RU2466047C2 - Method of diagnosing roll surfaces of railway and metro rolling stock axle boxes - Google Patents
Method of diagnosing roll surfaces of railway and metro rolling stock axle boxes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2466047C2 RU2466047C2 RU2010100993/11A RU2010100993A RU2466047C2 RU 2466047 C2 RU2466047 C2 RU 2466047C2 RU 2010100993/11 A RU2010100993/11 A RU 2010100993/11A RU 2010100993 A RU2010100993 A RU 2010100993A RU 2466047 C2 RU2466047 C2 RU 2466047C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- time
- acoustic emission
- maximum
- wheelset
- period
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение может быть использовано для диагностики поверхности катания колесных пар подвижного состава железнодорожного транспорта (вагонов и локомотивов) и вагонов метрополитена и вагонов городского рельсового транспорта (трамваев) и оперативного обнаружения ползунов, раковин и выщербин на поверхности катания во время эксплуатации колесных пар.The invention can be used to diagnose the rolling surface of wheelsets of rolling stock of railway vehicles (wagons and locomotives) and subway cars and urban rail cars (trams) and to quickly detect sliders, shells and notches on the rolling surface during operation of wheel sets.
Известен способ бесконтактного измерения геометрических параметров колесных пар, заключающийся в лазерном бесконтактном контроле геометрии трехмерных объектов с помощью триангуляционных датчиков положения (патент №2270120). Недостатком данного способа измерения является наличие в схеме измерений демпфера, поглощающего вибрации при прохождении состава, так как при различной загрузке вагонов демпфер создает погрешности измерений.There is a method of non-contact measurement of the geometric parameters of wheel pairs, which consists in laser non-contact control of the geometry of three-dimensional objects using triangulation position sensors (patent No. 2270120). The disadvantage of this measurement method is the presence in the measurement circuit of a damper that absorbs vibrations during the passage of the composition, since with different loading of cars, the damper creates measurement errors.
Кроме того, бесконтактное измерение геометрических параметров осуществляется при скоростях поезда до 60 км/час.In addition, non-contact measurement of geometric parameters is carried out at train speeds of up to 60 km / h.
Указанный недостаток снижает применение этого способа и устройства на его основе для диагностики поверхности катания колесных пар подвижного состава. Цель изобретения - повышение достоверности диагностики поверхности катания колесных пар вагонов и локомотивов железнодорожного транспорта и букс вагонов метрополитена и измерение размеров дефекта, образовавшегося в результате неправильного монтажа и (или) эксплуатации в колесной пары без останова подвижного состава.This drawback reduces the use of this method and a device based on it for diagnosing the rolling surface of rolling stock wheelsets. The purpose of the invention is to increase the reliability of the diagnosis of the rolling surface of wheel sets of wagons and locomotives of railway vehicles and axle boxes of subway cars and measuring the size of a defect resulting from improper installation and (or) operation in a wheel set without stopping the rolling stock.
Сущность способа заключается в измерении акустических сигналов акустической эмиссии на правом и левом рельсе железнодорожного пути во время прохождения подвижного состава в заданной полосе частот от 30 кГц до 300 кГц в равные, последовательные промежутки времени.The essence of the method is to measure the acoustic signals of acoustic emission on the right and left rail of the railway track during the passage of rolling stock in a given frequency band from 30 kHz to 300 kHz at equal, consecutive time intervals.
Данный способ диагностики подшипников отличается от способа диагностики (патент №2270120) тем, что с целью повышения достоверности диагностики поверхности катания колесных пар датчики (преобразователи) устанавливают на любую поверхность правового и левого рельса, кроме поверхности головки рельса, железнодорожного пути по оси, перпендикулярной направлению железнодорожного пути, и во время прохождения подвижного состава определяют с частотой выборки от 50 микросекунд до 0,1 микросекунды значение выброса максимальных амплитуд сигналов акустической эмиссии, следующих последовательно и неразрывно по времени, определяют время длительности выброса максимальных, последовательных и неразрывных по времени сигналов акустической эмиссии Δt и интервалы времени от начала периода вращения колесной пары до первого и последующих выбросов максимальных, неразрывных по времени сигналов акустической эмиссии в течение периода (времени одного оборота). Причиной, которая способствует значительному увеличению амплитуды сигналов акустической эмиссии вращающейся колесной пары, являются удары, в том числе сильные удары при прохождении ползуна по головке рельса за счет смещения центра тяжести колесной пары вагона или локомотива, и изменение режима трения качения на трение скольжения, а при прохождении раковины или выщербины от перекатывания дефектов на поверхности катания колесной пары по головке рельса, при этом дефекте амплитуды сигналов акустической эмиссии в два и более раза меньше, чем при прохождении ползуна.This method of diagnosing bearings differs from the method of diagnosis (patent No. 2270120) in that, in order to increase the reliability of diagnostics of the rolling surface of wheel sets, sensors (transducers) are installed on any surface of the right and left rail, except for the surface of the rail head, railway track along an axis perpendicular to the direction railway track, and during the passage of rolling stock determine with a sampling frequency from 50 microseconds to 0.1 microseconds the emission value of the maximum amplitudes of the signals of the akus emissions, sequentially and inseparably in time, determine the time duration of the emission of maximum, sequential and time-continuous acoustic emission signals Δt and time intervals from the beginning of the period of rotation of the wheelset to the first and subsequent emissions of the maximum, continuous-time acoustic emission signals during the period (time of one revolution). The reason that contributes to a significant increase in the amplitude of the acoustic emission signals of a rotating wheel pair is impacts, including strong blows when the slide moves along the rail head due to the displacement of the center of gravity of the wheel pair of the carriage or locomotive, and the change in the rolling friction mode by sliding friction, and when passage of a shell or a hole from rolling defects on the rolling surface of the wheelset along the rail head, with this defect, the amplitudes of the acoustic emission signals are two or more times less, h I eat while passing the slider.
Размер дефекта, т.е. разрушение вдоль поверхности катания колесной пары в мм, определяют по формуле:Defect size i.e. the destruction along the rolling surface of the wheelset in mm, is determined by the formula:
P=π·DnΔt,P = π DnΔt,
где: Р - размер дефекта на поверхности катания колесной пары в мм,where: P is the size of the defect on the rolling surface of the wheelset in mm,
n - число оборотов колесной пары в сек,n is the number of revolutions of the wheelset in sec
Δt - время длительности выброса сигналов акустической эмиссии с максимальной амплитудой, следующих один за другим неразрывно по времени, в сек,Δt is the time duration of the emission of acoustic emission signals with a maximum amplitude following one after another inextricably in time, in seconds,
π - 3,14,π - 3.14,
D - диаметр колеса вагона или локомотива до поверхности катания в мм.D is the diameter of the wheel of the car or locomotive to the rolling surface in mm.
Количество дефектов на поверхности катания определяется по формуле:The number of defects on the riding surface is determined by the formula:
где: К - количество дефектов на поверхности катания,where: K is the number of defects on the rolling surface,
tинт1 - интервал времени от начала периода вращения колесной пары до первого выброса максимальных, неразрывных по времени сигналов акустической эмиссии в сек;t int1 - the time interval from the beginning of the period of rotation of the wheelset to the first emission of the maximum, inextricable in time acoustic emission signals in seconds;
tинт2 - интервал времени от начала периода вращения колесной пары до второго выброса максимальных, неразрывных по времени сигналов акустической эмиссии в сек;t int2 - the time interval from the beginning of the period of rotation of the wheelset to the second emission of the maximum, inextricable in time acoustic emission signals in seconds;
tинт3 - интервал времени от начала периода вращения колесной пары до третьего выброса максимальных, неразрывных по времени сигналов акустической эмиссии в сек.t int3 - the time interval from the beginning of the period of rotation of the wheelset to the third emission of the maximum, inextricable in time acoustic emission signals in seconds.
Определение вида дефекта, выделение ползуна на фоне других повреждений поверхности катания производится сравнением и выделением из нескольких выбросов, неразрывных по времени сигналов акустической эмиссии, наиболее максимального в два раза и более за время, равное периоду вращения колесной пары.Determining the type of defect, highlighting the slider against the background of other damage to the riding surface is done by comparing and extracting from several emissions, time-continuous acoustic emission signals, the maximum maximum of two or more during a time equal to the period of rotation of the wheelset.
После производства второго и последующего измерения можно с помощью предложенного способа диагностики контролировать и скорость развития дефектаAfter the second and subsequent measurements are made, it is possible to control the rate of development of the defect using the proposed diagnostic method
По определенному размеру дефекта судят о состоянии поверхности катания колесной пары.According to a certain size of the defect, the state of the rolling surface of the wheelset is judged.
ПримерExample
На нерабочей стороне правого и левого рельса железнодорожного пути установлены два датчика (преобразователя акустической эмиссии), соединенных с электронным устройством диагностики. Электронное устройство диагностики соединено с персональным компьютером, а персональный компьютер подключен к компьютерной сети отделения железной дороги. При приближении со скоростью 60 км в час грузового состава, состоящего из 60 полувагонов (длина полувагона 14 м), к устройству диагностики по сети передается команда в ПК на включение устройства диагностики и вводится нумерация состава и номера полувагонов.On the non-working side of the right and left rail of the railway track, two sensors (acoustic emission transducer) are installed, connected to an electronic diagnostic device. An electronic diagnostic device is connected to a personal computer, and a personal computer is connected to the computer network of the railway department. When approaching at a speed of 60 km per hour of a freight train consisting of 60 open wagons (open wagon length of 14 m), a command is sent to the diagnostic device via the network to the PC to turn on the diagnostic device and numbering the composition and number of open wagons is entered.
Производится диагностирование при скорости прохождения состава 60 км в час колесных пар полувагонов за время 50 секунд.Diagnostics is performed at a speed of 60 km per hour of wheel sets of gondola cars for a time of 50 seconds.
Электронное устройство работает на основании способа диагностики, описанного выше.The electronic device operates based on the diagnostic method described above.
В результате диагностики на правом колесе первой колесной пары седьмого полувагона обнаружены недопустимо высокие сигналы акустической эмиссии.As a result of diagnostics, unacceptably high acoustic emission signals were detected on the right wheel of the first wheelset of the seventh open wagon.
Технические характеристики колесной парыWheel pair specifications
Диаметр колеса до поверхности катания 0,95 м.The diameter of the wheel to the ride surface is 0.95 m.
Число оборотов в секунду буксового подшипника при скорости состава 60 км/час или 16,6 м/с и диаметре колеса вагона 0,95 м составляет 5,6 об/с.The number of revolutions per second of the axlebox bearing at a speed of 60 km / h or 16.6 m / s and a wheel diameter of 0.95 m is 5.6 r / s.
n 5,6 об/с.n 5.6 rpm
С помощью переносного электронного устройства измерены следующие параметры:Using a portable electronic device, the following parameters were measured:
tинт1 - интервал времени от начала периода вращения колесной пары до первого выброса максимальных, неразрывных по времени сигналов акустической эмиссии в сек (схема №1),t int1 - the time interval from the beginning of the period of rotation of the wheelset to the first emission of the maximum, inextricable in time signals of acoustic emission in seconds (scheme No. 1),
Δt - время длительности выброса сигналов акустической эмиссии с максимальной амплитудой следующих один за другим неразрывно по времени в сек (схема №1).Δt is the time duration of the emission of acoustic emission signals with a maximum amplitude following one after another inseparably in time in seconds (scheme No. 1).
При диагностировании получены данные tинт1=0,0218 сек, Δt1=0,000765 сек.During the diagnosis, data were obtained t int1 = 0.0218 sec, Δt1 = 0.000765 sec.
P=π·DnΔtP = π
P=3,14·950·5,6·0,000765=12,77 ммP = 3.14.950.5.6.0.000765 = 12.77 mm
Определен ползун длиной 12,77 мм.A slider 12.77 mm long is defined.
Claims (1)
P=π·D·n·Δt,
где P - размер дефекта в мм,
n - число оборотов в с,
Δt - время длительности выброса сигналов акустической эмиссии с максимальной амплитудой следующих один за другим неразрывно по времени в с,
π - 3,14,
D - диаметр колеса вагона или локомотива до поверхности катания в мм,
количество дефектов на поверхности катания определяется по формуле:
где K - количество дефектов на поверхности катания,
tинт1 - интервал времени от начала периода вращения колесной пары до первого выброса максимальных, неразрывных по времени сигналов акустической эмиссии в с,
tинт2 - интервал времени от начала периода вращения колесной пары до второго выброса максимальных, неразрывных по времени сигналов акустической эмиссии в с,
tинт3 - интервал времени от начала периода вращения колесной пары до третьего выброса максимальных, неразрывных по времени сигналов акустической эмиссии в с,
определение вида дефекта, выделение ползуна на фоне других повреждений поверхности катания производится сравнением и выделением из нескольких выбросов неразрывных по времени сигналов акустической эмиссии, наиболее максимального, за время, равное периоду вращения колесной пары,
по определенному размеру дефекта судят о состоянии поверхности колесной пары. A method for diagnosing a rolling surface of wheel pairs of rolling stock of a railway transport and a subway, which consists in measuring acoustic emission signals of a rotating wheel pair, characterized in that the sensors (transducers) of acoustic emission of at least two are mounted not on a vibration-absorbing damper, but on any legal and of the left rail, except for the surface of the rail head of the railway track along an axis perpendicular to the direction of the railway track, and during the passage of the moving rail tava determine with a sampling frequency from 50 microseconds to 0.1 microseconds the value of the emission of the maximum amplitudes of acoustic emission signals following sequentially and inextricably in time, determine the duration of the emission duration of the maximum, sequential and time-continuous acoustic emission signals At and time intervals from the beginning of the rotation period wheelset before the first and subsequent emissions of the maximum, time-continuous acoustic emission signals over a period (time of one revolution) and I count the size of the defect along the rolling surface of the wheel pairs in mm according to the formula:
P = π · D · n · Δt,
where P is the size of the defect in mm,
n is the number of revolutions in s,
Δt is the time duration of the emission of acoustic emission signals with a maximum amplitude following one after another inextricably in time in s,
π - 3.14,
D is the diameter of the wheel of the car or locomotive to the rolling surface in mm,
the number of defects on the riding surface is determined by the formula:
where K is the number of defects on the rolling surface,
tint1 is the time interval from the beginning of the period of rotation of the wheelset to the first emission of the maximum, time-continuous acoustic emission signals in s,
tint2 - the time interval from the beginning of the period of rotation of the wheelset to the second emission of the maximum, inextricable in time acoustic emission signals in s,
tint3 is the time interval from the beginning of the period of rotation of the wheelset to the third emission of the maximum, time-continuous acoustic emission signals in s,
determination of the type of defect, the selection of the slider against the background of other damage to the surface of the ride is carried out by comparing and extracting from several emissions of acoustic emission signals that are inextricable in time, the maximum, for a time equal to the period of rotation of the wheelset,
a certain size of the defect is judged on the state of the surface of the wheelset.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010100993/11A RU2466047C2 (en) | 2010-01-14 | 2010-01-14 | Method of diagnosing roll surfaces of railway and metro rolling stock axle boxes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010100993/11A RU2466047C2 (en) | 2010-01-14 | 2010-01-14 | Method of diagnosing roll surfaces of railway and metro rolling stock axle boxes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010100993A RU2010100993A (en) | 2011-07-20 |
| RU2466047C2 true RU2466047C2 (en) | 2012-11-10 |
Family
ID=44752213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010100993/11A RU2466047C2 (en) | 2010-01-14 | 2010-01-14 | Method of diagnosing roll surfaces of railway and metro rolling stock axle boxes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2466047C2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2578005C1 (en) * | 2014-12-12 | 2016-03-20 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Post integrated control of axle box defects of units and wheels of moving cars |
| RU2678521C2 (en) * | 2017-03-16 | 2019-01-29 | Денис Владимирович Федоров | Method for definition of geometric parameters of railway joints |
| RU2697159C1 (en) * | 2018-06-18 | 2019-08-12 | Общество с ограниченной ответственностью "МЕЖДУНАРОДНЫЙ ЦЕНТР МОНИТОРИНГА НА ОСНОВЕ ВОЛНОВЫХ ПРОЦЕССОВ" | Method of monitoring the technical condition of wheels of mobile composition during movement |
| RU2717683C1 (en) * | 2019-08-13 | 2020-03-25 | Денис Владимирович Федоров | Method of determining local defects of rails rolling surface |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2032171C1 (en) * | 1992-04-20 | 1995-03-27 | Дымкин Григорий Яковлевич | Ultrasonic test method for cylindrical parts |
| RU2296320C1 (en) * | 2005-09-07 | 2007-03-27 | ФГУП "Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С.А. Чаплыгина" (ФГУП "СибНИА им. С.А. Чаплыгина") | Acoustic-emission method for diagnostics of wheel pairs of railroad train and device for realization of said method |
| RU2380698C1 (en) * | 2008-07-15 | 2010-01-27 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Method of acoustic-emission control of railway wheel pairs |
-
2010
- 2010-01-14 RU RU2010100993/11A patent/RU2466047C2/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2032171C1 (en) * | 1992-04-20 | 1995-03-27 | Дымкин Григорий Яковлевич | Ultrasonic test method for cylindrical parts |
| RU2296320C1 (en) * | 2005-09-07 | 2007-03-27 | ФГУП "Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С.А. Чаплыгина" (ФГУП "СибНИА им. С.А. Чаплыгина") | Acoustic-emission method for diagnostics of wheel pairs of railroad train and device for realization of said method |
| RU2380698C1 (en) * | 2008-07-15 | 2010-01-27 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Method of acoustic-emission control of railway wheel pairs |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2578005C1 (en) * | 2014-12-12 | 2016-03-20 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Post integrated control of axle box defects of units and wheels of moving cars |
| RU2678521C2 (en) * | 2017-03-16 | 2019-01-29 | Денис Владимирович Федоров | Method for definition of geometric parameters of railway joints |
| RU2697159C1 (en) * | 2018-06-18 | 2019-08-12 | Общество с ограниченной ответственностью "МЕЖДУНАРОДНЫЙ ЦЕНТР МОНИТОРИНГА НА ОСНОВЕ ВОЛНОВЫХ ПРОЦЕССОВ" | Method of monitoring the technical condition of wheels of mobile composition during movement |
| RU2717683C1 (en) * | 2019-08-13 | 2020-03-25 | Денис Владимирович Федоров | Method of determining local defects of rails rolling surface |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010100993A (en) | 2011-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2771003C (en) | Method and instrumentation for detection of rail defects, in particular rail top defects | |
| Real et al. | Determination of rail vertical profile through inertial methods | |
| CN109443264B (en) | Online measuring device and method for wheel cake parameters of railway vehicle | |
| CA2976899A1 (en) | Abnormal vehicle dynamics detection | |
| RU2466047C2 (en) | Method of diagnosing roll surfaces of railway and metro rolling stock axle boxes | |
| Tsunashima et al. | Japanese railway condition monitoring of tracks using in-service vehicle | |
| JP2006341659A (en) | Abnormality detecting method of railroad vehicle | |
| US20210394805A1 (en) | Method and Device for Detecting a Derailed State of a Rail Vehicle | |
| US5936737A (en) | Wheelset sensing system | |
| CN108290585B (en) | Method and device for detecting derailment in a comparative controlled manner | |
| CN113276905A (en) | Identification method and measurement method for distinguishing track corrugation and wheel polygon abrasion | |
| Boronakhin et al. | Inertial method of railway track diagnostics incorporating the condition of rolling surfaces of the railcar’s wheels | |
| Bosso et al. | Monitoring of railway freight vehicles using onboard systems | |
| Diana et al. | Full-scale derailment tests on freight wagons | |
| CN111444575A (en) | Simulation method for researching train derailment behavior | |
| RU2722513C1 (en) | Method for detecting derailing based on wheel rpm signals | |
| Bocz et al. | A practical approach to tramway track condition monitoring: vertical track defects detection and identification using time-frequency processing technique | |
| RU2411150C1 (en) | Method of diagnosing antifriction bearings of railway and metro rolling stock axle boxes | |
| RU2513338C1 (en) | Estimation of track state | |
| Liu et al. | Performance-based track geometry and the track geometry interaction map | |
| Bocz et al. | Vibration-based condition monitoring of Tramway track from in service vehicle using time-frequency processing techniques | |
| KR20110130073A (en) | Speed measurement system and method thereof for railroad cars using correlation of two acceleration data | |
| Chong et al. | Defining rail track input conditions using an instrumented revenue vehicle | |
| KR100651189B1 (en) | A test-apparatus of running safety in Motor Bogie for Urban Transit Vehicles and the method therefore | |
| RU2601467C2 (en) | Method of determining fitness of cargo railway cars by size of gaps in side bearings |