СПОСОБ МОНИТОРИНГА ПЕРЕМЕЩЕНИЙ БУКСЫ Российский патент 2012 года по МПК B61K9/00 

Заявляемое техническое решение относится к области специального контрольно-измерительного оборудования, предназначенного для проверки состояния и оптимизации функционирования железнодорожной техники, с целью обеспечения безопасности движения поездов. Способ предназначен также для автоматизированного мониторинга динамики колеса вагона для оптимизации взаимодействия колеса и рельса, которое является одной из важнейших составляющих безопасности движения поездов.

Известен способ мониторинга состояния букс движущегося поезда, заключающийся в измерении параметров состояния букс и передаче полученной информации машинисту локомотива для принятия оперативного решения, в котором буксы, подлежащие контролю, снабжают активными приемопередатчиками, расположенными на внешней стороне крышки буксы, в комплекте с источником питания, состоящим из диска с магнитами, размещенного на конце оси колесной пары напротив обмотки проводов, выполненной в виде лепестков на внутренней стороне крышки буксы, с помощью которых считывают и передают информацию о состоянии букс на индикаторное устройство машинисту локомотива по радиоканалу беспроводной связи на протяжении всего времени движения поезда с заданным интервалом времени (заявка №2006146775 на изобретение RU, МПК В61К 9/04, дата подачи заявки 2006.12.26, «Способ мониторинга состояния букс движущегося поезда»).

Недостаток известного способа заключается в том, что он не обеспечивает высокой точности и скорости измерений на высокой скорости движения более 100 км/час, и используемые для его осуществления контрольно-измерительные устройства не являются высокоточным оборудованием.

Известен способ мониторинга состояния буксы колесной пары, включающий измерение величины смещения буксы относительно лабиринтного кольца и определение состояния колесной пары, в котором измерение величины смещения буксы производят при движении колесной пары путем сравнения двух измеренных линейных профилей колеса с заранее известными профилями эталонной колесной пары и по результатам сравнения делают вывод о состоянии буксы колесной буксы, при этом в качестве одного из измеренных профилей используют наружный профиль колеса на уровне расположения буксы, а в качестве другого - профиль внутренней стороны колеса на уровне между рельсом и осью колесной пары, при этом измерение наружного и внутреннего профилей колеса проводят с использованием не менее чем двух оптических дальномеров, один из которых установлен снаружи рельсового пути, а другой - внутри рельсового пути; измерение величины смещения буксы производят при движении колесной пары на криволинейном участке пути, при этом производят измерение на том колесе колесной пары, которое движется по большему радиусу; а вывод о состоянии буксы колесной пары делают после наложения измеренного профиля внутренней или наружной поверхности колеса на эталонный профиль, при этом отклонение измеренного профиля колеса от эталонного не должно на любом отрезке профиля превышать контрольной величины (патент на изобретение RU №2258017, дата подачи заявки 2003.04.09, МПК7 В61К 9/00, «Способ мониторинга состояния буксы колесной пары»).

Измерения, осуществляемые данным способом на криволинейном участке пути, имеют узконаправленное назначение для определения перемещений буксы относительно лабиринтного кольца, причем дальномеры размещены на железнодорожном полотне и предназначены для использования лишь на контрольных участках пути, исключая возможность мониторинга состояния буксы при движении состава на всем пути следования.

Задача заявляемого технического решения заключается в повышении эффективности мониторинга перемещений буксы путем повышения точности измерений, осуществляемых при движении на высоких скоростях.

Поставленная задача решается благодаря тому, что для мониторинга перемещений буксы производят измерения величины вертикального перемещения буксы относительно кузова вагона (локомотива) путем одновременного бесконтактного измерения перемещений буксы относительно ходовой тележки и перемещений ходовой тележки относительно кузова вагона (локомотива), при этом измерения осуществляют по совмещенной оси, проходящей через ось колеса, с использованием не менее чем двух дальномеров, размещенных на ходовой тележке.

Величина вертикальных перемещений буксы относительно кузова вагона (локомотива) является важным параметром движения для определения динамических характеристик вагона рельсового транспортного средства, отражающих динамическую картину взаимодействия подвижного состава и верхнего строения рельсового пути.

Измерения вертикальных перемещений буксы относительно ходовой тележки и перемещений ходовой тележки относительно кузова вагона (локомотива) позволяют в динамике отслеживать техническое состояние и взаимное перемещение таких важных конструктивных элементов как колесная пара, букса, рельсы, ходовая тележка, кузов вагона (локомотива).

Использование для осуществления данного способа в качестве бесконтактных дальномеров таких современных высокоточных приборов как лазеры позволяет существенно увеличить точность и скорость измерений, осуществляя их на высоких скоростях движения вагона (локомотива).

Благодаря размещению бесконтактных оптических дальномеров на ходовой тележке вагона (локомотива) обеспечивается высокая точность измерений по оси, проходящей через ось колеса, повышая простоту и удобство осуществления данного способа.

Перечисленные технические признаки данного способа обеспечивают высокую эффективность мониторинга динамики колеса (локомотива), отражающего динамическое состояние и взаимодействие подвижного состава и верхнего строения рельсового пути, необходимого для осуществления анализа с целью оптимизации и обеспечения безопасности движения поездов.

Наличие отличительных признаков в заявляемом техническом решении позволяет сделать вывод о его соответствии условию патентоспособности «новизна».

Существенные признаки заявляемого изобретения, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждено на примере конкретного осуществления.

Сущность заявляемого способа поясняется чертежами, где

на фиг.1 представлен фрагмент колесной пары,

на фиг.2 представлен вид А на фиг.1.

По рельсовому пути 1 движется вагон (локомотив) 2, снабженный ходовыми тележками 3, колесами 4 с буксами 5. На кронштейне 6 ходовой тележки 3 закреплены оптические дальномеры 7 и 8 с соответствующими лазерными лучами 9 и 10 (фиг.2), направленными по одной оптической оси в противоположные стороны. Совмещенная оптическая ось лучей 9 и 10 совпадает в данном случае с вертикальной осью В-В, проходящей через ось колеса 4.

При движении вагона 2 возникают взаимные вертикальные перемещения вагона 2, колеса 4, буксы 5, ходовой тележки 3.

Для мониторинга динамики колеса 4 вагона (локомотива) 2 производят измерение величины вертикальных перемещений буксы 5 относительно кузова вагона (локомотива) 2 при его движении. Для этого в процессе движения вагона (локомотива) 2 с помощью луча 9 оптического дальномера 7 производят измерения расстояния «С» между отражателем 11, неподвижно связанным с буксой 5, и ходовой тележкой 3, и одновременно с помощью луча 10 оптического дальномера 8 производят измерения расстояния «D» между ходовой тележкой 3 и отражателем 12, размещенным на кузове вагона (локомотива) 2.

Суммируя совпадающие по времени перемещение буксы 5 относительно ходовой тележки 3 и перемещение ходовой тележки 3 относительно вагона (локомотива) 2 получают перемещение буксы 5 относительно вагона (локомотива) 2.

Таким образом, заявляемое техническое решение обеспечивает повышение эффективности мониторинга вертикальных перемещений буксы путем повышения достоверности измерений, осуществляемых на высоких скоростях движения вагона (локомотива), что достигается применением, по крайней мере, двух дальномеров, с совмещенной оптической осью, но направленных в противоположные стороны, один - к буксе, а другой - к кузову вагона, размещенных на ходовой тележке вагона и осуществляющих бесконтактный замер перемещений.

Благодаря данному способу мониторинга создается необходимая для анализа база данных вертикальных перемещений движущегося на разных скоростях вагона, по различным участкам железнодорожного пути. Получаемая база данных используется как для получения динамических характеристик конструктивных узлов подвижного состава, в частности, колеса с буксой, колесной пары, ходовых тележек и их составных элементов, так и вагона в целом.

Изобретение относится к контрольно-измерительному оборудованию, предназначенному для проверки состояния железнодорожной техники. Способ мониторинга перемещений буксы включает в себя измерение величины перемещения буксы при движении вагона (локомотива). Указанное измерение производят путем одновременного бесконтактного измерения перемещения буксы относительно ходовой тележки и перемещения ходовой тележки относительно кузова вагона (локомотива), при этом измерения осуществляют по совмещенной оси, проходящей через ось колеса, с использованием, по крайней мере, двух дальномеров, размещенных на ходовой тележке. В результате повышается точность измерений, осуществляемых при движении на высоких скоростях. 2 ил.

Способ мониторинга перемещений буксы, содержащий измерение величины перемещения буксы при движении вагона (локомотива), отличающийся тем, что производят измерение величины вертикальных перемещений буксы относительно кузова вагона путем одновременного бесконтактного измерения перемещения буксы относительно ходовой тележки и перемещения ходовой тележки относительно кузова вагона (локомотива), при этом измерения осуществляют по совмещенной оси, проходящей через ось колеса, с использованием, по крайней мере, двух дальномеров, размещенных на ходовой тележке.