Способ измерения поперечного перемещения железнодорожного пути и путевая машина Советский патент 1993 года по МПК E01B35/00 E01B27/20 

Изобретение относится к способам и устройствам, используемым при строительстве и ремонте железнодорожного пути.

Техническим эффектом заявленного способа является расширение технологических возможностей способа путем измерения амплитуды колебаний рельсов, по которой судят о величине поперечного перемещения пути, т.е. о его устойчивости.

Для достижения этого эффекта в способе измерения поперечного перемещения железнодорожного пути, заключающемся в

00

со

00

N о

N

со

том, что воздействуют на один из элементов пути горизонтальной направленной поперек пути нагрузкой и измеряют величину поперечного перемещения указанного элемента, нагрузку создают путем воздействия на рельсы колебаниями и непрерывно изме- ряют амплитуду колебаний рельсов.

Известна также путевая машина, содержащая опирающуюся на ходовые тележки раму, привод перемещения, агрегаты для стабилизации пути, установленные на раме с возможностью перестановки по высоте приводами и включающие в себя соединенные с источниками горизонтальных, направленных поперек пути колебаний вибраторы и катки с ребордами для взаимодействия с внутренними поверхностями головок рельсов, соединенные с распорными приводами, и измерительную систему для контроля за выправкой пути, включающую в себя кон- тактирующие с рельсами органы.

Техническим эффектом машины является указанный выше эффект.

Для достижения этого эффекта путевая машина, содержащая опирающуюся на хо- довые тележки раму, привод перемещения, агрегаты для стабилизации пути, установленные на раме с возможностью перестановки по высоте приводами и включающие в себя соединенные с источниками горизон- тальных, направленных поперек пути колебаний вибраторы и катки с ребордами для взаимодействия с внутренними поверхностями головок рельсов, соединенные с распорными приводами, и измерительную систему для контроля за выправкой пути, включающую в себя контактирующие с рельсами органы, снабжена устройством для измерения амплитуды поперечных колебаний пути и устройством для измерения колебаний агрегата для стабилизации пути, причем устройство для измерения амплитуды поперечных колебаний пути расположено между агрегатами для стабилизации пути и включает в себя органы для взаимодейст- вия с головками рельсов.

При этом устройство для измерения амплитуды поперечных колебаний пути состоит из датчиков виброперемещений или виброускорений, установленных на органах для взаимодействия с головками рельсов, которые выполнены в виде колес с двумя ребордами для взаимодействия с обеими сторонами головки рельса, выполненными в поперечном сечении клиновидными, при- чем указанные колеса с двумя ребордами соединены с контактирующими с рельсами органами измерительной системы.

Кроме этого, устройство для измерения амплитуды поперечных колебаний пути может состоять из смонтированного на раме оптоэлектронного датчика или из емкостного датчика перемещений, одна часть которого смонтирована на раме, а вторая - на органе для взаимодействия с головкой рельса.

На фиг.1 изображена путевая машина, вид сбоку; на фиг.2 - устройство для измерения амплитуды поперечных колебаний пути, вид сбоку; на фиг.З - вид А на фиг.2; на фиг.4 - устройство для измерения амплитуды поперечных колебаний пути, второй вариант; на фиг.5 - то же, вариант выполнения.

Представленная на фиг. 1 путевая машина имеет протяженную раму 1, которая опирается через далеко друг от друга разнесенные ходовые поворотные тележки 2 на рельсы 3 пути 4. Для непрерывного рабочего движения выполненной как нормальная транспортная машина машины на каждой тележке 2 расположен привод 5 перемещения, в то время как другой гидродинамический транспортный привод 6 служит для движения при переездах машины. Питание всех приводов машины осуществляется через центральную энергетическую установку 7 и через гидравлический привод 8. Расположенные на концах рабочие или локомотивные кабины 9 содержат органы 10 управления и обслуживания как для движения машины, так и для рабочего применения двух расположенных друг за другом между тележками 2 связанных с рамой 1 агрегатов 11 для стабилизации пути. Последние состоят из катков 12с ребордами и вращающихся роликов 13, которые с помощью не показанных распорных приводов прилегают к внутренней стороне рельсов 3 и посредством отдельного вибрационного привода 14 подвергаются горизонтальным поперечным колебаниям. Вертикальные, опирающиеся на раму 1 и выполненные в виде гидроцилиндров приводы 15 служат для передачи статической нагрузки на путь 4. Достигаемое этим понижение пути управляется с помощью измерительной системы 16, которая имеет в качестве измерительной базы натянутые над каждым рельсом 3 м ежду тележками 2 стальные тросы 17. Перемещающийся по высоте, выполненный в виде колеса с ребордами измерительный орган 18 катится между агрегатами 11 по -пути 4 и имеет для каждого рельса 3 действующий совместно с соответствующим тросом 17 датчик 19 высоты. С измерительным органом 18 связано описанное далее более подробно устройство 20 для измерения амплитуды поперечных колебаний приводимого в состояние вибрации посредством

агрегатов 11 пути 4. Дополнительно на одном из синхронизированных агрегатов 11 расположено другое, выполненное в виде Датчика виброускорений устройство 21 для измерения амплитуды колебаний агрегата 11 и таким образом обеспечения контроля за устройством 20. Самопишущий прибор 22, так же как и компьютер 23 геометрии пути обычного типа размещены в кабинах 9, чтобы регистрировать результаты измерений устройств- 20, 21 и запоминать их для дальнейшей обработки.

На фиг.2 и 3 изображено устройство 20 для измерения амплитуды поперечных колебаний пути 4. В зоне над рельсом 3 с измерительным органом 18 жестко связана вертикальная направляющая пластина 24, имеющая два продолговатых в вертикальном направлении отверстия 25. К ним крепится с возможностью перестановки по высоте параллельно плоскости пути пластина 26. Параллельно пластине 26 и ниже ее находится несущая пластина 27, которая с помощью резиновых элементов 28 упруго с ней связана и имеет по отношению к пластине 26 зазор. Несущая пластина 27 через колеса 29 с двумя ребордами связана с рельсом 3 пути 4. Реборды колеса 29 выполнены клиновидными в поперечном сечении. На подшипнике 30 колеса 29 укреплен датчик 31 виброперемещений или виброускорений для непрерывного измерения амплитуды горизонтальных колебаний пути 4. Этот датчик 31 в зависимости от непосредственного укрепленного на агрегате 11 устройства 21 может быть электродинамическим, индуктивным, емкостным, омическим, пьезоэлектрическим и т.п. Проводник 32 передает измеряемые импульсы далее на самопишущий прибор 22.

Ниже более подробно описан со ссылкой на фиг.1-3 принцип работы выполненной согласно изобретению путевой машины.

После выполненной выправки пути с помощью шпалоподбивочной, нивелировочной и выравнивающей машин проводится первый рабочий проход путевой машины для стабилизации пути, чтобы предупредить неизбежную начальную усадку пути 4 после подбивки и путь 4 понизить в нужной степени. Непосредственно после этого измерительное колесо 29 приводится в соприкосновение с рельсом 3, и машина совершает новый непрерывный проход по обработанному и стабилизированному пути 4, причем на этот раз агрегаты 11 используются только для возбуждения колебаний полотна при измерительном процессе и не ставится задача нового уплотнения или понижения пути. Исходя из этого, возбуждаемые виброприводом 14 колебания теперь имеют меньшую частоту, чем при предыдущем рабочем проходе, а также уменьшается прикладываемая приводами 15 статическая нагрузка. Датчик 31 виброперемещений или виброускорений измеряет через приведенное и кинематическую связь с рельсом 3 вращающееся измерительное колесо 29 ам0 плитуду горизонтальных колебаний пути, в то время как второе, выполненное в виде датчика ускорения устройство 21 измеряет амплитуду колебаний агрегата 11. Результаты измерений передаются по проводникам

5 32 на самопишущий прибор 22 или компьютер 23 геометрии пути, где они запоминаются для дальнейшей обработки. При выходе результатов за верхний или нижний предел желаемого поперечного сопротивления пу0 ти обнаруженные сомнительные места пути 4 тотчас обрабатываются путем использования подбивочной машины и-или стабилизатора пути. После этого участок может быть без ограничений введен в эксплуатацию для

5 скоростного движения.

Результаты измерений могут также служить указанием на необходимость очистки балласта, т.к. сильно загрязненный или измельченный щебень имеет другие величины

0 поперечных сопротивлений, чем щебень в хорошем состоянии. Точно так же устанавливают зоны с ослабленным креплением рельсов, с отсутствующими подкладками или какие-либо другие дефекты крепления

5 рельсов по записи колебаний.

Следующая возможность применения устройства 20 состоит в том, что поперечное сопротивление определяется непосредственно перед обработкой пути в процессе

0 отдельной измерительной поездки, чтобы уделить затем найденным таким образом слабым местом особое внимание.

Представленное на фиг.4 устройство 20 для измерения амплитуды колебаний пути 4

5 состоит из связанного с рамой 33, выполненной в виде стабилизирующей путевой машины, оптоэлектронного датчика 34. Последний имеет прибор с зарядовой связью - строку с большим количеством светочувст0 еительных кристаллов. Фотоны светового излучения создают на засвеченных местах кристалла носители заряда, так что образуется зарядовое отображение распределения яркости в кристалле. Напротив

5 объектива 35 оптоэлектронного датчика 34 расположен светодиод 36, кинематически связанный с измерительным колесом 29, имеющим две клиновидные реборды, и тем самым - с рельсом 3 пути 4. Это измерительное колесо 29 связано с перемещающиеся

по высоте измерительным органом 18 измерительной системы 16 посредством резиновых элементов 37. Световое излучение колеблющегося за счет кинематической связи с рельсом 3 вместе с путем 4 светодиода 36 возбуждает в строке соответствующее распределение зарядов, что и обеспечивает точное измерение мгновенного значения амплитуды колебаний пути 4. Для восприятия светодиода 36 также и на кривых участках пути, на которых происходит поперечное смещение светодиода относительно рамы 33, объектив 35 устанавливается таким образом, чтобы охватить весь диапазон возможных смещений светодиода 36.

Наконец, на фиг,5 представлен еще один вариант выполненного как емкостной датчик 38 перемещений устройства 20 для измерения амплитуды колебаний пути 4. Этот датчик, называемый также дифференциальным конденсатором, состоит в основном из двух связанных в рамой 33 конденсаторных пластин 39 и третьей конденсаторной пластины 40. Последняя связана с клиновидными ребордами катящегося по пути 4 измерительного колеса 29 с целью недемпфированного съема колебаний пути. Последние приводят к относительному перемещению средней конденсаторной пластины 40 относительно двух противолежащих конденсаторных пластин 39, за счет чего возникают пропорциональные амплитуде колебаний и точно измеряемые изменения заряда.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Способ измерения поперечного перемещения железнодорожного пути, заключающийся в том, что воздействуют на один из элементов пути горизонтальной направленной поперек пути нагрузкой и измеряют ве- личину поперечного перемещения указанного элемента, отличающийся тем, что нагрузку создают путем воздействия на рельсы колебаниями и непрерывно измеряют амплитуду колебаний рельсов.

2. Путевая машина, содержащая опирающуюся на ходовые тележки раму, привод перемещения, агрегаты для стабилизации пути, установленные на раме с возможностью перестановки по высоте приводами и включающие в себя соединенные с источниками горизонтальных направленных поперек пути колебаний вибраторы и катки с ребордами для взаимодействия с внутренними поверхностями головок рельсов, соединенные с распорными приводами, и изме- рительную систему для контроля за выправкой пути, включающую в себя контактирующие с рельсами органы, отличающаяся тем, что она снабжена устройством для измерения амплитуды поперечных колебаний пути и устройством для измерения колебаний агрегата для стабилизации пути,

причем устройство для измерения амплитуды поперечных колебаний пути расположено между агрегатами для стабилизации пути и включает в себя органы для взаимодействия с головками рельсов.

3. Машина по п.2, отличающаяся тем, что устройство для измерения амплитуды поперечных колебаний пути состоит из датчиков виброперемещений или виброускорений, установленных на органах для

взаимодействия с головками рельсов, которые выполнены в виде колес с двумя ребордами для взаимодействия с обеими сторонами головки рельса, выполненными в поперечном сечении клиновидными, причем указанные колеса с двумя ребордами соединены с контактирующими с рельсами органами измерительной системы.

4. Машина по п.З, отличающаяся тем, что указанные датчики закреплены на подшипниках, которые установлены на оси колес с двумя ребордами.

5. Машина по п.2, отличающаяся тем, что устройство для измерения амплитуды поперечных колебаний пути через рези- новый элемент связано с рамой или с контактирующими с рельсами органами измерительной системы.

6. Машина по п.2, отличающаяся

тем, что устройство для измерения амплитуды поперечных колебаний пути состоит из

смонтированного на раме оптоэлектронного датчика.

7. Машина по п.6, отличающаяся тем, что оптоэлектронный датчик состоит из установленного на раме приемника в виде объектива и светодиода, смонтированного на расположенном под объективом органе для взаимодействия с головкой рельса.

8. Машина по п.2, отличающаяся тем, что устройство для измерения амплитуды поперечных колебаний пути состоит из емкостного датчика«перемещений , одна часть которого смонтирована на раме, а другая - на органе для взаимодействия с голо- вкой рельса.

О LQ

0}

Использование: при строительстве и ремонте железнодорожного пути. Сущность изобретения: машина содержит раму 1, опирающуюся на ходовые тележки 2. На раме 1 установлены с возможностью перестановки по высоте приводами 15 агрегаты 11 для стабилизации пути, состоящие из катков 12 с ребордами для взаимодействия с внутренними поверхностями головок рельсов и вибраторов. Катки 12 соединены распорными приводами. Машина также содержит измерительную систему 16 для контроля за выправкой пути, состоящую из тросов 17, измерительных органов 18, контактирующих с рельсами 3, и датчиков 19. На раме 1 смонтировано устройство 20 для измерения амплитуды поперечных колебаний пути, расположенное между агрегатами 11. Устройство 20 состоит из датчиков виброперемещений или виброускорений, установленных на органахдля взаимодействия с головками рельсов, которые представляют собой колеса с двумя ребордами для взаимодействия с обеими сторонами головки рельса. Реборды выполнены в поперечном сечении клиновидными, а колеса соединены с измерительными органами 18. При измерительном процессе работы машины агрегаты 11 воздействуют на рельсо- шпальную решетку пути горизонтальными направленными поперек пути колебаниями, Датчик виброперемещений или виброускорений устройства 20 непрерывно измеряет амплитуду горизонтальных колебаний рель- сошпальной решетки пути. Устройство 21, смонтированное на раме агрегата 11, измеряет колебания этого агрегата. Результаты измерений передаются на прибор 22 или компьютер 23 геометрии пути, где они запоминаются для дальнейшей обработки. 2 с.и 6 з.п. ф-лы, 5 ил: СО С

Wfr8C8l