СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ПОЛОЖЕНИЯ КОЛЕСНЫХ ПАР В РАМЕ ТЕЛЕЖКИ ПАССАЖИРСКИХ И ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ В ЭКСПЛУАТАЦИИ Российский патент 2012 года по МПК B61K9/12 G01N29/04 

Изобретение может быть использовано для диагностики положения колесных пар в раме тележки пассажирских и грузовых вагонов в эксплуатации, выражающейся в оценке предельных продольных и поперечных зазоров в буксовых направляющих рам тележек.

Известен способ бесконтактного измерения геометрических параметров колесных пар, заключающийся в лазерном бесконтактном контроле геометрии трехмерных объектов с помощью триангуляционных датчиков положения, см. Патент №2270120. Недостатком данного способа измерения является отсутствие возможности оценки предельных продольных и поперечных зазоров в буксовых направляющих рам тележек.

Цель изобретения - повышение достоверности диагностики положения колесных пар в раме тележки и предотвращения возникновения схода колесных пар с рельсов.

Сущность способа заключается в измерении акустических сигналов акустической эмиссии на правом и левом рельсе железнодорожного пути во время прохождения подвижного состава в заданной полосе частот от 30 кГц до 300 кГц в равные, последовательные промежутки времени.

Данный способ диагностики подшипников отличается от способа диагностики (патент №2270120) тем, что датчики (преобразователи) акустической эмиссии не менее двух устанавливают не на демпфере, поглощающем вибрации, а на любую поверхность правового и левого рельса, кроме поверхности головки рельса железнодорожного пути по оси, перпендикулярной направлению железнодорожного пути, на расстоянии друг от друга, равном величине пути периода L извилистого движения колесной пары по формуле:

,

где n - уклон поверхности катания;

s - половина расстояния между кругами катания, м;

r - диаметр колеса, м;

ν - скорость движения, м/с;

π - 3,14,

во время прохождения подвижного состава в момент контакта сегмента гребня колесной пары с внутренней гранью головки рельса определяют с частотой выборки от 50 микросекунд до 0,1 микросекунды значение выброса максимальных амплитуд сигналов акустической эмиссии, следующих последовательно и неразрывно по времени, определяют время длительности выброса максимальных, последовательных и неразрывных по времени сигналов акустической эмиссии Δt и рассчитывают размер дуги сегмента гребня колесной пары, взаимодействующего с внутренней гранью головки рельса, по формуле:

,

где Р - размер дуги сегмента в мм,

N - число оборотов колесной пары в сек.,

Δt - время длительности выброса сигналов акустической эмиссии с максимальной амплитудой, следующих один за другим неразрывно по времени в сек.,

π - 3,14,

D - диаметр колеса вагона в мм.

Определяется превышение рассчитанного размера дуги сегмента контакта (трения) гребня колесной пары с внутренней гранью головки рельса с нормативно допустимым значением.

При превышении допустимого значения дуги сегмента контакта гребня колесной пары с внутренней гранью головки рельса, что свидетельствует о наличии недопустимых зазоров в буксовых направляющих (продольных и поперечных) устройство диагностики сигнализирует обслуживающему персоналу об аварийном состоянии колесной пары и необходимости ее осмотра и ремонта.

Пример

Датчики диагностического устройства устанавливаются на гранях головок правого и левого рельс на расстоянии друг от друга, равном величине пути периода извилистого движения колесной пары, определенном по формуле

При скорости движения 60 км/ч (16,6 м/с) расстояние установки датчиков на каждом рельсе будет равно

При этом размер дуги сегмента гребня колесной пары, взаимодействующего с внутренней гранью головки рельса, определяется по формуле

На основании сравнения с нормативным значением выявлена недопустимая длина дуги сегмента гребня колесной пары, что свидетельствует о необходимости ее осмотра и ремонта.

Область применения - железнодорожный транспорт, метрополитен, промышленный транспорт.

Изобретение может быть использовано для диагностики положения колесных пар в раме тележки пассажирских и грузовых вагонов в эксплуатации, выражающейся в оценке предельных продольных и поперечных зазоров в буксовых направляющих рам тележек. Согласно способу диагностики подшипников датчики акустической эмиссии не менее двух устанавливают на любую поверхность правового и левого рельса, кроме поверхности головки рельса железнодорожного пути по оси, перпендикулярной направлению железнодорожного пути, на расстоянии друг от друга, равном величине пути периода L извилистого движения колесной пары, которая определяется по формуле: , где n - уклон поверхности катания; s - половина расстояния между кругами катания, м; r - диаметр колеса, м; π - 3,14. Рассчитывают размер дуги сегмента гребня колесной пары, взаимодействующего с внутренней гранью головки рельса, по формуле: P=π·D·N·Δt, где Р - размер дуги сегмента в мм, N - число оборотов колесной пары в сек., Δt - время длительности выброса сигналов акустической эмиссии, с максимальной амплитудой следующих один за другим неразрывно по времени в сек., π - 3,14, D - диаметр колеса вагона в мм. Определяется превышение рассчитанного размера дуги сегмента контакта (трения) гребня колесной пары с внутренней гранью головки рельса с нормативно допустимым значением. В результате повышается достоверность диагностики положения колесных пар в раме тележки, предотвращается сход колесных пар с рельсов.

Способ диагностики положения колесных пар в раме тележки пассажирских и грузовых вагонов в эксплуатации, заключающийся в измерении сигналов акустической эмиссии вращающейся колесной пары, отличающийся тем, что датчики (преобразователи) акустической эмиссии не менее двух устанавливают не на демпфере, поглощающем вибрации, а на любую поверхность правового и левого рельса, кроме поверхности головки рельса железнодорожного пути по оси, перпендикулярной направлению железнодорожного пути, на расстоянии друг от друга, равном величине пути периода L извилистого движения колесной пары, которая определяется по формуле:

где n - уклон поверхности катания;
s - половина расстояние между кругами катания, м;
r - диаметр колеса, м;
π - 3,14,
во время прохождения подвижного состава в момент контакта сегмента гребня колесной пары с внутренней гранью головки рельса определяют с частотой выборки от 50 микросекунд до 0,1 микросекунды значение выброса максимальных амплитуд сигналов акустической эмиссии следующих последовательно и неразрывно по времени, определяют время длительности выброса максимальных, последовательных и неразрывных по времени сигналов акустической эмиссии Δt и рассчитывают размер дуги сегмента гребня колесной пары, взаимодействующего с внутренней гранью головки рельса, по формуле:
P=π·D·n·Δt,
где P - размер дуги сегмента, мм,
n - число оборотов колесной пары, с,
Δt - время длительности выброса сигналов акустической эмиссии с максимальной амплитудой следующих один за другим неразрывно по времени, с,
π - 3,14,
D - диаметр колеса вагона, мм,
определяется превышение рассчитанного размера дуги сегмента контакта (трения) гребня колесной пары с внутренней гранью головки рельса с нормативно допустимым значением.