Устройство для измерения износа рельсов Советский патент 1985 года по МПК E01B35/00 

I Изобретение относится к устройствам для измерения элементов верхнего строения железнодорожного пути а именно к устройствам для измерени вертикального и бокового износа рельсов. Цель изобретения - повьшение точности измерения. На фиг. 1 изображено устройство для измерения износа рельсов, вид сбоку; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - потенциометрический датчик. Устройство для измерения износа рельсов содержит раму 1, шарнирно подвешенную к транспортному средств 2 с помощью параллельных тяг 3. К транспортному средству 2 шарнирно прикреплен силовой цилиндр 4, шток которого шарнирно закреплен на раме 1 устройства. На раме 1 жестко закреплены оси 5, на которых подвешены опорные элементы 6, снабженные гидроцилиндрами 7 и роликами 8, причем расстояние U между роликами 8 выбра большим, чем длина Е стыковой накла ки 9. Устройство также снабжено уст новочными двухребордчатыми роликами 10, а также измерительн1Л И элеме тами, включающими в себя потенциометрические датчики 11. В процессе измерения устройство перемещается по рельсам .12 с помощью транспортного средства 2, опирающегося на рельсы колесами 13. На оси 5 рамы устройства размещены двуплечие рыча ги Ни 15 опорных элементов 6. Вер ние плечи рычагов соединены между собой гидроцилиндром 7. Нижние плеч рычагов выполнены в виде корпусов 1 с вмонтированными подшипниками 17. В подшипниках 17 вращаются оси 18 с жестко закрепленными на них роликами 8 опорных элементов 6. Ролики выполнены из легированной стали и подвергнуты термообработке. Профиль сечения роликов 8 повторяет профиль нижней грани головки рельсов, а радиус роликов существенно больше толщины стыковой накладки 9. Измерительные элементы включают в себя потенциометрические датчики перемещения, связанные с поверхност рельса посредством подпружиненных измерительных роликов. Один из поте циометрических датчиков 11 жестко закреплен на раме 1 устройства, а другой - на опорном элементе 6. Из382мерительный ролик 19 служит для измерения вертикального износа и катится по верхней грани головки рельса 12. Ось ролика 19 закреплена в вилке 20, второй конец которой входит во втулку 21 с встроенной пружиной 22. Втулка 21 жестко закреплена на раме 1 устройства. К вилке 20 жестко прикреплена пластина 23, в которую упирается щуп потенциометрического датчика 11 перемещения. Измерительный ролик 24 служит для измерения бокового износа. Он насажен на угловой рычаг 25, вращающийся на оси 26, закрепленной на опорном элементе 6. Во второй конец рычага 25 упирается щуп второго датчика 11 перемещения. Потенциометрический датчик 11 перемещения содержит корпус 27, внутри которого жестко закреплен потенциометр 28, на оси ротора которого жестко закреплен шкив 29. Второй шкив 30 вращается на оси 31, закрепленной в корпусе 27 датчика 11. Оба шкива связаны между собой гибкой нитью 32. В корпус 27 датчика вмонтирована втулка 33, в которую входит щуп 34 с возможностью продольного перемещения. Пружина 35 стремится вытолкнуть щуп из корпуса 27. Планка 36 соединяет щуп 34 с гибкой нитью 32. Устройству работает следующим образом. К месту измерения его доставляют в транспортном положении, при котором оно поднято над рельсами силовым цилиндром 4. Перед началом измерений устройство выводят из транспортного положения и с помощью силового цилиндра 4 опускают до соприкосновения установочных роликов 10 с поверхностью рельса 12. Затем включают гидроцилиндры 7 опорных элементов6 до соприкосновения роликов 8 с шейкой рельса 12. При помощи силового цилиндра 4 поднимают раму 1 до соприкосновения роликов 8 с нижними гранями головки рельса 12. В результате устройство занимает положение, в котором производится измереиие бокового и вертикального износа рельса (фиг. 2). За счет усилий, развиваемых гидроцилиндрами 4 и 7, прижимакяцих ролики 8 опорных элементов 6 одновременно и к шейке и к Нижним граням головки рельса 12, (остигается жесткая связь рамы 1

3

устройства с системой отсчета с координатами X и Y, центр которой О находится в точке пересечения нижних граней головки рельса. Поскольку опорные элементы 6 жестко связаны с рамой 1 устройства при помощи оси 5, то расстояние от центра О до оси 5 постоянно для каждого типа рельса. Вместе с тем расстояние от оси 5 до верхней грани головки рельса зависит от величины вертикального износа Изменение этого.расстояния улавливается потенциометрическим датчиком 11 с помощью ролика 19. Аналогичным образом производится измерение бокового износа. В процессе работы устройства происходит измерение относительных перемещений измерительных роликов 19 и 24, производимое от рамы 1 устройства. При измерении ролики 8 опорных элементов. 6 находятся в постоянном взаимодействии с нижней частью головки рельса и зоной сопряжения ее с шейкой рельса.

После приведения устройства в рабочее положение транспортное средство перемещают вдоль пути с небольшой скоростью, что обусловлено необходимостью разжатия роликов 8 при прохождении стыковых накладок 9. В процессе перемещения гидроцилиндры А и 7 остаются под давлением. Для устойчивой работы устройства необходимо , чтобы силовой цилиндр 4 обеспечивал надежное прижатие роликов 8 опорных элементов 6 к нижним граням головки рельса, но не вызывал подъема рельсовой нити. Усилие, развиваемое гидроцилиндрами 7, должно обеспечить надежное прижатие роликов 8 к шейке рельса 12, но не должно препятствовать перемещению устройства вдоль пути при наезде роликов 8 на стыковую накладку 9. Оптимальная величина давления жидкости в гидроцилиндрах поддерживается с помощью регуляторов давления.

При наезде роликов 8 первого по ходу движения опорного элемента 6 на стыковую накладку 9 происходит разжатие гидрЬцилиндра 7, масло из которого через регулятор давления уходит в сливную магистраль. Ролики 8 при этом выходят из соприкосновения с головкой рельса, однако это не вызывает подъема рамы 1 устройства под действием силового цилиндра 4, поскольку второй по ходу движения опорный элемент 6 остается в

981384

сжатом положении. Параллелограммная подвеска устройства, вьтолненная с помощью параллельных тяг 3, шарнирно закрепленных на Транспортном 5 средстве 2 и на раме 1 и расположенных с обеих сторон силового цилиндра 4, обеспечивает параллельность рамы 1 устройства раме транспортного средства 2 и через его колеса 13 - 10 параллельность рельсу 12. После . прохождения первым опорным элементом стыковой накладки, его ролики 8 вновь смыкаются и процесс измерения возобновляется (это положение 15 изображено на фиг. 1). При наезде на рельсовую накладку роликов второго опорного элемента, последний разжимается и теперь уже первый опорный элемент удерживает раму 1 20 устройства в рабочем положении. Поскольку расстояние L. между роликами опорных элементов больще длины С рельсовой накладки, один из опорных элементов всегда находится в сжатом 25 положении, что обеспечивает устойчивость работы устройства на всем протяжении измеряемого участка. Зона стыка не подлежит измерению данным устройством.

I

0

При перемещении устройства вдоль пути измерительные ролики19 и 24 катятся соответственно по верхней и боковой граням головки рельса. При этом подпружиненный ролик 19 взаимодействует посредством пластины 23 с.потенциометрическим датчикам 11, который выдает электрический сигнал, пропорциональный расстоянию от оси X до верхней грани головки рельса. Иэмерительный ропик 24 посредством рычага 25, вращающегося на оси 26, взаимодействует с другим датчиком 11, который выдает электрический сигнал, пропорциональный расстоянию от

оси Y до боковой грани головки рельса с внутренней стороны колеи.

Преобразование механического перемещения роликов 19 и 24 в электрические сигналы производится следующим образом. Dlyn 34 датчика 11 выталкивается пружиной 35 из втулки 33 на величину, зависящую от износа рельса. При этом планка 36, жестко связанная со щупом, перемещает

5 на ту же величину нить 32, закрепленную на планке. Нить 32, в свою очередь, вращает шкивы 29 и 30. При щтоы шкив 29 вращает ось ротора . J потенциометра28, к входу которого подведено напряжение от стабилизированного источника питания.i Вращаясь, ось ротора потенциометра 28 изменяетего выходное напряжение. Сигнал поступает на регистрирукидее устройство, расположенное на транспортном средстве (электрические цеп и регистрирующее устройство на чертежах не показаны). Колеса 13 транспортного средства имеют возможность в ходе движения смещаться в направлении, перпендикулярном оси пути, на величину зазо ра между ребордами колес и головкам рельсов. При этом рама транспортног средства 2 также смещается на некот 38 рую величину, вызьтая наклон рамы 1 устройства и опорных элементов на некоторьй угол. Одйако погрешности, вызываемые этим наклоном, пренебрежительно малы и йрактически не оказывают влияния на точность измерения. После окончания измерения устройство с помощью силового цилиндра 4 отпускают до соприкосновения установочных роликов 10 с поверхностью рельса, затем с помощью гидроцилиндров 7 производят разжим роликов 8 опорных элементов 6 и, переключив силовой 1и17шндр 4 на подъем, поднимают устройство в транспортное положение.

. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗНОСА РЕЛЬСОВ, содержащее монтируемую на транспортном средстве при помощи силового цилиндра раму, установленные на ней опорные элементы, включаиядиЗ: в себя ролики, и измерительные элементы для измерения вертикального и бокового износа рельсов, включающие ъ себя измерительные ролики, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, каждый опорный элемент состоит из двух шарнирно закрепленных на раме двуплечих рычагов, одни плечи которых соединены между собой гидроцилиндром, а на вторых плечах этих рычагов установлены указанные ролики, взаимодействующие с нижней частью головки рельса и зоной сопряжения ее с шейкой рельса, при этом измерительные элементы состоят из потенци ометрических датчиков, связанных с измерительными роликами, а устройство снабжено параллельными тягами, шарнирно закрепляемыми на транспорт (Л ном средстве и раме и расположенными с обеих сторон указанного силового цилиндра.

Фиг.З