PL166926B1 - Sposób pomiaru średnic tocznych I wysokości obrzeży kół jezdnych pociągu - Google Patents

Abstract

1. Sposób pomiaru średnic tocznych i wysokości obrzeżykółjezdnych pociągu zwykorzystaniem do pomiaru czujników fotoelektrycznych, znamienny tym, że średnicę toczną (d) oraz wysokość (Ow) obrzeża ustala się na podstawie zależności geometrycznych znając długość cięciw koła (1) w co najmniej dwóch równoległych płaszczyznach (I, II) leżących w stałych odległościach względem szyny (2), przy czym długość cięciw wyznacza się mierząc chwilową prędkość unoszenia koła (1) i okresy czasu pomiędzy impulsami pochodzącymi z fotoelektrycznego czujnika (3, 6) umieszczonego na początku, i czujnika (5,7) umieszczonego na końcu odcinka pomiarowego (L) w każdej płaszczyźnie (I, II), zaś chwilową prędkość unoszenia koła (1) mierzy się za pomocą dwóch fotoelektrycznych czujników (3,4) umieszczonych wjednej płaszczyźnie (I) w stałej odległości (LI).

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru średnic tocznych w wysokości obrzeży kół jezdnych pociągu, mający zastosowanie do pomiarów podczas ruchu pociągu, a także w procesie produkcji podczas względnego obiektu badanego względem urządzenia pomiarowego.

Dotychczas powszechnie w praktyce stosowane są ręczne sposoby pomiaru cech geometrycznych kół, wykonywane za pomocą specjalnych przymiarów podczas postoju pociągu.

Od szeregu lat w niektórych specjalistycznych ośrodkach badawczych pracuje nad opracowaniem bezdotykowej metody pomiaru geometrii kół pociągów będących w ruchu. Jednak dotychczas nie udało się opracować i wdrożyć do praktyki urządzeń realizujących pomiar bezdotykowo z zadowalającą dokładnością.

Znany z opisu patentowego RFN nr 3 625 564 sposób pomiaru polega na określeniu tylko średnicy tocznej koła na podstawie pomiaru cięciwy w płaszczyźnie koła tocznego. Źródła promieni umieszczone są pod szyną, a ich odbiorniki obok szyny poniżej koła. Sposób ten nie umożliwia pomiaru wysokości obrzeża koła.

Z opisu zgłoszeniowego EP nr 0 212 052 znany jest sposób pomiaru polegający na użyciu sześciu głowic laserowych, spośród których cztery, umieszczone pod szyną, wykorzystywane są do pomiaru długości cięciw koła tocznego, a dwie pozostałe do pomiaru prędkości przemieszczania się koła po szynie. Sposób ten nie umożliwia równoczesnego pomiaru wysokości obrzeża koła.

W przedstawionych rozwiązaniach podczas pomiaru wykorzystuje się głowice optyczne współpracujące ze skomplikowanymi urządzeniami elektronicznymi i komputerem.

166 926

Sposoby te są trudne w zastosowaniu ze względu na drgania powstające podczas jazdy pociągiem, co wymaga przygotowania specjalnego stanowiska pomiarowego. Ponadto do przeprowadzenia pomiaru niezbędne są zmiany konstrukcyjne szyny na odcinku pomiarowym. Z tych względów sposoby te jak dotychczas nie znalazły praktycznego zastosowania.

Sposób według wynalazku polega na tym, że średnicę toczną oraz wysokość obrzeża ustala się na podstawie zależności geometrycznych znając długość cięciw koła w co najmniej dwóch równoległych płaszczyznach leżących w stałych odległościach względem szyny. Długość cięciw wyznacza się mierząc chwilową prędkość unoszenia koła i okresy czasu pomiędzy impulsami pochodzącymi z fotoelektrycznego czujnika umieszczonego na początku, i czujnika umieszczonego na końcu odcinka pomiarowego w każdej płaszczyźnie, przy czym chwilową prędkość unoszenia koła mierzy się za pomocą dwóch fotoelektrycznych czujników umieszczonych w jednej płaszczyźnie w stałej odległości od siebie.

Inny sposób polega na tym, że średnicę toczną ustala się na podstawie zależności geometrycznych znając długość cięciwy koła w płaszczyźnie leżącej w stałej odległości od szyny i wysokość obrzeża koła. Wysokość obrzeża koła wyznacza się za pomocą czujnika przemieszczeń, natomiast długość cięciwy wyznacza się mierząc chwilową prędkość unoszenia koła i okresy czasu pomiędzy impulsami pochodzącymi z czujników fotoelektrycznych umieszczonych w stałej odległości w tej płaszczyźnie, przy czym chwilową prędkość unoszenia koła mierzy się za pomocą dwóch fotoelektrycznych czujników umieszczonych w tej płaszczyźnie w stałej odległości od siebie.

W praktyce czujniki do pomiaru chwilowej prędkości unoszenia powinny znajdować się w czasie pomiaru po jednej stronie osi pionowej koła. Minimalizacja odległości czujników do pomiaru prędkości chwilowej wpływa na zwiększenie dokładności pomiaru. Natomiast maksymalna odległość odcinka pomiarowego od szyny, mająca znaczny wpływ na dokładność pomiaru, w praktyce jest ograniczona wielkością prześwitu pomiędzy elementami wózków jezdnych i podwozia wagonów a podtorzem, przy prostopadłym przebiegu emitowanych promieni świetlnych względem płaszczyzny koła. Może być jednak zwiększona w wyniku ukośnego do płaszczyzny koła przebiegu tych promieni.

Przy pomiarze w co najmniej dwóch płaszczyznach minimalna odległość dolnego odcinka pomiarowego musi być większa od zera, aby było możliwe przesyłanie sygnałów pomiędzy emiterami a detektorami ponad szyną.

Sposób według wynalazku umożliwia ustalenie średnich wartości średnic tocznych oraz średnich wartości wysokości obrzeży kół, co jest ważne ze względu na występujące w rzeczywistości deformacje kształtu kołowego wywołane zużyciem eksploatacyjnym.

Wynalazek objaśniony jest na podstawie przykładowych układów pomiarowych przedstawionych na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia układ pomiarowy złożony z czujników fotoelektrycznych w dwóch płaszczyznach pomiarowych, a fig. 2 - układ pomiarowy złożony z czujników fotoelektrycznych w jednej płaszczyźnie pomiarowej i czujnika przemieszczeń.

W układzie przedstawionym na fig. 1, średnicę toczną d oraz wysokość Ow obrzeża koła 1 ustala się na podstawie elementarnych zależności geometrycznych znając długość cięciw w dwóch równoległych płaszczyznach pomiarowych I, II odległych od siebie o stałą wielkość A, oraz położenie tych płaszczyzn względem szyny określone wymiarem B. Pomiar przeprowadzany jest podczas przemieszczania się koła 1 wzdłuż szyny 2. Ustalenie długości cięciw polega na dokładnym pomiarze chwilowej prędkości unoszenia koła 1 wzdłuż szyny 2 za pomocą czujników 3, 4 umieszczonych w płaszczyźnie pomiarowej I w odległości L1, oraz dokładnym pomiarze okresów czasu pomiędzy impulsami pochodzącymi z czujników

3,5 umieszczonych w płaszczyźnie pomiarowej I w odległości L i czujników 6,7 umieszczonych w płaszczyźnie II także w odległości L. Impulsy wywoływane są przez koło 1 o średnicy zewnętrznej D przetaczające się po szyjnie 2. Na podstawie tych pomiarów wyznacza się długość cięciw.

W układzie przedstawionym na fig. 2, średnicę toczną d oraz wysokość Ow obrzeża koła 1 ustala się na podstawie zależności geometrycznych znając długość cięciwy koła 1 w płaszczyźnie pomiarowej I leżącej w stałej odległości H od szyny 2, a wysokość Ow obrzeża

166 926 koła 1, wyznacza się za pomocą czujnika przemieszczeń 8 przymocowanego do szyny 2. Długość cięciwy wyznacza się tak jak w przykładzie z fig. 1, mierząc chwilową prędkość unoszenia koła 1 za pomocą czujników 3, 4 i okresy czasu pomiędzy impulsami pochodzącymi z czujników 3, 5.

W układzie pomiarowym realizującym sposób według wynalazku mogą być zastosowane czujniki fotoelektryczne wykorzystujące światło laserowe. Czujniki te powinny być związane z szyną w celu wyeliminowania wpływu ugięcia szyny podczas jazdy pociągu na wyniki pomiarów. W przypadku połączenia urządzenia pomiarowego z podłożem należy mierzyć ugięcie szyny za pomocą czujnika przemieszczeń i na bieżąco uwzględniać jego wartość w obliczeniach badanych parametrów geometrycznych kół.

Obliczenia powinny być przeprowadzane na komputerze klasy PC.

Zbliżenie wartości średnich uzyskanych na drodze pomiarów do rzeczywistych wartości oczekiwanych mierzonych parametrów geometrycznych można uzyskać stosując do pomiaru zwielokrotniony układ czujników fotoelektiycznych przesuniętych względem siebie, na przykład o stałą podziałkę.

Fig.1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1,00 zł.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób pomiaru średnic tocznych i wysokości obrzeży kół jezdnych pociągu z wykorzystaniem do pomiaru czujników fotoelektrycznych, znamienny tym, że średnicę toczną (d) oraz wysokość (Ow) obrzeża ustala się na podstawie zależności geometrycznych znając długość cięciw koła (1) w co najmniej dwóch równoległych płaszczyznach (I, II) leżących w stałych odległościach względem szyny (2), przy czym długość cięciw wyznacza się mierząc chwilową prędkość unoszenia koła (1) i okresy czasu pomiędzy impulsami pochodzącymi z fotoelektrycznego czujnika (3, 6) umieszczonego na początku, i czujnika (5,7) umieszczonego na końcu odcinka pomiarowego (L) w każdej płaszczyźnie (I, II), zaś chwilową prędkość unoszenia koła (1) mierzy się za pomocą dwóch fotoelektiycznych czujników (3,4) umieszczonych w jednej płaszczyźnie (I) w stałej odległości (L1).

2. Sposób pomiaru średnic tocznych i wysokości obrzeży kół jezdnych pociągu z wykorzystaniem do pomiaru czujników fotoelektiycznych, znamienny tym, że średnicę toczną (d) ustala się na podstawie zależności geometrycznych znając długość cięciwy koła (1) w płaszczyźnie (I) leżącej w stałej odległości (H) od szyny (2) i wysokość (Ow) obrzeża koła (1), przy czym długość cięciwy wyznacza się mierząc chwilową prędkość unoszenia koła (1) i okresy czasu pomiędzy impulsami pochodzącymi z czujników fotoelektrycznych (3,5) umieszczonych w stałej odległości (L) w tej płaszczyźnie, zaś wysokość (Ow) obrzeża koła (1) wyznacza się za pomocą czujnika przemieszczeń (8), przy czym chwilową prędkość unoszenia koła (1) mierzy się za pomocą dwóch fotoelektrycznych czujników (3, 4) umieszczonych w płaszczyźnie (I) w stałej odległości (L1).