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 С
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.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПУТЕИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ВАГОНОМ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ЖЕСТКОСТЕЙ РЕЛЬСОВЫХ НИТЕЙ | 2004 |
|
RU2291803C2 |
СПОСОБ ИНЕРЦИАЛЬНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ НЕРОВНОСТЕЙ РЕЛЬСОВОГО ПУТИ | 2002 |
|
RU2242391C2 |
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОСАДКИ РЕЛЬСОВЫХ НИТЕЙ | 2003 |
|
RU2242554C2 |
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПУТЕИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ВАГОНОМ БОКОВЫХ (ПОПЕРЕЧНЫХ) ЖЕСТКОСТЕЙ РЕЛЬСОВЫХ НИТЕЙ | 2004 |
|
RU2291804C2 |
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЙ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ НЕРОВНОСТЕЙ (РИХТОВКИ) И КРИВИЗНЫ В ПЛАНЕ РЕЛЬСОВЫХ НИТЕЙ | 2004 |
|
RU2276216C2 |
СПОСОБ КОРРЕКЦИИ ДАТЧИКА ПРОЙДЕННОЙ ДИСТАНЦИИ | 2003 |
|
RU2243505C1 |
СПОСОБ КОРРЕКЦИИ АНАЛИТИЧЕСКИХ ГИРОВЕРТИКАЛЕЙ УСЕЧЕННОГО СОСТАВА | 2002 |
|
RU2253091C2 |
СПОСОБ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ | 2008 |
|
RU2394120C2 |
Способ оценки состояния железнодорожного пути с использованием электронной вычислительной машины (эвм) и измерительных устройств,смонтированых в путеизмерительном вагоне | 1976 |
|
SU618476A1 |
Способ оценки динамической жёсткости рельсового пути и устройство для его реализации | 2019 |
|
RU2731163C1 |
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.
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.
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИВИЗНЫ РЕЛЬСА ПОД НАГРУЖЕННЫМ КОЛЕСОМ, ИЗГИБАЮЩЕГО МОМЕНТА, НАПРЯЖЕНИЙ ОТ ИЗГИБА РЕЛЬСА, ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ЖЕСТКОСТИ И МОДУЛЯ УПРУГОСТИ ПОДРЕЛЬСОВОГО ОСНОВАНИЯ | 1994 |
|
RU2108423C1 |
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ЖЕСТКОСТИ ОСНОВАНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ И РЕЛЬСА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ | 1996 |
|
RU2116400C1 |
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ СОСТОЯНИЕ СИСТЕМЫ КОЛЕСО - РЕЛЬС, ПРИ ДВИЖЕНИИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА ПО КРИВОЛИНЕЙНОМУ УЧАСТКУ ПУТИ | 1991 |
|
RU2061611C1 |
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ КРИВЫХ | 0 |
|
SU387065A1 |
Авторы
Даты
2004-11-20—Публикация
2002-11-28—Подача