DE102013006694A1 - Method and device for determining the quality of the running surface of the wheel of a rail vehicle - Google Patents

Method and device for determining the quality of the running surface of the wheel of a rail vehicle Download PDF

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Wladimir Kosizkij
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61K—AUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61K9/00—Railway vehicle profile gauges; Detecting or indicating overheating of components; Apparatus on locomotives or cars to indicate bad track sections; General design of track recording vehicles
    • B61K9/12—Measuring or surveying wheel-rims

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Abstract

Die Erfindung gehört zum Prozess der Diagnostik der Lauffläche des Rads eines Schienenbeförderungsmittels während der Bewegung des Transportmittels. Das zu erreichende technische Ergebnis ist die Verbesserung der Genauigkeit und der Zuverlässigkeit der Diagnostik, die in Realzeit durchgeführt wird. Die Methode beruht auf folgenden Verfahren: a) Bestimmung der linearen senkrechten Beschleunigungen der Radachse und Berechnung ihrer Dispersion während der permanenten Bewegung des Transportmittels in jedem vorgegebenen Abschnitt der Kontaktoberfläche des Rads, b) Bestimmung des kleinsten Werts der Dispersionen, c) Bestimmung der linearen senkrechten Beschleunigungen der Radachse, die verlhalten zu und durch Defekte der Lauffläche in jedem vorgegebenen Abschnitt ausgelöst werden, aufgrund der Verschiedenheit zwischen der berechneten Dispersion und der kleinsten der Dispersionen, d) Bestimmung der Qualität der Lauffläche aus dem Verhältnis der Dispersionen der linearen senkrechten Beschleunigungen der Radachse zu den Kontrollrichtsätzen, die für jede Geschwindigkeit der Bewegung berechnet werden. Die Einrichtung gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren enthält 11 Konstruktionselemente.The invention belongs to the process of diagnosing the tread of the wheel of a rail transport means during the movement of the transport means. The technical result to be achieved is the improvement of the accuracy and the reliability of the diagnosis, which is carried out in real time. The method is based on the following methods: a) Determination of the linear vertical accelerations of the wheel axis and calculation of their dispersion during the permanent movement of the means of transport in each predetermined section of the contact surface of the wheel, b) Determination of the smallest value of the dispersions, c) Determination of the linear vertical Accelerations of the wheel axle, which are caused by defects in the tread in any given section, due to the difference between the calculated dispersion and the smallest of the dispersions, d) determining the quality of the tread from the ratio of the dispersions of the linear vertical accelerations of the wheel axle to the control guidelines that are calculated for each speed of movement. The device according to the proposed method contains 11 construction elements.

Description

Die Erfindung gehört zur Messtechnik für die Herstellung automatisierter Kontrollsysteme des technischen Zustandes der Radpaare eines Schienenbeförderungsmittels in Realzeit und während der Bewegung.The invention belongs to the measurement technology for the production of automated control systems of the technical condition of the wheel pairs of a rail vehicle in real time and during the movement.

An den Verschleiß der Lauffläche werden große Anforderungen wegen der bedeutenden Steigerung der Geschwindigkeit des Eisenbahnverkehrs und der bedeutenden Vergrößerung der Belastung der Räder bei der Bewegung und besonders beim Bremsen eines Eisenbahntransportmittels gestellt. Der Verschleiß der Lauffläche eines Rads wird in bedeutendem Maß von den Kräften und mechanischen Belastungen, die auf die Baugruppen des Transportmittels wirken, bestimmt. Der erhöhte Verschleiß der Räder kann zum Havariezustand führen.Wear on the tread is subject to great demands because of the significant increase in the speed of railway traffic and the significant increase in the load on the wheels during movement, and especially in the braking of a railroad vehicle. The wear of the tread of a wheel is determined to a significant degree by the forces and mechanical loads acting on the assemblies of the means of transport. The increased wear of the wheels can lead to a breakdown.

Zurzeit sind die Methoden für die Bestimmung des Verschleißes der Lauffläche der Räder verwenden, die die Kontrollmessarbeiten in die Depots brauchen. Die verschiedene Methoden werden bei der Messung des Räderverschleißes verwendet, – die sind bewegliche Messestände die sich mit dem Wagen bewegen [1], oder die sind stationären Messestände die neben dem Weg einrichten sind, und neben denen den Wagen durchführt ist [2, 3, 4, 5]. Zwei Haupt-Mängel der verwendeten Methoden sind folgende – Periodizität der Kontrolle und Abwesenheit der Möglichkeit der Kontrolle des Verschleißes der Lauffläche des Rads im Prozess den Nutzung und Bewegung des Transportmittels. Deshalb kann man nicht an den Notfall oder die nachfolgende Panne sofort nach dem Entstehen der unzulässigen Defekte auf der Lauffläche des Rads sofort reagieren. Die Defekte können als die Schlitten, die Andänge, die Ringleistungen und die tiefen Risse von der Bremsherkunft sein.At present the methods for determination of deterioration of a tread of wheels which need control measuring works in depots are used. The various methods are used in the measurement of wheel wear, - these are movable stands that move with the car [1], or stationary stalls that are set up next to the path, and next to which the car is performing [2, 3, 4, 5]. Two main shortcomings of the methods used are the following - Periodicity of control and absence of possibility of control of wear of the tread of the wheel in the process of use and movement of the means of transport. Therefore it is impossible to react immediately to an emergency or the subsequent breakdown immediately after occurrence of inadmissible defects on a wheel tread. Defects can be sledges, clutches, ring performances and deep cracks from brake origin.

Ein Verfahren [6] ist für Bestimmungen des defekten Zustandes der Lauffläche des Rads bekannt, das auf der Messung von senkrechten Beschleunigungen gegründet ist. Das Verfahren hat die Beschleunigungsmessungen am Aufstellungsort den Beschleunigungsmesser während der Bewegung des Beförderungsmittels ausführen. Die nachfolgende spektrale Analyse ist von gemessene Beschleunigungen durch geführt. Die Hauptmängel den Verfahren: die niedrige Genauigkeit und das schlechte Auslösungsvermögen der Bestimmung des Zustandes der Lauffläche des Rads infolge der Nutzung der Zwischeneinschätzungen, und der Bestimmung nur der groben Defekte auf der Lauffläche des Rads.A method [6] is known for determinations of the defective condition of the tread of the wheel based on the measurement of vertical accelerations. The procedure has to do the acceleration measurements at the site of the accelerometer during the movement of the vehicle. Subsequent spectral analysis is performed by measured accelerations. The main shortcomings to a procedure: low accuracy and poor releasability of definition of a condition of a wheel tread owing to use of interim assessments, and definition of only rough defects on a wheel tread.

Das Verfahren [7] ist als Prototyp zur vorschlagenen Erfindung gewählt. Die Bestimmung des Grades des Verschleißes der Räder des Schienenbeförderungsmittels ist auf die Beschleunigungsmessungen der senkrechten Beschleunigungen der Radachse auf jedem i-Winkel der Raddrehung gegründet; auch auf die Berechnung der Dispersion der senkrechten linearen Beschleunigungen an jedem i-Winkel der Raddrehung; die Bestimmung der kleinsten Dispersion; die Berechnung der Differenz zwischen jeder Dispersion und der minimalen Dispersion; und zum Schluss, Einschätzung des Verschleißes als das Ergebnis bei der Substitution der bekommenen Differenz in die früher bestimmte funktionale Abhängigkeit der „geometrischen Charakteristiken den Defekte der Lauffläche des Rads” von der senkrechten linearen Beschleunigungen [7]. Die Anwendung der Prozedur der Berechnung der Dispersion der linearen senkrechten Beschleunigungen auf jedem i-Winkel der Raddrehung, herbeigerufen nur von den Defekten der Lauffläche, lässt mit der großen Wahrscheinlichkeit zu, das der Defekte auf allen Geschwindigkeiten der Bewegung wurde bestimmen. Die Mängel des betrachteten Verfahrens [7] sind folgende: Komplexität und große Arbeitsaufwand für der funktionalen Verbindung zwischen den „geometrischen Charakteristiken der Defekte der Lauffläche des Rads” und der senkrechten linearen Beschleunigung zu bestimmen, wegen der Existenz der großen Mannigfaltigkeit der Defekte der Räder, sowie des Einflusses anderer Faktoren auf das Niveau linearen senkrechten Beschleunigungen (wie die Geschwindigkeit der Bewegung, das Gewicht des Transportmittels, die konstruktiven Charakteristiken der Systeme des Aufhängens des Wagens, die Eigenschaften der Schienenwegelastizität). Auch gibt die Methode [7] die großen methodischen Fehler bei der Bestimmung der Dispersion der linearen senkrechten Beschleunigungen wegen der Abwesenheit der Beschränkungen auf die Durchführung der Messungen bei der nichtgleichmäßigen Bewegung. Auch klären sich die Defekte der kleinen Länge auf der Lauffläche des Rads infolge der Nutzung des gezahnten Modulators der Impulse im Sensor des Winkels sehr schlecht.The method [7] is chosen as a prototype to the proposed invention. The determination of the degree of wear of the wheels of the rail vehicle is based on the acceleration measurements of the vertical accelerations of the wheel axle on each i-angle of the wheel rotation; also on the calculation of the dispersion of the vertical linear accelerations at each i-angle of the wheel rotation; the determination of the smallest dispersion; the calculation of the difference between each dispersion and the minimum dispersion; and in the end, assessment of deterioration as a result at substitution of the got difference in previously established functional dependence of "geometric characteristics on defects of a tread of a wheel" from vertical linear accelerations [7]. Application of the procedure of calculation of dispersion of linear vertical accelerations on each i-angle of wheel rotation caused only by defects of a tread, allows with a big probability that defects on all speeds of movement can be defined. The shortcomings of the considered method [7] are the following: to determine complexity and a great deal of work for the functional connection between the "geometric characteristics of the wheel tread defects" and the vertical linear acceleration, because of the existence of the great variety of defects of the wheels, and influence of other factors on level of linear vertical accelerations (such as speed of movement, weight of means of transport, constructive characteristics of systems of suspension of a car, properties of railroad elasticity). Also the method [7] gives big methodical mistakes in definition of dispersion of linear vertical accelerations because of absence of restrictions on carrying out measurements at non-uniform movement. Also defects of small length on a running surface of a wheel owing to use of a gear modulator of impulses in the gauge of an angle are very badly defined.

Die von uns angebotene Erfindung bezweckt die Beseitigung der bemerkten Mängel allen bekannten Verfahren der Bestimmung der Defekte auf der Lauffläche der Räder des Schienenbeförderungsmittels. Die Messungen sind unmittelbar während der Bewegung durchführt. Das Verfahren bietet die Bildung des automatisierten Systems der operativen Kontrolle der Stufe des Verschleißes der Lauffläche, und für die frühe Aufspürung und die Verhinderung des möglichen Notfalls, während des Transportmittels im Reise verbleibt, an. Das Verfahren der vorgeschlagenen Erfindung besteht darin, dass für die Ausnahme der methodischen Fehler der Bestimmung der Dispersion der senkrechten linearen Beschleunigungen auf jedem i-Winkel der Raddrehung (Di), herbeigerufen von den Defekten der Lauffläche, die Messungen dieser Beschleunigungen bei der gleichmäßigen Bewegung des Transportmittels erzeugen sind; das Intervall der Zeit, das ist für die Bestimmung der Defekte der Lauffläche des Rads auf jeder beliebigen Ausdehnung, nach der Formel Δt = 2πR / Vn bestimmt wird.
(wo Δt – das Intervall der Zeit zwischen Messungen, V – die Geschwindigkeit der Transportbewegung, n – die Zahl den kontrollierten Teils der Lauffläche des Rads).The invention offered by us aims at eliminating the noted defects of all known methods of determining the defects on the tread of the wheels of the rail vehicle. The measurements are made immediately during the movement. The procedure provides creation of an automated system of operational control of a degree of deterioration of a tread, and for early detection and prevention of possible emergency while the means of transport remains in a journey. The method of the proposed invention is that for the exception of the methodological errors of determining the dispersion of the perpendicular linear accelerations on each i-angle of wheel rotation (D i ) caused by the tread defects, the measurements of these accelerations in the uniform motion generate the transport; the interval of time, that is for the determination of Defects of the running surface of the wheel on any extension, according to the formula Δt = 2πR / Vn is determined.
(where Δt - the interval of time between measurements, V - the speed of the transport movement, n - the number of the controlled part of the tread of the wheel).

Eine Skala den berechneten Kontrollrichtsätze ist verwenden, die für die Bestimmung der Stufe der Abnutzung die Laufflächen des Rads und der Möglichkeit der sicheren Bewegung benutzen ist. Diese Skala hat die Werte gleich den Quadraten der höchstzulässigen linearen senkrechten Beschleunigungen auf der Achse des Rads behalt, bei der die aufgegebene Ressource der Arbeitsfähigkeit der Elemente des Fahrteiles des Schienenbeförderungsmittels und die Behaglichkeit der Bewegung gewährleistet wird.It is necessary to use a scale of the calculated control directives which is used for definition of degree of abrasion wheel treads and possibility of safe movement. This scale has values equal to squares of the maximum permissible linear vertical accelerations on an axis of a wheel at which the given resource of working ability of elements of a traveling part of a rail vehicle and comfort of movement is provided.

Die Bestimmung der Qualität der Lauffläche des Rads geschieht entsprechend den erklärten Verfahren in der nächsten Reihenfolge:

  • 1) Bestimmen das gleichmäßigen Regime der Bewegung des Transportmittels bei der Daten vom Impulssensor des Winkels der Raddrehung;
  • 2) Im Laufe der gleichmäßigen Bewegung ist eines Signal bildet, das dem Anfang des Abzählens der Winkellage des Rads entspricht;
  • 3) Notwendigen Zahl die kontrollierten Teilen der Lauffläche des Rads ist vornehmen, und die Intervalle der Zeit für das Ablesen der Grössen der senkrechten linearen Beschleunigungen ist berechnen;
  • 4) Im Laufe von der vorgegebenen Messungsperiode haben der Grössen der linearen senkrechten Beschleunigungen der Radachse auf jedem i-Teil der Lauffläche gelesen aus.
  • 5) Die Dispersionen der linearen senkrechten Beschleunigungen auf jedem i-Teil der Lauffläche sind gerechnet.
  • 6) Die Größen der zulässigen Bedeutung den Kontrollrichtsätze sind für die fixierte Geschwindigkeit der gleichmäßigen Bewegung berechnet. Für die Berechnung ist der frühere bestimmte Skala die funktionale Abhängigkeit der Größe des Kontrollrichtsatzes von der Geschwindigkeit der Bewegung [C = F(D, V)] benutzt.
  • 7) Und endlich für Bestimmung die Qualität der Lauffläche ist die Größen der Abweichung der Dispersionen der linearen senkrechten Beschleunigungen der Radachse auf jedem i-Teil der Lauffläche von der Bedeutung des Kontrollrichtsatzes verwendet, der für der selbe Geschwindigkeit der Bewegung berechnet ist.
The determination of the quality of the tread of the wheel is done according to the explained procedures in the next order:
  • 1) define a uniform mode of movement of a means of transport at data from the pulse gauge of an angle of wheel rotation;
  • 2) In the course of the uniform movement, a signal is formed which corresponds to the beginning of the counting of the angular position of the wheel;
  • 3) Necessary number of the controlled parts of a wheel tread is necessary, and intervals of time for reading of sizes of vertical linear accelerations are calculated;
  • 4) In the course of the given measurement period, the magnitudes of the linear vertical accelerations of the wheel axle on each i-part of the tread have read out.
  • 5) The dispersions of the linear vertical accelerations on each i-part of the tread are calculated.
  • 6) The sizes of admissible value of control directives are calculated for the fixed speed of uniform movement. For the calculation the former specific scale is the functional dependence of the size of the control standard on the velocity of movement [C = F (D, V)].
  • 7) And finally for definition quality of a tread the sizes of deviation of dispersions of linear vertical accelerations of a wheel axis on each i-part of a tread are used by the meaning of the control standard calculated for the same speed of movement.

Die Blockschaltung der Einrichtung für Bestimmung der Qualität der Lauffläche des Rads ist auf der Zeichnung vorgestellt.Block connection of the device for determination of quality of a running surface of a wheel is provided on drawing.

Die Einrichtung besteht aus hintereinander verbündeten Impulssensor (1) des Winkels der Raddrehung; Block (2) der Bestimmung der Umfangsgeschwindigkeit des Rads; Block (3) der Bestimmung des Regimes der Bewegung des Transportmittels; Former (4) des Signals der Bewilligung der Messung; Former (5) des Signals für den Beginn des Winkelabzählens der Raddrehung; Block (6) des Ablesens der Größe der linearen senkrechten Beschleunigungen auf jedem i-Winkel der Raddrehung; Former (7) des Abschlusses der Periode der Messung. Die Eingänge der Former (5) und (7) sind mit dem Ausgang des Impulssensors des Winkels der Raddrehung (1) verbunden. Der erste Eingang des Formers (6) und den zweiten Eingang des Formers (7) sind mit dem Ausgang des Formers (5) verbunden. Der zweite Eingang des Formers (6) ist mit dem Ausgang des Blocks der Bestimmung der Umfangsgeschwindigkeit des Rads (2) verbunden. Außerdem nimmt die Einrichtung den Sensor der linearen senkrechten Beschleunigungen auf dem Achslager (8) mit die hintereinander verbundenen Schlüssel (9) und (10); Kommutator (11) mit n-Zahl der Ausgänge; Block (12) der Berechnung der Dispersion der linearen senkrechten Beschleunigungen auf jedem i-Winkel der Raddrehung; Block (13) des Vergleiches und der Einschätzung mit (n + 1) Eingänge; Rechner (14) den Kontrollrichtsätze. Dabei ist jeder von n-Ausgänge des Kommutators (11) mit den entsprechenden Eingängen des Blocks (12) (der Berechnung Dispersionen linear senkrecht Beschleunigungen auf jedem i-Winkel der Raddrehung) verbunden. Aller n-Ausgänge des Blocks (12) sind im Einklang mit n-Eingängen des Blocks (13) den Vergleiches und Einschätzung verbunden. (n + 1) Eingang des Blocks (13) mit dem Ausgang des Rechners des Kontrollrichtsatzes (14) verbunden. Eingang des Rechners (14) ist mit dem Block (2) der Bestimmung der Umfangsgeschwindigkeit des Rads verbunden.The device consists of consecutively allied pulse sensor ( 1 ) the angle of wheel rotation; Block ( 2 ) the determination of the peripheral speed of the wheel; Block ( 3 ) definition of the mode of transport mode; Shaper ( 4 ) the signal of granting the measurement; Shaper ( 5 ) of the signal for the start of the angular counting of the wheel rotation; Block ( 6 ) reading the magnitude of the linear vertical accelerations on each i-angle of the wheel rotation; Shaper ( 7 ) of conclusion of the period of measurement. The inputs of the former ( 5 ) and ( 7 ) are connected to the output of the pulse sensor of the angle of the wheel rotation ( 1 ) connected. The first entrance of the former ( 6 ) and the second input of the former ( 7 ) are connected to the output of the former ( 5 ) connected. The second entrance of the former ( 6 ) is connected to the output of the block of determining the peripheral speed of the wheel ( 2 ) connected. In addition, the device takes the sensor of the linear vertical accelerations on the axle box ( 8th ) with the consecutively connected keys ( 9 ) and ( 10 ); Commutator ( 11 ) with n-number of outputs; Block ( 12 ) the calculation of the dispersion of the linear vertical accelerations on each i-angle of the wheel rotation; Block ( 13 ) of comparison and assessment with (n + 1) inputs; Computer ( 14 ) the inspection guidelines. Each of n outputs of the commutator ( 11 ) with the corresponding inputs of the block ( 12 ) (calculating dispersions linearly perpendicular accelerations on each i-angle of wheel rotation). All n outputs of the block ( 12 ) are in line with n inputs of the block ( 13 ) connected to the comparison and assessment. (n + 1) input of the block ( 13 ) with the output of the computer of the control directive ( 14 ) connected. Input of the computer ( 14 ) is with the block ( 2 ) of determining the peripheral speed of the wheel.

Die Arbeit der Einrichtung geschieht auf folgende Weise. Bei der Bewegung des Transportmittels produziert der Sensor des Winkels der Raddrehung (1) die Impulse, dessen jeder Impuls der Raddrehung auf einen bestimmten Winkel α entspricht. Auf dem Ausgang des Sensors der linearen senkrechten Beschleunigungen (8) entwickelt sich das Signal ab, proportional dem Niveau der mechanischen Einwirkungen auf der Radachse. Das Signal, das zu den Winkel der Drehung α proportional ist, eintretet auf die Eingänge des Blocks (2) das für Bestimmung der Umfangsgeschwindigkeit des Rads ist. Auf Ausgang des Blocks (2) ist das Signal V erscheint das der Geschwindigkeit des Transportmittels in der laufenden Zeit entspricht. Bei der Erreichung von des Transportmittels der beständigen Geschwindigkeit, das im Block (3) fixiert wird, entsteht das Signal auf dem Ausgang des Formers (4), nach dem der Schlüssel (9) in das Regimes ”Messung” umschaltet. Das Signal vom Impulssensor des Winkels der Raddrehung (1) eintritt auf den Eingang des Formers des Anfanges des Signals des Abzählens (5), in dem die Besonderheiten des Impulssignals analysiert werden. Gleichzeitig eintritt dieses Signal auf den Eingang des Formers des Abschlusses der Periode der Messung (7). Im Moment, wenn auf dem Eingang des Formers (5) der Impuls erscheint, der Null der Winkellage des Rads entspricht, auf dem Ausgang dieses Formers erscheint das Signal «H». Dieses Signal im Former (7) eintritt, und fängt das Abzählen der vorgegebenen Periode der Messung an. Im Former (6) aufgrund der Informationen über die Geschwindigkeit der Bewegung V und der geforderten Größe der Lauffläche entsprechend i-Winkel, wird das Intervall der Zeit Δt berechnet, und es fängt die Erzeugung der Impulse der Verwaltung mit der Periode an. Während der Handlung des Impulses in der Zeit Δt schaltet der Kommutator (11) durch den Schlüssel (9) und den Schlüssel 10 den Beschleunigungsensor (8), zum Block (12) an. Berechnung der Dispersionen Di geschieht im Block (12) entsprechend der Berechnung der Dispersion der linearen senkrechten Beschleunigungen auf jeder i-Winkel, herbeigerufen von den Defekten der Lauffläche. Wenn die Zeit der Messung abschlossen ist, erscheint auf dem Ausgang des Formers (7) das Signal ”Zu”, und den Schlüssel (10) in die abgestellte Lage übersetzt ist, dabei die Berechnung der Dispersionen wird beendend.The work of the institution happens in the following way. During the movement of the means of transport the sensor produces the angle of wheel rotation ( 1 ) the pulses, each pulse of the wheel rotation to a certain angle α corresponds. On the output of the sensor of linear vertical accelerations ( 8th ) the signal a b develops, proportional to the level of mechanical actions on the wheel axle. The signal proportional to the angles of rotation α enters the inputs of the block ( 2 ) which is for determining the peripheral speed of the wheel. On exit of the block ( 2 ) is the signal V appears which corresponds to the speed of the means of transport in the current time. At the achievement of the means of transport of constant speed, which in block ( 3 ), the signal is produced on the output of the former ( 4 ), after which the key ( 9 ) switches to the "measurement" mode. The signal from the pulse sensor of the angle of wheel rotation ( 1 ) enters the input of the former of the beginning of the signal of counting ( 5 ), in which the peculiarities of the pulse signal are analyzed. At the same time this signal enters the input of the shaper of the completion of the period of measurement ( 7 ). At the moment, when on the entrance of the shaper ( 5 ) the impulse corresponding to zero of angular position of a wheel appears, on the output of this shaper signal «H» appears. This signal in the former ( 7 ), and starts counting the predetermined period of the measurement. In the former ( 6 ) based on the information about the velocity of the movement V and the required amount of tread corresponding to the i-angle, the interval of the time Δt is calculated and the generation of the pulses of the management with the period starts. During the action of the pulse in the time Δt, the commutator ( 11 ) by the key ( 9 ) and the key 10 the acceleration sensor ( 8th ), to the block ( 12 ) at. Calculation of dispersions D i happens in block ( 12 ) according to calculation of dispersion of linear vertical accelerations on each i-angle caused by defects of a tread. When the time of measurement is complete, appears on the output of the former ( 7 ) the signal "To", and the key ( 10 ) In the parked position, at the same time calculation of dispersions becomes final.

Die gefundene Grösse Di ist auf die entsprechenden Eingänge des Blocks der Einschätzung und des Vergleiches (13) übergeben. Im Block (13) ist jeder Dispersion Di mit dem Kontrollrichtsatz „C” vergleichen. Kontrollrichtsatz „C” ist im Rechner (14) gerechnet, nach den Informationen über die Geschwindigkeit V die aus dem Block (2) handelt.The found size D i is on the corresponding inputs of the block of assessment and comparison ( 13 ) to hand over. In the block ( 13 ), each dispersion D i is compared with the control standard "C". Control rule "C" is in the computer ( 14 ), according to the information about the speed V which is from the block ( 2 ).

Je nach der Grösse der Abweichung Dgemessen/DKontrolrichtsatz klären sich die Stufe der Beschädigung der Lauffläche des Rads und die Möglichkeit der sicheren Bewegung, Z. B. bei sinken der Geschwindigkeit. Die Ergebnisse der durchgeführten Analyse schreiben sich in den Speicher des Blocks (13) ein, und bei Notwendigkeit werden zum Zugführer oder automatische Systems der Annahme der Lösung über die Korrektur des Regimes der Bewegung übergeben.Depending on the size of deviation D measured / D control rate the degree of damage of a running surface of a wheel and a possibility of a safe movement, for example at a speed decrease are defined. The results of the analysis are written in the memory of the block ( 13 ), and in case of need are transferred to the train operator or automatic system of acceptance of the decision on correction of a mode of movement.

Claims (6)

Das Verfahren zur Bestimmung der Qualität der Lauffläche der Räder eines Schienenbeförderungsmittels während der Bewegung des Transportmittels beruht auf der Messung der Geschwindigkeit der Bewegung des Transportmittels, der Messung der linearen senkrechten Beschleunigungen der Radachse in jedem i-Winkel der Raddrehung, der Berechnung der Dispersion der linearen senkrechten Beschleunigungen in jedem i-Winkel der Raddrehung, die durch Defekte der Lauffläche hervorgerufen werden, und dem Vergleich dieser Dispersion mit dem zulässigen Wert, dadurch gekennzeichnet, dass die Messungen der linearen senkrechten Beschleunigungen durch den Sensor auf dem Achslager bei ständiger Geschwindigkeit der Bewegung des Transportmittels durchgeführt werden. Die Radlauffläche wird als in aufeinander folgende i-Zonen geteilt aufgefasst. Die Messungen der linearen senkrechten Beschleunigungen und die Bearbeitung der Ergebnisse dieser Messungen werden in jeder Zone einzeln durchgeführt. Der Anfang der ersten Zone auf der Radlauffläche wird zufällig ausgewählt und entspricht dem Zeitpunkt des Beginns der Messungen. Für jede Zone wird die Dispersion der Werte der linearen senkrechten Beschleunigungen berechnet, die für diese Zone gemessen worden sind. Berechnet wird das Quadrat der Dispersion der Beschleunigungen für jede Zone. Das Quadrat der Dispersion der Beschleunigungen für jede Zone wird mit dem zulässigen Wert des Kontrollrichtsatzes verglichen. Der Kontrollrichtsatz, der zur Geschwindigkeit der Bewegung gehört, bei der die aktuelle Messung durchgeführt worden ist, wird durch die Extrapolation aus den Werten der Kontrollrichtsätze berechnet, die früher bei einzelnen Tests erhalten worden sind und für verschiedene Geschwindigkeiten der Bewegung berechnet sind. Die Qualität der Radlauffläche für jede i-Zone wird berechnet als Verhältnis des Quadrats der Dispersion der Beschleunigungen, die für diese Zone erhalten worden ist, zum Wert des Kontrollrichtsatzes, der aus den vorhandenen Tabellendaten vorhergehender Tests berechnet worden ist.The method for determining the quality of the running surface of the wheels of a rail vehicle during the movement of the means of transport is based on the measurement of the speed of movement of the means of transport, the measurement of the linear vertical accelerations of the wheel axis in each i-angle of the wheel rotation, the calculation of the dispersion of the linear vertical accelerations in each i-angle of the wheel rotation caused by defects of the tread, and the comparison of this dispersion with the permissible value, characterized in that the measurements of the linear vertical accelerations by the sensor on the axle bearing at constant speed of movement of the Transport are carried out. The wheel tread is considered divided into consecutive i-zones. The measurements of the linear vertical accelerations and the processing of the results of these measurements are carried out individually in each zone. The beginning of the first zone on the wheel tread is selected at random and corresponds to the time of the beginning of the measurements. For each zone, the dispersion of the values of the linear vertical accelerations measured for this zone is calculated. The square of the dispersion of accelerations for each zone is calculated. The square of the dispersion of the accelerations for each zone is compared with the allowable value of the control standard. The control standard, which is related to the speed of the movement at which the current measurement was taken, is calculated by extrapolation from the values of the control standards obtained earlier in individual tests and calculated for different speeds of movement. The quality of the wheel tread for each i-zone is calculated as the ratio of the square of the dispersion of the accelerations obtained for that zone to the value of the control penalty calculated from the existing tabular data of previous tests. Das Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Anfang der ersten Zone auf der Radlauffläche von einem elektrischen oder mechanischen Sensor vorgegeben wird, der auf der seitlichen Radoberfläche installiert ist.The method according to claim 1, characterized in that the beginning of the first zone on the wheel tread is predetermined by an electrical or mechanical sensor installed on the side wheel surface. Das Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Ablesen der linearen senkrechten Beschleunigungen der Radachse für jede i-Zone in dem Zeitintervall durchgeführt wird, das nach der Formel Δt = 2πR / Vn bestimmt wird.The method according to claim 1, characterized in that the reading of the linear vertical accelerations of the wheel axis is carried out for each i-zone in the time interval which follows the formula Δt = 2πR / Vn is determined. Das Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Zahl der Wiederholungsmessungen der linearen senkrechten Beschleunigungen in jeder i-Zone und die Zahl der entsprechenden Raddrehungen durch die erforderliche Zuverlässigkeit der statistischen Bewertung der Dispersion bestimmt werden.The method according to claim 1, characterized in that the number of repetition measurements of the linear vertical accelerations in each i-zone and the number of corresponding wheel rotations are determined by the required reliability of the statistical evaluation of the dispersion. Das Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Kontrollrichtsatz als Quadrat der Dispersionen der höchstzulässigen linearen senkrechten Beschleunigungen der Radachse berechnet wird, bei denen noch eine Ressource der Betriebsfähigkeit der Elemente des Laufwerks des Schienenbeförderungsmittels erhalten bleibt und der Komfort der Bewegung gewährleistet wird.The method according to claim 1, characterized in that the control rule is calculated as the square of the dispersions of the maximum allowable linear vertical accelerations of the wheel axle, which still preserves a resource of operability of the elements of the carriage of the rail vehicle and the comfort of the movement is ensured. Die Einrichtung für die Bestimmung der Qualität der Radlauffläche des Schienenbeförderungsmittels im Prozess der Bewegung besteht aus folgenden Teilen: Impulsgeber des Drehwinkels des Rads, der verbunden ist mit dem Block für die Bestimmung der Umfangsgeschwindigkeit des Rads; Sensor der linearen senkrechten Beschleunigungen auf dem Achslager; Block für die Berechnung der Dispersion der linearen senkrechten Beschleunigungen auf jedem i-Winkel der Raddrehung, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung einen Block für die Bestimmung des Regimes der Bewegung des Beförderungsmittels und einen Signalgeber für den Beginn der Messung enthält, dabei ist der Ausgang des Block für die Bestimmung der Umfangsgeschwindigkeit des Rads verbunden mit dem Eingang des Blocks für die Bestimmung des Regimes der Bewegung des Beförderungsmittels; die Einrichtung enthält auch einen Signalgeber für den Beginn des Ablesens der Drehwinkel des Rads; enthält einen Signalgeber für den Beginn und einen Signalgeber für die Beendigung der Periode des Ablesens der Größe der linearen senkrechten Beschleunigungen in jeder i-Zone des Rads, dabei sind die Eingänge dieser Signalgeber verbunden mit dem Ausgang des Impulsgebers des Drehwinkels des Rads; der Ausgang des Signalgebers für den Beginn des Ablesens der Drehwinkel des Rads ist verbunden mit dem ersten Eingang des Signalgebers für das Ablesen der Beschleunigungen
Figure DE102013006694A1_0002
mit dem zweiten Eingang des Signalgebers für die Beendigung des Ablesens der Beschleunigungen; der Ausgang des Blocks für die Bestimmung der Umfangsgeschwindigkeit des Rads ist verbunden mit dem zweiten Eingang des Signalgebers für den Beginn des Ablesens der linearen senkrechten Beschleunigungen im i-Winkel der Raddrehung; der erste und der zweite Schalter sind aufeinander folgend verbunden. Verwendet werden: ein Kommutator, der n-Ausgänge hat, und ein Berechner des Kontrollrichtsatzes, ein Block für den Vergleich und die Bewertung mit (n + 1) Ausgängen und ein Berechner des Kontrollrichtsatzes. Die Blöcke sind folgendermaßen verbunden: Jeder n-Ausgang des Kommutators ist mit den entsprechenden n-Eingängen des Blocks für die Berechnung der Dispersion der linearen senkrechten Beschleunigungen in jeder i-Zone des Rads verbunden; der Ausgang des Blocks für die Bestimmung der Umfangsgeschwindigkeit der Raddrehung ist mit dem Eingang des Blocks des Berechners des Kontrollrichtsatzes verbunden, und der Ausgang des Blocks des Berechners des Kontrollrichtsatzes ist mit dem (n + 1) Eingang des Blocks für den Vergleich und die Bewertung verbunden. Ebenso sind die n-Ausgänge des Blocks für die Berechnung der Dispersion entsprechend mit den n-Eingängen des Blocks für den Vergleich und die Bewertung verbunden. The device for determining the quality of the wheel tread of the rail vehicle in the process of movement consists of the following parts: Pulse generator of the angle of rotation of the wheel connected to the block for determining the peripheral speed of the wheel; Sensor of linear vertical accelerations on the axle box; Block for the calculation of the dispersion of the linear vertical accelerations on each i-angle of the wheel rotation, characterized in that the device includes a block for determining the mode of movement of the vehicle and a signal transmitter for the beginning of the measurement, the output of the Block for determination of peripheral speed of a wheel connected to the input of the block for definition of a mode of movement of the vehicle; the device also includes a signal generator for starting the reading of the rotational angles of the wheel; includes a start signal generator and a signal generator for terminating the period of reading the magnitude of the linear vertical accelerations in each i-zone of the wheel, the inputs of these signal transmitters being connected to the output of the pulse rotation angle encoder of the wheel; the output of the signal generator for starting the reading of the rotation angle of the wheel is connected to the first input of the signal generator for reading the accelerations
Figure DE102013006694A1_0002
with the second input of the signaler for the completion of the reading of the accelerations; the output of the block for determining the peripheral speed of the wheel is connected to the second input of the signal generator for starting the reading of the linear vertical accelerations in the i-angle of the wheel rotation; the first and second switches are connected sequentially. The following are used: a commutator having n outputs and a controller of the control directive, a block for comparison and evaluation with (n + 1) outputs and a controller of the control policy. The blocks are connected as follows: Each n output of the commutator is connected to the corresponding n inputs of the block for calculating the dispersion of the linear vertical accelerations in each i-zone of the wheel; the output of the block for the determination of the peripheral speed of wheel rotation is connected to the input of the block of the calculator of the control directive, and the output of the block of the calculator of the control directive is connected to the (n + 1) input of the block for comparison and evaluation , Similarly, the n outputs of the dispersion calculation block are respectively connected to the n inputs of the comparison and evaluation block.
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