СЕЛЕКТОР БУКС ПО ТИПУ ПОДШИПНИКА НА ПОДВИЖНОМ СОСТАВЕ Советский патент 1973 года по МПК B61L25/02 B61K9/06 B61L3/06 

1

Изобретение относится к устройствам железнодорожной автоматики л может быть использовано для бесконтактного опознавания типа подшипника на подвижном составе в системах автоматического обнаружения перегретых букс или в системах контроля геометрических неровностей колесных пар.

Известны устройства для обнаружения типа подшипника, содержащие источник света, светочувствительный приемник (фотоэлемент), схемы регистрации, путевые датчики, источники питания, усилители, преобразователи и исполнительные устройства. Однако в этих устрой ств,ах не исключено появление ложных срабатываний при отражении светового потока от элементов вагонов и тележек, не относящиеся к буксам.

Цель изобретения - .повышение точности распознавания типа подщипника колесных пар. Это достигается тем, что устройство снабжено триггером регистрации наличия колесных пар, схемой распознавания, включающей две логические ячейки «И-iHE, триггером регистрации -прохода первой тележки, двумя триггерзми памяБи, транзисторной задержкой сигнала; инвертором, логически.м блоком отметчика физических единиц подвижного состава, переключающим устройство.м.

Работа селектора основана на использовании различия в длинах (габаритных разме2

pax) колесных пар, оборудованны,х буксами на подшипниках скольжения и .качения, ока.нироваайи ;в апреиеЛвнные моменты времени оптическим острона1правленным лучом зоны, ограниченной контурами букс на различных подшипниках, и сравнение результатов распознавания букс первой и второй тележек вагонов.

На фиг. 1 схематично показаны блок-схема селектора, контуры букс на подщ-ипликах качения и скольжения, установка путевых датчикосв относительно рельса и особенности ориентации оптической оси; на фиг. 2 -принципиальная функциональная схема селектора;

на фиг. Э - временная диаграмма работы датчиков логических и функциональных элементов селектора букс.

Селектор (фиг. 1) состоит из комплекта точечных путевых датчи,ков / счета осей, источника излучения 2 (осветителя) приемника излучения 3 с фор.мирователем, логического блока 4 и блока питания 5. Излучатель установлен на пдите, опирающейся на концы шпал, таким образом, что источник излучения

находится на расстоянии a 28Q+2Q мм от внутренней грани наружного рельса. Оптическая ось излучателя ориентирована в вертикальной плоскости, перпендикулярной оси пути, под углом 60+5° к плоскости головок рельсов. Направленный оптический луч, сформ,ирова.нный с помощью диафрагм, проходит через зону гарантированного неремещения выступающих частей корпусов скольжения, не захватывая при этом -цилиндрических корпусоа роликовьих букс.

Приемник излучения 5, например фоторезистор с .внутренним фотоэффектом (ФСК1), вместе с усилителем .и формирователем размещены на мачте, установленной за габаритом ири ближения строений, на расстояни и мм по горизонтали от оси пути и на высоте 3300 мм от уровня головок рельса. При такой ориентации оптичеср ой оси во время движения ноезда о птический Луч прерывается лишь лри проходе в зоне распознавания только корпусов букс скольжения и поддонов рессорных .комплектов боковых рам тележек.

Выбранный угол наклона .ической оси .исключает перекрытие источника .излучения (осветителя) экипажной частью подвижно.го состава. Блок автоматического управления .и логической обра.ботки 4 и источника питания5 размещаются в релейном шкафу или на посту, где установлено основное 1эле,ктро.нное оборудование систем контроля. Они со.единяются с датчиками счета осей, излучателем .и фотоприемником кабельными линиями связи через переходные 1кололк:и и кабельные стойкий.

.Приемная часть селектора состоит из уравновещенного моста постоянного тока (фиг. 2), образованного активным фоторезистором 6, воспринимающим излучение осветителя 2, .компенса ц.ионным фоторезистором 7, реаги.рующи.м на освещенность повер.хности земли, резистором 8 постоянной вел.ичины .и подстроечным резистором 9. Применение ко.мттенсац.ионного фоторезистора 7 н включение его в смежное .нлечо моста исключает влияние .изменения освещенности по .времени суток на чувствительность .ка.нала получения нервич.пой информации. Выход моста подклю чен к двлхкаска.дному усилителю 10, сое.диненному с релейным элементом ill, в качестве которого использован триггер Шмитта. При включении .источника питания 5 фоторезистор 6 освещен и .лений уравнове шен. При пересечении оптического луча корпусом скольжения фоторезистор кратко.временно затемняется, величина его проводимо..сти резко возрастает, вызывая на.рушение равновесия моста. При этом на измерительной диагонали появляется отрица тельный импульс на.пряжения, который вызывает открытие первого, закрытие второго транзистора усилителя 10 и сра батывание триггера Шмитта, который .посылает сигнал информации на вход схемы распознавания 12 логического блока 4 опознавания вагоно в с буксами скольжения.

Точечные путевые 1датч.ики / предназначены для форм.ирования комап.дны,х импульсов и управления работой функциональных и логиче ских элементов блока 4 при .перемещении колесных .naip вагонов но контрольному участку пути. Путевые датчики ,в качестве которых

применены бесконтактные магнитные педали типа ПБМ-56, крепятся зажимами к подощве рельса. Датчики /i и /2 установлены по обе стороны излуча теля на расстоянии 550- 600 мм, .которое несколько больше ширины корпусов -букс окольжения, и образуют зону .сканирования букс, а датч.И|К /з удален от датчика Д на расстояние, большее ма.ксимально возможного расстояния между осями в одной

тележке, но меньше минимального возможного .расстояния между крайними внутренними осями смежных тележек единицы подвижного состава, т. е. на .расстоянии 3650-3650 мм. При такоМ размещении датчиков обеспечивается надежное определение мо.ментов пр охода последних колесных пар тележек и регистрации .вагона, путем по.дсчета и и сравнения числа осей в первой и второй тележках. Для этого в блок логичеокой

обработки селектора вве.ден отметчик физическ,И)х единиц подв ижного со става (,ваго.нов) J3, выполненный на двух двоичных реверсивных счетчиках 14 и 15 осей с логическими схемами «Р1-ПЕ фиксации .их исходного соСТОЯНИЯ.

.Путевой датчик /i подключен ,к шине сложения счетчика осей 14 и к триггеру 16 .исключения, а .датч.ик /з - через переключающую схему 17 - к входу вычитания счетчика

14, а тажже к -входам сложения и вычитания счетчи.ка 15. Выходы счетных триггеров счетчиков 14 и 15 осей вместе с выходом .путевого датчи|Ка /з подключены к логическим схемам «И-ПЕ 18 .и «И-НЕ 19 ф.икса:ц.ии .исходного состояния счетч.и,ков. .Выходные сигналы этих эле.ментов используются для управления переключающей схемой 17 (триггером реверса .дв.оич.наго счет1Ч1ика 15) и элементами логической схемы 18 опознава ния вагонов с буксами на подшипниках скольжения.

Схема распознавания содержит триггер 20 напоминания прохода контрольной .зоны .первой осью дв ухосног.о вагона или первой тележкой многоосного вагона, два трехвходовых логических элемента «И-НЕ 21 и 22 1выделения сигнала информации, два триггера 23, 24 для запоминания результатов распознавания букс первой и второй тележек вагона; выходную логическую схему «И 25 опроса

памяти логическ1ий элемент «ПЕ 26 (инвертор) .и тр.анзисторную задержк) 27 .для установки логических элементов 21 .и 22 в .исходное состояние после прохода последней колесной нары вагона над путевым датч.иком /з.

Селектор работает следующим образом.

Пр.и отсутствий на контрольном участке., пути поез.да мост соп.ротивления приемни:ка излучения 3 уравновешен, на выходе релейного элемента сигнал «О, тр.иггеры двоичных счетчиков 14 п 15, триггеры 16, 20, 23 и 24 в исходном состоянии (как это показано на фиг. 2), на выходах логических элементо в «И-iH-E 18, 19, 21 .и 22 сигнал «I, а на выходе схемы «И 25 сигнал «Q.

Рассмотрим случай прохода двух четырехосных вагонов. Первый вагон оборудован подШИпн,и.кам|И скольжения, а второй, например пассажирский, .роликовыми подшипниками, те.рвая по ходу движения тележка которого снабжена генератором с .карданным пр-иводом от осевого редуктора (направление движения показано стрелкой). При проходе первой колесной пары вагона «ад путевъш датчи1К10М /i он вы.рабатывает отрицательный пря.моугольный импульс постоанного то,ка, который ностунает на вход сложения первого реверсивного счетчика 14 и залускает триггер 16. Счетчик запоминает одну ось, а сигнал «I, 01бразую1цийся на выходе примера 16, подготавливает к включению по первым входам логических элементов «И-НЕ 21 и 22. По второму входу подготовлен лишь логический эледмент «И-НЕ 21, соединенный с единичным выходом триггера 20 регистрации нечетной и четной тележек вагона. При перемещении первой колесной пары вагона между дат1Ч1И1ками ./I и /2 корпусом буксы скольжения прерывается световой луч излучателя 2. В результате на выходе релейного элемента фотоприемника появляется отрицательный имгсульс. Совпадение сигналов «I на всех трех входах вызывает KpaipKOBpeMeHHoe включение логического элемента «И-НЕ 21, на выходе которой появляется сигнал «О, О1про,кидывающий триггер 23 во второе устойчивое состояние. Это является необходимым, но еще недостаточным признаком оценки типа букс вагона.

При проходе колес первой тележ.ки над датчиками /i и /2 счетчик 14 запомнит две единицы, триггер исключения 16 сформирует два стро1бирующи1Х и М:пульса (фиг. 3), релейный элемент 11 сформирует три импульса, два от букс и один средний от боковины тележек, на вход триггера памяти первой тележки 23 с логического элемента поступ1ит лишь два импульса, возникшие при затемнении фоторезистора 6 корпусами букс скольжения.

Им1пульсы с приемника излучения 3, возникающие при перекрытии оптического луча выступающими частями тележек -и вагонов, «е ОТНОСЯЩИМИСЯ .к буксам, буксовьгм редукторам или к генераторам, смонтированным на буксовой р.аме тележ,ки, не фиксируются логической схе.мой, поскольку их появление не совпадает по времени со стробирующими импульсами с триггера 16 (сравни диаграммы напряжений еле.мента // и «И-НЕ 21 (фиг. 3).

При ттрохаде колесных naip первой тележ.кн датчиком /з счетные импульсы с него поступают через переключающую схему 17 на вход сложения счетчика 15. Таким образом, при выходе первой телел ки вагона -из зоны контроля, Т|риггер 16 запомнит количество осей в этой тележке, а счетчик 15 вернется в исходное состояние.

При это.м на выходе его элемента «И--НЕ 18 произойдет смена сигнала с «Ь на «О, в результате чего опрокинется триггер 20, на третьеМ входе логического элемента «И-НЕ 5 21 появится сигнал «Ь, а счетчик 14 соединит выход путевого датчика 7з с входом вычитания счетчиков 14 и 15.

При проходе над датчиками 1 и /2 колесribiix пар второй тележ.ки вагона счетчик 14 10 зафи,ксирует количество ее осей, релейный элемент сформирует три импульса, а элемент «И-НЕ 22 прОпустит на вход триггера 24 памяти второй тележки только два запускающих Импульса. При выходе второй тележки 15 из зоны контроля (последней колесной пары вагона) счетные импульсы, поступающие с датчика /з, сбрасывают оба счетчика на нуль. В результате этого импульсом со схемы «И-НЕ 19, поступающим на в,ходы счетчика 0 14 триггера 20, 24 логического элемента «НЕ 26 счетчик снова реверсируется на сложение, триггер 20 возвращается ш исходное состояние, а схема совпадения «И-НЕ 25 «опрашивает триггер памяти 23 и триггер 24. Так как 25 оба триггера были опрокинуты импульсами с логических элементов 21 и 22, то в момент поя.вления отрицательного импульса регистрации прохода вагона на выходах логического элемента «НЕ 26 появятся счет0 ные И .мпульсы; схема «И 25 вырабатывает также отрицательный импульс (сигнал «I). Это является достаточно надежным признаком дрохода вагонов на подшипниках скольжения. С некоторой выдержкой времени, оп5 ределяемой параметрами элемента триггера , триггеры памяти 23 и 24 возвращаются в исходное состояние. Таким образом, вся схема готова к распознаванию букс и счету осей следующего вагона. При проходе второ0 го вагона, перв.ая тележка которого оборудована генератор 01М с приводом от торца оси, на выходе релейного элемента // возникает три импульса на первую тележку, один импульс на вторую тележку (от поддона рессорного 5 комплекта) и, например, один длинный импульс (фиг. 3), сформированный приемником излучения при пересечении оптического «чуча подвагонным оборудованием (компрессорноконденсаторным агрегатом .кондиционера или 0 аккумуляторным ящиком). Однако этим импульсы вызовут сбраблтывание лищь логического элемента «И-НЕ 21 и опрокидывание, триггера 23. При вы.ходе этого вагона из зоны контроля на в)ходах схемы опроса «Н 25 сохранится сигнал «О, что является признаком вагона на роликовых подшипника.х. Аналогично ра1ботает селектор .и при проходе других единиц ПО.ДВИЖН.ОГО состава, электровозов, тепловозов, грузовых вагонов, полувагонов, , .цистерн, хоппер-дозаторов, транспортеров и т. д. ЕСЛИ расстояние между крайними осями с.межных вагонов меньше расСТО.ЯН1ИЯ между путевьвми датчиками 1 и /з (т. е. 3650 мм, например, у сцепов из не5 скольких хоппер-доз а торов, то после прохода

neipBoro такого вагона по .контрольному участку пути счетч.ик 14 не сбрасывается на нуль, а прод.олж.ает суммировать и вычитать .импульсы осей перв.ой тележки второго вагона, возвращаясь в -исходное состояние лишь после прохода всех коле.с первой тележ.к.и этого вагона. Одщашо это не вносит ка ких-лйбю изменений в работу остальньих логических и функщиональных элементО|В селектора букс.

Предмет л з о б ip е т е н и я

Селектор букс по типу под-шипнака на подвижном составе, содержащий источн:ики и приемники светового излуч«н-ия схемы регистрации, .источники иитания, Т|рл путевых датчика счета осей, установленных на .контрольном участке ,пути, « инвертор, отличающийся тем, что, с целью повышен.ия точности распознавания типа подшипника колесных п.ар, он снабжен триггером регистрации наличия колесных пар на контрольном участке, схемой распознавания, включ.аюш,ей два логические элемента «И-НЕ, триггер регистр.ации лрсхода первой тележ.ки, два триггера памяти, транзисторную задержку сигнала, инвертор, схему «И, логический бло.к отметчика физичел-ких едйндац подвижного состава, выполненный из двух двоичных счетчиков осей, переключаюш,его устройства, .инвертора, двух логических элементов «И-НЕ, транзист риой задержки сигнала, причем выходы .первых двух путевых датчиков подключены ко входам триггера регистрации налич.ия колесных пар, 5 вы.ход которого, выходы приемника излучения .и триггеры регистрации П1р01хода пер.вой тележ.ки соединены через логические элементы «И-НЕ со входами соответственно первого и второго триггеров .памяти, выходы которых.

0 соединены со входам.и схемы «И, другой вход которой через инвертор подключен ко .входу триггера регистрации прохода первой телеЖ|Ки, а его второй вход соединен с выходом логического элемента «И-НЕ блока отметчика физиче|ских единиц подвижного состава я с ОДН.ИМ из входов переключающего устройства, другие выходы и входы которого соединены соответственно через транзисторную задерж.ку сигнала и инвертор с выходам.и триггеров теамяти схемы распознавания, а через транзисторную задержку сигнала .и элементы «И-iHE с выходо.м второго счетчика осей и .непосредственно с выходом третьего н| птевого датчика .и со входами пер.вого -и второро счетчиков осей, выходы которых соединены со входами логиче|0ких элементов «И- НЕ, о.Д1ИН .из ВХ.ОДОВ которой через и«в.ертор соединен с выходом третьего путе.вого датчика, а один .из выходов первого путевого датчика подключен, кроме того, ко вхо.ду первого счетчика осей.

Sbixoi

тлг

uinj

r LЛП

IT