RU197172U9

RU197172U9 - On-board device for monitoring the technical condition of the draft gear of a freight car

Info

Publication number: RU197172U9
Application number: RU2019129938U
Authority: RU
Inventors: Игорь Юрьевич Ермоленко; Михаил Геннадьевич Кушков; Юрий Иванович Матяш; Ибрагим Азимович Гаджиев; Александр Сергеевич Ададуров; Любовь Викторовна Мартыненко; Николай Юрьевич Соснов
Filing date: 2019-09-23
Publication date: 2023-02-06

Abstract

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и предназначена для непрерывного диагностирования технического состояния поглощающего аппарата грузового вагона на ходу поезда.The utility model relates to railway transport and is intended for continuous diagnosing of the technical condition of the draft gear of a freight car while the train is running.

Предложено бортовое устройство для преобразования механических усилий, передаваемых от поглощающего аппарата на задний упор хребтовой балки вагона, в электрический сигнал за счет установки тензорезистора на задний упор.An on-board device is proposed for converting mechanical forces transmitted from the draft gear to the back stop of the car center beam into an electrical signal by installing a strain gauge on the back stop.

Предлагаемое устройство позволяет определять параметры усилий, передаваемых поглощающим аппаратом на задний упор хребтовой балки рамы вагона на протяжении всего пути следования поезда, на основе которых можно оценивать исправное состояние поглощающего аппарата вагона, уровень снижения эффективности его работы и прогнозировать отказ.

The proposed device allows you to determine the parameters of the forces transmitted by the draft gear to the rear stop of the car frame center beam throughout the entire train route, on the basis of which it is possible to assess the good condition of the draft gear of the car, the level of decrease in its efficiency and predict failure.

Description

Известна полезная модель «Стенд для испытания и ремонта поглощающих аппаратов грузовых вагонов» (патент РФ 61033, опубликован 10.02.2007 г., авторы Свердлов В.Б., Иргер Г.Ю., Акмалов С.Г., Ступин Д.А., Пряников С.А.), содержащая пресс, гидростанцию, панель управления, контроллер, компьютер и принтер. Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является обеспечение качества ремонта поглощающих аппаратов грузовых вагонов, за счет возможности точной автоматизированной диагностики их технического состояния.Known utility model "Stand for testing and repair of draft gear of freight cars" (RF patent 61033, published 10.02.2007, authors Sverdlov V.B., Irger G.Yu., Akmalov S.G., Stupin D.A. , Pryanikov S.A.), containing a press, a hydraulic station, a control panel, a controller, a computer and a printer. The task to be solved by the utility model is to ensure the quality of repair of draft gears of freight cars, due to the possibility of accurate automated diagnostics of their technical condition.

Однако, данный стенд является производственным оборудованием, неспособным осуществлять непрерывное диагностирование технического состояния поглощающего аппарата на ходу поезда.However, this stand is a production equipment that is unable to carry out continuous diagnostics of the technical condition of the draft gear while the train is running.

Известно изобретение «Способ технической диагностики и ремонта поглощающих аппаратов и его деталей» (патент РФ 2676914, опубликован 11.01.2019 г., авторы Болдырев А.П., Боровикова С.В., Гуров А.М., Ионов В.В., Ступин Д.А., Харыбин И.А.), суть которого заключается в том, что поглощающий аппарат доставляют на ремонтный участок, где проводят его дефектацию, разборку, ремонт и сборку, а также создают базу данных значений рабочих параметров. Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является разработка способа, который обеспечивает высокую эффективность и качество проведения технической диагностики и ремонта аппаратов в сборе, их сборочных единиц, деталей и последующей сортировки на пригодные к эксплуатации и подлежащие ремонту, их ремонта, сборки аппарата и проведение приемо-сдаточных испытаний отремонтированных аппаратов.The invention “Method for technical diagnostics and repair of draft gears and its parts” is known (RF patent 2676914, published on January 11, 2019, authors Boldyrev A.P., Borovikova S.V., Gurov A.M., Ionov V.V. , Stupin D.A., Kharybin I.A.), the essence of which is that the draft gear is delivered to the repair site, where it is fault-detected, disassembled, repaired and assembled, and a database of operating parameters values is created. The task to be solved by the utility model is to develop a method that ensures high efficiency and quality of technical diagnostics and repair of assembled devices, their assembly units, parts and subsequent sorting into serviceable and repairable, their repair, assembly of the device and carrying out acceptance tests of repaired devices.

Однако, данный способ предполагает диагностирование демонтированного поглощающего аппарата в производственном помещении, что не позволяет осуществлять непрерывное диагностирование технического состояния поглощающего аппарата на ходу поезда.However, this method involves diagnosing the dismantled draft gear in the production room, which does not allow continuous diagnosing of the technical condition of the draft gear while the train is running.

Наиболее близкой к предлагаемому устройству является аппаратура диагностирования упряжного устройства грузовых вагонов (АДУ) (Свердлов В.П. Выбор диагностических признаков и разработка аппаратуры диагностирования упряжного устройства грузовых вагонов: автореф. дис. … кандидата технических наук: 05.22.07. - Екатеринбург, 1995. - 26 с.), содержащая датчик, устанавливаемый в межшпальный промежуток на путях в тех местах, где поезда идут в режиме тяги и предназначена для автоматизированного контроля технического состояния упряжного устройства вагона, в том числе поглощающего аппарата, входящего в его состав. Принцип работы АДУ основан на определении длины зон износа до металлического блеска на хвостовике автосцепки от трения о центрирующую балочку и на нижней полосе тягового хомута от трения о поддерживающую планку. Если длина изношенных поверхностей превышает заданное пороговое значение, то делается вывод, что в целом данное упряжное устройство неисправно.Closest to the proposed device is the equipment for diagnosing the draft device of freight cars (ADU) (Sverdlov V.P. The choice of diagnostic features and the development of equipment for diagnosing the draft device of freight cars: abstract of dissertation ... candidate of technical sciences: 05.22.07. - Yekaterinburg, 1995 . - 26 pp.), containing a sensor installed in the intersleeper gap on the tracks in those places where trains run in traction mode and is designed for automated monitoring of the technical condition of the carriage draft device, including the draft gear included in its composition. The principle of operation of the automatic control unit is based on determining the length of the wear zones to a metallic sheen on the shank of the automatic coupler from friction against the centering beam and on the lower strip of the traction collar from friction against the supporting bar. If the length of worn surfaces exceeds a predetermined threshold value, then it is concluded that, in general, this draft device is faulty.

Однако, данная аппаратура представляет собой напольное постовое оборудование, неспособное осуществлять непрерывное диагностирование технического состояния поглощающего аппарата на ходу поезда, а основным критерием выявления неисправности упряжного устройства грузового вагона является косвенный, что не обеспечивает максимальную достоверность контроля именно поглощающего аппарата.However, this equipment is a floor monitoring equipment that is unable to carry out continuous diagnostics of the technical condition of the draft gear while the train is running, and the main criterion for detecting a malfunction of the draft gear of a freight car is indirect, which does not ensure the maximum reliability of control of the draft gear.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является обеспечение непрерывного диагностирования технического состояния поглощающего аппарата грузового вагона на ходу поезда.The task to be solved by the claimed utility model is to provide continuous diagnostics of the technical condition of the draft gear of a freight car while the train is running.

Поставленная цель достигается тем, что устройство контроля технического состояния поглощающего аппарата грузового вагона на ходу поезда, состоящее из основного блока и выносных датчиков на кабеле, отличающееся тем, что оно размещается непосредственно на вагоне и осуществляет контроль поглощающего аппарата на протяжении всего пути следования поезда с возможностью беспроводной передачи накапливаемой информации, а в качестве измерительных датчиков, используются тензорезисторы, установленные на хребтовой балке рамы вагона, изменяющие свое электрическое сопротивление, которое регистрируется в основном блоке бортового устройства, для контроля повышенных динамических нагрузок, вызванных снижением эффективности работы поглощающего аппарата или его неисправностью, при этом поступив на вход основного блока, измеряемый сигнал усиливается и оцифровывается в модуле аналого-цифрового преобразователя, после чего обрабатывается микроконтроллерной платой.This goal is achieved by the fact that the device for monitoring the technical condition of the draft gear of a freight car on the train, consisting of the main unit and remote sensors on the cable, characterized in that it is placed directly on the car and monitors the draft gear throughout the entire route of the train with the possibility wireless transmission of accumulated information, and as measuring sensors, strain gauges are used, installed on the center beam of the car frame, changing their electrical resistance, which is recorded in the main unit of the on-board device, to control increased dynamic loads caused by a decrease in the efficiency of the draft gear or its malfunction, at the same time, having entered the input of the main unit, the measured signal is amplified and digitized in the analog-to-digital converter module, after which it is processed by the microcontroller board.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется описанием со ссылкой на иллюстрацию, где на фиг. 1 обозначена схема, описывающая расположения элементов предлагаемого устройства на грузовом вагоне и принцип его работы.The essence of the proposed technical solution is explained by the description with reference to the illustration, where in Fig. 1 shows a diagram describing the location of the elements of the proposed device on a freight car and the principle of its operation.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

При трогании поезда, в процессе его движения, а также при торможении, в составе возникают продольные динамические силы, для снижения которых в конструкции каждого вагона предусмотрен поглощающий аппарат 3, расположенный внутри хребтовой балки 2 (фиг. 1). Таким образом, продольная сжимающая сила, обозначенная как F_нач, передаваемая от хвостовика автосцепки 1 воздействует на подвижную часть поглощающего аппарата 3, который переходя в сжатое состояние часть этой силы, обозначенной как F, передает на задний упор 5, что вызывает его микродеформацию совместно с тензорезисторами 4, вследствие этого изменяющими свое электрическое сопротивление, которое регистрируется в основном блоке 6 бортового устройства.When the train starts, during its movement, as well as during braking, longitudinal dynamic forces arise in the composition, to reduce which, a draft gear 3 is provided in the design of each car, located inside the center beam 2 (Fig. 1). Thus, the longitudinal compressive force, designated as F _beg , transmitted from the shank of the coupler 1 acts on the movable part of the draft gear 3, which, passing into a compressed state, transfers part of this force, designated as F, to the rear stop 5, which causes its microdeformation together with strain gauges 4, consequently changing their electrical resistance, which is recorded in the main unit 6 of the on-board device.

Поступив на вход основного блока 6, измеряемый сигнал усиливается и оцифровывается в модуле аналого-цифрового преобразователя, после чего обрабатывается микроконтроллерной платой. Полученный результат может быть передан через модуль беспроводной передачи данных, например, на локомотив и далее на удаленный сервер.Having arrived at the input of the main unit 6, the measured signal is amplified and digitized in the analog-to-digital converter module, after which it is processed by the microcontroller board. The result obtained can be transmitted via a wireless data transmission module, for example, to a locomotive and then to a remote server.

Выбор электроснабжения предполагаемого бортового устройства проводился на основе имеющихся стандартных индивидуальных источниках питания (батареи-аккумуляторы, батареи, малогабаритные генераторы), которые позволили остановится на устройстве электропитания подробно описанного в патенте РФ 181774 от 26.07.2018 г., авторы Матяш Ю.И., Гаджиев И.А., Ададуров А.С., Григоришин К.Е.The choice of power supply for the proposed on-board device was carried out on the basis of the available standard individual power sources (batteries, batteries, small-sized generators), which made it possible to stop at the power supply device described in detail in RF patent 181774 dated 07.26.2018, the authors Matyash Yu.I., Gadzhiev I.A., Adadurov A.S., Grigorishin K.E.

Claims

A device for monitoring the technical condition of the draft gear of a freight car while the train is running, consisting of a main unit and remote sensors on a cable, characterized in that it can be placed directly on the car and monitors the draft gear throughout the entire route of the train with the possibility of wireless transmission of the accumulated information, and as measuring sensors, strain gauges are used, installed on the main beam of the car frame, changing their electrical resistance, which is recorded in the main unit of the on-board device, to control increased dynamic loads caused by a decrease in the efficiency of the draft gear or its malfunction, while acting to the input of the main unit, the measured signal is amplified and digitized in the analog-to-digital converter module, after which it is processed by the microcontroller board.