RU2167778C2 - Method of and device for determining geometric parameters of railway vehicle running gears - Google Patents
Method of and device for determining geometric parameters of railway vehicle running gears Download PDFInfo
- Publication number
- RU2167778C2 RU2167778C2 RU98111072A RU98111072A RU2167778C2 RU 2167778 C2 RU2167778 C2 RU 2167778C2 RU 98111072 A RU98111072 A RU 98111072A RU 98111072 A RU98111072 A RU 98111072A RU 2167778 C2 RU2167778 C2 RU 2167778C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- outputs
- inputs
- wheel
- amplifiers
- sensors
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к железнодорожной автоматике, а именно к системам диагностики технического состояния объектов железнодорожного транспорта, и может быть использовано для контроля параметров износа ходовых частей, перекоса осей колесных пар в колесе и изгиба вала колесной пары движущегося поезда. The invention relates to railway automation, and in particular to systems for diagnosing the technical condition of objects of railway transport, and can be used to control the parameters of wear of running gears, skew axles of wheel sets in a wheel and bending a shaft of a pair of wheels of a moving train.
Известны способы определения параметров износа ходовых частей подвижного состава, заключающиеся в пропуске подвижного состава по прямолинейному эталонному участку пути, оснащенному датчиками перемещений, определению толщины гребней колес и расстояний от датчиков до образующих поверхностей гребней, которые используют в качестве параметров износа [1]. Known methods for determining the wear parameters of the running gear of the rolling stock, which include passing the rolling stock along a straight reference section of the track equipped with displacement sensors, determining the thickness of the wheel flanges and the distances from the sensors to the forming surfaces of the flanges, which are used as wear parameters [1].
Функциональные возможности этих способов ограничены определением износа гребня колеса. Точность и достоверность контроля низкие, так как на результат измерения влияют кроме измеряемого износа гребней и износ остальных частей образующей поверхности колеса, а также перекос оси колесной пары в колее. The functionality of these methods is limited by determining the wear of the wheel flange. The accuracy and reliability of the control is low, since in addition to the measured wear of the ridges and the wear of the remaining parts of the forming surface of the wheel, as well as the skewness of the axis of the wheelset in the rut, they influence the measurement result.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ определения параметров износа ходовых частей подвижного состава, заключающийся в следующем: создают на прямолинейном эталонном участке пути как минимум в двух его поперечных сечениях перепады уровней рельсовых нитей относительно горизонта в одну и другую стороны, жестко закрепляют в этих поперечных сечениях с внутренней стороны одной и другой рельсовых нитей на фиксированном расстоянии от их головок датчики перемещений, пропускают по участку подвижной состав, измеряют величину смещения колесной пары в поперечном сечении пути, толщины гребней колес и зазор между датчиком вершиной гребня колеса, находящегося на рельсе верхнего уровня, и по измеренным значениям судят о параметрах износа [2]. The closest technical solution to the claimed one is a method for determining the wear parameters of the running gear of the rolling stock, which is as follows: create on a straight reference section of the track at least in its two cross sections, the level differences of the rail threads relative to the horizon in one or the other direction are rigidly fixed in these transverse cross-sections on the inner side of one and the other rail threads at a fixed distance from their heads displacement sensors, let the rolling stock pass over the area, measured the magnitude of the displacement of the wheel pair in the cross section of the path, the thickness of the wheel flanges and the gap between the sensor by the top of the wheel flange located on the upper level rail are determined, and the wear parameters are judged from the measured values [2].
Известно устройство, реализующее способ [2], содержащее последовательно соединенные высокочастотный генератор, коммутатор, четыре матричных вихретоковых датчика перемещений; блоки обработки и памяти измерительной информации и регистратор [3]. A known device that implements the method [2], containing a series-connected high-frequency generator, a switch, four matrix eddy current displacement sensors; blocks of processing and memory of measuring information and a registrar [3].
Точность и достоверность контроля этим способом и устройством, реализующим способ, низкие из-за множества необоснованных измерительных операций, снижающих эффективность технического решения. Например, нет необходимости определять параметры износа поверхности катания колеса, находящегося на рельсе нижнего уровня, по смещению вершины его гребня в радиальном направлении поперечного сечения пути, так как токопроводящие боковая поверхность головки рельса и поверхность скольжения гребня колеса контактируют между собой, что вызывает перераспределение в их материалах электромагнитного поля вихревых токов, наводимых внешним электромагнитным полем вихретокового датчика, а это в свою очередь искажает результат измерения. Необоснованно также судить об износе гребня колеса, находящегося на рельсе верхнего уровня, по измеренной величине смещения колесной пары в осевом направлении поперечного сечения пути, так как боковая поверхность головки рельса не контактирует с поверхностью скольжения гребня верхнего колеса, которая может иметь неравномерный износ. В этой измерительной операции будет отслеживаться рельеф износа гребня противоположного колеса этой пары, гребень которого касается головки рельса нижнего уровня. Лишние действия способа усложняют конструкцию датчика, ухудшают метрологические характеристики известного решения и снижают надежность. The accuracy and reliability of the control by this method and the device that implements the method are low due to the many unreasonable measuring operations that reduce the effectiveness of the technical solution. For example, there is no need to determine the wear parameters of the wheel surface located on the lower level rail by displacing the top of its ridge in the radial direction of the cross section of the path, since the conductive side surface of the rail head and the sliding surface of the wheel flange are in contact, which causes a redistribution in them materials of the electromagnetic field of eddy currents induced by an external electromagnetic field of the eddy current sensor, and this in turn distorts the measurement result. It is also unreasonable to judge the wear of the wheel flange located on the upper level rail by the measured value of the displacement of the wheel pair in the axial direction of the cross section of the path, since the side surface of the rail head does not come into contact with the sliding surface of the flange of the upper wheel, which may have uneven wear. In this measuring operation, the wear pattern of the ridge of the opposite wheel of this pair, the ridge of which touches the lower rail head, will be monitored. Unnecessary actions of the method complicate the design of the sensor, worsen the metrological characteristics of the known solutions and reduce reliability.
Сущность заявляемого технического решения состоит в том, что на прямолинейном эталонном участке пути создают как минимум в двух его поперечных сечениях перепады уровней поверхностей катания рельсовых нитей относительно горизонта в одну и другую стороны, жестко закрепляют в этих поперечных сечениях с внутренней стороны рельсов колеи датчики перемещений, пропускают по участку сначала средство на колесных парах эталонных размеров и измеряют смещение колесной пары в осевом направлении одного из поперечных сечений участка пути и ее ширину между поверхностями скольжения гребней и запоминают эти значения, затем по участку пропускают подвижной вагон (состав) с рабочими колесными парами и измеряют смещение каждой колесной пары в осевом направлении каждого поперечных сечений пути, смещение колес, находящихся на рельсах верхнего уровня, в радиальных направлениях обоих поперечных сечениях пути и дополнительно текущую ширину колесной пары между поверхностями скольжения ее гребней и по полученным результатам измерений образцового средства и подвижного состава определяют параметры износа колесной пары и изгиб ее вала, а время начала пересечения каждым колесом пары поперечного сечения участка пути, в котором датчики установлены у одного и другого рельсов колеи, фиксируют. The essence of the proposed technical solution consists in the fact that on a straight-line reference section of the track create at least two cross sections of the level of the surfaces of the rolling of the rail yarns relative to the horizon in one or the other direction, displacement sensors are rigidly fixed in these cross sections from the inside of the track rails, first, the means are passed on the plot on wheelsets of standard sizes and the displacement of the wheelset in the axial direction of one of the cross sections of the track section and its widths is measured between the sliding surfaces of the ridges and remember these values, then a movable car (train) with working wheelsets is passed through the section and the displacement of each wheel pair in the axial direction of each cross section of the track is measured, the displacement of the wheels on the upper level rails in the radial directions of both cross sections of the track and, in addition, the current width of the wheelset between the sliding surfaces of its ridges and from the obtained measurement results of the model means and rolling stock is determined by ametry wheelset wear and bending its shaft, and the start time of each wheel pair of crossing transverse section path portion, wherein the sensors are mounted in one and the other track rails, are fixed.
Сущность устройства, реализующего способ, заключается в том, что оно содержит последовательно соединенные высокочастотный генератор, первый коммутатор, параллельно включенные как минимум 2N матричных вихретоковых датчика перемещений, где N - число сечений с максимальными перепадами уровней рельсов, второй коммутатор, четыре детектора, блок обработки информации, блок памяти с таймером и регистратор, каждый из датчиков состоит из "n" идентичных и лежащих в одной плоскости катушек индуктивности, одноименные оси которых образуют общую продольную ось датчика, выполненного в виде линейки, при этом в каждом из заданных поперечных сечений участка пути установлено с внутренней стороны рельсов колеи по два датчика перемещений, по одному из которых ориентированы параллельно внутренним торцевым поверхностям колес, причем один из них расположен у рельса нижнего уровня, а два других датчика ориентированы перпендикулярно внутренним торцевым поверхностям колес, причем оба этих датчика расположены у рельсов верхнего уровня под гребнями колес, выходы первого коммутатора связаны через датчики с входами второго коммутатора, к четырем выходам которого подключены входы четырех детекторов, а выходы детекторов связаны через блоки обработки и памяти с регистратором;
блок обработки включает в себя четыре компенсатора, две схемы опорного напряжения, семь вычитателей, шесть усилителей и один сумматор, первые выходы первого и третьего компенсаторов соединены с первыми входами первого и четвертого вычитателей, к вторым входам которых подключены первый и второй выходы первой схемы опорного напряжения, а выходы этих вычитателей связаны с входами первого и четвертого усилителей, вторые выходы первого и третьего компенсаторов соединены с первыми входами второго и пятого вычитателей, к вторым входам которых подключены выходы первого и четвертого усилителей соответственно, кроме того, их выходы соединены с первым и вторым входами сумматора, а выходы второго и пятого вычитателей связаны с входами второго и пятого усилителей, выходы второго и четвертого компенсаторов соединены с первыми входами третьего и шестого вычитателей, к вторым входам которых подключены выходы второго и пятого усилителей, а выходы третьего и шестого вычитателей связаны с входами третьего и шестого усилителей соответственно, выход сумматора соединен с первым входом седьмого вычитателя, к второму входу которого подключен выход второй схемы опорного напряжения, выходы всех усилителей, а также выход седьмого вычитателя являются информационными выходами блока обработки.The essence of the device that implements the method is that it contains a series-connected high-frequency generator, a first switch, at least 2N matrix eddy-current displacement sensors in parallel, where N is the number of sections with maximum differences in rail levels, the second switch, four detectors, a processing unit of information, a memory block with a timer and a recorder, each of the sensors consists of "n" identical and lying in the same plane inductors, the same axis of which form a common length the axis of the sensor, made in the form of a ruler, while in each of the given cross sections of the track section, two displacement sensors are installed on the inside of the track rails, one of which is oriented parallel to the inner end surfaces of the wheels, one of which is located at the lower level rail and two other sensors are oriented perpendicular to the inner end surfaces of the wheels, both of which are located at the upper level rails under the wheel flanges, the outputs of the first commutator are connected through sensors with inputs of the second switch, to the four outputs of which the inputs of four detectors are connected, and the outputs of the detectors are connected through the processing and memory blocks to the registrar;
the processing unit includes four compensators, two reference voltage circuits, seven subtractors, six amplifiers and one adder, the first outputs of the first and third compensators are connected to the first inputs of the first and fourth subtractors, the first and second outputs of the first reference voltage circuit are connected to their second inputs , and the outputs of these subtractors are connected to the inputs of the first and fourth amplifiers, the second outputs of the first and third compensators are connected to the first inputs of the second and fifth subtractors, to the second inputs of which the outputs of the first and fourth amplifiers are connected, respectively, in addition, their outputs are connected to the first and second inputs of the adder, and the outputs of the second and fifth subtractors are connected to the inputs of the second and fifth amplifiers, the outputs of the second and fourth compensators are connected to the first inputs of the third and sixth subtractors, the second inputs of which the outputs of the second and fifth amplifiers are connected, and the outputs of the third and sixth subtractors are connected to the inputs of the third and sixth amplifiers, respectively, the output of the adder is connected to the first input with dmogo subtractor, to the second input of which is connected a second output of the reference voltage circuit, the outputs of all the amplifiers, and the output of the seventh subtracter outputs are information processing unit.
Техническим результатом изобретения является обеспечение безопасности движения поездов за счет усовершенствования динамических способа и средства диагностики состояния ходовых частей, позволяющих расширить объем и резко повысить качество измерительной информации. The technical result of the invention is to ensure the safety of train traffic by improving the dynamic method and means of diagnosing the condition of the running gear, which allows to expand the volume and dramatically improve the quality of the measurement information.
На фиг. 1 показан участок пути в плане и направление движения состава по стрелке; на фиг. 2, 3 - два поперечных сечения участка пути фиг. 1 с максимальными перепадами уровней рельсовых нитей относительно горизонта в одну и другую стороны с колесными парами и с фрагментом размещения датчиков 3, 4, 5, 6 перемещений; на фиг. 4 - конструкция матричного вихретокового датчика перемещений; на фиг. 5 - структурная блок-схема устройства. In FIG. 1 shows a section of the track in plan and direction of movement of the train in an arrow; in FIG. 2, 3 are two cross sections of the path section of FIG. 1 with maximum differences in the levels of rail threads relative to the horizon on one side and the other with wheel pairs and with a fragment of the placement of
Способ состоит в том, что на участке рельсового пути создают как минимум в двух его поперечных сечениях перепады уровней поверхностей катания рельсовых нитей относительно горизонта в одну и другую стороны, соответствующие максимальным предельно-допустимым значениям для прямолинейного участка пути (фиг. 1-3), установленным ГОСТом, жестко закрепляют в этих сечениях с внутренней стороны рельсов колеи матричные вихретоковые датчики 3, 4, 5, 6 перемещений, пропускают по участку сначала подвижное средство на колесных парах с эталонными размерами, измеряют смещение одной колесной пары, поскольку все они идентичны, в осевом направлении одного из поперечных сечений пути и ее ширину между поверхностями скольжения гребней и запоминают эти значения, затем пропускают подвижной состав на колесных парах с рабочими размерами, измеряют смещение каждой колесной пары в осевом направлении каждого из поперечных сечений, смещение колес, находящихся на рельсах верхнего уровня, в радиальном направлении поперечного сечения пути и дополнительно текущую ширину колесной пары между поверхностями скольжения ее гребней, и по полученным результатам измерений смещения колесных пар определяют износ и текущие толщины гребней колесной пары и изгиб ее вала, а по измеренным значениям зазоров между соответствующими датчиками и вершинами гребней колес, находящихся на рельсах верхнего уровня, с учетом найденных текущих величин толщин гребней определяют параметры износа поверхности катания колес, а по времени начала пересечения каждым колесом пары поперечного сечения, в котором датчики установлены одновременно у правого и левого рельсов, определяют перекос оси колесной пары в колее. Расстояние между сечениями максимальных перепадов, в которых установлены датчики, рекомендуется назначать не менее двух, трех длин вагона (50-75 м) во избежание перекосов его рамы на участке. The method consists in the fact that at least in two of its cross sections a level difference of the surfaces of rolling of the rail yarns relative to the horizon in one or the other direction is created on the rail track section corresponding to the maximum maximum permissible values for the rectilinear track section (Fig. 1-3), established by GOST, matrix eddy-current sensors of 3, 4, 5, 6 movements are rigidly fixed in these sections from the inside of the track rails, first they move the vehicle on wheelsets with reference dimensions , measure the displacement of one wheel pair, since they are all identical, in the axial direction of one of the cross sections of the path and its width between the sliding surfaces of the ridges and remember these values, then skip rolling stock on wheelsets with working dimensions, measure the displacement of each wheel pair in the axial the direction of each of the cross sections, the displacement of the wheels located on the rails of the upper level, in the radial direction of the cross section of the path and additionally the current width of the wheelset between the surfaces with collisions of its ridges, and from the obtained measurement results of the displacement of the wheelsets, wear and current thicknesses of the ridges of the wheelset and the bend of its shaft are determined, and from the measured values of the gaps between the respective sensors and the tops of the ridges of the wheels located on the rails of the upper level, taking into account the found current thicknesses the ridges determine the parameters of wear of the surface of the wheels, and according to the time each wheel begins to intersect a pair of cross sections in which the sensors are installed simultaneously on the right and left rails, limit the skew axis of the wheelset in the rut. It is recommended to assign at least two, three lengths of the car (50-75 m) between the sections of the maximum differences in which the sensors are installed in order to avoid distortions of its frame on the site.
Перепад уровней поверхностей катания рельсовых нитей в поперечных сечениях I-I и II-II (фиг. 2 и 3) участка пути позволяет принудительно создать движущемуся по участку средству поочередно левый и правый наклон относительно горизонта, вызывающий левое и правое смещение колесной пары до упора гребнем колеса в головку рельса нижнего уровня, тем самым обеспечить контакт поверхности скольжения колеса пары с боковой поверхностью головки рельса нижнего уровня и максимальный зазор между поверхностью скольжения гребня колеса и боковой поверхностью головки рельса верхнего уровня. Поэтому износ гребня определяют на колесе, находящемся на рельсе нижнего уровня, на котором отслеживается с большой точностью рельеф износа гребня, а износ поверхности катания - на колесе, находящемся на рельсе верхнего уровня, на котором легче достигается отстройка от влияния электрофизических свойств материала рельса. Для уменьшения износа головок рельсов и гребней колес от усилия трения при их контакте на участке трущиеся поверхности смазывают. The difference in the levels of the surfaces of the rolling of rail threads in cross sections II and II-II (Fig. 2 and 3) of the track section allows you to forcibly create a tool moving in the section alternately left and right tilt relative to the horizon, causing the left and right displacement of the wheelset against the wheel flange against the head of the lower level rail, thereby ensuring contact between the sliding surface of the wheel of the pair with the side surface of the head of the lower level rail and the maximum clearance between the sliding surface of the wheel flange and the side surface top level rail heads. Therefore, the ridge wear is determined on the wheel located on the lower level rail, on which the ridge wear relief is monitored with great accuracy, and the rolling surface wear on the wheel located on the upper level rail, on which it is easier to detune from the influence of the electrophysical properties of the rail material. To reduce the wear of the rail heads and wheel flanges from the frictional force when they contact in the area, the friction surfaces are lubricated.
Смещение колесной пары в поперечном сечении участка пути можно измерять как на колесе, находящемся на рельсе нижнего уровня, так и колесе, находящемся на рельсе верхнего уровня. Последнее предпочтительнее, так как датчик работает на меньшем зазоре до поверхности торца колеса, поэтому его чувствительность выше, чем у датчика, работающего на большом зазоре. Однако для определения перекоса оси колесной пары необходимо и достаточно, чтобы в одном из поперечных сечений датчики были размещены непосредственно у левого и правого рельсов колеи. В нашем случае показан фрагмент размещения датчиков (фиг. 1 - 3) в сечениях I-I и II-II у правого и левого рельсов колеи. Образцовое средство достаточно использовать один раз в год при аттестации участка пути. The displacement of the wheelset in the cross section of the track can be measured both on the wheel located on the lower level rail and on the wheel located on the upper level rail. The latter is preferable, since the sensor operates at a smaller gap to the surface of the wheel end, therefore, its sensitivity is higher than that of a sensor operating at a large gap. However, to determine the skew of the axle of the wheelset, it is necessary and sufficient that in one of the cross sections the sensors are placed directly at the left and right track rails. In our case, a fragment of the placement of sensors (Figs. 1-3) is shown in sections I-I and II-II at the right and left track rails. It is enough to use the model tool once a year when certifying the track section.
Устройство (фиг. 5), реализующее способ, содержит последовательно соединенные высокочастотный генератор 1 и первый коммутатор 2, как минимум 2N матричных вихретоковых датчика перемещений 3, 4, 5, 6 (фиг. 4), где N - число поперечных сечений с максимальными перепадами уровней рельсов, каждый из которых состоит из "n" идентичных катушек 7 индуктивности, второй коммутатор 8, четыре детектора 9, 10, 11, 12, выходы которых подключены к входам блока обработки 13 измерительной информации, блок памяти 14 с таймером и регистратор 15. Выходы первого коммутатора 2 связаны через "n" входов и выходов датчиков 3-6 с входами второго коммутатора 8, четыре выхода которого соединены с входами четырех детекторов 9-12. Количество "n" катушек 7 выбирается в зависимости от длины поверхности контроля, которая равна длине развертки образующей колеса подвижной единицы, динамики процесса контроля и режима контроля (частота тока возбуждения катушек). Если скорость контролируемого подвижного состава превышает 100 км/ч (на практике скорость движения состава на таких участках допускается не более 25 км/ч), то частота коммутации и опроса повышается, а следовательно, повышается и несущая частота возбуждения катушек датчиков, последнее очень выгодно с точки зрения отстройки влияния на датчик электрофизических свойств материала контролируемой поверхности, поэтому размеры катушек 7 уменьшаются, а их количество в датчике возрастает. Практически на длину 3 м (длина образующей поверхности колеса) достаточно назначить "n" = 20 шт. катушек 7 индуктивности и включить каждую из них в автономный колебательный контур для обеспечения высокой их добротности. Катушки 7 размещают в линейку вдоль продольной оси датчика (фиг. 4). Форма катушек 7 может быть разнообразной. Первый коммутатор 2 предназначен для коммутирования "n" катушек датчиков 3-6, не увеличивая мощности генератора 1, и устранения взаимовлияния катушек 7 датчика, а второй коммутатор 8 для сокращения измерительных каналов с "n" до 4-х (фиг. 5). The device (Fig. 5) that implements the method comprises a series-connected high-frequency generator 1 and a
Блок обработки 13 содержит четыре компенсатора 16, 17, 18, 19, входы которых являются входами блока 13, две схемы 20, 24 опорного напряжения, семь вычитателей 21, 22, 23, 25, 26, 27, 31, шесть усилителей 28, 29, 30, 32, 33, 34 и сумматор 35. Выходы всех шести усилителей 28, 29, 30, 32, 33, 34, а также седьмого вычитателя 31 являются информационными выходами блока 13.
Первые выходы первого и третьего компенсаторов 16, 18 соединены с первыми входами первого и четвертого вычитателей 21, 25, к вторым входам которых подключены первый и второй выходы первой схемы 20 опорного напряжения, а выходы вычитателей 21, 25 связаны с входами первого и четвертого усилителей 28, 32, вторые выходы первого и третьего компенсаторов 16, 18 соединены с первыми входами второго и пятого вычитателей 22, 26, к вторым входам которых подключены выходы первого и четвертого усилителей 28, 32, кроме того, их выходы соединены с первым и вторым входами сумматора 35 соответственно, выходы второго и пятого вычитателей 22, 26 связаны с входами второго и пятого усилителей 23, 33; выходы второго и четвертого компенсаторов 17, 19 соединены с первыми входами третьего и шестого вычитателей 23, 27, к вторым входам которых подключены выходы второго и пятого усилителей 29, 33, выходы третьего и шестого вычитателей 23, 27 связаны с входами третьего и шестого усилителей 30, 34, выход сумматора 35 соединен с первым входом седьмого вычитателя 31, к второму входу которого подключен выход второй схемы 24 опорного напряжения. Выходы блока 13 обработки соединены с входами блока 14 памяти. Фиксированные значения начальных напряжений U0i, соответствующих выходным напряжениям идентичных "n" катушек 7 датчиков 3-6 в отсутствие колесных пар, компенсируются в компенсаторах 16-19. Значения опорных напряжении Uэ в схемах 20, 24 эквивалентны эталонным величинам толщины tэ гребня колеса образцовой пары и длины lэ между поверхностями скольжения гребней этой колесной пары соответственно. Вся измерительная информация хранится в памяти блока 14, а весь процесс контроля геометрических параметров ходовых частей возможно наблюдать на экране регистратора 15.The first outputs of the first and
Техническим результатом изобретения является обеспечение безопасности движения поездов за счет развития высокой технологии диагностики технического состояния ходовых частей подвижного состава на его ходу. The technical result of the invention is to ensure the safety of train traffic due to the development of high technology for diagnosing the technical condition of the running gear of rolling stock on its way.
Способ и устройство, его реализующее, работают следующим образом. На эталонном прямолинейном участке пути (фиг. 1) с перепадом уровней поверхностей катания рельсовых нитей (фиг. 2, 3) относительно горизонта попеременно сначала в одну, затем в другую стороны поперечных сечений I-I и II-II пути устанавливают жестко с внутренней стороны рельсов колеи на фиксированном расстоянии от головок рельсов матричные вихретоковые датчики 3-6 перемещений и возбуждают их током высокой частоты генератора 1, в результате чего в зоне действия датчиков возникает электромагнитное поле. При попадании колеса в зону действия электромагнитного поля датчика в электропроводящем материале колеса индицируются вихревые токи, которые наводят вторичное электромагнитное поле, взаимодействующее с первоначальным. Вторичное поле измеряется датчиком и зависит от формы контролируемой поверхности колеса и расстояния до колеса. The method and device that implements it, work as follows. On the reference straight section of the track (Fig. 1) with a difference in the levels of the rolling surfaces of the rail yarns (Fig. 2, 3) relative to the horizon, alternately first to one, then to the other side of the transverse sections of the II and II-II tracks are fixed rigidly from the inside of the track rails at a fixed distance from the rail heads, the eddy-current matrix sensors of 3-6 displacements and excite them with a high-frequency current of the generator 1, as a result of which an electromagnetic field arises in the sensor coverage area. When the wheel enters the zone of the sensor’s electromagnetic field, eddy currents are displayed in the electrically conductive material of the wheel, which induce a secondary electromagnetic field that interacts with the original. The secondary field is measured by the sensor and depends on the shape of the monitored surface of the wheel and the distance to the wheel.
По участку сначала пропускают подвижное средство на колесных парах эталонных размеров в направлении, указанном стрелкой на фиг. 1, и измеряют зазор "аэ" между соответствующим датчиком 3 и внутренней торцевой поверхностью правого колеса, находящегося на рельсе нижнего уровня.The vehicle is first passed over the vehicle on standard-sized wheelsets in the direction indicated by the arrow in FIG. 1, and measure the gap "a e " between the
Выходной электрический сигнал в виде напряжения Ui на катушках 7 первого датчика 3 изменяется на определенную величину Utэ, соответствующую эталонной толщине tэ гребня образцового колеса, где i = 1, 2 ... n - число катушек 7 датчиков 3-6. Значение Utэ, эквивалентное толщине tэ, запоминают и устанавливают его величину в первой схеме 20 опорного напряжения. С учетом известной длины между колесами эталонной пары и двух толщин tэ гребней колесной пары определяют ее длину lэ между поверхностями скольжения гребней. Значение Ulэ, эквивалентное длине lэ, также запоминают и устанавливают его значение во второй схеме 24 опорного напряжения. При пропускании через диагностический участок пути вагона или состава на колесных парах с рабочими параметрами в том же направлении измеряют зазор "ар" между первым датчиком 3 и внутренней торцевой поверхностью правого колеса, находящегося на рельсе нижнего уровня.The output electrical signal in the form of voltage U i on the
Выходные напряжения Ui1 на катушках 7 первого датчика 3 изменяются на величину Utп, эквивалентную толщине гребня правого рабочего колеса, в отличие от эталонного значения Utэ.The output voltage U i1 on the
Значение напряжения Ui1 на каждой из катушек 7 первого датчика 3, установленного у рельса нижнего уровня, зависит только от изменения величины зазора "ар" между параллельными поверхностями датчика 3 и торца правого колеса. Так как гребень колеса контактирует с головкой рельса, то изменение зазора "ар" будет эквивалентно изменению износа гребня этого колеса.The voltage value U i1 on each of the
Значение толщины tл гребня левого колеса этой пары вычисляется в следующем поперечном сечении II-II, когда колесо будет находиться на рельсе нижнего уровня, т.е. на обратном перепаде уровней рельсовых нитей.The thickness value t l of the flange of the left wheel of this pair is calculated in the following cross section II-II, when the wheel will be on the lower level rail, i.e. on the reverse level difference of rail threads.
Значение выходного напряжения Ui4 катушек 7 четвертого датчика 6, установленного у рельса верхнего уровня сечения I-I, зависит от толщины tл гребня левого колеса и зазора hл между вершиной гребня этого колеса и датчиком 6, тогда изменение Ui можно представить в виде функции: Ui = f(Utл-Uhл).The value of the output voltage U i4 of coils 7 of the fourth sensor 6 installed at the rail of the upper level of section II depends on the thickness t l of the ridge of the left wheel and the gap h l between the top of the ridge of this wheel and sensor 6, then the change in U i can be represented as a function: U i = f (U tl -U hl ).
Решить это уравнение возможно только тогда, когда контролируемая колесная пара достигнет очередного (второго) поперечного сечения пути II-II, где ее наклон будет обратным, и будут получены результаты измерения левого колеса, оказавшегося на рельсе нижнего уровня. Значение выходного сигнала катушек 7 второго датчика 4, установленного у правого рельса верхнего уровня в сечении II-II, можно представить в виде: Ui = f(Utп-Uhп).It is possible to solve this equation only when the controlled pair of wheels reaches the next (second) cross-section of track II-II, where its slope is the opposite, and the measurement results of the left wheel turned out to be on the lower level rail. The value of the output signal of the
Разные знаки у слагаемых в уравнениях означают, что воздействие слагаемых на Ui разнополярное.The different signs of the terms in the equations mean that the influence of the terms on U i is bipolar.
Теперь, когда известны выражения для вычисления значений толщины tл и tп гребней правого и левого колес пары, можно определить зазоры между датчиками и вершинами гребней колес, когда они находятся в верхнем положении.Now that the expressions for calculating the thicknesses t l and t p of the flanges of the right and left wheels of the pair are known, the gaps between the sensors and the tops of the flanges of the wheels can be determined when they are in the upper position.
По значениям зазоров можно определить глубину износа поверхности катания колесных пар, а по продолжительности, измеренной таймером, этого износа и скорости движения вагона судят о длине износа по окружности колеса. By the values of the gaps, it is possible to determine the depth of wear of the rolling surface of the wheelsets, and by the duration measured by the timer of this wear and the speed of the car, the length of the wear around the circumference of the wheel is judged.
Измеренные значения износов левого и правого колес пары складывают. По полученному текущему значению lp и характеру износа гребней колесной пары судят о возможных изгибах ее вала.The measured wear values of the left and right wheels of the pair add up. According to the current value of l p and the nature of the wear of the ridges of the wheelset judge about the possible bends of its shaft.
Перекос оси колесной пары в колее оценивают по разности времени начала пересечения колесами пары левого и правого датчиков, размещенных в одном поперечном сечении пути. Результатом измерения перекоса оси является временной сдвиг, зарегистрированный таймером (не показан), моментов достижения нарастающего напряжения каждого из этих датчиков опорного напряжения (не показано), выбранного на линейном участке характеристик обоих датчиков, имеющих одинаковую крутизну. Полученная измерительная информация запоминается в блоке 14 памяти и при необходимости воспроизводится на экране регистратора 15. The skewness of the axis of the wheelset in the rut is estimated by the difference in the time of the start of the wheels crossing the pair of left and right sensors located in one cross section of the path. The result of measuring the skew of the axis is the time shift recorded by the timer (not shown), the moments of reaching the rising voltage of each of these reference voltage sensors (not shown), selected on the linear section of the characteristics of both sensors having the same slope. The obtained measurement information is stored in the
Техническим результатом изобретения является повышение безопасности движения поездов за счет расширения объема измерительной информации и ее качества. The technical result of the invention is to increase the safety of train traffic by expanding the volume of measurement information and its quality.
Литература
1. SU, авт.св. N 1685774, кл. B 61 K 9/12, 1991.Literature
1. SU, ed. N 1685774, cl. B 61
2. РФ, патент N 2088622, кл. B 61 K 9/12, 1997. 2. RF, patent N 2088622, class. B 61
3. РФ, патент N 2088623, кл. B 61 K 9/12, 1997. 3. RF, patent N 2088623, class. B 61
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98111072A RU2167778C2 (en) | 1998-06-10 | 1998-06-10 | Method of and device for determining geometric parameters of railway vehicle running gears |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98111072A RU2167778C2 (en) | 1998-06-10 | 1998-06-10 | Method of and device for determining geometric parameters of railway vehicle running gears |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU98111072A RU98111072A (en) | 2000-03-10 |
| RU2167778C2 true RU2167778C2 (en) | 2001-05-27 |
Family
ID=20207101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98111072A RU2167778C2 (en) | 1998-06-10 | 1998-06-10 | Method of and device for determining geometric parameters of railway vehicle running gears |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2167778C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU193429U1 (en) * | 2019-06-17 | 2019-10-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" | A device for determining the position of the wheelsets of a rolling stock with respect to a straight rail track |
-
1998
- 1998-06-10 RU RU98111072A patent/RU2167778C2/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU193429U1 (en) * | 2019-06-17 | 2019-10-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" | A device for determining the position of the wheelsets of a rolling stock with respect to a straight rail track |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4288855A (en) | Device for measuring deformations of the travel surface of the rails of a railway | |
| US5596203A (en) | System and method for detecting the relative position and motions between a rail vehicle and track | |
| WO1996001431A1 (en) | Device for speed measurement in a rail-mounted vehicle | |
| US3517307A (en) | Track profile and gauge measuring system | |
| CN110220627A (en) | Test device, test macro and the test method of wheel rail force | |
| JP6159667B2 (en) | Method and apparatus for measuring roundness of wheels for railway vehicles | |
| EP1212228A1 (en) | Device for detecting eccentricities or wheel flats of rail vehicle wheels | |
| CN113276905A (en) | Identification method and measurement method for distinguishing track corrugation and wheel polygon abrasion | |
| CN105923015A (en) | Steel rail undulatory wear mobile measurement method with vibration reduction platform as inertia displacement standard | |
| DE4312876B4 (en) | Device for measuring and determining the change on the tread of a wheel of rail vehicles | |
| RU2167778C2 (en) | Method of and device for determining geometric parameters of railway vehicle running gears | |
| EP2386456B1 (en) | Method and device for testing rails for ripples | |
| KR101025481B1 (en) | measuring system and the method of the dynamic relative displacement between wheels and rail for railway vehicle using induced current | |
| CN105128888A (en) | Track corrugated abrasion quick detection method based on multi-midpoint chord synchronous measurement | |
| RU2708693C1 (en) | Device and method for detecting defects of wheels of railway vehicles in motion | |
| JP6625489B2 (en) | Rail inspection system | |
| RU2066284C1 (en) | Rail vehicle running gear diagnosing device | |
| US5467654A (en) | Method and apparatus for determining the operating speed of a rail vehicle | |
| RU2625256C1 (en) | Method for controlling tread surface of railway wheels in motion | |
| RU54572U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING THE POSITION OF A WHEEL PAIR OF A TRAVEL WAGON RELATING TO THE RAILWAY AXLE | |
| JP6896250B2 (en) | Open coil eddy current type sensor and rail displacement measurement method using this | |
| DE19804566C2 (en) | Device and method for locating flat spots of at least one rollable body | |
| RU2085425C1 (en) | Railway vehicle running gear condition diagnosing device | |
| Haji Abdulrazagh et al. | Evaluating rail surface roughness from axle-box acceleration measurements: computational metrology approach | |
| RU2192982C2 (en) | Device for measuring expansion clearances in track rail joints |