при упоре поперечной планки в кромку поворотного диска.

Максимальная величина электрического параметра после полного оборота базового диска пропорциональна измеряемой высоте головки рельса.

Измеритель износа рельса позволяет получить непрерывные данные на большом протяжении рельсового пути.

Базовые диски при перемещении в зоне стыка рельсов защищены от ударов о стыковые накладки. Защита выполнена посредством пары роликов. Ролик, находящийся перед кромкой базового диска по ходу движения, встречая стыковую накладку, отводит каретку, поднимая ее вокруг горизонтального шарнира. Затем после окончания стыковой накладки консоль удерживается в поднятом состоянии последующим роликом. Проход последующего ролика стыковой накладки позволяет каретке опуститься до рабочего положения. Постоянство рабочего положения обеспечивается регулируемым упором и пружиной, действующими между каретками и поперечной аркой или ветвями продольной рамы. Обход накладок упрощается также за счет подвижного узла составных частей шасси.

Уменьшение числа составных частей шасси при улучшении базирования позволило уменьшить габариты и вес измерительного средства.

Сопоставляя предыдущие измерения для данного участка с текущими, удается заметить интенсивность нарастания износа не только на значительном протяжении, но и локально, то есть волнообразный износ.

Изобретение предназначено для получения информации о процессе износа рельса преимущественно при эксплуатации пути. Суть изобретения заключается в выполнении колесного шасси из двух составных частей (1, 2) и дополнении их поворотными каретками (6), снабженными базовыми дисками (8), на которых установлены измерительные рычаги (12), сочлененные с электрическими датчиками (15). Конструкция позволяет проводить измерения относительно поверхности рельсов (5), не подвергающейся износу в эксплуатации. Технический результат: повышение точности измерений. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Измеритель износа рельса, содержащий электрический датчик величины износа и соединенные между собой посредством подвижного узла составные части шасси, снабженные фиксаторами, базовыми элементами и колесами, имеющими возможность сопряжения с рельсовой колеей, отличающийся тем, что подвижный узел выполнен в виде параллельных между собой и поперечных рельсовой колее направляющих, сопряженных распорной пружиной, одна из составных частей шасси выполнена в виде продольной рамы, установленной на два колеса, и другая - в виде поперечной арки, установленной на одно, и он дополнен поворотными каретками, закрепленными шарнирно к каждой составной части шасси над соответствующим колесом внутри колеи и снабженными базовыми элементами и фиксаторами, при этом, по крайней мере, один из базовых элементов снабжен радиальным окном, в котором на шарнирной опоре закреплен измерительный рычаг электрического датчика. 2. Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что базовый элемент выполнен в виде диска, установленного на поворотной каретке под острым углом к оси симметрии рельса в средней части одной из осей каретки, которая выполнена трехосной, так, что его периферия имеет возможность взаимодействия с нижней кромкой головки рельса, и на концы пары других осей которой установлены ролики с возможностью вращения при взаимодействии с накладкой стыка рельсов, при этом на конце первой оси совместно закреплены горизонтальный шарнир и фиксатор, выполненный в виде параллельно установленных регулируемого упора и пружины, противоположные части которых закреплены к составным частям шасси. 3. Измеритель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что один из концов измерительного рычага электрического датчика совмещен с кромкой базового диска и снабжен поперечной планкой и на другом его конце закреплены возвратная пружина и активный орган электрического датчика, например контакт переменного резистора, при этом измерительный рычаг установлен так, что между ним и плоскостью поворотного диска образован острый угол.