RU2316762C1 - Стенд для акустико-эмиссионной диагностики колесных пар грузовых вагонов - Google Patents

Abstract

Использование: для акустико-эмиссионной диагностики колесных пар грузовых вагонов. Сущность: заключается в том, что стенд для акустико-эмиссионной диагностики колесных пар грузовых вагонов содержит компьютер, раму, гидроцилиндр горизонтального перемещения, гидроцилиндр, обеспечивающий вертикальное нагружение, установленные на диске колеса акустические преобразователи и многоканальную акустико-эмиссионную систему, состоящую из 1...n блоков, каждый из которых содержит четыре измерительных канала, состоящих из последовательно соединенных акустического преобразователя, предварительного усилителя, фильтра, основного усилителя, аналого-цифрового преобразователя, при этом в раму стенда установлена колесная пара грузового вагона на опорные ложементы с двумя гидроцилиндрами горизонтального перемещения «вправо-влево» и последовательно включенным с одним из гидроцилиндров электродинамометром, а на платформе рамы установлен гидроцилиндр, обеспечивающий подъем колесной пары и поворот ее вокруг продольной оси за реборды колес с приводом от гидромотора, а на ригеле рамы расположены два гидроцилиндра, обеспечивающие вертикальное нагружение колесной пары по шейкам оси, с последовательно включенным с одним из гидроцилиндров вторым электродинамометром, а на раме расположены механизмы с гидроцилиндрами и штангами для установки и снятия акустических преобразователей на колеса и ось колесной пары. Технический результат: расширение функциональных возможностей, сокращение времени диагностирования, повышение достоверности результатов измерения и автоматизация процесса диагностирования. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается неразрушающего контроля колесных пар грузовых вагонов.

Известен стенд для динамического мониторинга подшипников железнодорожных транспортных средств (Патент Великобритании №2266123 А, приоритет от 16.04.1992 г., принятый за аналог), включающий в себя устройство «вращающейся рельс» и состоящий из колесной пары с подшипниковыми узлами, которые поддерживаются и вращаются в своем обычном горизонтальном положении. Устройство «вращающийся рельс» также включает в себя одно из нагружающих устройств, с помощью которого вертикальная нагрузка прикладывается к подшипникам. Стенд включает в себя один или более гидравлических или пневматических цилиндров, установленных сверху подшипников колесной пары для приложения вертикальной нагрузки. Устройство «вращающийся рельс» состоит из двух пар ведущих колес, каждая пара, вращаясь, поддерживает соответствующее колесо колесной пары. Стенд включает в себя устройство, с помощью которого к колесу прикладывается переменная боковая нагрузка с помощью гидравлических или пневматических цилиндров.

Технология испытания подшипников с использованием описанного выше стенда состоит из приложения вертикальной нагрузки к подшипникам колесной пары, вращения вала с определенной скоростью, попеременного приложения горизонтальной нагрузки к колесам колесной пары, контроля состояния подшипников посредством контроля и регистрации сигналов ударного импульса в подшипниках.

В стенде для динамического мониторинга подшипников железнодорожных транспортных средств осуществляется измерение сигналов ударного импульса. При вращении колесной пары осуществляется приложение вертикальной нагрузки на подшипники и горизонтальной нагрузки на колеса колесной пары. Недостаток данного стенда - ограниченные функциональные возможности процесса диагностирования, поскольку он позволяет осуществлять диагностирование только подшипников. При этом сама колесная пара не диагностируется. Кроме того, отсутствует диагностическая аппаратура, позволяющая определять дефекты колесных пар.

Колесная пара является одним из основных элементов грузового вагона и ее прочность во многом определяет безопасность движения. К основным факторам, влияющим на долговечность колесных пар, следует отнести трещины в осях, а также дефекты колес по кругу катания (трещины на ободе, выщербины, ползуны, трещины по диску) (Виноградов Г.П., Гудков В.Н., Наумов И.В. Исследование прочности элементов вагонных колесных пар. - Труды ВНИИЖТ. М.: Трансжелдориздат, 1957, вып.132, 76 с.).

Для диагностики колесных пар грузовых вагонов, в основном, применяется ультразвуковой метод (Казаченко А.Т. «Пеленг-автомат» - первый отечественный автоматизированный комплекс контроля колесных пар вагонов. Железнодорожный транспорт, 2004, №10, С.70-71). Недостатком автоматизированных стендов для контроля колесных пар ультразвуковым методом является их большая техническая и эксплуатационная сложность и в связи с этим высокая стоимость.

Метод акустической эмиссии позволяет автоматизировать процесс измерения и накапливать информацию о динамике возникновения и развития повреждений. Кроме того, данный метод в реальном масштабе времени позволяет определять координаты дефектов и степень их опасности. Однако использование метода акустической эмиссии требует нагружения конструкции колесной пары, а следовательно, разработки специального стенда, который имитировал бы реальные нагрузки, действующие на колесную пару в процессе эксплуатации (Диагностика объектов транспорта методом акустической эмиссии. - /А.Н.Серьезнов, Л.Н.Степанова, В.В.Муравьев и др. / Под ред. Л.Н.Степановой, В.В.Муравьева. - М.: Машиностроение, 2004, 367 с.).

Наиболее близким по технической сущности является акустико-эмиссионный стенд для контроля дисков колесных пар грузовых вагонов, содержащий раму, неподвижную ось, насаженное на нее колесо, опирающееся на раму ободом со стороны реборды, осевой гидравлический домкрат для приложения горизонтальной нагрузки, вертикальный гидравлический домкрат для приложения вертикальной нагрузки, установленные на колесе три акустических преобразователя и многоканальную акустико-эмиссионную систему, состоящую из 1...n каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные акустический преобразователь, предварительный усилитель, фильтр, основной усилитель, аналого-цифровой преобразователь, (Бородин Ю.П., Ефремов М.И., Зайчук В.И. Акустико-эмиссионный контроль дисков колесных пар грузовых вагонов //Контроль. Диагностика, 2003, №8, С.28-32, принятый за прототип).

Недостатком стенда являются ограниченные функциональные возможности, поскольку акустико-эмиссионная диагностика выполняется только для контроля одного диска колесной пары грузового вагона, а ось, ступица и подступичная часть при этом не диагностируются. В стенде, принятом за прототип, используются только три акустических преобразователя, что является существенным недостатком, поскольку однозначное определение координат дефекта возможно в пьезоантенне, состоящей из четырех акустических преобразователей. Введение четвертого акустического преобразователя дает возможность измерять три разности времен прихода, причем третье значение устраняет неоднозначность в определении координат дефекта (Серьезнов А.Н., Степанова Л.Н., Муравьев В.В. и др. Диагностика объектов транспорта методом акустической эмиссии / Под ред. Л.Н.Степановой, В.В.Муравьева. - М.: Машиностроение, 2004, с.62-107). В стенде, принятом за прототип, увеличивается время контроля, поскольку диски колесной пары диагностируются последовательно, причем для проведения контроля необходимо их снимать с осей. Кроме того, имеется несоответствие осевого нагружения эксплуатационным нагрузкам, поскольку в реальных условиях эксплуатации обеспечивается нагрузка на поверхность катания колесных пар, а в стенде, принятом за прототип, эти нагрузки отсутствуют.

При разработке стенда для акустико-эмиссионной диагностики колесных пар грузовых вагонов была поставлена задача расширения его функциональных возможностей (за счет диагностирования как колес, так и оси и подступичной части), сокращения времени диагностирования, повышения достоверности результатов измерения (за счет непрерывной записи информации) и автоматизации процесса диагностирования.

Поставленная задача решается за счет того, что стенд для акустико-эмиссионной диагностики колесных пар грузовых вагонов содержит компьютер, раму, гидроцилиндр горизонтального перемещения, гидроцилиндр, обеспечивающий вертикальное нагружение, установленные на диске колеса акустические преобразователи и многоканальную акустико-эмиссионную систему, состоящую из 1...n блоков, каждый из которых содержит четыре измерительных канала, состоящих из последовательно соединенных акустического преобразователя, предварительного усилителя, фильтра, основного усилителя, аналого-цифрового преобразователя. В раму стенда установлена колесная пара грузового вагона на опорные ложементы с двумя гидроцилиндрами горизонтального перемещения «вправо-влево» и последовательно включенным с одним из гидроцилиндров электродинамометром, а на платформе рамы установлен гидроцилиндр, обеспечивающий подъем колесной пары и поворот ее вокруг продольной оси за реборды колес с приводом от гидромотора, а на ригеле рамы расположены два гидроцилиндра, обеспечивающие вертикальное нагружение колесной пары по шейкам оси с последовательно включенным с одним из гидроцилиндров вторым электродинамометром. На раме расположены механизмы с гидроцилиндрами и штангами для установки и снятия акустических преобразователей на колеса и ось колесной пары. Выходы аналого-цифровых преобразователей каналов соединены с входами цифрового коммутатора, выходная шина которого соединена с первым входом оперативного запоминающего устройства. Управляющий вход цифрового коммутатора соединен с первым выходом устройства управления, второй выход которого соединен со вторым входом оперативного запоминающего устройства. Выход оперативного запоминающего устройства соединен с первым входом устройства сопряжения с шиной PCI. Первый выход устройства сопряжения двунаправленной шиной соединен через шину PCI с компьютером, а второй выход через двунаправленную шину соединен с устройством управления. Вход устройства управления соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, вход которого соединен с выходом измерителя сигналов с электродинамометров и входом микропроцессора управления нагружением. Входы измерителя сигналов электродинамометров соединены с выходами электродинамометров. Управляющий вход измерителя сигналов электродинамометров соединен с выходом микропроцессора управления нагружением, а устройство сопряжения с шиной USB связано с компьютером. Выход устройства сопряжения соединен двунаправленной шиной с микропроцессором управления нагружением, первый выход которого связан с блоком реле управления электрогидравлическими кранами, а второй выход - двунаправленной шиной соединен с оперативным запоминающим устройством управления нагружением. Вход устройства управления поворотом соединен с гидромотором, а его выход - с входом микропроцессора управления нагружением. Первый выход блока реле управления электрогидравлическими кранами связан с входом электрогидравлического крана управления вертикальным нагружением. Второй выход связан с входом электрогидравлического крана управления подводом акустических преобразователей. Третий выход связан с электрогидравлическим краном управления подъемом платформы. Четвертый выход связан с электрогидравлическим краном управления поворотом колесной пары. Пятый выход связан с электрогидравлическим краном управления горизонтальным нагружением. Выходы электрогидравлических кранов подключены к соответствующим гидроцилиндрам.

Предлагаемый стенд по сравнению с существующими позволяет повысить достоверность диагностики за счет нагружения колесной пары нагрузками, соответствующими реальным условиям эксплуатации. Кроме того, в предлагаемом стенде сокращено время диагностирования, поскольку стенд работает в автоматическом режиме и позволяет осуществлять одновременное диагностирование колес, оси, ступицы и подступичной части. В прототипе ((Бородин Ю.П., Ефремов М.И., Зайчук В.И. Акустико-эмиссионный контроль дисков колесных пар грузовых вагонов //Контроль. Диагностика, 2003, №8, С.28-32) запись сигналов акустической эмиссии осуществляется только при превышении ими определенного порога срабатывания. Если учесть, что сигналы акустической эмиссии, поступающие с акустических преобразователей, расположенных на колесах и оси, небольшого уровня, то в стенде, принятом за прототип, большая часть информации теряется.

На фиг.1 показана функциональная схема стенда для акустико-эмиссионной диагностики колесных пар грузовых вагонов. На фиг.2 изображен чертеж механической части стенда. Стенд для акустико-эмиссионной диагностики колесных пар грузовых вагонов содержит:

1 - компьютер;

2 - рама;

3 - гидроцилиндры горизонтального перемещения;

4 - гидроцилиндры, обеспечивающие вертикальное нагружение;

5 - акустический преобразователь;

6 - предварительный усилитель;

7 - фильтр;

8 - основной усилитель;

9 - аналого-цифровой преобразователь;

10 - колесная пара;

11 - ложементы;

12 - первый электродинамометр;

13 - платформа;

14 - гидроцилиндр для подъема колесной пары;

15 - гидравлический мотор для поворота колесной пары;

16 - второй электродинамометр;

17 - гидроцилиндры для подвода акустических преобразователей;

18 - штанги для установки акустических преобразователей;

19 - цифровой коммутатор;

20 - оперативное запоминающее устройство;

21 - устройство управления;

22 - устройство сопряжения с шиной PCI;

23 - шина стандарта PCI;

24 - аналого-цифровой преобразователь сигнала электродинамометра;

25 - измеритель сигнала электродинамометра;

26 - микропроцессор управления нагружением;

27 - устройство сопряжения с шиной USB;

28 - блок реле управления электрогидравлическими кранами;

29 - оперативное запоминающее устройство управления нагружением;

30 - устройство управления поворотом;

31 - электрогидравлический кран управления вертикальным нагружением;

32- электрогидравлический кран управления подводом акустических преобразователей;

33 - электрогидравлический кран управления подъемом платформы;

34 - электрогидравлический кран управления поворотом колесной пары;

35 - электрогидравлический кран управления горизонтальным нагружением.

Стенд для акустико-эмиссионной диагностики колесных пар грузовых вагонов, содержащий компьютер 1, раму 2, гидроцилиндр горизонтального перемещения 3, гидроцилиндр, обеспечивающий вертикальное нагружение 4, установленные на диске колеса акустические преобразователи 5 и многоканальную акустико-эмиссионную систему, состоящую из 1...n блоков, каждый из которых содержит четыре измерительных канала, состоящих из последовательно соединенных акустического преобразователя 5, предварительного усилителя 6, фильтра 7, основного усилителя 8, аналого-цифрового преобразователя 9. В раму 2 стенда установлена колесная пара 10 грузового вагона на опорные ложементы 11 с двумя гидроцилиндрами 3 горизонтального перемещения «вправо-влево» и последовательно включенным с одним из гидроцилиндров первым электродинамометром 12, а на платформе 13 рамы установлен гидроцилиндр 14, обеспечивающий подъем колесной пары 10 и поворот ее вокруг продольной оси за реборды колес с приводом от гидромотора 15, а на ригеле рамы расположены два гидроцилиндра 4, обеспечивающие вертикальное нагружение колесной пары по шейкам оси, с последовательно включенным с одним из гидроцилиндров вторым электродинамометром 16, а на раме расположены механизмы с гидроцилиндрами 17 и штангами 18 для установки и снятия акустических преобразователей 5 на колеса и ось колесной пары 10. Выходы аналого-цифровых преобразователей 9 каналов соединены с входами цифрового коммутатора 19, выходная шина которого соединена с первым входом оперативного запоминающего устройства 20, управляющий вход цифрового коммутатора 19 соединен с первым выходом устройства управления 21, второй выход которого соединен со вторым входом оперативного запоминающего устройства 20, а выход оперативного запоминающего устройства 20 соединен с первым входом устройства сопряжения 22 с шиной PCI 23, первый выход устройства сопряжения 22 двунаправленной шиной соединен через шину PCI 23 с компьютером 1, а второй выход через двунаправленную шину соединен с устройством управления 21, вход устройства управления соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя 24, вход которого соединен с выходом измерителя сигналов с электродинамометров 25 и входом микропроцессора управления нагружением 26, а входы измерителя сигналов электродинамометров 25 соединены с выходами электродинамометров 12, 16, а управляющий вход измерителя сигналов электродинамометров 25 соединен с выходом микропроцессора управления нагружением 26, а устройство сопряжения с шиной USB 27 связано с компьютером 1, выход устройства сопряжения 27 соединен двунаправленной шиной с микропроцессором управления нагружением 26, первый выход которого связан с блоком реле управления электрогидравлическими кранами 28, а второй выход - двунаправленной шиной соединен с оперативным запоминающим устройством управления нагружением 29, вход устройства управления поворотом 30 соединен с гидромотором 15, а его выход - с входом микропроцессора управления нагружением 26, первый выход блока реле управления электрогидравлическими кранами 28 связан с входом электрогидравлического крана управления вертикальным нагружением 31, второй выход - с входом электрогидравлического крана 32 управления подводом акустических преобразователей 5, третий выход - с электрогидравлическим краном 33 управления подъемом платформы 13, четвертый выход - с электрогидравлическим краном 34 управления поворотом колесной пары 10, пятый выход - с электрогидравлическим краном 35 управления горизонтальным нагружением, а выходы электрогидравлических кранов подключены к соответствующим гидроцилиндрам.

Практическая реализация предлагаемого стенда для акустико-эмиссионной диагностики колесных пар грузовых вагонов осуществлена по известным схемам с использованием отечественных и зарубежных микросхем, а также с использованием программируемых логических устройств фирмы «ALTERA». Основные характеристики использованных микросхем приведены в следующих источниках:

1. Микросхемы для аналого-цифрового преобразования и средства мультимедиа. - М.:ДОДЭКА, 1996, вып.1, с.214.

2. Гутников B.C. Интегральная электроника в измерительных устройствах. - Л.: Энергоатомиздат, 1988.

3. Стешенко В.Б. ПЛИС фирмы ALTERA: проектирование устройств обработки сигналов. - М.: ДОДЭКА, 2000.

4. Официальный сайт фирмы ALTERA - http:/www.altera.com.

5. Официальный сайт фирмы Analog Devices - http:/ www.ad.com.

В качестве акустических преобразователей 5 используются широкополосные микрообъемные пьезоэлектрические преобразователи, выполненные из пьезокерамики типа ЦТС-19. Предварительный усилитель 6 выполнен на основе операционных усилителей типа 1407УД1. Фильтр 7 представляет собой активные звенья, собранные по схеме Сален-Ки с использованием операционных усилителей типа МС33272. Основной усилитель 8 выполнен на операционных усилителях МС33282, AD8138. Аналого-цифровой преобразователь 9 выполнен на микросхеме AD9220. Аналого-цифровой преобразователь 24 выполнен на микросхеме AD7892. Цифровой коммутатор 19 и устройство управления 21 выполнены на программируемой логической интегральной схеме (ПЛИС) «ALTERA» EPF6016. Оперативное запоминающее устройство 29 выполнено на микросхемах К6Т4016С3С. Микропроцессор управления нагружением 26 выполнен на ATMega8535. Оперативное запоминающее устройство управления нагружением 29 собрано на микросхеме К6Т4016С3С. Устройство сопряжения 27 с шиной USB выполнено на микросхеме FT245. Элементы блоков 26, 28 собраны на ПЛИС «ALTERA» ЕРМ7128. Блок реле управления гидравлическими каналами 28 выполнен на основе реле TRC12VDC-FB-AD.

Стенд работает следующим образом.

В исходном положении штоки гидроцилиндров 4 вертикального нагружения подняты. Подвижные опорные ложементы 11 смещены в крайнее положение от центра к раме 2. При этом опорные ложементы 11 выведены из под колес, а под колеса подведены рельсы, колея которых совпадает с колеей железнодорожного полотна цеха. Платформа 13 опущена, а гидроцилиндры 17 с акустическими преобразователями 5 отведены. Колесная пара 10 закатывается под ригель стенда до ограничительного упора. Контроль колесной пары производится последовательно в шести положениях через 60° поворота колеса.

В первом положении колесная пара 10 поднимается платформой 13 и поворачивается на заданный угол φ. Опорные ложементы 11 смещаются в крайнее положение гидроцилиндром горизонтального перемещения 3. Затем платформа 13 опускает колесную пару 10 на опорные ложементы 11, после чего производится предварительное нагружение колесной пары вертикальной нагрузкой, составляющей 10% от номинальной нагрузки. Гидроцилиндрами 17 осуществляется подвод акустических преобразователей 5 к колесной паре 10, после чего включается акустико-эмиссионная система. При этом компьютер 1 по шине USB через устройство сопряжения 27 с шиной USB передает в микропроцессор управления нагружением 26 файл данных, содержащий алгоритм нагружения колесной пары 10. Эти данные микропроцессор управления нагружением 26 переписывает в оперативное запоминающее устройство управления нагружением 29 и переходит в режим ожидания команд, установив блок реле управления электрогидравлическими кранами 28 и устройство управления поворотом 30 в исходное состояние. Затем компьютер 1 посылает команду запуска нагружения, по которой микропроцессор управления нагружением 26 начинает работу по записанному алгоритму. Сначала микропроцессор управления нагружением 26 подает команду в блок реле управления электрогидравлическими кранами 28 на поднятие колесной пары 10. При этом срабатывает соответствующее реле, выдавая сигнал на включение гидравлического крана управления подъемом платформы 33, на которой расположена колесная пара 10, и колесная пара 10 поднимается гидроцилиндром 14. Затем микропроцессор управления нагружением 26 выдает команду в блок реле управления электрогидравлическими кранами 28 на сведение платформы 13 с ложементами 11. При этом выдается сигнал на электрогидравлический кран 35 управления горизонтальным нагружением (фиг.1). Микропроцессор управления нагружением 26 выдает команду в блок реле управления электрогидравлическими кранами 28 на опускание колесной пары 10 на ложементы 11 и соответствующий сигнал подается на электрогидравлический кран 33 управления подъемом платформы. При этом колесная пара 10 опускается на ложементы 11 (фиг.2). Микропроцессор управления нагружением 26 выдает команду на подвод акустических преобразователей 5 к колесной паре 10. Блок реле управления электрогидравлическими кранами 28 подает сигнал управления на электрогидравлический кран 32 управления подводом акустических преобразователей 5. Гидроцилиндры 17 подводят штанги 18 с установленными на них акустическими преобразователями 5 к оси и колесам, обеспечивая акустический контакт преобразователей 5 с колесной парой 10. Все эти команды выполняются с выдержкой времени, которая задается внутренним таймером микропроцессора управления нагружением 26. Значения временных интервалов хранятся в оперативном запоминающем устройстве управления нагружением 29. Микропроцессор управления нагружением 26 посылает в блок реле управления электрогидравлическими кранами 28 команду на включение «вертикального нагружения». При этом блок реле управления электрогидравлическими кранами 28 выдает команду управления на электрогидравлический кран 31 управления вертикальным нагружением и гидроцилиндры 4 начинают нагружать колесную пару 10 вертикальными нагрузками на ось. Одновременно с началом нагружения микропроцессор управления нагружением 26 посылает управляющий сигнал в измеритель сигнала электродинамометра 25, подключающий соответствующий вход, причем для вертикального нагружения выход второго электродинамометра 16 расположен на гидроцилиндре 4 вертикального нагружения, а для горизонтального нагружения выход первого электродинамометра 12 находится на гидроцилиндре горизонтального нагружения 3. Затем микропроцессор управления нагружением 26 начинает считывать показания измерителя сигнала электродинамометра 25, усиливающего сигнал с выходов электродинамометров 12, 16 и при номинальном значении нагрузки останавливает нагружение посылкой соответствующей команды в блок реле управления гидравлическими кранами 28. В процессе нагружения акустические сигналы преобразуются акустическими преобразователями 5 в электрические сигналы, поступающие на входы предварительных усилителей 6, которыми они усиливаются на 40 дБ. С выходов предварительных усилителей 6 сигналы проходят на фильтры 7 и основные усилители 8 и поступают на входы аналого-цифровых преобразователей 9, где они преобразуются в цифровые коды. С выходов аналого-цифровых преобразователей 9 коды сигналов поступают на входы цифрового коммутатора 19. Цифровой коммутатор 19 поочередно подключает выходы аналого-цифровых преобразователей 9 к входу оперативного запоминающего устройства 20. Аналоговый сигнал с выхода измерителя сигнала электродинамометра 25 также поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 24 сигнала с электродинамометра. При значении сигнала электродинамометра, соответствующего 0,5 от номинальной нагрузки, устройство управления 21 выдает управляющие сигналы на входы цифрового коммутатора 19 и оперативного запоминающего устройства 20. При этом разрешается запись выходных кодов аналого-цифровых преобразователей 9 в оперативное запоминающее устройство 20. Время записи определяется устройством управления 21.

После выдержки вертикальной нагрузки в течение определенного времени микропроцессор управления нагружением 26 выдает в блок реле управления электрогидравлическими кранами 28 команду на разгрузку. При этом управляющий сигнал поступает на электрогидравлический кран управления вертикальным нагружением 31 и гидроцилиндры 4 начинают разгрузку колесной пары 10. Микропроцессор управления нагружением 26 через устройство сопряжения 27 с шиной USB посылает в компьютер 1 код завершения нагружения. При получении этого кода компьютер 1 через устройство сопряжения 22 и шину PCI 23 считывает из оперативного запоминающего устройства 20 информацию о сигналах акустической эмиссии. Компьютер 1 обрабатывает полученную информацию.

Горизонтальное нагружение колесной пары начинается с подачи микропроцессором управления нагружением 26 команды в блок реле управления электрогидравлическими кранами 28 на горизонтальное нагружение. При этом управляющий сигнал поступает на электрогидравлический кран 35 управления горизонтальным нагружением и гидроцилиндры 3 начинают нагружать колесную пару 10. Процесс управления горизонтальным нагружением аналогичен процессу вертикального нагружения.

После окончания процесса горизонтального нагружения и записи акустико-эмиссионных сигналов производится поворот колесной пары на угол φ. Для реализации поворота колесной пары на угол φ микропроцессор управления нагружением 26 выдает в блок реле управления электрогидравлическими кранами 28 сначала команду на поднятие платформы 13 с колесной парой 10 и гидроцилиндр 14 поднимает платформу 13, а затем микропроцессор управления нагружением 26 выдает в блок реле управления электрогидравлическими кранами 28 команду на поворот колесной пары 10. Управляющий сигнал с выхода блока реле управления электрогидравлическими кранами 28 поступает на электрогидравлический кран 34 управления поворотом и гидромотор 15 для поворота колесной пары 10 и поворачивает ее. При достижении заданного угла, гидромотор 15 выдает сигнал в устройство управления поворотом 30, формирующее сигнал на вход микропроцессора управления нагружением 26, который останавливает поворотный механизм за счет подачи команды в блок реле управления электрогидравлическими кранами 28. Затем микропроцессор управления нагружением 26 выдает в блок реле управления электрогидравлическими кранами 28 команду на поднятие колесной пары 10, разведение платформы 13 с ложементами 11 и на опускание колесной пары 10. Все эти команды выполняются с выдержкой по времени, определяемой внутренним таймером микропроцессора управления нагружением 26. Акустико-эмиссионная система выдает информацию о наличие дефектов, их координатах и степени опасности. На этом процесс диагностики колесной пары завершается.

Claims (2)

1. Стенд для акустико-эмиссионной диагностики колесных пар грузовых вагонов, содержащий компьютер, раму, гидроцилиндр горизонтального перемещения, гидроцилиндр, обеспечивающий вертикальное нагружение, установленные на диске колеса акустические преобразователи и многоканальную акустико-эмиссионную систему, состоящую из 1...n блоков, каждый из которых содержит четыре измерительных канала, состоящих из последовательно соединенных акустического преобразователя, предварительного усилителя, фильтра, основного усилителя, аналого-цифрового преобразователя, отличающийся тем, что в раму стенда установлена колесная пара грузового вагона на опорные ложементы с двумя гидроцилиндрами горизонтального перемещения «вправо-влево» и последовательно включенным с одним из гидроцилиндров электродинамометром, а на платформе рамы установлен гидроцилиндр, обеспечивающий подъем колесной пары и поворот ее вокруг продольной оси за реборды колес с приводом от гидромотора, а на ригеле рамы расположены два гидроцилиндра, обеспечивающие вертикальное нагружение колесной пары по шейкам оси, с последовательно включенным с одним из гидроцилиндров вторым электродинамометром, а на раме расположены механизмы с гидроцилиндрами и штангами для установки и снятия акустических преобразователей на колеса и ось колесной пары.

2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что выходы аналого-цифровых преобразователей каналов соединены с входами цифрового коммутатора, выходная шина которого соединена с первым входом оперативного запоминающего устройства, управляющий вход цифрового коммутатора соединен с первым выходом устройства управления, второй выход которого соединен со вторым входом оперативного запоминающего устройства, а выход оперативного запоминающего устройства соединен с первым входом устройства сопряжения с шиной PCI, первый выход устройства сопряжения двунаправленной шиной соединен через шину PCI с центральным процессором компьютера, а второй выход через двунаправленную шину соединен с устройством управления, вход устройства управления соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, вход которого соединен с выходом измерителя сигналов с электродинамометров, и входом микропроцессора управления нагружением, а входы измерителя сигналов электродинамометров соединены с выходами электродинамометров, а управляющий вход измерителя сигналов электродинамометров соединен с выходом микропроцессора управления нагружением, а устройство сопряжения с шиной USB связано с центральным процессором компьютера, выход устройства сопряжения соединен двунаправленной шиной с микропроцессором управления нагружением, первый выход которого связан с блоком реле управления электрогидравлическими кранами, а второй выход двунаправленной шиной соединен с оперативным запоминающим устройством управления нагружением, вход устройства управления поворотом соединен с гидромотором, а его выход - с входом микропроцессора управления нагружением, первый выход блока реле управления электрогидравлическими кранами связан с входом электрогидравлического крана управления вертикальным нагружением, второй выход - с входом электрогидравлического крана управления подводом акустических преобразователей, третий выход - с электрогидравлическим краном управления подъемом платформы, четвертый выход - с электрогидравлическим краном управления поворотом колесной пары, пятый выход - с электрогидравлическим краном управления горизонтальным нагружением, а выходы электрогидравлических кранов подключены к соответствующим гидроцилиндрам.

Images