RU2337029C1 - Railway car wheel pair roller axle abnormal heating control system - Google Patents
Railway car wheel pair roller axle abnormal heating control system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2337029C1 RU2337029C1 RU2007104632/11A RU2007104632A RU2337029C1 RU 2337029 C1 RU2337029 C1 RU 2337029C1 RU 2007104632/11 A RU2007104632/11 A RU 2007104632/11A RU 2007104632 A RU2007104632 A RU 2007104632A RU 2337029 C1 RU2337029 C1 RU 2337029C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- axle box
- train
- axle
- heating
- temperature
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам железнодорожной автоматики и предназначено для бесконтактного автоматического обнаружения перегретых букс железнодорожного состава в пути следования.The invention relates to devices for railway automation and is intended for contactless automatic detection of overheated axle boxes of a train on its way.
Известно устройство автоматического выявления греющихся букс. Оно содержит чувствительный элемент, усилитель, блок запоминания сигналов от букс и блок их логической обработки. Кроме того, оно содержит установленный на пути датчик прохода колесных пар, подключенный через счетный триггер к реле, контакты которого подключены к выходу усилителя и ячейкам памяти блока запоминания сигналов от букс, запоминающего температурное состояние букс, расположенных с одной стороны поезда /1/.A device for automatically detecting heating axle boxes. It contains a sensing element, an amplifier, a unit for storing signals from the axle boxes and a unit for their logical processing. In addition, it contains a wheel pair passage sensor installed on the way, connected via a counting trigger to a relay, whose contacts are connected to the amplifier output and memory cells of the signal box from the axle boxes, which memorizes the temperature state of axle boxes located on one side of the train / 1 /.
Известно устройство для автоматического определения перегрева вагонных букс. Устройство содержит чувствительный элемент, усилитель, блок запоминания сигналов нагрева букс, датчики прохода колесных пар, установленные на пути, реле, блок запоминания сигналов нагрева букс с ячейками памяти. Устройство содержит спусковые устройства. Датчики прохода колесных пар подключены к триггеру, который через счетный триггер соединен со спусковьми устройствами. Спусковые устройства соединены с реле. В блоке запоминания сигналов ячейки памяти соединены попарно, по одному конденсатору каждой пары соединены параллельно. Вторые конденсаторы каждой пары и соединенные параллельно через контакты реле подключены к блоку логической обработки и подают к нему по очереди одновременно сигналы о температурном состоянии каждой из сравниваемых букс и их среднем температурном состоянии /2/.A device for automatically detecting overheating of carriage axle boxes is known. The device contains a sensing element, an amplifier, a unit for storing axlebox heating signals, wheel pair passage sensors installed in the path, a relay, a unit for storing axlebox heating signals with memory cells. The device contains a trigger device. The wheelset passage sensors are connected to a trigger, which is connected to trigger devices via a counting trigger. Triggers are connected to the relay. In the signal storage unit, the memory cells are connected in pairs, one capacitor of each pair is connected in parallel. The second capacitors of each pair and connected in parallel through the relay contacts are connected to the logic processing unit and simultaneously give signals to it about the temperature state of each of the compared axle boxes and their average temperature state / 2 /.
Известно устройство автоматического обнаружения перегретых букс подвижного состава. Оно состоит из путевых считывающих камер, датчиков прохода колесных пар, усилителей, пороговых элементов, блоков управления и памяти амплитуд тепловых сигналов двух букс вагона. Кроме того, устройство снабжено амплитудным дискриминатором, усилителем-инвертором с расчетным коэффициентом усиления и сумматором. Два входа сумматора и амплитудного дискриминатора подключены параллельно к выходам блока памяти амплитуд тепловых сигналов двух букс. Выход амплитудного дискриминатора подключен ко входу усилителя-инвертора, выход которого соединен с третьим входом сумматора, выход которого подключен ко входу порогового элемента /3/.A device for automatically detecting overheated axleboxes of rolling stock is known. It consists of track reading chambers, wheel pair passage sensors, amplifiers, threshold elements, control units and the memory of the amplitudes of the thermal signals of the two axle boxes of the car. In addition, the device is equipped with an amplitude discriminator, an inverter amplifier with a calculated gain and an adder. Two inputs of the adder and amplitude discriminator are connected in parallel to the outputs of the memory block of the amplitudes of the thermal signals of the two axle boxes. The output of the amplitude discriminator is connected to the input of the amplifier-inverter, the output of which is connected to the third input of the adder, the output of which is connected to the input of the threshold element / 3 /.
Известно также устройство для обнаружения перегретых букс. Оно содержит установленный с каждой стороны транспортного средства приемник с преобразователем тепловых сигналов букс в электрические. Преобразователь подключен через усилитель амплитуд с регулятором коэффициента усиления к различителю сигналов перегретых букс. Устройство также имеет датчик прохода колес, подключенный к счетчику осей транспортного средства. Устройство снабжено сумматором амплитуд сигналов от заданного количества пройденных букс и блоком сравнения суммы амплитуд с заданной. При этом входы сумматора подключены к усилителю и счетчику осей, а выход - к блоку сравнению, выходом подключенному к регулятору коэффициента усиления /4/.A device for detecting overheated axle boxes is also known. It contains a receiver installed on each side of the vehicle with a converter of the thermal signals of the axle boxes to electric ones. The converter is connected through an amplifier of amplitudes with a gain control to a signal discriminator of overheated axle boxes. The device also has a wheel passage sensor connected to the axle counter of the vehicle. The device is equipped with an adder of amplitudes of signals from a given number of axle boxes passed and a unit for comparing the sum of amplitudes with a given one. In this case, the adder inputs are connected to the amplifier and the axis counter, and the output to the comparison unit, the output connected to the gain controller / 4 /.
Недостатками всех представленных устройств является то, что эти устройства выполнены на устаревшей элементной базе и предназначены для контроля теплового нагрева только подшипников скольжения. Выявление аварийно нагретых букс на перегонах между станциями имело смысл только при оснащении подвижного состава буксами скольжения, поскольку конструкция этих букс позволяла осмотрщикам вагонов открывать крышку буксы, добавлять смазку. При этом уменьшалось трение шейки оси, предотвращался ее излом. Для роликовых буксовых узлов, имеющих надежную, но неразборную конструкцию, невозможно изменить режим ее теплового нагрева. Предотвратить ее излом возможно, снизив скорость движения поезда или остановив его. Информация о наличии аварийно нагретого узла нужна только машинисту локомотива, который имеет постоянную радиосвязь с диспетчером, может сам сообщить о наличии в поезде опасно нагретого буксового узла диспетчеру. Машинист может принять меры в зависимости от уровня нагрева буксового узла к снижению скорости движения поезда или его остановке. В существующих системах контроля температурного режима буксовых узлов в движущихся поездах применяется чрезвычайно сложная система приема, обработки и передачи информации, что делает аппаратуру необоснованно дорогостоящей и не позволяет устанавливать пункты контроля на оптимальных расстояниях. Необходимо передавать информацию непосредственно тому, кто в ней больше всего нуждается - а именно машинисту контролируемого поезда, кроме того, передавать кодированные сигналы на светофор для подачи машинисту предупреждающего или запрещающего сигнала проследования по следующему блок-участку для снижения скорости движения поезда или его остановки, а потом уже всем остальным службам. Это в действующих системах не предусмотрено. Существующая аппаратура контроля нагрева буксового узла отличается повышенной сложностью, требует постоянного технического обслуживания. Старые показатели работы аппаратуры выявляемости аварийно нагретых букс и достоверности показаний аппаратуры для контроля роликовых букс потеряли смысл, но они по инерции продолжают использоваться в статистике. Правильным показанием считается обнаружение не аварийно греющейся буксы, а обнаружение буксы, имеющей повышенный нагрев. Как показали эксплуатационные и теоретические исследования /7, 8, 9/, исправные буксы с повышенным нагревом встречается в эксплуатации очень часто, а некоторые аварийно греющиеся буксы в начальной стадии аварийного нагрева имеют температуру ниже рабочей температуры этих исправных букс.The disadvantages of all the presented devices is that these devices are made on an outdated element base and are designed to control the thermal heating of only plain bearings. The identification of accidentally heated axleboxes on the hauls between stations made sense only when the rolling stock was equipped with sliding axle boxes, since the design of these axleboxes allowed car inspectors to open the axlebox cover and add grease. At the same time, the friction of the neck of the axis decreased, and its kink was prevented. For roller axle units having a reliable but non-separable design, it is impossible to change the mode of its thermal heating. It is possible to prevent its kink by reducing the speed of the train or stopping it. Information about the presence of an accidentally heated unit is needed only by the locomotive driver, who has constant radio communication with the dispatcher, can inform the dispatcher of the presence of a dangerously heated axle box in the train. The driver can take measures depending on the level of heating of the axle box unit to reduce the speed of the train or stop it. The existing temperature control systems for axle boxes in moving trains use an extremely sophisticated system for receiving, processing and transmitting information, which makes the equipment unreasonably expensive and does not allow you to set control points at optimal distances. It is necessary to transmit information directly to the one who needs it most - namely, to the driver of the controlled train, in addition, to transmit encoded signals to the traffic light to give the driver a warning or prohibit signal for the next block section to reduce the speed of the train or stop it, and then to all other services. This is not provided in existing systems. The existing equipment for controlling the axle box heating is characterized by increased complexity and requires constant maintenance. The old indicators of the equipment for detecting accidentally heated axleboxes and the reliability of the testimony of equipment for monitoring roller axles have lost their meaning, but they continue to be used in statistics by inertia. The correct indication is considered to be the detection not of an emergency heating axle box, but the detection of an axle box having increased heating. As shown by operational and theoretical studies / 7, 8, 9 /, serviceable axleboxes with increased heating are very common in operation, and some emergency heating axle boxes in the initial stage of emergency heating have a temperature below the operating temperature of these serviceable axleboxes.
На фиг.1 дана характеристика нагрева внешних стенок корпусов букс, изображены графики плотностей распределения температур исправных и аварийных букс.In Fig. 1, a characteristic of heating the outer walls of the axlebox bodies is given, and graphs of the temperature distribution densities of serviceable and emergency axleboxes are shown.
На фиг.2 дана характеристика живучести аварийно греющихся корпусов букс.Figure 2 gives the survivability characteristic of emergency warming axleboxes.
На фиг.3 представлен способ определения безопасного интервала проследования поезда между контрольными бесконтактными автоматическими пунктами при максимальном темпе аварийного нагрева букс. При этом Тшпор=100°С - пороговая температура шеек осей роликовых букс, при которой происходит заклинивание роликов подшипников (соответствует пороговой температуре корпусов букс в точке 2, фиг.1, равной 80°С)Figure 3 presents a method for determining a safe interval for a train to follow between control contactless automatic points at a maximum rate of emergency heating of the axle boxes. In this case, T spur = 100 ° C is the threshold temperature of the necks of the axles of the axle boxes at which the bearing rollers jam (corresponds to the threshold temperature of the axle boxes at
На фиг.4 изображена структурная схема линейного контрольного пункта. Введены следующие обозначения: 1 - напольные устройства; 2 - релейный шкаф с аппаратурой передающей части; 3 - релейный шкаф с аппаратурой приемной части; 4 - регистрирующее устройство; 5 - проходные светофоры; 6 - релейные шкафы сигнальных точек автоблокировки; lРЦ - длина рельсовой цепи; К.С. - канал связи.Figure 4 shows a structural diagram of a linear control point. The following designations are introduced: 1 - floor standing devices; 2 - relay cabinet with transmitting equipment; 3 - relay cabinet with receiving equipment; 4 - recording device; 5 - passing traffic lights; 6 - relay cabinets of signaling points of automatic blocking; l RC is the length of the rail chain; K.S. - link.
На фиг.5 представлена блок-схема линейного контрольного пункта при объединении его с аппаратурой рельсовой цепи и автоблокировки. На фиг.5 приняты следующие обозначения: 7 - левая напольная камера; 8 - правая напольная камера; 9 - датчик прохода колес; 10 - левый усилитель; 11 - правый усилитель; 12 - блок автокалибровки и авторегулировки; 13 - блок логики; 14 - передатчик; 15 - приемник; 4 - регистратор; 16 - устройство автоконтроля; 17 - изолирующие стыки; П - питающий конец рельсовой цепи; Р - релейный конец рельсовой цепи.Figure 5 presents a block diagram of a linear control point when combined with the equipment of the rail circuit and auto-lock. In figure 5, the following notation: 7 - left floor camera; 8 - the right floor camera; 9 - wheel passage sensor; 10 - left amplifier; 11 - the right amplifier; 12 - block auto-calibration and auto-adjustment; 13 - block logic; 14 - transmitter; 15 - receiver; 4 - registrar; 16 - device auto control; 17 - insulating joints; P - feeding end of the rail chain; P is the relay end of the rail circuit.
На фиг.6 дана схема наиболее информативного обзора буксового узла приемником теплового излучения. На фиг.6 введены обозначения: НК - напольная камера; ПТИ - приемник теплового излучения; ЗО - зона осмотра буксы.Figure 6 is a diagram of the most informative overview of the axle box with a thermal radiation receiver. In Fig.6 introduced the designation: NK - floor camera; PTI - receiver of thermal radiation; ZO - axle box inspection area.
На фиг.7 представлена структурная схема системы слежения за аварийно греющимися роликовьми буксовыми узлами колесных пар железнодорожных вагонов. На фиг.7 введены следующие обозначения: НТО - пункты технического осмотра вагонов: ВД - вагонные депо; С - станции; КП - линейные контрольные пункты; ДП - контрольно-диагностические пункты.Fig. 7 is a structural diagram of a tracking system for accidentally heating roller axle boxes of wheel sets of railway cars. In Fig. 7, the following designations are introduced: NTO - points of technical inspection of cars: VD - car depots; C - stations; KP - linear control points; DP - control and diagnostic points.
Из фиг.1 видно, что существует область температур, расположенная между точками 1 и 2, в которой одновременно могут находиться буксы как исправные, так и аварийные. Наличие общей области температур вызвано разнообразием типов букс, индивидуальными особенностями деталей подшипников, тепловой инерцией деталей буксового узла, нагрузкой на ось и т.д. Чтобы обнаружить все аварийные буксы, пороговую температуру букс надо устанавливать ниже точки 1. Но тогда будет выявлено очень много исправных букс с нормальным повышенным нагревом. Чтобы не было ложных остановок поездов, надо устанавливать пороговую температуру букс выше точки 2, но тогда будет пропущено много аварийных букс. В настоящее время пороговую температуру корпусов букс устанавливают в пределах общей области температур, от точки 1 до точки 2, в зависимости от особенностей работы каждой конкретной станции, т.е. на каждой станции находят такое оптимальное пороговое значение температур букс, при котором количество остановок поездов не вызывает резких протестов движенцев. В настоящее время контрольные пункты размещены с интервалом 20...30 км. Данные по исследованию расстояний, проходимых поездами от начала аварийного нагрева до излома шейки оси, представлены на фиг.2. Эти данные показывают, что существующие интервалы не могут обеспечить полное исключение излома шеек осей при сколь угодно низкой пороговой температуре букс, т.к. пробег поезда от начала аварийного нагрева до излома шейки оси в некоторых случаях оказывается меньше расстояния между контрольными пунктами. Чтобы свести число изломов шеек осей к минимуму, устанавливают пороговую температуру букс ближе к точке 1 (фиг.1), что приводит к большому числу необоснованных остановок поездов. Отцепки вагонов по аварийному нагреву букс проводятся только у 1...3% остановленных поездов, остальные поезда осмотрщики вагонов отправляют дальше, несмотря на имеющийся у букс повышенный нагрев. Это вынужденная мера принимается для того, чтобы уменьшить число необоснованных задержек поездов. Осмотрщики вагонов несут ответственность, вплоть до уголовной, за пропуск на линию аварийных букс и, естественно, работают с большой перестраховкой. Без остановки они бы отцепляли намного меньше, примерно 1% от показанных аппаратурой вагонов. Исследованиями доказано, что существующая аппаратура напрасно останавливает поезда более, чем в 99% случаев. Но даже при таком большом числе ложных тревог аппаратура не обеспечивает высокого уровня безопасности движения поездов, т.к. допускает много изломов шеек осей между контрольными пунктами.From figure 1 it can be seen that there is a temperature region located between
Целью создания заявляемого изобретения является создание простой и надежной, оптимальной по своим техническим параметрам автоматической системы контроля теплового нагрева буксовых узлов колесных пар с подшипниками качения - роликовых букс.The aim of the creation of the claimed invention is to create a simple and reliable, optimal in its technical parameters automatic control system for thermal heating of axle boxes of wheel pairs with rolling bearings - roller axles.
Указанная цель достигается разработкой совершенно иных принципов для построения аппаратуры контроля нагрева роликовых буксовых узлов. Исследования показали, что системы контроля нагрева буксовых узлов с подшипниками скольжения не подходят для контроля подшипников качения /5, 6, 7/. Для уменьшения числа ложных остановок поездов, когда роликовые буксовые узлы имеют повышенный нагрев, но не представляют непосредственной угрозы для безопасности движения поездов, необходим непрерывный контроль нагрева букс. Для этого контрольные пункты должны располагаться очень часто. Чтобы стоимость аппаратуры не превышала стоимости традиционно применяемых систем контроля, стоимость новой системы контроля должна быть низкой, для чего устройства должны быть чрезвычайно просты. Они должны иметь как можно меньше функциональных узлов, а информацию передавать только тем, кто в этой информации заинтересован - машинисту локомотива и на входной сигнал ближайшего к месторасположению контролируемого поезда светофору. Создание простых алгоритмов обработки информации приводит к упрощению конструкции аппаратуры. Аппаратура должна располагаться на перегонах и не должна требовать постоянного обслуживания и специального штата обслуживающего персонала. Аппаратуру лучше всего устанавливать в релейных шкафах рядом с аппаратурой сигнальных точек СЦБ и поручать ее обслуживание «по очереди», в удобное время, с обеспечением заданного минимального коэффициента готовности. Необходимо создавать не централизованную, а децентрализованную систему контроля роликовых буксовых узлов. Эту роль вполне способна играть система одиночных контрольных пунктов. Так как срабатывания на опасно нагретые буксы одиночного контрольного пункта будут очень редки, одно в несколько лет, нет смысла фиксировать работу этого пункта на бумаге. Вполне достаточно для контроля запоминать информацию на длительное время на магнитных носителях информации, а высвечивать информацию при необходимости можно на электронных регистраторах (дисплеях, цифровых индикаторах и т.д.). По причине редкости передачи тревожной информации передавать ее целесообразно по радиоканалу. Машинисту локомотива можно сообщать только о факте наличия в поезде опасно греющейся буксы, без уведомления об ее адресе в поезде /8, 9/. Расчет параметров оптимальной системы контроля необходимо производить исходя из заданного уровня безопасности движения.This goal is achieved by the development of completely different principles for the construction of equipment for controlling the heating of axlebox units. Studies have shown that control systems for heating axle boxes with sliding bearings are not suitable for monitoring rolling bearings / 5, 6, 7 /. To reduce the number of false train stops when roller axle boxes have increased heating, but do not pose a direct threat to the safety of train traffic, continuous monitoring of axle box heating is required. To do this, checkpoints should be located very often. So that the cost of equipment does not exceed the cost of traditionally used control systems, the cost of a new control system should be low, for which the devices should be extremely simple. They should have as few functional units as possible, and transmit information only to those who are interested in this information - the locomotive driver and the input signal of the traffic light nearest to the location of the controlled train. The creation of simple information processing algorithms leads to a simplification of the hardware design. The equipment should be located on the hauls and should not require constant maintenance and special staff of maintenance personnel. It is best to install the equipment in relay cabinets next to the signaling system signaling equipment and instruct it to be serviced “in turn”, at a convenient time, ensuring the specified minimum availability factor. It is necessary to create not a centralized, but a decentralized control system for roller axle boxes. The system of single checkpoints is quite capable of playing this role. Since operations on dangerously heated axle boxes of a single control point will be very rare, one in several years, it makes no sense to fix the work of this point on paper. It is enough for control to store information for a long time on magnetic information carriers, and information can be displayed if necessary on electronic recorders (displays, digital indicators, etc.). Due to the rarity of transmitting disturbing information, it is advisable to transmit it over the air. The locomotive driver can only be informed about the fact that there is a dangerously warming axle box in the train, without notification of its address on the train / 8, 9 /. The calculation of the parameters of the optimal control system must be made based on a given level of traffic safety.
В идеальном случае нужно, чтобы аппаратура совсем не допускала необоснованных остановок поездов (когда не требуются отцепки вагонов) и полностью обеспечивала бы безопасность движения поездов, исключая случаи излома шеек осей между контрольными пунктами.In the ideal case, it is necessary that the equipment does not allow unreasonable train stops at all (when car unhooks are not required) and fully ensure the safety of train traffic, excluding cases of breakage of axle necks between control points.
Решить проблему исключения необоснованных остановок просто. Надо установить пороговую температуру корпусов букс выше точки 2 (фиг.1), т.е. там, где уже совсем нет нормально греющихся букс. Для роликовых букс эта температура будет равна температуре заклинивания роликов подшипников, она равна 100°С. Температура внешних стенок корпусов букс при этом будет равной 80°С. При пороговой температуре корпусов букс, равной или больше 80°С, необоснованных остановок поездов не будет. При этом сокращение числа остановок будет весьма существенным - не менее чем в сто раз. Число остановок поездов будет равно числу вышедших на аварийный нагрев букс, который заканчивается изломом шейки оси. Таких букс имеется не более 1000 штук в год по всем железным дорогам России. При пороговой температуре корпусов букс 80°С и выше все контрольные автоматические посты остановят за год не более 1000 поездов. Это событие будет очень редким, на каждой железной дороге не чаще 1...3 раз в неделю. При высокой пороговой температуре корпусов букс, равной или более 80°С, произойдет пропуск значительной части аварийных букс, в начальной стадии их нагрева. Но при этом возможно предотвратить изломы шеек осей. На фиг.2 показано, что даже при самых неблагоприятных условиях буксовый узел может пройти от начала аварийного нагрева до излома шейки оси не менее 18 км, поскольку буксовый узел обладает высокой живучестью. Существует условие, при котором при самом высоком темпе аварийного нагрева шейки оси можно исключить ее излом. На фиг.3 представлен график развития температуры шейки оси от начала аварийного нагрева до излома шейки оси при минимальном пробеге поезда до излома шейки оси 18 км. Излом шейки оси происходит при температуре 800°С. При температуре шейки оси (400...600)°С буксовый узел еще способен выполнять свою основную функцию и без разрушения шейки оси позволять поезду продолжить движение. Рассмотрим самый неблагоприятный случай, когда шейка оси начала аварийно греться в точке 0 по шкале пробега поезда перед первым пунктом размещения аппаратуры. Аппаратура этого пункта настроена на выявление корпусов букс с температурой, превышающей 80°С. Допустим, что температура шейки оси при проходе поезда через первый пункт немного ниже пороговой, и аппаратура первого пункта пропускает ее на линию. При дальнейшем движении поезда температура шейки оси будет интенсивно повышаться с темпом около 40°С на километр. Задача контроля состоит в том, чтобы следующий контрольный пункт своевременно обнаружил этот буксовый узел. Необходимо также предупредить машиниста о наличии в поезде аварийной буксы и регламентировать его действия. Примем за граничную такую температуру шейки оси, которую не следует превышать (такой температурой является температура 500°С). Это - температура излома шейки оси. Но шейка оси при ней еще имеет запас прочности, позволяющий безаварийно проследовать поезду, а при необходимости произвести его экстренное торможение, исключив излом шейки оси. В этом случае расстояние между смежными пунктами составит около 10 км. Таким образом, расположение пунктов контроля с интервалами в 10 км и введение высокой пороговой температуры контроля корпусов букс в 80°С решат задачу обеспечения полной безопасности движения поездов с роликовыми буксовыми узлами при незначительном количестве остановок поездов для отцепки вагона с аварийной буксой. В втором пункте контроля из-за пропуска аварийных букс в первом пункте лишь незначительное количество букс будет иметь температуру шеек осей 500°С, всего несколько штук по всем железным дорогам России за год. Среднее значение этих температур составит около 250°С (см. фиг.2), что не вызовет затруднений довести поезд на пониженной скорости до ближайшей станции для отцепки аварийного вагона. Действия машиниста при наличии в поезде перегретой буксы должны сводиться к уменьшению скорости поезда путем выключения тяговых двигателей и движения по инерции до безопасной скорости, при которой температура шейки аварийной оси не будет повышаться. На ближайшей станции проводится отцепка вагона. Все линейные контрольные пункты с расположенной на них аппаратурой на участке безостановочного следования поездов объединяются в единую сеть с помощью линии связи с центральным постом на пункте технического осмотра (НТО). На центральном посту выявляются все подозрительные буксы и затем тщательно осматриваются на НТО. На центральном посту проводится дополнительный контроль обнаруженной аварийной буксы. При этом корректируется скоростной режим движения поезда до последующих контрольных пунктов. Все грузонапряженные железнодорожные линии России оснащены автоблокировкой, а железнодорожная линия делится на блок-участки длиной до 2 км. В начале каждого блок-участка стоит светофор, с помощью которого поезду дается разрешение или запрещение на занятие данного блок-участка. Открытие или закрытие светофоров происходит автоматически в результате воздействия движущихся поездов на рельсовые цепи блок-участков. Длина рельсовой цепи lРЦ соответствует длине блок-участка (фиг.4). В граничных точках рельсовых цепей, кроме светофоров 6, устанавливаются релейные шкафы 5 для размещения аппаратуры автоблокировки. Из соображений экономии затрат на установку и обслуживание аппаратуры контроля букс ее необходимо территориально объединять с аппаратурой автоблокировки (фиг.4). В начале блок-участка целесообразно разместить напольные устройства 1 и релейный шкаф 2 с передающей частью аппаратуры контроля букс, а в конце блок-участка - релейный шкаф 3 с приемной частью аппаратуры контроля букс. Регистрирующие устройства 4 аппаратуры контроля букс лучше установить на мачте светофора. Возможно объединение источников питания автоблокировки и аппаратуры контроля букс, объединение устройств передачи информации на локомотив. Целесообразно объединение линий связи между началом и концом блок-участка. Возможно объединение аппаратуры контроля букс с аппаратурой системы автоматического управления тормозами (САУТ), системы автоматического ведения поездов и т.д.Solving the problem of eliminating unreasonable stops is simple. It is necessary to set the threshold temperature of the axle box housings above point 2 (Fig. 1), i.e. where there are no longer any normally warming axle boxes. For roller bearings, this temperature will be equal to the jamming temperature of the bearing rollers, it is equal to 100 ° C. The temperature of the outer walls of the axle box housings will be equal to 80 ° С. At a threshold temperature of axle box bodies equal to or greater than 80 ° С, there will be no unjustified train stops. At the same time, the reduction in the number of stops will be very significant - not less than a hundred times. The number of train stops will be equal to the number of axle boxes that went into emergency heating, which ends with a break in the axis of the neck. There are no more than 1000 such axle boxes per year on all Russian railways. At a threshold temperature of axle box bodies of 80 ° C and above, all control automatic stations will stop no more than 1000 trains per year. This event will be very rare, on each railway no more than 1 ... 3 times a week. At a high threshold temperature of the axlebox bodies equal to or more than 80 ° С, a significant part of the emergency axleboxes will be skipped in the initial stage of their heating. But at the same time, it is possible to prevent breaks in the necks of the axles. Figure 2 shows that even under the most unfavorable conditions, the axle box assembly can pass from the beginning of emergency heating to a fracture of the neck of the axis for at least 18 km, since the axle box has high survivability. There is a condition under which, at the highest rate of emergency heating of the axis of the axis, its kink can be excluded. Figure 3 presents a graph of the development of the temperature of the neck of the axis from the start of emergency heating to a break in the neck of the axis with a minimum mileage of the train to break the neck of the axis of 18 km. A break in the axis of the axis occurs at a temperature of 800 ° C. At a temperature of the neck of the axis (400 ... 600) ° С, the axle box unit is still able to fulfill its main function and allow the train to continue moving without destroying the neck of the axis. Let us consider the most unfavorable case when the neck of the axis began to warm up accidentally at
Примером конкретного исполнения одиночного контрольного пункта служит устройство, изображенное на фиг.5. Здесь представлена блок-схема линейного контрольного пункта при объединении его устройств с аппаратурой рельсовой цепи автоблокировки. Система слежения за аварийно греющимися роликовыми буксовыми узлами колесных пар железнодорожных вагонов содержит датчики прохода колесных пар или вагонов 9 и систему одиночных пунктов контроля КП нагрева роликовых буксовых узлов. Пункты контроля включают в себя: напольные устройства 1, оборудованные камерами с приемниками теплового излучения 7 и 8 от нагретых буксовых узлов поездов, следующих через пункт контроля КП, устройства для приема 3 и передачи 2 информации о температуре буксовых узлов на локомотив. В отличие от ныне действующих систем контроля нагрева буксовых узлов предлагаемая система слежения за аварийно греющимися буксовыми узлами децентрализована. Каждый одиночный контрольный пункт КП имеет упомянутые устройства приема 3 и передачи 2 информации о наличии аварийно нагретого буксового узла, месте его расположения и температуре. Линия связи (не показана) имеет несколько каналов: каналы связи, обеспечивающие передачу информации о наличии аварийно нагретой буксы машинисту локомотива, и каналы связи, обеспечивающие передачу закодированной информации на светофор 5. На светофор 5 в зависимости от того, каков тепловой нагрев буксовых узлов в контролируемом поезде, передаются следующие команды о необходимости изменения скорости движения этого поезда: остановить его, снизить скорость проследования или пропустить дальше. При этом линия связи между напольным устройством и светофором 5 совмещена с рельсовой цепью 18. Связь с локомотивом контролируемого поезда осуществляется по радиосигналу. Система слежения содержит также регистрирующие устройства для записи и хранения контролируемой информации (не показаны).An example of a specific implementation of a single control point is the device shown in Fig.5. Here is a block diagram of a linear checkpoint when combining its devices with the auto-lock rail circuit equipment. The tracking system for accidentally heating roller axle boxes of wheel sets of railway cars contains sensors for passing wheel sets or cars 9 and a system of single control points for gearbox heating of roller axle boxes. Control points include: floor-mounted
Рельсовая цепь 18 ограничена с обеих сторон изолирующими стыками 17. В начале рельсовой цепи (по ходу поезда) подключено путевое реле Р, в конце рельсовой цени подключен источник ее питания П. При свободности рельсовой цепи от подвижного состава реле Р находится под током, а при занятости рельсовой цепи реле Р обесточено. В начале рельсовой цепи устанавливаются путевые устройства контрольного пункта, напольные камеры 7 и 8 и датчик прохода колесных пар 9. Напольные устройства 1 содержат приемники тепловых сигналов для бесконтактного измерения температуры корпусов букс. Датчик прохода колес фиксирует в поезде адреса аварийной буксы, а также обеспечивает нормальную работу устройства автоблокировки. Этих путевых устройств достаточно для нормального функционирования аппаратуры контроля букс. Они позволяют определить как факт наличия аварийно греющихся букс, так и их адрес в поезде (сторона поезда, порядковый номер колесной пары с головы или хвоста поезда). Ввиду редкости появления аварийных букс (1...2 в год на участке пути в 250...300 км, 1 за несколько лет на участке пути, контролируемым одним пунктом) счет осей вполне удовлетворит осмотрщиков вагонов. Путевые устройства связываются короткими кабельными линиями с релейным шкафом, в котором размещаются усилители сигналов букс 10 и 11, блок автоматической калибровки и регулировки приемно-усилительных трактов 12, блок логики 13 и передатчик сигналов 14. Блок автоматической калибровки и регулировки приемно-усилительных трактов 12 необходим для автоматического поддержания среднего уровня амплитуд сигналов букс на выходе усилителей в заданных пределах при изменении погодных условий, изменении прозрачности воздушного канала между корпусом буксы и напольной камерой, а также при действии других возмущающих факторов. Этого блока будет вполне достаточно при обеспечении им регулировки требуемого среднего уровня сигналов с коэффициентом вариации не более 0,1. Блок логики 13 содержит пороговые логические элементы (не показаны), срабатывающие от сигналов аварийных букс, счетчики осей поезда (не показаны), устройства контроля исправности приемно-усилительных трактов (не показаны) и датчик прохода колес 3, а также шифраторы информации (не показаны). Зашифрованная информация поступает в передатчик 14 и по каналу связи КС передается на дальний конец рельсовой цепи 18 к приемной части аппаратуры. Передача может осуществляться как по проводным, так и по беспроводным каналам связи. При приближении поезда к путевым устройствам аппаратура контрольного пункта подготавливается к работе путевым реле рельсовой цепи. Этим же реле аппаратура устанавливается в исходное состояние при удалении поезда от пункта контроля. Приемник 15 производит прием и расшифровку переданных сигналов. Расшифрованная информация фиксируется на регистраторе 4. Передать и регистрировать необходимо порядковый номер колесной пары и сторону поезда с аварийной буксой. Для своевременного обнаружения и устранения возникших неисправностей, с целью повышения коэффициента готовности аппаратуры, необходимо передавать и фиксировать на регистраторе информацию об исправности или неисправности аппаратуры и ее отдельных частей. Регистратор может быть выполнен в виде светового табло, установленного на мачте светофора (фиг.4). Документальность результатов работы и технического состояния аппаратуры контрольного пункта обеспечивает блок автоконтроля 16, содержащий элементы постоянной памяти (например, магнитную ленту). При размещении контрольного пункта КП перед станцией приемная часть аппаратуры размещается непосредственно на станции, а регистрирующее устройство - у дежурного по станции. Практически все технические решения, касающиеся блоков схемы, изображенной на фиг.5, разработаны и опробованы в эксплуатации в нашей стране или за рубежом. То есть линейные контрольные пункты, изображенные на схемах фиг.4 и 5, технически исполнимы и работоспособны. Оборудовав локомотивы приемной и регистрирующей аппаратурой, всю необходимую информацию от контрольного пункта можно передавать по радиоканалу непосредственно на локомотив. Это позволит исключить из состава контрольного пункта приемную часть и еще больше упростить аппаратуру линейного пункта. Надежность и качество работы контрольного пункта зависят от характеристик путевых устройств: напольных камер и датчиков прохода колесных пар. Оптимальной для контроля роликовйх букс является напольная камера, ориентированная на обзор нижней части корпусов букс. Такая напольная камера может крепиться к рельсу и не требует строительства фундамента (рис.6). Угол между горизонтальной плоскостью и оптической осью приемника теплового излучения в такой напольной камере можно сделать приближающимся к 90° Этим полностью устраняется вредное влияние солнечных помех. Оптимальными можно считать углы визирования от 60 до 80°. При таких углах помимо нижней части корпуса можно осматривать более информативную заднюю боковую часть и, кроме того, избежать прямого попадания в напольную камеру через ее входное окно грязи и дождя.The
Техническим эффектом заявляемой системы слежения за аварийно греющимися буксами является ее абсолютная надежность, простота исполнения, исключение необоснованных остановок поездов, автоматизация процесса контроля и принятия решения, что исключает влияние человеческого фактора на процесс контроля. Применение такой системы позволит отказаться от довольно сложных и дорогостоящих устройств отметки прохода физических вагонов.The technical effect of the inventive tracking system for emergency heating axle boxes is its absolute reliability, ease of execution, elimination of unjustified train stops, automation of the control and decision-making process, which excludes the influence of the human factor on the control process. The use of such a system will make it possible to abandon rather complex and expensive devices for marking the passage of physical cars.
Источники информацииInformation sources
1. А.с. СССР №224546 от 09.06.1967 г., МКИ B61F.1. A.S. USSR No. 222446 from 06/09/1967, MKI B61F.
2. А.с. СССР №228063 от 15.07.1967 г., МКИ B61F.2. A.S. USSR No. 228063 from 07.15.1967, MKI B61F.
3. А.с. СССР №432029 от 10.09.1971, МКИ В61К 9/06, B61L 3/06.3. A.S. USSR No. 432029 from 09/10/1971, MKI B61K 9/06,
4. А.с. СССР №647164 от 02.06.1976, МКИ В61К 9/04.4. A.S. USSR No. 647164 dated 06/02/1976, MKI V61K 9/04.
5. Самодуров В.И. «Инфракрасные системы обнаружения перегретых букс», Свердловск, изд-во Уральского электромеханического института инженеров ж.д. транспорта, 1980 г., 57 с.5. Samodurov V.I. "Infrared systems for detecting overheated axle boxes", Sverdlovsk, publishing house of the Ural Electromechanical Institute of Railway Engineers Transport, 1980, 57 p.
6. Самодуров В.И., Кухаренко Т.В. «Оптимизация размещения устройств ПОНАБ на участках безостановочного следования поездов» в Сборнике «Повышение надежности устройств железнодорожной автоматики и телемеханики», Свердловск, 1980 г., издательство Уральского электромеханического института инженеров железнодорожного транспорта, с.128-141.6. Samodurov V.I., Kukharenko T.V. “Optimization of the placement of PONAB devices in non-stop train sections” in the collection “Improving the reliability of railway automation and telemechanics devices”, Sverdlovsk, 1980, publishing house of the Ural Electromechanical Institute of Railway Engineers, p.128-141.
7. Самодуров В.И. «Исследование механизма теплового излома шеек осей колесных пар» в сборнике «Актуальные проблемы безопасности на железнодорожном транспорте», издательство Уральской государственной академии путей сообщения, 1994 г., с.23-39.7. Samodurov V.I. “Study of the mechanism of thermal fracture of necks of axles of wheelsets” in the collection “Actual problems of safety in railway transport”, publishing house of the Ural State Academy of Railways, 1994, pp. 23-39.
8. Ивашов В.А., Орлов М.В., Самодуров В.И. «Перспективы системы автоматического контроля букс вагонов в обеспечении безопасного движения поездов» в сборнике «Актуальные проблемы безопасности на железнодорожном транспорте», издательство Уральской государственной академии путей сообщения, 1994 г., с.40-47.8. Ivashov V.A., Orlov M.V., Samodurov V.I. “Prospects for the automatic control system of axlebox carriages in ensuring safe train traffic” in the collection “Actual problems of safety in railway transport”, publishing house of the Ural State Academy of Railways, 1994, pp. 40-47.
9. Ивашов В.А., Орлов М.В., Самодуров В.И. «Перспективы использования теплового контроля букс», «Железнодорожный транспорт», 1991 г., №6, с.42-44.9. Ivashov V.A., Orlov M.V., Samodurov V.I. “Prospects for the use of thermal control of axle boxes”, “Railway Transport”, 1991, No. 6, p. 42-44.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007104632/11A RU2337029C1 (en) | 2007-02-06 | 2007-02-06 | Railway car wheel pair roller axle abnormal heating control system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007104632/11A RU2337029C1 (en) | 2007-02-06 | 2007-02-06 | Railway car wheel pair roller axle abnormal heating control system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2337029C1 true RU2337029C1 (en) | 2008-10-27 |
Family
ID=40041989
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007104632/11A RU2337029C1 (en) | 2007-02-06 | 2007-02-06 | Railway car wheel pair roller axle abnormal heating control system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2337029C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102730027A (en) * | 2012-06-12 | 2012-10-17 | 北京康拓红外技术股份有限公司 | Probe digitalization method of railway vehicle shaft temperature detection system |
RU2477237C1 (en) * | 2011-08-26 | 2013-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) | Device to control wheelset axle bearing temperature |
RU2561180C2 (en) * | 2009-09-09 | 2015-08-27 | Кнорр-Бремзе Зюстеме Фюр Шиненфарцойге Гмбх | Method and device for assessment of temperature of bearing of wheelset of railway mobile unit |
-
2007
- 2007-02-06 RU RU2007104632/11A patent/RU2337029C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2561180C2 (en) * | 2009-09-09 | 2015-08-27 | Кнорр-Бремзе Зюстеме Фюр Шиненфарцойге Гмбх | Method and device for assessment of temperature of bearing of wheelset of railway mobile unit |
RU2477237C1 (en) * | 2011-08-26 | 2013-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) | Device to control wheelset axle bearing temperature |
CN102730027A (en) * | 2012-06-12 | 2012-10-17 | 北京康拓红外技术股份有限公司 | Probe digitalization method of railway vehicle shaft temperature detection system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2171158B1 (en) | System and method for analyzing rolling stock wheels | |
US9701326B2 (en) | Broken rail detection system for railway systems | |
EP2851261B1 (en) | System and method for determining track occupation | |
US3646343A (en) | Method and apparatus for monitoring hot boxes | |
CN102849087B (en) | Vehicle-passing refuse operation control device for mine track haulage turnout and control method thereof | |
RU2337029C1 (en) | Railway car wheel pair roller axle abnormal heating control system | |
CN102387952A (en) | Method and device for monitoring the presence of a rail | |
JP6715061B2 (en) | Track maintenance personnel management system | |
CN203332149U (en) | Running-train train bogie and chassis imaging and temperature measurement device | |
US4878437A (en) | Hot bearing simulator | |
Partington | Wheel impact load monitoring | |
RU2720603C1 (en) | Integrated station for automated reception and diagnostics of rolling stock (prism) | |
Schöbel et al. | Hot box detection systems as a part of automated train observation in Austria | |
EP3369641B1 (en) | Wayside train hot bearing detection system | |
Maly et al. | Advances in train monitoring by networked checkpoints | |
RU2705735C1 (en) | Method for identification of freight cars by bearing type during thermal monitoring | |
Stoynova et al. | Electronic Sensor System for Monitoring the Temperature Status of Rolling Stock in Motion | |
CN115342928B (en) | Train hub and wheel axle and brake disc temperature detection system | |
RU2386562C1 (en) | Information communication of rolling stock technical condition monitoring systems with schedule of executed motion of railway | |
KR20200024467A (en) | System for Measuring Rail Displacement | |
Hanzl | Defect Detection of Moving Railway Vehicles on the Czech Railway Network | |
CN105547257A (en) | Snapshotting apparatus for image of running state of railway freight car, and application method thereof | |
RU2307040C2 (en) | Accident prevention system | |
Smith | A wayside inspection station [railways] | |
Jansson et al. | Trackside sensors in unattended train mainline systems-A case study of alarm logs from Sweden |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090207 |