Способ определения износа гребня колеса подвижного состава Советский патент 1991 года по МПК B61K9/12 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к системам контроля технического состояния подвижного состава, и может быть использовано для контроля состояния гребня колеса по величи- не угла вертикал ьного подреза Б движущемся поезде, например, на подходах к пунктам технического обслуживания и в пунктах подготовки к перевозкам грузовых вагонов

Цель изобретения - повышение гочно- сти.

На фиг.1 показан пример выполнения устройства для реализации способа: на фиг 2 - схема расположения подающего и отраженных лучей в осевой радиальной плоскости, проходящей через точку падения луча на гребень колеса; на фиг.З - примерный вид петлеобразного следа, оставляемого на матовой поверхности отраженным лучом; на фиг. 4 - годографы отраженных лучей на контрольной плоскости без проседания колеса и при наличии проседания; на фиг.ь - семейства годографов следов отраженных лучей на контрольной плоскости при различных углах подрезз и при различных ве- личинах проседания колеся.

Устройство для реализации предложин- ного способа содержит излучатель 1, луч которого направлен на гребень 2 колеса, матовое стекло, образующее матовую по- верхность 3 и приемник от раженного луча в виде фотокамеры 4.

Излучение, создаваемое излучателем 1, расположенным с наружной стороны рельсовой колеи, направляют на поверхность гребня 2 прокатывающегося колеса приблизительно в радиальной плоскости, проходящей через ось колеса и излучатель 1. Организуют базовую плоскость путем установки матовой поверхности З.например ма- тового стекла, перпендикулярно оси колеса (также с наружной стороны рельсовой колеи) и наносят на нее изображение осевой точки 0. Для фиксации годографа следа отраженного луча на матовой поверхности 3 используется фотокамера 4, установленная с внешней стороны матовой поверхности 3 и сфокусированная на нее Затвор фотокамеры 4 срабатывает от сигнала путевой педали (не показана) таким образом чтобы экспозиция светочувствительно с материя ла начиналась при вхождении пгГиш пгследуемого колеса в зону контроля и заканчивалась лишь после выхода колеса из этой зоны. На фотографии следа годографа, выполненной в известном масштабе, измеряют расстояние от осевой точки 0 до точки перегиба траектории и по заранее составленным таблицам (номограммам, графикам) опреде ляют максимальное значение угла вертикального подреза.

С каждой стороны рельсовой колеи ус- тлнастивается отдельное устройство.

Излучатель может представлять собой источник обычного или монохроматическо- i о свьта Фиксация следа может быть выполнена телевизионной камерой с покадровой памятью или другими сходными устройствами .электронной оптики а измерение радиального рьссгоянич - известными средствами микропроцессорной техники.

Луч, отраженный от поверхности исследуемою гребня прокатывающегося колеса, описывая в пространстве сложный конус, о:тавляет на поверхности 3 след, который можно рассматривать как результат последовательных отражений луча от элементарных пчощэдок к рабочей поверхности гребня. Каждая точка следа соответствует геометрическому положению эпементарного участка исследуемого гребня Каждый элементарный участок хэозкторизуется собственным з начением угла наклона к плоскости колеса.

Поскольку углы наклона элементарных площадок рабочей поверхности сначала всегда убывают or периферии гребня к его центру, а затем увеличиваются до прежнего значения на внутреннем крае реборды, то луч, перемещающийся по гребню в том же направлении, отражаясь от него, прочерчивает на базовой поверхности след 5 (фиг.З), начинающийся в бесконечности от асимптоты 6, затем радиально приближающийся к осевой точке 0, изменяющий свое направление на обратное и вновь радиально уходящий в бесконечность. Как показывают расчеты и гэометрические построения, этот годограф имеет вид петли, ширина которой определяется попоротом плоскости падаю-, ще о и отраженного лучей, возникающим из-за конусности отражающей рабочей поверхности гребня колеса, перемещающегося Р зоне контроля. Вершина В петли (точка перегиба граеси рии) определяется экстремумом угла подреза элементарной поверхности контролируемого гребня, Угол наклона элементарной поверхности достигает минимального значения в точке, соответствующей вершине : етли. Степень приближения вер- шины В петли к стационарной осевой точке О однозначно определяет величину максимального значения угла подреза и не зависит от ширины петли (т.е. от перемещения конусной отражающей поверхности гребня колеса в процессе измерения).

При проседании рельсошпальной решетки на величину Д Н (фиг.4) центр колеса О смещается вниз на величину Д Н и занимает положение О относительно стационарной точки А контакта гребня с падающим лучом. Точка N (след пересечения нормали к поверхности гребня в точке падения луча с контрольной плоскостью) занимает новое положение N , и рассмотренный годофаф 7 отраженного луча, совершив поворот относительно точки О, занимает новое положение, соответствующее кривой 8.

Таким образом, проседание колеса вызывает поворот петли на базовой поверхности относительно осевой точки О на некоторый угол, зависящий от величины проседания. Однако радиальное расстояние R от осевой точки О до вершины В петли от проседания не изменяется и однозначно отражает мак- симальное значение угла вертикального подреза гребня исследуемого колеса.

В общем случае, когда одновременно имеют место оба мешающих фактора (проседание колеса и естес венное перемещение конусной отражающей поверхности) как расположение, так и форма годографов на базовой плоскости могут изменяться от колеса к кбле- су (фиг 5). Но общая закономерность, связывающая радиальное расстояние от осевой точки до вершины петли каждого отдельного годографа с величиной максимального значения угла вертикального подреза гребня данного колеса, непреложно сохраняется при любых возможных значениях проседания и перемещения колеса в процессе измерения

Таким образом, измерение максимального ула подреза сводится к измерению указанного расстояния.

Формула изобретени я Способ определения износа гребня ко- меса подвижного состава, заключающийся в облучении гребня в осевой радиальной плоскости колеса, приеме отраженного от гребня луча и определении угла подреза, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, предварительно перед облучением задают опорную точку посредством фиксации местоположения оси колеса с использованием устанавливаемой параллельно плоскости последнего матовой поверхности, запоминают траекторию отраженного луча на этой поверхности совместно с упомянутой опорной точкой, а угол подреза определяют по расстоянию между опорной точкой и точкой перегиба траектории.

О

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к системам контроля технического состояния подвижного состава, и может быть использовано для контроля состояния гребня колеса по величине угла вертикального подреза в движущемся поезде, например, на подходах к пунктам

/

фиг. 2

Фиг.3