RU134886U1 - DIAGNOSTIC DEVICE FOR VEHICLE ROLLING BEARING - Google Patents

DIAGNOSTIC DEVICE FOR VEHICLE ROLLING BEARING Download PDF

Info

Publication number
RU134886U1
RU134886U1 RU2013138468/11U RU2013138468U RU134886U1 RU 134886 U1 RU134886 U1 RU 134886U1 RU 2013138468/11 U RU2013138468/11 U RU 2013138468/11U RU 2013138468 U RU2013138468 U RU 2013138468U RU 134886 U1 RU134886 U1 RU 134886U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
information element
bearing
time intervals
ferromagnetic
protrusions
Prior art date
Application number
RU2013138468/11U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Николаевич Атаманов
Михаил Иванович Киселев
Александр Сергеевич Комшин
Евгений Александрович Кудрявцев
Валерий Иванович Осипов
Олег Анатольевич Павлов
Сергей Николаевич Пантелеев
Владимир Ильич Пронякин
Виктор Владимирович Свиридов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Демиховский машиностроительный завод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Демиховский машиностроительный завод" filed Critical Открытое акционерное общество "Демиховский машиностроительный завод"
Priority to RU2013138468/11U priority Critical patent/RU134886U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU134886U1 publication Critical patent/RU134886U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

1. Устройство диагностики буксового подшипника качения, характеризующееся тем, что оно содержит ферромагнитный информационный элемент, жестко сопряженный с сепаратором буксового подшипника качения, индукционный датчик, установленный на буксе диагностируемого подшипника и расположенный напротив ферромагнитного информационного элемента, блок измерения интервалов времени между импульсами, поступающими от датчика, и блок формирования и анализа рядов измеренных интервалов времени, выполненный с возможностью определения разброса их значений и математической обработки для определения отклонения полученных результатов от заданного диапазона значений.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ферромагнитный информационный элемент выполнен в виде диска с чередующимися выступами и впадинами.3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что количество выступов кратно или равно количеству тел качения диагностируемого подшипника.1. A diagnostic device for axlebox bearings, characterized in that it contains a ferromagnetic information element rigidly coupled to a separator for axlebox bearings, an induction sensor mounted on the axle of the diagnosed bearing and located opposite the ferromagnetic information element, a unit for measuring time intervals between pulses from a sensor, and a unit for generating and analyzing a series of measured time intervals, configured to determine the spread of their values cheny and mathematical processing to determine the deviation of the results obtained from znacheniy.2 predetermined range. The device according to claim 1, characterized in that the ferromagnetic information element is made in the form of a disk with alternating protrusions and depressions. The device according to claim 2, characterized in that the number of protrusions is a multiple of or equal to the number of rolling bodies of the bearing being diagnosed.

Description

Область техникиTechnical field

Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована для автоматизированного контроля состояния буксовых узлов транспортного средства в движении.The utility model relates to the field of measurement technology and can be used for automated monitoring of the state of axle boxes of a vehicle in motion.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Из уровня техники известно устройство, реализующее способ мониторинга состояния буксы колесной пары, раскрытое в патенте на изобретение RU 2258017, опубликованном 10.08.2005, в котором измерение величины смещения буксы производят оптическими дальномерами при движении колесной пары путем сравнения двух измеренных линейных профилей колеса с заранее известными профилями эталонной колесной пары. По результатам сравнения делают вывод о состоянии буксы колесной пары. В качестве одного из измеренных профилей используют наружный профиль колеса на уровне расположения буксы, а в качестве другого - профиль внутренней стороны колеса на уровне между рельсом и осью колесной пары.A device is known from the prior art that implements a method for monitoring the condition of a axle box axle, disclosed in RU 2258017, published on 08/10/2005, in which axle box displacement is measured by optical range finders when a pair of wheels moves by comparing two measured linear wheel profiles with previously known profiles of the reference wheelset. Based on the comparison results, a conclusion is made about the condition of the axle box axle box. As one of the measured profiles use the outer profile of the wheel at the level of the axle box, and as the other - the profile of the inner side of the wheel at a level between the rail and the axis of the wheelset.

К недостаткам данного технического решения следует отнести случайный характер измерительной выборки, который получается только во время прохождения колесной пары мимо оптических датчиков. В таком способе букса колесной пары не находится под постоянным контролем, что принципиально не может обеспечить достоверную диагностику и своевременное предупреждение возможных неисправностей.The disadvantages of this technical solution include the random nature of the measuring sample, which is obtained only when the wheelset passes by the optical sensors. In this method, the axle box is not under constant monitoring, which in principle cannot provide reliable diagnostics and timely warning of possible malfunctions.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявленной полезной модели является устройство диагностики подшипника качения по патенту на изобретение RU 2438900, опубликованному 10.01.2012, включающее датчик нулевого отсчета, датчик поворота вращающегося кольца подшипника и датчик перемещения тел качения или элементов сепаратора.The closest set of essential features to the claimed utility model is a rolling bearing diagnostic device according to the patent of the invention RU 2438900, published on 01.10.2012, including a zero reference sensor, a rotation sensor of a rotating bearing ring and a sensor for moving rolling elements or cage elements.

Недостатками этого известного устройства являются низкая точность измерений, а также отсутствие возможности отслеживать изменения в объекте в реальном времени, поскольку данное устройство позволяет только регистрировать последствия изменений.The disadvantages of this known device are the low accuracy of the measurements, as well as the inability to track changes in the object in real time, since this device only allows you to register the consequences of changes.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Техническим результатом, на достижение которого направлена заявленная полезная модель, является повышение достоверности результатов диагностики текущего технического состояния буксового подшипника качения (БПК) колесной пары рельсового транспортного средства в движении и, соответственно, повышение безопасности движения на транспорте.The technical result to which the claimed utility model is aimed is to increase the reliability of the diagnostic results of the current technical condition of the axle box bearing (BOD) of a wheel pair of a rail vehicle in motion and, accordingly, increase the safety of traffic.

Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство диагностики буксового подшипника качения содержит ферромагнитный информационный элемент, жестко сопряженный с сепаратором буксового подшипника качения, индукционный датчик, установленный на буксе диагностируемого подшипника и расположенный напротив ферромагнитного информационного элемента, блок измерения интервалов времени между импульсами, поступающими от датчика, и блок формирования и анализа рядов измеренных интервалов времени, выполненный с возможностью определения разброса их значений и математической обработки для определения отклонения полученных результатов от заданного диапазона значений.The specified technical result is achieved due to the fact that the diagnostic device for the axlebox bearing contains a ferromagnetic information element rigidly coupled to the separator of the axlebox bearing, an induction sensor mounted on the axle of the diagnosed bearing and located opposite the ferromagnetic information element, a unit for measuring time intervals between pulses arriving from the sensor, and the unit for the formation and analysis of the series of measured time intervals, made with the possibility w dispersion determining their values and mathematical processing to determine the deviation of the results obtained from a predetermined range of values.

Ферромагнитный информационный элемент может быть выполнен в виде диска с чередующимися выступами и впадинами, при этом количество выступов может быть равным или кратным количеству тел качения диагностируемого подшипника.The ferromagnetic information element can be made in the form of a disk with alternating protrusions and depressions, while the number of protrusions can be equal to or a multiple of the number of rolling bodies of the diagnosed bearing.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:The essence of the utility model is illustrated by drawings, where:

на фиг. 1 представлена схема устройства;in FIG. 1 shows a diagram of a device;

на фиг. 2 представлено изображение ферромагнитного информационного элемента, выполненного в виде гребенки;in FIG. 2 shows an image of a ferromagnetic information element made in the form of a comb;

на фиг. 3 представлена форма двухполярного сигнала индукционного датчика.in FIG. 3 shows a bipolar waveform of an induction sensor.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Получение диагностического сигнала обеспечивается за счет размещения индукционного датчика напротив информационного элемента, жестко устанавливаемого на сепараторе и выполненного из ферромагнитного металла, предпочтительно, в форме диска с сформированными на нем выступами и впадинами. Выступы и впадины могут быть выполнены любым известным способом, например, фрезерованием. Наличие чередующихся по окружности информационного элемента выступов и пазов формирует так называемую гребенку, в которой ферромагнитный выступ чередуется с воздушным зазором, что приводит к резкому изменению величины магнитной индукции в процессе вращения сепаратора и позволяет получать с датчика двухполярный сигнал (форма сигнала приведена на фиг. 3), который пригоден для преобразования в измерительный импульс, используемый для дальнейшей обработки и анализа.The diagnostic signal is obtained by placing the induction sensor opposite the information element, which is rigidly mounted on the separator and made of ferromagnetic metal, preferably in the form of a disk with protrusions and depressions formed on it. The protrusions and depressions can be performed in any known manner, for example, by milling. The presence of protrusions and grooves alternating around the circumference of the information element forms a so-called comb, in which the ferromagnetic protrusion alternates with an air gap, which leads to a sharp change in the magnetic induction during the rotation of the separator and allows to receive a bipolar signal from the sensor (the waveform is shown in Fig. 3 ), which is suitable for conversion into a measuring pulse used for further processing and analysis.

Количество выступов определяется в зависимости от требуемой глубины диагностики. Для «грубой», приблизительной оценки достаточно одного выступа, но для получения более детальной информации о техническом состоянии подшипника требуется число выступов, предпочтительно, равное или кратное количеству тел качения диагностируемого подшипника. Получаемый с датчика сигнал поступает в блок обработки информации, включающий блок формирования измерительного импульса, блок измерения интервалов времени и оттуда - в ЭВМ, в которую заложены алгоритмы диагностики.The number of protrusions is determined depending on the required diagnostic depth. For a “rough”, rough estimate, one protrusion is sufficient, but to obtain more detailed information about the technical condition of the bearing, the number of protrusions is required, preferably equal to or a multiple of the number of rolling bodies of the bearing being diagnosed. The signal received from the sensor enters the information processing unit, including the measuring pulse generation unit, the time interval measuring unit, and from there to the computer, which contains the diagnostic algorithms.

Диагностика осуществляется с использованием нескольких алгоритмов.Diagnostics is carried out using several algorithms.

1. Базовый алгоритм состоит в следующем: измеряется последовательно интервал времени прохождения зубцов относительно датчика на постоянной скорости вращения колеса и сравниваются соседние интервалы времени. Если интервалы времени близки по значению, делается вывод о нормальном движении сепаратора, который имеет собственную скорость вращения, которая вычисляется из геометрических размеров элементов БПК (для нашего случая это 0,407 от скорости вращения вала). Если интервалы времени уменьшаются, делается вывод о замедлении сепаратора, что свидетельствует о начале его заедания на наружном кольце, имеющем нулевую скорость. Если интервалы времени устойчиво увеличиваются, то делается вывод о начале его заедания на внутреннем кольце, вращающемся со скоростью вала. И в том и в другом случаях при развитии дефектов на этих кольцах БПК разрушается. В первом случае это происходит при полном стопорении сепаратора и всей сборки на наружном кольце, при скорости сепаратора, равной нулю, нагреве и разрушения внутреннего кольца от возникающего сухого трения контактирующих поверхностей. Во втором случае это происходит при полном стопорении наружного кольца, вращающегося со скоростью вала, и проворачивании подшипника в буксе с начала на остатках смазки, а затем и при сухом трении. Опытные данные свидетельствуют, что для этого буксовому подшипнику в поезде, идущему со скоростью 100 км/час, достаточно 10 минут.1. The basic algorithm is as follows: the time interval of the passage of the teeth relative to the sensor at a constant wheel speed is measured sequentially and neighboring time intervals are compared. If the time intervals are close in value, a conclusion is drawn about the normal motion of the separator, which has its own rotation speed, which is calculated from the geometric dimensions of the BOD elements (in our case, it is 0.407 of the shaft rotation speed). If the time intervals are reduced, it is concluded that the separator is slowing down, which indicates the beginning of its seizing on the outer ring, which has zero speed. If the time intervals steadily increase, then a conclusion is drawn about the beginning of its seizing on the inner ring, rotating with the speed of the shaft. In both cases, with the development of defects on these rings, the BOD is destroyed. In the first case, this occurs when the separator and the entire assembly are completely locked on the outer ring, with a separator speed of zero, heating and destruction of the inner ring from the resulting dry friction of the contacting surfaces. In the second case, this occurs when the outer ring, rotating with the speed of the shaft, is completely locked and the bearing is rotated in the axle box from the beginning on the grease residues, and then with dry friction. Experimental data show that for this, 10 minutes are enough for a box bearing in a train traveling at a speed of 100 km / h.

Система диагностики, и аварийной защиты, построенная на вышеизложенном алгоритме, должна фиксировать начальные рывки сепаратора и сигнализировать о них компетентным органам, ответственным за безопасность поезда. Далее система отслеживает данные рывки, их частоты т.д. Их переход в непрерывное отставание, или ускорение сепаратора свидетельствует о скором разрушении БПК.The diagnostic and emergency protection system based on the above algorithm should record the initial jerks of the separator and signal them to the competent authorities responsible for the safety of the train. Further, the system monitors these jerks, their frequencies, etc. Their transition to continuous lag, or acceleration of the separator indicates the imminent destruction of the BOD.

2. Второй алгоритм основан на том, что в буксе на одной оси рядом находятся два БПК. Алгоритм слежения такой же, как и в п. 1, но предварительные решения могут приниматься на основании сравнения поведения этих сепараторов: изменение скорости вращения одного из них относительно другого также может служить первым свидетельством о начале выхода БПК из строя вне зависимости от вызвавших его причин.2. The second algorithm is based on the fact that in the axle box on the same axis are two BODs nearby. The tracking algorithm is the same as in paragraph 1, but preliminary decisions can be made based on a comparison of the behavior of these separators: a change in the rotation speed of one of them relative to the other can also serve as the first evidence of the beginning of the BOD failure, regardless of the reasons that caused it.

3. Сравнение можно организовать и в пределах одной стороны тележки, всей тележки, вагона и всего состава.3. Comparison can also be organized within one side of the cart, the entire cart, wagon and the whole composition.

Claims (3)

1. Устройство диагностики буксового подшипника качения, характеризующееся тем, что оно содержит ферромагнитный информационный элемент, жестко сопряженный с сепаратором буксового подшипника качения, индукционный датчик, установленный на буксе диагностируемого подшипника и расположенный напротив ферромагнитного информационного элемента, блок измерения интервалов времени между импульсами, поступающими от датчика, и блок формирования и анализа рядов измеренных интервалов времени, выполненный с возможностью определения разброса их значений и математической обработки для определения отклонения полученных результатов от заданного диапазона значений.1. A diagnostic device for axlebox bearings, characterized in that it contains a ferromagnetic information element rigidly coupled to a separator for axlebox bearings, an induction sensor mounted on the axle box of the bearing being diagnosed and located opposite the ferromagnetic information element, a unit for measuring time intervals between pulses from a sensor, and a unit for generating and analyzing a series of measured time intervals, configured to determine the spread of their values cheny and mathematical processing to determine the deviation of the results obtained from a predetermined range of values. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ферромагнитный информационный элемент выполнен в виде диска с чередующимися выступами и впадинами.2. The device according to claim 1, characterized in that the ferromagnetic information element is made in the form of a disk with alternating protrusions and depressions. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что количество выступов кратно или равно количеству тел качения диагностируемого подшипника.
Figure 00000001
3. The device according to claim 2, characterized in that the number of protrusions is a multiple or equal to the number of rolling bodies of the diagnosed bearing.
Figure 00000001
RU2013138468/11U 2013-08-19 2013-08-19 DIAGNOSTIC DEVICE FOR VEHICLE ROLLING BEARING RU134886U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013138468/11U RU134886U1 (en) 2013-08-19 2013-08-19 DIAGNOSTIC DEVICE FOR VEHICLE ROLLING BEARING

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013138468/11U RU134886U1 (en) 2013-08-19 2013-08-19 DIAGNOSTIC DEVICE FOR VEHICLE ROLLING BEARING

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU134886U1 true RU134886U1 (en) 2013-11-27

Family

ID=49625321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013138468/11U RU134886U1 (en) 2013-08-19 2013-08-19 DIAGNOSTIC DEVICE FOR VEHICLE ROLLING BEARING

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU134886U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9728016B2 (en) Wheel monitoring system and method
KR101829645B1 (en) Device and method for monitoring railway vehicle and method for monitoring using the same
JP4935157B2 (en) Abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method
JP5525404B2 (en) Railway vehicle state monitoring device, state monitoring method, and rail vehicle
JP5371908B2 (en) Travel speed detection device
CN105806604A (en) Locomotive vehicle running gear bearing holder fault pre-alarm method
CN108731953B (en) Online detection method for polygonal fault of train wheel set
JP2012058171A (en) Moving object abnormality detection system and moving object
US20160282223A1 (en) Bearing state detection device and bearing state detection method
CN103587548A (en) Device and method for detecting wheel out-of-roundness of urban rail vehicle through sensor direct measurement
CN103587549A (en) Laser-sensor-based device and method for detecting out-of-roundness of wheels of urban rail vehicles
EP3009825B1 (en) Method and data processing device for determining a spacing of rolling elements
JP7020744B2 (en) How to determine the elemental characteristics of a railroad track element
CN103359134A (en) Imaging and temperature measuring device for bogie and underframe of running train
RU134886U1 (en) DIAGNOSTIC DEVICE FOR VEHICLE ROLLING BEARING
Judek et al. Wavelet transform-based approach to defect identification in railway carbon contact strips
CN104271428B (en) Method for investigating Wheel Rail Contact
Xinna et al. Dynamic characteristics of high-speed railway vehicle with axle box bearing faults
Alten et al. Detecting and classifying rail corrugation based on axle bearing vibration
CN203332149U (en) Running-train train bogie and chassis imaging and temperature measurement device
EP3556636A2 (en) Sensor signal processing system and method
CN203601297U (en) Urban rail vehicle wheel out-of-roundness detecting device performing direct measurement by adopting sensors
CN110940520B (en) Method for detecting incipient damage in a bearing
Bocz et al. Vibration-based condition monitoring of Tramway track from in service vehicle using time-frequency processing techniques
Gonzalez Development, optimization, and implementation of a vibration based defect detection algorithm for railroad bearings

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20140820