СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПУТЕИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ВАГОНОМ ЖЕСТКОСТИ РЕЛЬСОВОГО ПУТИ Российский патент 2004 года по МПК B61K9/08 E01B35/00 

Описание патента на изобретение RU2240244C2

Использование: для измерения жесткости рельсового пути. Сущность изобретения: способ заключается в том, что при прохождении фиксированных точек каждой колесной парой путеизмерительного вагона измеряют поперечный уровень рельсовой колеи, одновременно измеряют силы действующие на каждую из букс, полученные результаты измерения подставляют в систему уравнений взаимодействия путеизмерительного вагона и рельсового пути при измерении поперечного уровня и определяют среднюю жесткость рельсового пути в каждой фиксированной точке и отклонение жесткости каждой из рельсовых нитей от среднего значения в указанной точке.

Изобретение относится к контролю состояния железнодорожного пути и может быть использовано для оценки и прогноза этого состояния.

Известен способ определения коэффициента относительной жесткости основания железнодорожного пути и рельса и устройство для его реализации [1] заключающийся в том, что регистрируют сигналы, характеризующие величину прогиба под каждой тележкой вагонов состава, каждый раз определяют по меньшей мере два расстояния между датчиком и опорной точкой ближнего к датчику колеса тележки, при которых наблюдаются нулевые значения прогиба рельса, и по данным о полученных расстояниях при воздействии всех тележек вагонов состава определяют среднее значение и дисперсию коэффициента жесткости.

Недостатком приведенного способа является локальный характер его использования.

Известен способ определения кривизны рельса под нагруженным колесом, изгибающего момента, напряжений от изгиба рельса, относительной жесткости и модуля упругости подрельсового основания [2], заключающийся в том, что определяют относительное перемещение трех точек, расположенных на рабочей поверхности головки рельса упомянутое перемещение трех точек определяют непосредственно вблизи нагруженного колеса, перемещаемого с заданной скоростью, а кривизну, изгибающий момент и напряжения от изгиба рельса, относительную жесткость и модуль упругости подрельсового основания определяют по соответствующим соотношениям.

Недостатком вышеизложенного способа является низкая точность, обусловленная отсутствием учета динамического взаимодействия пути и подвижного состава (вагона).

Задачей изобретения является измерение жесткости рельсового пути путеизмерительным вагоном при любых скоростях движения.

Для решения поставленной задачи способ измерения путеизмерительным вагоном жесткости рельсового пути, заключается в том, что при прохождении фиксированных точек каждой колесной парой путеизмерительного вагона измеряют поперечный уровень рельсовой колеи, одновременно измеряют силы, действующие на бусы колесной пары, полученные результаты подставляют в систему уравнений взаимодействия путеизмерительного вагона и рельсового пути при измерении поперечного уровня каждой колесной парой и определяют среднюю жесткость рельсовой колеи в указанной фиксированной точке и отклонения жесткости каждой из рельсовых нитей от среднего значения жесткости колеи в этой точке.

Обоснование предложенного способа заключается в следующем. Взаимное положение рельсовых нитей по уровню определяется из выражения

где l - ширина колеи, θр - угол наклона рельсовой колеи относительно горизонта.

В свою очередь наклон рельсовой колеи можно представить

где θг - угол наклона рельсовой колеи определяемый геометрией пути и измеряемый без нагрузки; θст - изменение наклона пути, вызванное статической нагрузкой; θд - изменение наклона пути, вызванное динамической нагрузкой.

Обозначим жесткость рельсовых нитей (левой и правой)

где средняя жесткость рельсовой колеи, а Δ - отклонение жесткости рельсовых нитей от средней жесткости колеи.

Изменение наклона пути обусловленное суммарной нагрузкой (статической и динамической) можно представить

где ΔZл и ΔZп - вертикальная деформация рельсовых нитей, вызванная суммарной нагрузкой; Fл и Fп - силы, действующие на левую и правую буксы колесной пары.

При С2р

>>Δ2 из (4) получим

При измерении наклона пути в фиксированной точке при прохождении каждой из колесных пар путеизмерительного вагона (при различных статических нагрузках на тележки и различных фазах колебаний вагона) получим четыре независимых результата измерений

Из (6) видно, что любая разность двух приведенных результатов не содержит геометрической компоненты θг.

С учетом (5) и (6) можно написать два разностных уравнения.

Введем обозначения

[(Fл1-Fп1)-(Fл3-Fп3)]=a,

[(Fл3+Fп3)-(Fл1+Fп1)]=b,

[(Fл2-Fп2)-(Fл4-Fп4)]=d,

[(Fл4+Fп4)-(Fл2+Fп2)]=e.

С учетом принятых обозначений из (7) получим

Подставив (9) в (8) получим уравнение

первый корень которого Ср=0 не имеет физического смысла и поэтому исключается из рассмотрения, а второй получаем в виде

Таким образом, решена задача измерения жестокостей рельсовых нитей при прохождении фиксированной точки путеизмерительным вагоном.

Выбор фиксированных точек пути осуществляется при помощи шага датчика пути (одометра) как и при измерении геометрических параметров рельсового пути, а сам шаг (квант) датчика пути выбирается кратным межосевым расстояниям вагона.

Литература

1. Патент №2116400 Россия. Способ определения коэффициента относительной жесткости основания железнодорожного пути и рельса и устройство для его реализации /В.П.Григорьев, Г.Н.Дюков, Н.А.Князев, Л.Е.Шейнман (Россия). - Заяв. №96101917/28; опубл. 27.07.98.

2. Патент №208423 Россия. Способ определения кривизны рельса нод нагруженным колесом, изгибающего момента, напряжений от изгиба рельса, относительной жесткости и модуля упругости подрельсового основания /А.Д.Конюхов, В.А.Рейхард, А.А.Нефедов, В.Л.Порошин (Россия). - Заяв. №94015384/28; опубл. 10.04.98.

Похожие патенты RU2240244C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПУТЕИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ВАГОНОМ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ЖЕСТКОСТЕЙ РЕЛЬСОВЫХ НИТЕЙ 2004
  • Боронахин Александр Михайлович
  • Гупалов Валерий Иванович
  • Филипеня Наталья Сергеевна
RU2291803C2
СПОСОБ ИНЕРЦИАЛЬНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ НЕРОВНОСТЕЙ РЕЛЬСОВОГО ПУТИ 2002
  • Боронахин А.М.
  • Гупалов В.И.
  • Мочалов А.В.
RU2242391C2
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОСАДКИ РЕЛЬСОВЫХ НИТЕЙ 2003
  • Боронахин А.М.
  • Гупалов В.И.
  • Казанцев А.В.
  • Карпасов С.А.
RU2242554C2
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПУТЕИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ВАГОНОМ БОКОВЫХ (ПОПЕРЕЧНЫХ) ЖЕСТКОСТЕЙ РЕЛЬСОВЫХ НИТЕЙ 2004
  • Боронахин Александр Михайлович
  • Гупалов Валерий Иванович
  • Филипеня Наталья Сергеевна
RU2291804C2
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЙ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ НЕРОВНОСТЕЙ (РИХТОВКИ) И КРИВИЗНЫ В ПЛАНЕ РЕЛЬСОВЫХ НИТЕЙ 2004
  • Боронахин Александр Михайлович
  • Гупалов Валерий Иванович
  • Шалагина Екатерина Алексеевна
RU2276216C2
СПОСОБ КОРРЕКЦИИ ДАТЧИКА ПРОЙДЕННОЙ ДИСТАНЦИИ 2003
  • Боронахин А.М.
  • Гупалов В.И.
  • Казанцев А.В.
RU2243505C1
СПОСОБ КОРРЕКЦИИ АНАЛИТИЧЕСКИХ ГИРОВЕРТИКАЛЕЙ УСЕЧЕННОГО СОСТАВА 2002
  • Боронахин А.М.
  • Гупалов В.И.
  • Мочалов А.В.
RU2253091C2
СПОСОБ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ 2008
  • Ромен Юрий Семёнович
  • Клебанов Яков Мордухович
  • Бородин Владимир Сергеевич
  • Гасанов Александр Искендерович
RU2394120C2
Способ оценки состояния железнодорожного пути с использованием электронной вычислительной машины (эвм) и измерительных устройств,смонтированых в путеизмерительном вагоне 1976
  • Вериго Михаил Феликсович
  • Щекотков Юрий Михайлович
  • Ромен Юрий Семенович
  • Гасанов Александр Искандерович
SU618476A1
Способ оценки динамической жёсткости рельсового пути и устройство для его реализации 2019
  • Елисеев Сергей Викторович
  • Каргапольцев Сергей Константинович
  • Орленко Алексей Иванович
  • Быкова Наталья Михайловна
  • Большаков Роман Сергеевич
  • Елисеев Андрей Владимирович
RU2731163C1

Реферат патента 2004 года СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПУТЕИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ВАГОНОМ ЖЕСТКОСТИ РЕЛЬСОВОГО ПУТИ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, предназначенной для проверки состояния железнодорожного полотна. При прохождении фиксированных точек пути каждой из четырех колесных пар путеизмерительного вагона измеряют поперечный уровень рельсовой колеи и силы, действующие на левые и правые буксы колесных пар. По полученной информации с использованием аналитических соотношений определяют среднюю жесткость рельсовой колеи в указанных точках и отклонение жесткости рельсовых нитей от среднего значения жесткости колеи. Данный способ позволяет измерять жесткость рельсового пути путеизмерительным вагоном при любых скоростях движения. 3 з.п. ф-лы.

Формула изобретения RU 2 240 244 C2

1. Способ измерения путеизмерительным вагоном жесткости рельсового пути, заключающийся в том, что при прохождении фиксированных точек пути каждой из четырех колесных пар путеизмерительного вагона измеряют поперечный уровень рельсовой колеи и силы Fл1 и Fп1, Fл2 и Fп2, Fл3 и Fп3, Fл4 и Fп4, действующие на левые и правые буксы колесных пар, а среднюю жесткость Ср рельсовой колеи в указанной фиксированной точке и отклонение Δ жесткости рельсовых нитей от средней жесткости колеи определяют по выражениям:

где l - ширина колеи;

θp1, θp2, θp3, θp4 - углы наклона рельсовой колеи относительно горизонта в фиксированной точке для соответственно первой, второй, третьей и четвертой колесных пар;

[(Fл1-Fп1) - (Fл3-Fп3)]=a,

[(Fл3+Fп3) - (Fл1+Fп1)]=b,

[(Fл2-Fп2) - (Fл4-Fп4)]=d,

[(Fл4+Fп4) - (Fл2+Fп2)]=e.

2. Способ по п.1, в котором фиксированные точки определяют с помощью датчика пройденного пути, шаг которого выбирают кратным расстояниям между колесными парами путеизмерительного вагона.3. Способ по п.1, в котором статическую нагрузку на тележки путеизмерительного вагона принудительно делают различной.4. Способ по п.1, в котором результаты измерений нормируют по скорости.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2004 года RU2240244C2

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИВИЗНЫ РЕЛЬСА ПОД НАГРУЖЕННЫМ КОЛЕСОМ, ИЗГИБАЮЩЕГО МОМЕНТА, НАПРЯЖЕНИЙ ОТ ИЗГИБА РЕЛЬСА, ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ЖЕСТКОСТИ И МОДУЛЯ УПРУГОСТИ ПОДРЕЛЬСОВОГО ОСНОВАНИЯ 1994
  • Конюхов А.Д.
  • Рейхарт В.А.
  • Нефедов А.А.
  • Порошин В.Л.
RU2108423C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ЖЕСТКОСТИ ОСНОВАНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ И РЕЛЬСА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 1996
  • Григорьев В.П.
  • Дюков Г.Н.
  • Князев Н.А.
  • Шейнман Л.Е.
RU2116400C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ СОСТОЯНИЕ СИСТЕМЫ КОЛЕСО - РЕЛЬС, ПРИ ДВИЖЕНИИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА ПО КРИВОЛИНЕЙНОМУ УЧАСТКУ ПУТИ 1991
  • Кашников Владимир Николаевич
  • Рубан Владимир Михайлович
RU2061611C1
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ КРИВЫХ 0
  • В. Андреев
SU387065A1

RU 2 240 244 C2

Авторы

Боронахин А.М.

Гупалов В.И.

Казанцев А.В.

Мочалов А.В.

Даты

2004-11-20Публикация

2002-11-28Подача