CN203391804U - 列车热轮故障探测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种列车热轮故障探测装置，属于故障探测装置技术领域。本实用新型所述轮温左探测器及箱体和轮温右探测器及箱体对称固定在一对钢轨的两侧，轮温左探测器及箱体和轮温右探测器及箱体的轮温信号输出端均与热轮控制箱的轮温信号输入端相连接。本实用新型可加装到现有红外轴温探测设备上，利用红外轴温监测网络传递热轮信息，充分借助既有资源，既节约投资，又便于现场进行统一控制和维护管理。可以实现非接触方式探测高速运动的400℃以上高温的物体。可以准确快速反映运行中的车轮轮辋温度，不受阳光等外界因素干扰。可实现准确预报热轮故障，将故障分级预报，结合热轮信息提高热轴故障预报的准确率，并实现冷轮故障预报。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种列车热轮故障探测装置，属于故障探测装置技术领域。
背景技术
车轮是铁路车辆的重要部件，列车运行时，制动系统处于缓解状态，车轮轮辋温度处于正常运转温度。如果车辆制动系统发生故障，产生缓解不良和制动抱闸等现象，则会造成该辆全部或者部分抱闸，闸瓦与车轮踏面持续摩擦，使车轮温度异常升高，不仅会造成机车牵引力浪费，而且会导致闸瓦裂折、车轮磨耗热裂甚至崩轮。如果列车中存在有关门车或制动不良车辆，在下坡或制动区段，该辆车轮轮辋温度会远低于其他处于正常制动状态的车轮的温度，因此在特殊区段还可以判断冷轮故障车辆。目前我国铁路红外线探测技术主要应用于列车轴承温度探测，并积累了丰富经验，但还没有专门动态探测轮温的装置。
发明内容
本实用新型的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，即还没有专门动态探测轮温的装置。进而提供一种列车热轮故障探测装置。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种列车热轮故障探测装置，包括：开机磁钢、轴温左探测器及箱体、开门磁钢、关门磁钢、轴温右探测器及箱体、轴温探测设备主机和轴温探测设备机柜，所述轴温左探测器及箱体和轴温右探测器及箱体对称固定在一对钢轨的两侧，轴温左探测器和轴温右探测器的轴温信号输出端均与轴温探测设备主机的轴温信号输入端相连接，开机磁钢、开门磁钢和关门磁钢按照行车方向依次固定在一侧钢轨的内侧，开机磁钢、开门磁钢和关门磁钢的开关信号端均与轴温探测设备主机的开关信号端相连接，轴温探测设备主机设置在轴温探测设备机柜内，本实用新型还包括轮温左探测器及箱体、轮温右探测器及箱体和热轮控制箱，所述轮温左探测器及箱体和轮温右探测器及箱体对称固定在一对钢轨的两侧，轮温左探测器及箱体和轮温右探测器及箱体的轮温信号输出端均与热轮控制箱的轮温信号输入端相连接。
本实用新型的有益效果：1、可加装到现有红外轴温探测设备上，利用红外轴温监测网络传递热轮信息，充分借助既有资源，既节约投资，又便于现场进行统一控制和维护管理。2、可以实现非接触方式探测高速运动的400℃以上高温的物体。3、可以准确快速反映运行中的车轮轮辋温度，不受阳光等外界因素干扰。4、可实现准确预报热轮故障，将故障分级便于现场进行故障处理。5、在下坡或进站等特殊区段，可实现冷轮故障预报。6、利用轮热探测数据的综合分析，可过滤因抱闸引起的热轴误报。大大提高热轴预报兑现率。
附图说明
图1是列车热轮故障探测装置的整体结构示意图；
图2是热轮探测器及箱体侧面示意图；
图3是热轮探测器及箱体俯视图；
图4是热轮探测器扫描列车车辆示意图。
图1中箭头所指方向为行车方向。附图标记12是轨枕，13是车轮，14是闸瓦，31是车轮轴承，32是热轮探测器扫描车轮区域，33是车轮轮沿。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型做进一步的详细说明：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本实用新型的保护范围不限于下述实施例。
如图1所示，本实施例所涉及的一种列车热轮故障探测装置，包括：开机磁钢1、轴温左探测器及箱体2、开门磁钢4、关门磁钢5、轴温右探测器及箱体6、轴温探测设备主机8和轴温探测设备机柜9，所述轴温左探测器及箱体2和轴温右探测器及箱体6对称固定在一对钢轨11的两侧，轴温左探测器和轴温右探测器的轴温信号输出端均与轴温探测设备主机8的轴温信号输入端相连接，开机磁钢1、开门磁钢4和关门磁钢5按照行车方向依次固定在一侧钢轨11的内侧，开机磁钢1、开门磁钢4和关门磁钢5的开关信号端均与轴温探测设备主机8的开关信号端相连接，轴温探测设备主机8设置在轴温探测设备机柜9内，本实施例还包括轮温左探测器及箱体3、轮温右探测器及箱体7和热轮控制箱10，所述轮温左探测器及箱体3和轮温右探测器及箱体7对称固定在一对钢轨11的两侧，轮温左探测器及箱体3和轮温右探测器及箱体7的轮温信号输出端均与热轮控制箱10的轮温信号输入端相连接。
所述热轮控制箱10设置在轴温探测设备机柜9内。
如图2和图3所示，所述轮温左探测器及箱体3或轮温右探测器及箱体7分别由热轮探测器箱体保护罩21、热轮探测器22、热轮探测器上箱体23、热轮探测器下箱体24、热轮探测器连接电缆及高压防护胶管25、热轮探测器箱体卡具26、热轮探测器箱体滑轨27和热轮探测器箱体固定螺栓28组成，所述热轮探测器连接电缆及高压防护胶管25与热轮探测器下箱体24相连接，热轮探测器上箱体23设置在热轮探测器下箱体24的上部，热轮探测器箱体保护罩21设置在热轮探测器上箱体23的上部，热轮探测器22设置在热轮探测器上箱体23和热轮探测器下箱体24组成的空间内，热轮探测器箱体卡具26由热轮探测器箱体固定螺栓28固定在钢轨11的底座上，热轮探测器箱体滑轨27的一端与热轮探测器箱体卡具26相连接，热轮探测器箱体滑轨27的另一端设置在热轮探测器上箱体23和热轮探测器下箱体24之间，所述热轮探测器箱体保护罩21上设有热轮探测器探测窗口29。
所述热轮探测器22的探测角度为30～40°。
本实施例的热轮探测器：
应用于热轴探测的红外技术和温度计算方法并不能直接照搬到热轮探测领域。处于抱闸状态下的车轮的温度一般在300度以上，而热轴的温度一般不高于100度，因此重新设计红外探测器适应热轮探测需要，调整后红外热轮探测器参数为：
灵敏度：10mv/℃；
探测精度：±3℃；
探测温度范围：-40℃～520℃；
系统静态噪声：＜20mv；
系统带宽：1Hz～600Hz；
输入阻抗：4.3mΩ；
输出阻抗：200Ω；
适用车速：3～160公里/小时；
信噪比S/N：＞25db；
视场：Φ40(距离1m)；
漂移：150mV/5分钟；
供电电源：±17V～±18V；
校零电压：5V。
探测角度：
为实时准确探测到列车车轮温度保障可以避开阳光等外界干扰和列车走行部及轴承对车轮的遮挡。设计探测角度选择探头瞄准点可打在钢轨与车轮结合处的轮辋上，高度为轮辋外壁20mm处，通过试验研究确定该位置可以获取车轮的最高温度。如图1～3所示。探测角度默认为水平方向仰角33度，现场可根据实际情况进行微调。探头扫描区域见图4，为钢轨11上方20mm的直线处，扫描光斑直径为40mm，扫描长度约为450mm。该探测角度有如下特点：
1.探测位置可以真实地反映车轮轮辋温度。
2.能有效避开阳光干扰。
3.不会探测到闸瓦，避免将闸瓦温度当作车轮轮辋温度。
4.不会探测到钢轨，避免钢轨温度对车轮温度探测的影响。
5.车轮抱死滑行时与钢轨接触部位车轮轮辋温度最高。
热轮控制箱：
采用1U标准箱设计，可插入现有红外轴温探测设备机柜中。用于连接热轮探测器信号与红外探测主机，是承接热轮探测器与红外轴温探测主机的桥梁。可方便快捷实现将热轮探测设备加装到既有红外轴温探测系统中，使现有THDS设备在热轴探测功能的基础上同时具备热轮探测功能。
故障预报模型：
所有参数都可以在配置文件中通过程序员口令进行修改。
1、热轮预报：
列车在正常制动状态下时，由于处于抱闸状态，车轮的温度与发生热轮故障时的温度近似，如何区分正常制动与热轮故障，进一步分析和准确预报热轮故障也是这套探测装置的关键所在。通过在现场的实际应用反馈，我们将热轮预报标准规范为热轮一级、热轮二级两档，有利于现场区分处理。
考虑车辆运行环境，不同季节的环境温度差别较大，因此采用温升来进行热轮判别的温度基础。以下两个条件同时满足，才进行预报：
条件一：预报热轮的温升与全列车轮的温升均值相比，倍数高于A倍。
条件二：温升T0度以下，认为轮温正常，不作预报处理。
温升T1至T2之间，认为热轮二级报警。
温升T3以上，判定热轮一级报警。
2、冷轮预报：客车、货车分开，即客车、货车采用不同的门槛。以下两个条件同时满足，才进行预报：
条件1：(差值)Tav-Tw＞T(其中Tav全列车轮温度均值(不含机车)Tw冷轮车辆T门槛值)
条件2：(比值)Rav/Rw＞R(其中Rav全列车轮温升均值(不含机车)Rw冷轮车辆温升。
铁路全路安装了近5000余台红外轴温探测设备，形成了全路联网、全程跟踪的红外探测专用网络。基于现场的实际需求和现状，我们将红外线探测技术应用到热轮故障探测上，并纳入红外轴温监测网络进行统一控制管理，便于联网、维修和日常管理。充分利用了红外探测系统的资源，既节约了投资，又拓展了红外探测领域，加快了热轮探测装置的推广应用。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本实用新型整体构思下的不同实现方式，而且本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种列车热轮故障探测装置，包括：开机磁钢(1)、轴温左探测器及箱体(2)、开门磁钢(4)、关门磁钢(5)、轴温右探测器及箱体(6)、轴温探测设备主机(8)和轴温探测设备机柜(9)，所述轴温左探测器及箱体(2)和轴温右探测器及箱体(6)对称固定在一对钢轨(11)的两侧，轴温左探测器和轴温右探测器的轴温信号输出端均与轴温探测设备主机(8)的轴温信号输入端相连接，开机磁钢(1)、开门磁钢(4)和关门磁钢(5)按照行车方向依次固定在一侧钢轨(11)的内侧，开机磁钢(1)、开门磁钢(4)和关门磁钢(5)的开关信号端均与轴温探测设备主机(8)的开关信号端相连接，轴温探测设备主机(8)设置在轴温探测设备机柜(9)内，其特征在于，还包括轮温左探测器及箱体(3)、轮温右探测器及箱体(7)和热轮控制箱(10)，所述轮温左探测器及箱体(3)和轮温右探测器及箱体(7)对称固定在一对钢轨(11)的两侧，轮温左探测器及箱体(3)和轮温右探测器及箱体(7)的轮温信号输出端均与热轮控制箱(10)的轮温信号输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的列车热轮故障探测装置，其特征在于，所述热轮控制箱(10)设置在轴温探测设备机柜(9)内。
3.根据权利要求2所述的列车热轮故障探测装置，其特征在于，所述轮温左探测器及箱体(3)或轮温右探测器及箱体(7)分别由热轮探测器箱体保护罩(21)、热轮探测器(22)、热轮探测器上箱体(23)、热轮探测器下箱体(24)、热轮探测器连接电缆及高压防护胶管(25)、热轮探测器箱体卡具(26)、热轮探测器箱体滑轨(27)和热轮探测器箱体固定螺栓(28)组成，所述热轮探测器连接电缆及高压防护胶管(25)与热轮探测器下箱体(24)相连接，热轮探测器上箱体(23)设置在热轮探测器下箱体(24)的上部，热轮探测器箱体保护罩(21)设置在热轮探测器上箱体(23)的上部，热轮探测器(22)设置在热轮探测器上箱体(23)和热轮探测器下箱体(24)组成的空间内，热轮探测器箱体卡具(26)由热轮探测器箱体固定螺栓(28)固定在钢轨(11)的底座上，热轮探测器箱体滑轨(27)的一端与热轮探测器箱体卡具(26)相连接，热轮探测器箱体滑轨(27)的另一端设置在热轮探测器上箱体(23)和热轮探测器下箱体(24)之间，所述热轮探测器箱体保护罩(21)上设有热轮探测器探测窗口(29)。
4.根据权利要求3所述的列车热轮故障探测装置，其特征在于，所述热轮探测器(22)的探测角度为30～40°。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201320519946.XU CN203391804U (zh) | 2013-08-23 | 2013-08-23 | 列车热轮故障探测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320519946.XU CN203391804U (zh) | 2013-08-23 | 2013-08-23 | 列车热轮故障探测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203391804U true CN203391804U (zh) | 2014-01-15 |
Family
ID=49903356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201320519946.XU Expired - Lifetime CN203391804U (zh) | 2013-08-23 | 2013-08-23 | 列车热轮故障探测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203391804U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107628062A (zh) * | 2017-09-20 | 2018-01-26 | 河南工业大学 | 一种列车轴温自动监测系统 |
| US10196078B2 (en) | 2015-11-30 | 2019-02-05 | Progress Rail Locomotive Inc. | Diagnostic system for a rail vehicle |
-
2013
- 2013-08-23 CN CN201320519946.XU patent/CN203391804U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10196078B2 (en) | 2015-11-30 | 2019-02-05 | Progress Rail Locomotive Inc. | Diagnostic system for a rail vehicle |
| CN107628062A (zh) * | 2017-09-20 | 2018-01-26 | 河南工业大学 | 一种列车轴温自动监测系统 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 150000 building 35-2, high tech Industrial Development Zone, Nangang District, Harbin City, Heilongjiang Province Patentee after: Harbin guotie Technology Group Co.,Ltd. Address before: 150000 building 35-2, high tech Industrial Development Zone, Nangang District, Harbin City, Heilongjiang Province Patentee before: HARBIN RAILWAY RESEARCH INSTITUTE TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 150000 building 35-2, high tech Industrial Development Zone, Nangang District, Harbin City, Heilongjiang Province Patentee after: HARBIN RAILWAY RESEARCH INSTITUTE TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 150001 building 35-2, high tech Industrial Development Zone, Nangang District, Harbin City, Heilongjiang Province Patentee before: HARBIN VEIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140115 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |