Изобретение относится к средствам вибродиагностики, в частности к постовым системам вибродиагностики на железнодорожном транспорте.The invention relates to means of vibration diagnostics, in particular to guard systems for vibration diagnostics in railway transport.
Известные системы вибродиагностики, устанавливаемые в депо (локомотивных, вагонных) для диагностики колесно-моторных блоков и подшипников букс колесных пар в статическом положении объекта диагностики (локомотива, вагона), патенты №80950, Россия, интернет, №80957, Россия, интернет, №84559, Россия, интернет, №84116, Россия, интернет, №105739, Россия, интернет.Known vibration diagnostic systems installed in a depot (locomotive, wagon) for the diagnosis of wheel-motor blocks and axlebox bearings in the static position of the diagnostic object (locomotive, wagon), patents No. 80950, Russia, Internet, No. 80957, Russia, Internet, No. 84559, Russia, the Internet, No. 84116, Russia, the Internet, No. 1055739, Russia, the Internet.
В настоящее время способ определения годных или негодных к эксплуатации вагонов по величине зазоров между скользунами происходит при осмотре вагонов перед подачей их под погрузку. Эта операция производится вручную с помощью щупов в соответствии с инструкцией, изложенной в "Методике выполнения измерений при техническом обслуживании вагонов в поездах и при текущем отцепочном ремонте" РД 32 ЦВ 003-2008, издана Депортаментом вагонного хозяйства (Проектно-конструкторское бюро вагонного хозяйства) в 2008 г. Так как состав насчитывает, как правило, до 100 вагонов, то это означает, что нужно сделать 400 измерений. На эту процедуру надо затратить значительное время, поэтому опытные осмотрщики делают измерения выборочно, 'на глаз' определяя те зазоры, которые следует проверить. Поэтому нет уверенности в том, что у всех вагонов зазоры отвечают нормам. Чтобы исключить человеческий фактор, так как речь идет о безопасности движения, то предлагается способ, который при проходе состава мимо поста с датчиками вибрации (акселерометрами) и отметчиками колес, установленными на рельсе, автоматически определит вагоны, имеющие зазоры в скользунах, не отвечающие нормам.Currently, the method of determining suitable or unfit for operation wagons by the size of the gaps between the side bearings occurs when inspecting the wagons before serving them for loading. This operation is performed manually using probes in accordance with the instructions set out in the "Measurement Method for Technical Maintenance of Cars in Trains and for Current Unscrew Repair" RD 32 CV 003-2008, published by the Department of Carriage Management (Design Bureau of Carriage Management) in 2008. Since the train numbers, as a rule, up to 100 wagons, this means that 400 measurements must be made. Considerable time must be spent on this procedure, therefore, experienced inspectors take measurements selectively, “by eye” determining those gaps that should be checked. Therefore, there is no certainty that all cars have clearances that meet the standards. In order to exclude the human factor, since it is a matter of traffic safety, a method is proposed that, when the train passes by a post with vibration sensors (accelerometers) and wheel markers mounted on the rail, it will automatically detect wagons with clearances that do not meet the standards.
Предложенный способ основан на связи вертикальных ускорений колебаний рельса, возникающих при проходе вагона по рельсу в области установки акселерометров на рельсе.The proposed method is based on the connection of vertical accelerations of rail oscillations that occur when the car passes along the rail in the installation area of accelerometers on the rail.
На основании многочисленных испытаний была установлена связь между величиной зазора между скользунами и величиной вертикального ускорения колебаний рельса. Таким образом, задача была сведена к установлению определенных диапазонов частот спектра ускорений, в которых наблюдается изменение величины ускорения в зависимости от размера зазора.On the basis of numerous tests, a relationship was established between the size of the gap between the side bearings and the value of the vertical acceleration of the rail vibrations. Thus, the task was reduced to the establishment of certain frequency ranges of the acceleration spectrum, in which there is a change in the magnitude of the acceleration depending on the size of the gap.
Данная задача решается за счет того, что датчик ускорения, установленный на рельс, реагирует на изменение ускорения изгибных колебаний рельса при прохождении вагона, имеющего зазоры в скользунах, выходящие за рамки норм. Сигналы с датчика передаются на усилитель, а затем на аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и поступают в компьютер. Одновременно в компьютер также через АЦП поступают сигналы с отметчиков колес, установленных на рельсе. С помощью специальной программы компьютер выявляет вагоны, имеющие зазоры, не отвечающие нормам.This problem is solved due to the fact that the acceleration sensor mounted on the rail responds to a change in the acceleration of the bending vibrations of the rail when passing a car having gaps in the side bearings that go beyond the norms. Signals from the sensor are transmitted to the amplifier, and then to the analog-to-digital converter (ADC) and fed to the computer. At the same time, signals from wheel meters mounted on the rail are also fed to the computer through the ADC. Using a special program, the computer detects wagons that have gaps that do not meet the standards.
На фиг. 1 представлена схема расположения скользунов на железнодорожном вагоне, где показаны: 1 - вагон, 2 - тележка, 3 - скользуны, 4 - зазор между скользунами.In FIG. Figure 1 shows the arrangement of the side-bearings on the railway carriage, which shows: 1 - the wagon, 2 - the trolley, 3 - side-bearings, 4 - the gap between the side-passengers.
На фиг. 2 представлена схема системы определения годности грузового железнодорожного вагона по величине зазоров в скользунах, на которой показаны: 5 - отметчики колес, установленные на рельсе, 6 - датчики ускорения, 7 - усилитель, 8 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП), 9 - персональный компьютер, 10 - рельсы.In FIG. 2 is a diagram of a system for determining the validity of a freight railroad car by the clearances in the sidewalls, which shows: 5 - wheel indicators mounted on the rail, 6 - acceleration sensors, 7 - amplifier, 8 - analog-to-digital converter (ADC), 9 - personal computer, 10 - rails.
На фиг. 3 представлены спектры ускорений грузовых железнодорожных вагонов с зазорами между скользунами, годных к эксплуатации, и вагонов с зазорами между скользунами, не годных к эксплуатации (v7), ось x - частота в Гц, ось y - показания датчиков ускорений в ma. Показаны спектры, наложенные друг на друга, двух вагонов: четвертого и седьмого, считая от локомотива. У четвертого вагона размеры зазоров между скользунами находятся в норме: слева 3,5 и 5 мм, а справа 5 и 5 мм, у седьмого вагона слева 0 и 4 мм, а справа 0 и 3,5 мм (по нормам сумма зазоров между скользунами с одной стороны не должна быть меньше 4 мм). На графике видно, что ускорения на рельсе при прохождении седьмого вагона существенно больше. Аналогичные результаты были получены во многих испытаниях, в том числе и для вагонов с зазорами, превышающими нормы.In FIG. Figure 3 shows the acceleration spectra of freight railroad cars with clearances between usable coaches, and cars with clearances between unworkable coaches (v7), the x axis is the frequency in Hz, the y axis is the acceleration sensor readings in ma. The spectra superimposed on each other are shown for two cars: the fourth and the seventh, counting from the locomotive. At the fourth car, the dimensions of the gaps between the side bearings are normal: on the left, 3.5 and 5 mm, and on the right, 5 and 5 mm, at the seventh car on the left, 0 and 4 mm, and on the right, 0 and 3.5 mm (according to the norms, the sum of the gaps between the side passengers on the one hand should not be less than 4 mm). The graph shows that the acceleration on the rail during the passage of the seventh car is much greater. Similar results were obtained in many tests, including for cars with gaps in excess of the norm.
На основе экспериментальных данных была разработана компьютерная программа для выявления вагонов, имеющих существенное отличие величины ускорения от остальных в определенных диапазонах частот. Диапазоны частот зависят от скорости движения и установлены на основе экспериментов.Based on the experimental data, a computer program was developed to identify cars with a significant difference in acceleration from the rest in certain frequency ranges. The frequency ranges depend on the speed of movement and are established on the basis of experiments.
