RU2176202C1 - Устройство для автоматического управления тележками в кривых участках пути - Google Patents

Устройство для автоматического управления тележками в кривых участках пути Download PDF

Info

Publication number
RU2176202C1
RU2176202C1 RU2000130022A RU2000130022A RU2176202C1 RU 2176202 C1 RU2176202 C1 RU 2176202C1 RU 2000130022 A RU2000130022 A RU 2000130022A RU 2000130022 A RU2000130022 A RU 2000130022A RU 2176202 C1 RU2176202 C1 RU 2176202C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
trolley
power cylinder
control unit
locomotive
rod
Prior art date
Application number
RU2000130022A
Other languages
English (en)
Inventor
В.Г. Григоренко
В.И. Доронин
Э.А. Леонов
В.В. Трофимович
Original Assignee
Дальневосточный государственный университет путей сообщения
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 Дальневосточный государственный университет путей сообщения filed Critical Дальневосточный государственный университет путей сообщения
Priority to RU2000130022A priority Critical patent/RU2176202C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2176202C1 publication Critical patent/RU2176202C1/ru

Links

Landscapes

  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к устройствам, обеспечивающим хордовую установку локомотивных тележек в кривых участках пути. Устройство содержит исполнительный механизм в виде силового цилиндра, шарнирно связанного с рамой тележки и рамой кузова, и системы управления. Система управления включает в себя распределитель, блок управления, датчик измерения перемещений, установленный на раме кузова, и датчик перемещений штока силового цилиндра. Блок управления, содержащий план эксплуатируемого участка пути, связан с датчиком измерения перемещений и распределителем, соединенным с силовым цилиндром. Датчик измерения перемещений выполнен в виде регистратора пройденного локомотивом пути. Датчик перемещений штока силового цилиндра соединен со штоком и жестко закреплен на корпусе силового цилиндра, а также электрически связан с блоком управления. Применение устройства позволяет своевременно устанавливать тележки локомотива в хордовое положение в кривых различного радиуса, что благоприятно сказывается на уменьшении бокового износа колес и рельсов. 1 ил.

Description

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к устройствам, обеспечивающим хордовую установку локомотивных тележек в кривых участках пути.
Известно, что при вписывании локомотива в кривые участки пути, тележки находятся в перекошенном положении. Гребень колеса первой по ходу колесной пары каждой тележки с большим усилием воздействует на наружный рельс. В результате возникает интенсивный боковой износ головки рельса и гребня набегающего колеса на рельс. Интенсивность износа пропорциональна силе давления гребня на рельс. Сила давления гребня на рельс наименьшая, если тележка занимает в рельсовой колее хордовое положение, то есть положение, при котором продольная ось тележки параллельна касательной к оси рельсовой колеи, проведенной через центр тяжести тележки.
Для снижения интенсивности износа, установку тележки из перекошенного положения в хордовое осуществляют принудительным поворотом, с помощью специальных устройств.
Известно устройство для уменьшения направляющих усилий набегающих колес тележек локомотива [1] , состоящее из исполнительного механизма и системы управления. Исполнительный механизм представляет собой силовой цилиндр, корпус которого установлен на раме кузова, а шток связан с рамой тележки. Система управления содержит распределитель, два датчика измерения перемещений тележки, блок управления. Распределитель соединен трубопроводами с полостями силового цилиндра. Блок управления связан электрически с распределителем. Каждый датчик измерения перемещения тележки представляет собой регистратор поперечных перемещений тележки относительно соответствующего рельса. Датчики измерения перемещений тележки установлены на тележке над головками рельсов и связаны с блоком управления.
При вхождении локомотива на кривой участок пути, датчик регистрирует начало вхождения в кривую и подает сигнал в блок управления, который выдает команду на срабатывания распределителя. Силовой цилиндр создает силу, действующую на тележку. Эта сила способствует установке тележки в хордовое положение. В этом случае давление гребня набегающего колеса на наружный рельс уменьшается, следовательно, снижается интенсивность износа колес и рельсов.
Недостатком устройства является отсутствие своевременной установки тележки в хордовое положение в заданной точке рельсовой колеи.
Это обусловлено продолжающимся движением тележки между точкой рельсовой колеи, в которой датчик регистрирует вхождение в кривую, и точкой, в которой шток силового цилиндра начнет поворачивать тележку в хордовое положение.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для управления вписыванием двухтележечного экипажа локомотива в кривые участки пути [2].
Устройство состоит из исполнительного механизма и системы управления. Исполнительный механизм представляет собой силовой цилиндр, корпус которого установлен на раме тележки, а шток силового цилиндра связан с рамой кузова локомотива. Система управления включает распределитель, датчик измерения перемещений тележки и блок управления. Распределитель соединен трубопроводами с полостями силового цилиндра. Блок управления соединен с распределителем. Датчик измерения перемещений тележки связан с блоком управления. Датчик измерения перемещений тележки представляет собой регистратор угла поворота тележки относительно кузова локомотива, выполненный в виде концевого выключателя. Концевой выключатель состоит из контакта, установленного на раме тележки, и двух ограничительных контактов, установленных на раме кузова. Расстояние между ограничительными контактами фиксированное и соответствует предельно допустимому углу между продольными осями кузова и тележки.
При входе локомотива в кривую его тележки поворачиваются относительно кузова. При незначительном угле между продольными осями кузова и тележкой, замыкания контактов концевого выключателя не происходит. Как только угол станет предельно допустимым, произойдет замыкание контактов концевого выключателя. При замыкании контактов поступает сигнал в блок управления, который подает команду на срабатывание распределителя. Силовой цилиндр создает силу, действующую на тележку, вызывая ее поворот в хордовое положение. Сила давления гребня на наружный рельс уменьшается.
Преимуществом перед вышеописанным устройством является то, что при определенных радиусах кривых участков пути возможна установка тележки в положение, близкое к хордовому. Для этого необходимо надлежащим образом выбрать предельное значение угла между продольными осями кузова и тележкой для криволинейного участка пути. При соответствии этого угла радиусу кривой тележка установится в положение, близкое к хордовому.
Недостатком известного устройства является то, что установка тележки в хордовое положение, соответствующее заданной точке рельсовой колеи, происходит с опозданием.
Это обусловлено тем, что за время срабатывания системы управления и создания необходимой силы штока силового цилиндра тележка продолжает движение и поворот тележки в хордовое положение в точке рельсовой колеи, в которой датчик регистрирует предельный угол, будет отсутствовать.
К тому же, установка тележки в положение, близкое к хордовому, невозможна в кривых, радиус которых больше радиуса, соответствующего предельно допустимому углу между продольными осями кузова и тележки. Это связано с тем, что расстояние между ограничительными контактами строго фиксированное, и замыкание контактов происходит всегда при одном и том же значении угла между продольными осями кузова и тележки, то есть при вполне определенном значении радиуса кривой. В кривых с радиусом больше этого значения замыкание контактов и срабатывание системы управления будет отсутствовать. Хордовой установки тележки не произойдет.
В основу изобретения положена задача создания устройства для автоматического управления тележками в кривых участках пути, которое осуществляет своевременную установку тележек в хордовое положение в кривых различного радиуса за счет того, что действующая на тележку сила обеспечивает для каждой точки кривой необходимый разворот тележки.
Для решения поставленной задачи известное устройство для автоматического управления тележками в кривых участках пути, содержащее исполнительный механизм в виде силового цилиндра, корпус которого связан шарнирно с рамой тележки, а шток - с рамой кузова, и систему управления, включающую распределитель, блок управления, датчик измерения перемещений, установленный на раме кузова, при этом блок управления связан с датчиком измерения перемещений и распределителем, соединенным с силовым цилиндром, дополнительно снабжено датчиком перемещения штока силового цилиндра, соединенным со штоком, жестко закрепленным на корпусе силового цилиндра и электрически связанным с блоком управления, упомянутый блок управления содержит план эксплуатируемого участка железнодорожного пути, упомянутый датчик измерения перемещений выполнен в виде регистратора пройденного локомотивом пути, а нормативное расстояние между шарниром корпуса силового цилиндра и шарниром штока при хордовой установке тележки определено из соотношения:
Figure 00000002

где S - нормативное расстояние между шарниром корпуса силового цилиндра и шарниром штока при хордовой установке тележки;
l - расстояние от центра масс тележки до центра шарнира корпуса силового цилиндра;
k - расстояние от центра масс тележки до центра шарнира штока силового цилиндра;
α- угол между продольной осью кузова и линией, проведенной через центр масс тележки и центр шарнира штока силового цилиндра;
μ- угол между продольной осью тележки и продольной осью кузова, соответствующий хордовой установке тележки, в прямом участке пути μ = 0, в круговой кривой
Figure 00000003
(2)
где В - половина базы кузова локомотива;
R - радиус кривой;
в переходной кривой
Figure 00000004
(3)
где LПК - длина переходной кривой;
B - половина базы кузова локомотива;
R - радиус кривой;
σi- дуговая координата центра тяжести тележки от начала переходной кривой;
i - индекс тележки в секции локомотива (i = 1 - для передней, i = 2 - для задней); в действиях типа ∓ верхний знак необходимо принимать для передней по ходу движения тележки, а нижний - для задней.
За счет выполнения датчика измерения перемещений в виде регистратора пройденного локомотивом пути и введения в блок управления плана эксплуатируемого участка пути реализуется возможность фиксации блоком управления положения локомотивных тележек на плане пути в каждый момент времени.
Фиксация положения тележки на плане пути в сочетании с тем, что принятое размещение шарниров на корпусе и на штоке силового цилиндра позволяет определить аналитическую зависимость между хордовым положением тележки в заданной точке рельсовой колеи и величиной расстояния между шарнирами на корпусе и штоке силового цилиндра, делает возможным поставить в соответствие каждой точке плана пути величину нормативного расстояния между шарнирами на корпусе и на штоке силового цилиндра, при котором тележка занимает хордовое положение. Это означает, что каждой точке плана пути соответствует определенное значение величины нормативного расстояния между указанными шарнирами для хордового положения тележки в рельсовой колее. Соответствие каждой точке плана пути определенного значения величины нормативного расстояния между шарнирами для хордового положения тележки объясняется следующим. Величина нормативного расстояния S, согласно формуле (1), зависит от угла μ: при движении тележки по прямому участку пути μ = 0 и S = const; при движении по круговой кривой угол μ определяется формулой (2), в каждой точке круговой кривой μ = const и S = const; при движении по переходной кривой угол μ определяется формулой (3), в каждой точке переходной кривой соответствует определенное значение дуговой координаты σ, угла μ и нормативного расстояния S.
Обеспечение этого соответствия в сочетании с введением дополнительного датчика перемещений штока силового цилиндра, передающего в блок управления данные о фактическом расстоянии между шарнирами на штоке и на корпусе силового цилиндра, позволяет блоку управления сравнивать фактическое расстояние между шарнирами с его нормативным значением в каждой точке плана пути и устанавливать наличие отклонения фактического расстояния от нормативного, то есть устанавливать наличие отклонения тележки от хордового положения в каждой точке рельсовой колеи.
Как только отклонение фиксируется, блок управления подает команду в распределитель на создание силовым цилиндром необходимой силы, способной сделать расстояние между шарнирами на штоке и на корпусе силового цилиндра равным его нормативному значению. Тем самым обеспечивается установка тележки в хордовое положение в любом месте рельсовой колеи.
Таким образом, выполнение датчика измерения перемещений в виде регистратора пройденного локомотивом пути, установка дополнительного датчика перемещений штока силового цилиндра, с выполнением условия, что расстояние между шарнирами на корпусе и на штоке силового цилиндра однозначно соответствует хордовому положению тележки в рельсовой колее, введение в блок управления плана эксплуатируемого участка железнодорожного пути позволяет блоку управления выработать команду для распределителя и силового цилиндра, обеспечивающую удержание локомотивной тележки в хордовом положении в каждой точке эксплуатируемого участка пути.
На чертеже представлена схема расположения устройства на одной тележке локомотива.
Устройство для автоматического управления тележками в кривых участках пути установлено на двухтележечном локомотиве, например ВЛ 80. Оно состоит из исполнительного механизма в виде силового цилиндра 1 и системы управления 2. Система управления 2 включает распределитель 3, датчик измерения перемещений 4, датчик перемещений штока силового цилиндра 5 и блок управления 6.
Корпус силового цилиндра 1 закреплен шарнирно на передней балке рамы тележки 7, а шток 8 - шарнирно на раме кузова 9. Распределитель 3 соединен трубопроводами 10 с поршневой 11 и штоковой полостью 12 силового цилиндра 1. Блок управления 6 связан электрическими проводами 13 с распределителем 3. Датчик измерения перемещений 4 установлен на раме кузова 9 над головкой рельса и соединен с блоком управления 6. Датчик измерения перемещений штока 5 закреплен на корпусе силового цилиндра 1, связан со штоком 8 и соединен с блоком управления 6. Блок управления 6 содержит план пути эксплуатируемого участка. Нормативное расстояние между шарниром корпуса силового цилиндра 1 и шарниром штока 8 определено из соотношения:
Figure 00000005

где S - нормативное расстояние между шарниром корпуса силового цилиндра и шарниром штока при хордовой установке тележки; l - расстояние от центра масс тележки до центра шарнира корпуса силового цилиндра; k - расстояние от центра масс тележки до центра шарнира штока силового цилиндра; α- угол между продольной осью кузова и линией, проведенной через центр масс тележки и центр шарнира штока силового цилиндра; μ- угол между продольной осью тележки и продольной осью кузова, соответствующий хордовой установке тележки, в прямом участке пути μ = 0, в круговой кривой
Figure 00000006
где B - половина базы кузова локомотива; R - радиус кривой; в переходной кривой
Figure 00000007
где LПК - длина переходной кривой; B - половина базы кузова локомотива; R - радиус кривой; σi- - дуговая координата центра тяжести тележки от начала переходной кривой; i - индекс тележки в секции локомотива (i = 1 - для передней, i = 2 - для задней); в действиях типа ∓ верхний знак необходимо принимать для передней по ходу движения тележки, а нижний - для задней.
Силовой цилиндр 1 выполнен в виде гидравлического цилиндра двухстороннего действия. Распределитель 3 представляет собой электрогидравлический усилитель типа УГ 176-02. Датчик измерения перемещений 4 представляет собой регистратор пройденного локомотивом пути и может быть выполнен в виде приемной катушки частотных сигналов, проходящих по рельсам. Датчик перемещения штока 5 представляет собой высокочастотный индуктивный датчик линейных перемещений. Блок управления 6 выполнен в виде цифроаналогового преобразователя, который преобразует введенные в него данные в сигнал для распределителя 3. А также он является элементом сравнения нормативного и фактического расстояния между шарнирами штока 8 и корпуса силового цилиндра 1.
Устройство работает следующим образом.
При входе в правую кривую (по стрелке на чертеже), параметры которой заранее введены в блок управления 6, от датчика измерения перемещений 4 поступает сигнал в блок управления 6 о месте расположения локомотива на кривой. Блок управления 6 фиксирует положение локомотива на кривой и определяет нормативное расстояние между шарниром корпуса силового цилиндра 1 и шарниром штока 8 для этого положения согласно формуле (1). Величина нормативного расстояния S между шарниром корпуса силового цилиндра 1 и шарниром штока 8, согласно формуле (1), зависит от угла μ: при движении по круговой кривой угол μ определяется формулой (2), в каждой точке круговой кривой μ = const и S = const; при движении по переходной кривой угол μ определяется формулой (3), в каждой точке переходной кривой соответствует определенное значение дуговой координаты δ, угла μ и нормативного расстояния S. Указанное расстояние соответствует хордовой установке тележки 7 для данной точки кривой. Блок управления 6 подает команду на распределитель 3. Распределитель 3 направляет рабочее тело в штоковую полость 12 силового цилиндра 1. Шток 8 силового цилиндра 1 втягивается, создается сила, способствующая установке тележки 7 в хордовое положение.
Датчик перемещения штока 5 фиксирует фактическое расстояние между шарнирами корпуса силового цилиндра 1 и штока 8. От датчика перемещения штока 5 поступает сигнал в блок управления 6, пропорциональный фактическому расстоянию между указанными шарнирами. Этот сигнал в блоке управления 6 сравнивается с сигналом, пропорциональным нормативному расстоянию между шарниром корпуса силового цилиндра 1 и шарниром штока 8. Если имеется рассогласование между указанными сигналами, то блок управления 6 продолжает подавать сигналы на распределитель 3. Распределитель 3 продолжает направлять рабочее тело в штоковую полость 12 силового цилиндра 1. Шток 8 силового цилиндра 1 втягивается до тех пор, пока расстояние между шарниром корпуса силового цилиндра 1 и штоком 8 станет нормативным, то есть пока не реализуется угол между продольной осью тележки и продольной осью кузова, соответствующий хордовой установке тележки 7 в данной точке кривой.
Шток 8 силового цилиндра 1 прекращает движение, если рассогласование между фактическим сигналом от датчика перемещения штока 5 и нормативным сигналом от блока управления 6 равно нулю.
Распределитель 3 подает рабочее тело вновь в штоковую полость 12 силового цилиндра 1, если в блоке управления 6 появилось рассогласование.
При движении локомотива в левой кривой, распределитель 3 по команде от блока управления 6 подает рабочее тело в поршневую полость 11 силового цилиндра 1. Шток 8 силового цилиндра 1 выдвигается, создается сила, способствующая установке тележки 7 в хордовое положение в левой кривой.
Установка второй тележки двухтележечного локомотива в хордовое положение осуществляется аналогично описанному для первой тележки.
Применение устройства для автоматического управления тележками в кривых участках пути на локомотивах позволяет своевременно устанавливать тележки локомотива в хордовое положение в кривых различного радиуса, что в конечном итоге благоприятно сказывается на уменьшении бокового износа колес и рельсов.
Источники информации
1. А.с. N 799995, МПК В 61 F 5/38. Устройство для уменьшения направляющих усилий набегающих колес тележек локомотива / Л.В. Чудновец, Т.Л. Павленко; Л.В. Чудновец, Т.Л. Павленко. - N 2751528/27-11; заявл. 12.04.79; опубл. 30.01.81, Бюл. N 4.
2. А. с. N 1507626, МПК В 61 F 5/38. Устройство для управления вписыванием двухтележечного экипажа локомотива в кривые участки пути/ И.А. Балесков, В. М. Шутов, Г.Н. Гринюк, Г.С. Меликджанов, В.М. Моисеева; Людиновский тепловозостроительный завод. - N 4343771/27-11; заявл. 08.10.87; опубл. 15.09.89, Бюл. N 34.

Claims (1)

  1. Устройство для автоматического управления тележками в кривых участках пути, содержащее исполнительный механизм в виде силового цилиндра, корпус которого связан шарнирно с рамой тележки, а шток связан шарнирно с рамой кузова, и систему управления, включающую распределитель, блок управления, датчик измерения перемещений, установленный на раме кузова, при этом блок управления связан с датчиком измерения перемещений и распределителем, соединенным с силовым цилиндром, отличающееся тем, что в него дополнительно введен датчик перемещений штока силового цилиндра, соединенный со штоком, жестко закрепленный на корпусе силового цилиндра и электрически связанный с блоком управления, упомянутый блок управления содержит план эксплуатируемого участка железнодорожного пути, упомянутый датчик измерения перемещений выполнен в виде регистратора пройденного локомотивом пути, а нормативное расстояние между шарнирами корпуса силового цилиндра и штока определено из соотношения
    Figure 00000008

    где S - нормативное расстояние между шарниром корпуса силового цилиндра и шарниром штока при хордовой установке тележки;
    l - расстояние от центра масс тележки до центра шарнира корпуса силового цилиндра;
    k - расстояние от центра масс тележки до центра шарнира штока силового цилиндра;
    α- угол между продольной осью кузова и линией, проведенной через центр масс тележки и центр шарнира штока силового цилиндра;
    μ- угол между продольной осью тележки и продольной осью кузова, соответствующий хордовой установке тележки, в прямом участке пути μ = 0, в круговой кривой μ = B/R, где В - половина базы кузова локомотива; R - радиус кривой; в переходной кривой
    Figure 00000009

    где Lпк - длина переходной кривой;
    В - половина базы кузова локомотива;
    σi- дуговая координата центра тяжести тележки от начала переходной кривой;
    i - индекс тележки в секции локомотива (i=1 - для передней, i=2 - для задней); в действиях типа ± верхний знак необходимо принимать для передней по ходу движения тележки, а нижний - для задней.
RU2000130022A 2000-11-30 2000-11-30 Устройство для автоматического управления тележками в кривых участках пути RU2176202C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000130022A RU2176202C1 (ru) 2000-11-30 2000-11-30 Устройство для автоматического управления тележками в кривых участках пути

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000130022A RU2176202C1 (ru) 2000-11-30 2000-11-30 Устройство для автоматического управления тележками в кривых участках пути

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2176202C1 true RU2176202C1 (ru) 2001-11-27

Family

ID=20242799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000130022A RU2176202C1 (ru) 2000-11-30 2000-11-30 Устройство для автоматического управления тележками в кривых участках пути

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2176202C1 (ru)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2710467C1 (ru) Колесный узел для транспортного средства, направляемого по железнодорожному пути
US5788033A (en) Arrangement for supplying power to an electric locomotive
US11433930B2 (en) Method for contactlessly capturing a track geometry
US10954637B2 (en) Measurement device and method for detecting a track geometry
KR100403717B1 (ko) 전철기에의해분기되는선로용트롤리
CA2003523A1 (en) Intelligent on-board rail lubrication system for curved and tangent track
KR101536658B1 (ko) 철도차량용 능동 조향 제어를 위한 조향 액추에이터 장치
US20150314796A1 (en) Vehicle and track transportation system
EP2165917B1 (de) Spurführungssystem
KR20160126137A (ko) 철도차량용 능동 조향 제어를 위한 곡률반경 센싱을 위한 센서 시스템
GB2126634A (en) Travelling railway track tamping machine with two pivotally interconnected machine frames
CA1328054C (en) Automated underground haulage truck
RU94037586A (ru) Направляющие системы для четырехколесной тележки с изменяемым поперечным расстоянием между колесами для двух тележек вместе и независимо для каждой тележки
RU2176202C1 (ru) Устройство для автоматического управления тележками в кривых участках пути
US10427697B2 (en) Rail pressure adjustment assembly and system for rail vehicles
AU700636B2 (en) Railway vehicule with single-axle running gear
CN115214592B (zh) 一种轨道车辆制动机检测装置
GB1587313A (en) Track-guided vehicles for transport systems
US5488910A (en) Undercarriage for railway car
US4912406A (en) Device for determining position of a railway vehicle by measuring deviation in position of a magnet
DE19918071C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Spurführung von lenkbaren Einzellosrädern bei Schienenfahrzeugen
KR100660151B1 (ko) 차량수송장치
US5029675A (en) Method and device for speed control of railway transport facilities
EP1323610A1 (en) System for optimizing the steering of railway axles
JP2002019609A (ja) 運転室によって延長された末端車両を含む鉄道車両

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20101201