RU2733939C2 - Method of estimating state of spring suspension of rolling stock bogies and device for implementation thereof - Google Patents

Method of estimating state of spring suspension of rolling stock bogies and device for implementation thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2733939C2
RU2733939C2 RU2018117909A RU2018117909A RU2733939C2 RU 2733939 C2 RU2733939 C2 RU 2733939C2 RU 2018117909 A RU2018117909 A RU 2018117909A RU 2018117909 A RU2018117909 A RU 2018117909A RU 2733939 C2 RU2733939 C2 RU 2733939C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wheel
spring suspension
rail
section
measuring section
Prior art date
Application number
RU2018117909A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2018117909A (en
RU2018117909A3 (en
Inventor
Юрий Павлович Бороненко
Анфиса Сергеевна Даукша
Юрий Борисович Житков
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-внедренческий центр "Вагоны" (АО "НВЦ "Вагоны")
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 Акционерное общество "Научно-внедренческий центр "Вагоны" (АО "НВЦ "Вагоны") filed Critical Акционерное общество "Научно-внедренческий центр "Вагоны" (АО "НВЦ "Вагоны")
Priority to RU2018117909A priority Critical patent/RU2733939C2/en
Publication of RU2018117909A publication Critical patent/RU2018117909A/en
Publication of RU2018117909A3 publication Critical patent/RU2018117909A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2733939C2 publication Critical patent/RU2733939C2/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/08—Railway vehicles
    • G01M17/10—Suspensions, axles or wheels

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

FIELD: rail vehicles.
SUBSTANCE: invention can be used for estimating the state of spring suspension of rolling stock bogies. Essence of invention consists in the fact that contact interaction of wheels of bogies with measuring section of rail track by running of rolling stock along measuring section, recording signals from resistive strain gauges installed in zones of rail neck, measuring device and processing of said signals, at that performing rolling stock rolling along section of artificial track irregularity for initiation of cars oscillations on spring suspension, wherein section of artificial irregularities is located on rail track before measuring section, or partially or completely combined with measuring section, and state of spring suspension of bogies is evaluated by value of running dynamic load acting on rail track from trolley, determined by certain mathematical expression, and in case of overhang dynamic load exceeding there is fixed overload of car or spring bogie suspension defect.
EFFECT: technical result is enabling detection of defects of spring suspension of cars on rolling stock running in conditions of oscillations of spring suspensions.
9 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области технической диагностики и может быть использовано в сфере железнодорожного транспорта, а именно для обнаружения дефектов рессорного подвешивания подвижного состава.The invention relates to the field of technical diagnostics and can be used in the field of railway transport, namely to detect defects in spring suspension of rolling stock.

Известно устройство для измерения вертикальных и боковых сил взаимодействия между колесом и рельсом (патент РФ на изобретение №2591739, МПК G01L1/220, G01L5/16 от 20.07.2016), содержащее железнодорожную колесную пару, тензодатчики, тензометрические усилители, программируемый контроллер, блок передачи сигналов по радиоканалу, связанный с блоком приема сигналов и бортовым компьютером, на наружной стороне диска колеса диаметрально расположены включенные в полумостовые схемы тензорезисторы.A device for measuring vertical and lateral forces of interaction between a wheel and a rail is known (RF patent for invention No. 2591739, IPC G01L1 / 220, G01L5 / 16 from 20.07.2016), containing a railway wheelset, strain gauges, strain gauges, programmable controller, transmission unit signals via a radio channel, connected to the signal receiving unit and the on-board computer, on the outer side of the wheel disc, strain gauges included in the half-bridge circuits are diametrically located.

Недостатком известного устройства для измерения вертикальных и боковых сил взаимодействия между колесом и рельсом является необходимость установки тензодатчиков на колесах и оснащения измерительными устройствами эксплуатируемых вагонов, что вызывает значительное увеличение стоимости вагонов.The disadvantage of the known device for measuring the vertical and lateral forces of interaction between the wheel and the rail is the need to install strain gauges on the wheels and equip the operated cars with measuring devices, which causes a significant increase in the cost of cars.

Известен способ измерения трех компонентов нагрузки в сечении рельса при контактном взаимодействии с колесом железнодорожного подвижного состава (патент РФ на изобретение №2623665, МПК G01L5/16 от 28.06.2017), включающий электрическое соединение наклеенных в зонах шейки рельса тензорезисторов в измерительные мосты, подключенные к входу измерительных каналов тензометрической аппаратуры, позволяющей измерять воздействие от колес на рельсы. There is a known method of measuring three load components in the rail cross-section during contact with a wheel of a railway rolling stock (RF patent for invention No. 2623665, IPC G01L5 / 16 dated 06/28/2017), including the electrical connection of strain gauges glued in the zones of the rail neck to measuring bridges connected to the input of the measuring channels of the strain gauge equipment, which makes it possible to measure the impact from the wheels on the rails.

Недостатком известного способа является отсутствие возможности обнаружения дефектов рессорного подвешивания тележек на ходу поезда, т.к. тензорезисторы наклеиваются в ограниченном числе точек, и при движении по ровному участку рельсового пути дефекты рессорного подвешивания не обнаруживаются.The disadvantage of this method is the lack of the possibility of detecting defects in the spring suspension of bogies while the train is in motion. strain gauges are glued in a limited number of points, and when driving on a flat section of the track, defects in the spring suspension are not detected.

Способ обнаружения дефектов поверхности катания колес железнодорожных транспортных средств в движении (патент РФ на изобретение №2480711, МПК G01B 7/34 от 27.04.2013), принятый в качестве прототипа, заключающийся в том, что на измерительном участке прямолинейного пути на рельс устанавливают тензодатчики, в процессе движения колесной пары по измерительному участку регистрируют сигналы с тензодатчиков, по которым судят о наличии дефекта поверхности катания, определяют скорость движения поезда для определения полосы частот, проводят частотную фильтрацию асимметричных деформаций и регистрируют максимумы деформаций и при совпадении максимумов на соседних парах тензодатчиков сравнивают их с порогом регистрации дефектаA method for detecting defects in the rolling surface of wheels of railway vehicles in motion (RF patent for invention No. 2480711, IPC G01B 7/34 dated 04/27/2013), adopted as a prototype, consisting in the fact that strain gauges are installed on the measuring section of a straight track on the rail, during the movement of the wheelset along the measuring section, signals from the strain gauges are recorded, by which the presence of a defect in the rolling surface is judged, the speed of the train is determined to determine the frequency band, the frequency filtering of asymmetric deformations is carried out and the maximum deformations are recorded, and when the maxima on the adjacent pairs of strain gauges coincide, they are compared with defect registration threshold

Недостатком известного способа является отсутствие возможности обнаружения дефектов рессорного подвешивания тележек на ходу поезда, т.к. без принудительного инициирования колебания вагона на рессорном подвешивании, при движении по ровному участку рельсового пути, дефекты не обнаруживаются.The disadvantage of this method is the lack of the possibility of detecting defects in the spring suspension of bogies while the train is in motion. without forced initiation of the wagon oscillation on spring suspension, when moving on a flat section of the rail track, defects are not detected.

Решаемой технической проблемой является отсутствие возможности эффективного контроля состояния рессорного подвешивания тележек и обнаружения его дефектов рессорного подвешивания вагонов на ходу подвижного состава в условиях колебаний рессорного подвешивания, что в свою очередь ставит под угрозу безопасность движения.The technical problem to be solved is the lack of the possibility of effectively monitoring the state of the spring suspension of bogies and detecting its defects in the spring suspension of cars on the move of the rolling stock in conditions of spring suspension oscillations, which in turn endangers traffic safety.

Технический результат заключается в повышении безопасности движения путем предварительного обнаружения дефектов рессорного подвешивания тележек вагонов в процессе движения подвижного состава.The technical result consists in increasing traffic safety by preliminary detection of defects in the spring suspension of carriage bogies during the movement of the rolling stock.

Указанный технический результат достигается следующим образом.The specified technical result is achieved as follows.

Способ обнаружения дефектов рессорного подвешивания на железнодорожном транспорте заключается в том, что при проведении диагностики вагон проходит сначала искусственную неровность, при этом возникают интенсивные затухающие колебания вагона на рессорном подвешивании, а затем измерительный участок, на котором регистрируются сигналы с тензорезисторов, установленных в зонах шейки рельса. Если измерительный участок полностью или частично совмещен с искусственной неровностью, то сигналы с тензорезисторов через электрические связи, регистрируются и обрабатываются измерительным устройством как при прохождении тележки искусственной неровности, так и при прохождении измерительного участка.The method for detecting defects in spring suspension in railway transport consists in the fact that when carrying out diagnostics, the car first passes through an artificial unevenness, while intense damped vibrations of the car on the spring suspension arise, and then a measuring section, where signals from strain gages installed in the zones of the rail neck are recorded ... If the measuring section is fully or partially aligned with the artificial unevenness, then the signals from the strain gauges through the electrical connections are recorded and processed by the measuring device both when the trolley passes the artificial unevenness and when the measuring section passes.

По погонной динамической нагрузке, воздействующей на рельсовый путь, определяют состояние рессорного подвешивания тележки. В случае превышения воздействия погонной динамической нагрузки допустимого значения фиксируется наличие неисправности вагона, вызванной перегрузкой вагона или дефектом рессорного подвешивания тележки.According to the linear dynamic load acting on the track, the state of the spring suspension of the bogie is determined. In case of exceeding the effect of the linear dynamic load of the permissible value, the presence of a car malfunction caused by overloading of the car or a defect in the spring suspension of the bogie is recorded.

Для того чтобы отличить неисправность рессорного подвешивания от перегрузки вагона проводится расчет коэффициента относительного трения в подвешивании по формуле:

Figure 00000001
, где
Figure 00000002
– коэффициент относительного трения;
Figure 00000003
– величина уменьшения амплитуды сил в контакте колесо-рельс за один период колебаний, регистрируемая тензорезисторами; i – номер оси тележки (первая, вторая, третья и т.п.); j – номер колеса колесной пары (1 – левое колесо, 2 – правое колесо);
Figure 00000004
– статическая нагрузка от колеса, полученная обработкой сигналов от тензорезисторов при прохождении измерительного участка;
Figure 00000005
– масса необресоренных частей тележки; g – ускорение свободного падения. Статическая нагрузка от колеса определяется по формуле:
Figure 00000006
, где n – количество измерений вертикальных сил для одного колеса; m – индекс тензорезистора. При значении коэффициента относительного трения
Figure 00000007
меньше допустимого
Figure 00000008
фиксируется наличие дефекта рессорного подвешивания (
Figure 00000009
≥0,07 по ГОСТ 9246-2013 Тележки двухосные трехэлементные грузовых вагонов железных дорог колеи 1520 мм или
Figure 00000010
≥ 0,06 для тележек старых моделей типа 18-100).In order to distinguish the malfunction of the spring suspension from the overload of the car, the coefficient of relative friction in suspension is calculated using the formula:
Figure 00000001
where
Figure 00000002
- coefficient of relative friction;
Figure 00000003
- the magnitude of the decrease in the amplitude of the forces in the wheel-rail contact during one period of oscillation, recorded by strain gauges; i - number of the bogie axis (first, second, third, etc.); j - wheel number of the wheel pair (1 - left wheel, 2 - right wheel);
Figure 00000004
- static load from the wheel, obtained by processing signals from strain gages when passing the measuring section;
Figure 00000005
- the mass of unsealed parts of the cart; g is the acceleration of gravity. The static load from the wheel is determined by the formula:
Figure 00000006
, where n is the number of measurements of vertical forces for one wheel; m - strain gauge index. When the value of the coefficient of relative friction
Figure 00000007
less than acceptable
Figure 00000008
the presence of a defect in the spring suspension is recorded (
Figure 00000009
≥0.07 in accordance with GOST 9246-2013 Two-axle three-piece bogies for 1520 mm gauge railway freight cars or
Figure 00000010
≥ 0.06 for old model trolleys type 18-100).

Устройство для оценивания состояния рессорного подвешивания тележек подвижного состава содержит рельсовый путь с по крайней мере одной искусственной неровностью в виде периодической кривой, при этом длина искусственной неровности

Figure 00000011
находится в диапазоне от 5 до 15 м, зависимость глубины неровности от длины описывается функциями
Figure 00000012
или
Figure 00000013
, где x – координата вдоль пути от начала искусственной неровности, h – величина неровности пути, находящаяся в диапазоне от 0,01 до 0,03 м в соответствии с Инструкцией по текущему содержанию железнодорожного пути, и измерительный участок длиной
Figure 00000014
, на котором в зонах шейки рельса по длине рельса с шагом Lт = 0,15…0,6 м установлены тензорезисторы, соединенные с измерительным устройством посредством электрической связи. Измерительный участок расположен за искусственной неровностью, т.е. сначала расположена искусственная неровность, а за ней измерительный участок, на котором в зонах шейки рельса по длине рельса расположены тензорезисторы, либо измерительный участок полностью или частично совмещен с искусственной неровностью, т.е. тензорезисторы расположены на измерительном участке и на искусственной неровности.A device for assessing the state of the spring suspension of rolling stock bogies contains a rail track with at least one artificial irregularity in the form of a periodic curve, while the length of the artificial irregularity
Figure 00000011
is in the range from 5 to 15 m, the dependence of the depth of the unevenness on the length is described by the functions
Figure 00000012
or
Figure 00000013
, where x is the coordinate along the track from the beginning of the artificial unevenness, h is the value of the unevenness of the track, ranging from 0.01 to 0.03 m in accordance with the Instruction on the current maintenance of the railway track, and a measuring section with a length
Figure 00000014
, on which in the zones of the rail neck along the length of the rail with a pitch of Lt = 0.15 ... 0.6 m, strain gauges are installed, connected to the measuring device by means of electrical connection. The measuring section is located behind an artificial unevenness, i.e. first, an artificial unevenness is located, and behind it a measuring section, on which strain gages are located in the zones of the rail neck along the rail length, or the measuring section is completely or partially aligned with the artificial unevenness, i.e. strain gauges are located on the measuring section and on artificial unevenness.

Диапазон длины искусственной неровности

Figure 00000015
обусловлен обеспечением приближения частоты вынужденных колебаний, вызываемых неровностями пути, к частоте собственных колебаний вагона для выявления дефекта рессорного подвешивания. Диапазон глубины неровности соответствует требованиям Инструкции по текущему содержанию железнодорожного пути. Шаг расположения тензорезисторов Lт обусловлен базой тележки и обеспечением необходимого количества измерений сил, для достоверного определения дефектов рессорного подвешивания.Artificial bump length range
Figure 00000015
due to the provision of the approximation of the frequency of forced vibrations caused by irregularities in the track, to the frequency of natural vibrations of the car to identify the defect of spring suspension. The range of the bump depth corresponds to the requirements of the Instruction on the current maintenance of the railway track. The spacing of the strain gauges Lt is determined by the base of the bogie and the provision of the required number of force measurements for reliable determination of spring suspension defects.

Сущность заявляемой группы изобретений поясняется графическим материалом. The essence of the claimed group of inventions is illustrated by graphic material.

На фигуре 1 показано устройство для оценивания состояния рессорного подвешивания тележек подвижного состава, которое содержит рельсовый путь 1, по крайней мере одну искусственную неровность 2 длиной Lн в виде периодической кривой, измерительный участок 3 длиной

Figure 00000016
, на котором, в зонах шейки рельса 4 расположены тензорезисторы 5 с шагом Lт = 0,15…0,6 м, соединенные посредством электрической связи 6 с измерительным устройством 7, регистрирующим сигналы с тензорезисторов 5.Figure 1 shows a device for assessing the state of the spring suspension of rolling stock bogies, which contains a rail track 1, at least one artificial unevenness 2 of length Ln in the form of a periodic curve, a measuring section 3 of length
Figure 00000016
, on which, in the zones of the neck of the rail 4, there are strain gages 5 with a pitch of Lt = 0.15 ... 0.6 m, connected by means of electrical connection 6 with the measuring device 7, which records signals from the strain gages 5.

На фигуре 2 показано устройство для оценивания состояния рессорного подвешивания тележек подвижного состава, на котором измерительный участок 3 длиной

Figure 00000017
частично совмещен с искусственной неровностью 2 длиной Lн.Figure 2 shows a device for assessing the state of the spring suspension of rolling stock bogies, in which the measuring section 3 of length
Figure 00000017
partially aligned with artificial unevenness 2 of length Ln.

На фигуре 3 показан вертикальный профиль пути устройства для оценивания состояния рессорного подвешивания тележек подвижного состава, зависимость глубины от длины искусственной неровности которого описывается функциями

Figure 00000018
или
Figure 00000019
, где
Figure 00000020
= 0,01…0,03 м – глубина искусственной неровности,
Figure 00000021
= 5…15 м – длина искусственной неровности, x – координата вдоль пути от начала искусственной неровности.Figure 3 shows the vertical profile of the path of the device for assessing the state of spring suspension of rolling stock bogies, the dependence of the depth on the length of artificial unevenness of which is described by the functions
Figure 00000018
or
Figure 00000019
where
Figure 00000020
= 0.01 ... 0.03 m - depth of artificial unevenness,
Figure 00000021
= 5 ... 15 m is the length of the artificial unevenness, x is the coordinate along the path from the beginning of the artificial unevenness.

На фигуре 4 показаны значения сил от одной колесной пары, регистрируемые тензорезисторами при прохождении вагоном устройства для оценивания состояния рессорного подвешивания тележек подвижного состава. Путем сложения сил от колесных пар одной тележки вычисляется динамическая погонная нагрузка на путь по формуле:

Figure 00000022
, где P – вертикальная сила в контакте колесо-рельс; k – количество осей тележки; i – номер оси тележки (первая, вторая, третья и т.п.); j – номер колеса колесной пары (1 – левое колесо, 2 – правое колесо);
Figure 00000023
– база тележки.Figure 4 shows the values of forces from one wheel pair recorded by strain gauges when the car passes the device for assessing the state of the spring suspension of the rolling stock bogies. By adding forces from the wheelsets of one bogie, the dynamic linear load on the track is calculated by the formula:
Figure 00000022
, where P is the vertical force in the wheel-rail contact; k is the number of bogie axles; i - number of the bogie axis (first, second, third, etc.); j - wheel number of the wheel pair (1 - left wheel, 2 - right wheel);
Figure 00000023
- the base of the cart.

На фигуре 5 показано изменение динамической погонной нагрузки на путь при прохождении устройства вагоном с исправным рессорным подвешиванием. Максимальная величина динамической погонной нагрузки на путь не достигает предельное значение, установленного ГОСТ Р 55050-2012 Железнодорожный подвижной состав.Figure 5 shows the change in the dynamic linear load on the track when the device passes by a car with a serviceable spring suspension. The maximum value of the dynamic linear load on the track does not reach the limit value established by GOST R 55050-2012 Railway rolling stock.

На фигуре 6 показано изменение динамической погонной нагрузки на путь при прохождении устройства вагоном с дефектным рессорным подвешиванием. Максимальная величина динамической погонной нагрузки на путь превышает предельное значение, установленное ГОСТ Р 55050-2012.Figure 6 shows the change in the dynamic linear load on the track when the device passes by a car with a defective spring suspension. The maximum value of the dynamic linear load on the track exceeds the limit value established by GOST R 55050-2012.

Способ обнаружения дефектов рессорного подвешивания на железнодорожном транспорте заключается в том, что при проведении диагностики подвижной состав проходит сначала искусственную неровность 2 (фиг. 1, 2, 3), а затем измерительный участок 3, на котором регистрируются сигналы с тензорезисторов 5 (фиг. 1), установленных в зонах шейки рельса 4. После прохождения тележки 9 искусственной неровности 2 возникают колебания вагона на рессорном подвешивании 8, сигналы с тензорезисторов 5 через электрические связи 6, регистрируются и обрабатываются измерительным устройством 7. Если измерительный участок полностью или частично совмещен с искусственной неровностью (фиг. 2), то сигналы с тензорезисторов 5 через электрические связи 6, регистрируются и обрабатываются измерительным устройством 7 как при прохождении тележки 9 искусственной неровности 2, так и при прохождении измерительного участка 3.The method for detecting spring suspension defects in railway transport consists in the fact that when carrying out diagnostics, the rolling stock first passes an artificial unevenness 2 (Figs. 1, 2, 3), and then a measuring section 3, on which signals from strain gauges 5 are recorded (Fig. 1 ) installed in the zones of the rail neck 4. After the bogie 9 passes the artificial unevenness 2, the car vibrates on the spring suspension 8, the signals from the strain gauges 5 through the electrical connections 6 are recorded and processed by the measuring device 7. If the measuring section is completely or partially aligned with the artificial unevenness (Fig. 2), the signals from the strain gauges 5 through the electrical connections 6 are recorded and processed by the measuring device 7 both when the trolley 9 of the artificial unevenness 2 passes and when the measuring section 3 passes.

Дефект рессорного подвешивания определяется по величине погонной динамической нагрузки, воздействующей на рельсовый путь 1 от тележки 9, которая рассчитывается по формуле:

Figure 00000024
, где P – вертикальная сила в контакте колесо-рельс; k – количество осей тележки; i – номер оси тележки (первая, вторая, третья и т.п.); j – номер колеса колесной пары (1 – левое колесо, 2 – правое колесо);
Figure 00000025
– база тележки.The spring suspension defect is determined by the value of the linear dynamic load acting on the track 1 from the bogie 9, which is calculated by the formula:
Figure 00000024
, where P is the vertical force in the wheel-rail contact; k is the number of bogie axles; i - number of the bogie axis (first, second, third, etc.); j - wheel number of the wheel pair (1 - left wheel, 2 - right wheel);
Figure 00000025
- the base of the cart.

Либо дефект рессорного подвешивания уточняется по коэффициенту относительного трения по формуле:

Figure 00000026
, где
Figure 00000027
– коэффициент относительного трения;
Figure 00000028
– величина уменьшения амплитуды сил в контакте колесо-рельс за один период колебаний, регистрируемая тензорезисторами; i – номер оси тележки (первая, вторая, третья и т.п.); j – номер колеса колесной пары (1 – левое колесо, 2 – правое колесо);
Figure 00000029
– статическая нагрузка от колеса, полученная обработкой сигналов от тензорезисторов при прохождении измерительного участка;
Figure 00000030
– масса необресоренных частей тележки; g – ускорение свободного падения.
Figure 00000031
, где n – количество измерений вертикальных сил для одного колеса, m – индекс тензорезистора. При значении коэффициента относительного трения
Figure 00000032
меньше допустимого
Figure 00000033
фиксируется наличие дефекта рессорного подвешивания (
Figure 00000034
≥ 0,07 по ГОСТ 9246-2013 Тележки двухосные трехэлементные грузовых вагонов железных дорог колеи 1520 мм или
Figure 00000035
≥ 0,06 для тележек старых моделей типа 18-100).Or the defect of the spring suspension is specified by the coefficient of relative friction according to the formula:
Figure 00000026
where
Figure 00000027
- coefficient of relative friction;
Figure 00000028
- the magnitude of the decrease in the amplitude of the forces in the wheel-rail contact during one period of oscillation, recorded by strain gauges; i - number of the bogie axis (first, second, third, etc.); j - wheel number of the wheel pair (1 - left wheel, 2 - right wheel);
Figure 00000029
- static load from the wheel, obtained by processing signals from strain gages when passing the measuring section;
Figure 00000030
- the mass of unsealed parts of the cart; g is the acceleration of gravity.
Figure 00000031
, where n is the number of measurements of vertical forces for one wheel, m is the strain gauge index. When the value of the coefficient of relative friction
Figure 00000032
less than acceptable
Figure 00000033
the presence of a defect in the spring suspension is recorded (
Figure 00000034
≥ 0.07 in accordance with GOST 9246-2013 Two-axle three-piece bogies for 1520 mm gauge railway freight cars or
Figure 00000035
≥ 0.06 for old model trolleys type 18-100).

Пример построения осциллограммы возникающих между колесом и рельсом сил показывает, что после прохождения искусственной неровности (фиг 3) тележки с исправным рессорным подвешиванием погонная динамическая нагрузка не превышает допустимое значение 168 кН (фиг. 6), а при рессорном подвешивании, имеющим дефекты, погонная динамическая нагрузка превышает допустимое значение (фиг. 5), при этом измерительным устройством регистрируются сигналы (фиг. 4), представляющие собой кривую построенную на точках, выходящую за пределы допустимого значения, тем самым информирующую о наличии дефекта рессорного подвешивания.An example of constructing an oscillogram of the forces arising between the wheel and the rail shows that after passing an artificial unevenness (Fig. 3) of a bogie with a serviceable spring suspension, the linear dynamic load does not exceed the permissible value of 168 kN (Fig. 6), and with a spring suspension that has defects, the linear dynamic load the load exceeds the permissible value (Fig. 5), while the measuring device registers signals (Fig. 4), which are a curve plotted on points that goes beyond the permissible value, thereby informing about the presence of a defect in the spring suspension.

Таким образом, достигается технический результат, заключающийся в повышении безопасности движения путем обнаружения дефектов рессорного подвешивания тележек в процессе движения подвижного состава.Thus, the technical result is achieved, which consists in increasing traffic safety by detecting defects in the spring suspension of the bogies during the movement of the rolling stock.

Claims (28)

1. Способ оценивания состояния рессорного подвешивания тележек подвижного состава, включающий контактное взаимодействие колес тележек с измерительным участком рельсового пути путем прогона подвижного состава по измерительному участку, регистрацию сигналов с тензорезисторов, установленных в зонах шейки рельса, измерительным устройством и обработку указанных сигналов, отличающийся тем, что осуществляют прогон подвижного состава по участку искусственной неровности рельсового пути для инициирования колебаний вагонов на рессорном подвешивании, при этом участок искусственной неровности располагают на рельсовом пути перед измерительным участком, либо частично или полностью совмещают с измерительным участком, а состояние рессорного подвешивания тележек оценивают по величине погонной динамической нагрузки, воздействующей на рельсовый путь от тележки, определяемой по формуле:1. A method for assessing the state of the spring suspension of rolling stock bogies, including the contact interaction of the bogie wheels with the measuring section of the rail track by running the rolling stock along the measuring section, registering signals from the strain gauges installed in the rail neck zones, a measuring device and processing these signals, characterized by that the rolling stock is run along the section of artificial unevenness of the rail track to initiate vibrations of cars on spring suspension, while the section of artificial unevenness is located on the rail track in front of the measuring section, or partially or completely combined with the measuring section, and the state of the spring suspension of bogies is estimated by the length of the running dynamic load acting on the track from the bogie, determined by the formula:
Figure 00000036
где
Figure 00000036
Where Р - вертикальная сила в контакте колесо-рельс;Р - vertical force in wheel-rail contact; k - количество осей тележки;k is the number of bogie axles; i - номер оси тележки (первая, вторая, третья и т.п.);i - number of the bogie axis (first, second, third, etc.); j - номер колеса колесной пары (1 - левое колесо, 2 - правое колесо);j - wheel number of the wheel pair (1 - left wheel, 2 - right wheel); lтел - база тележки,l bodies - the base of the cart, в случае превышения погонной динамической нагрузки фиксируется наличие перегрузки вагона или дефекта рессорного подвешивания тележки.if the linear dynamic load is exceeded, the presence of an overload of the car or a defect in the spring suspension of the bogie is recorded. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что состояние рессорного подвешивания тележек оценивают по скорости уменьшения изменения пиковых значений сил между колесом и рельсом после прохода искусственной неровности по формуле:2. The method according to claim 1, characterized in that the state of the spring suspension of the bogies is estimated by the rate of decrease in the change in the peak values of the forces between the wheel and the rail after passing the artificial unevenness according to the formula:
Figure 00000037
где
Figure 00000037
Where ϕ - коэффициент относительного трения;ϕ is the coefficient of relative friction; ΔР - величина уменьшения амплитуды сил в контакте колесо-рельс за один период колебаний, регистрируемая тензорезисторами;ΔР is the value of the decrease in the amplitude of the forces in the wheel-rail contact during one period of oscillation, recorded by strain gauges; i - номер оси тележки (первая, вторая, третья и т.п.);i - number of the bogie axis (first, second, third, etc.); j - номер колеса колесной пары (1 - левое колесо, 2 - правое колесо);j - wheel number of the wheel pair (1 - left wheel, 2 - right wheel); Рст - статическая нагрузка от колеса, полученная обработкой сигналов от тензорезисторов при прохождении измерительного участка;P st - static load from the wheel, obtained by processing signals from strain gages when passing the measuring section; mнеоб - масса необрессоренных частей тележки;m required - the mass of unsprung parts of the bogie; g - ускорение свободного падения;g is the acceleration of gravity;
Figure 00000038
где
Figure 00000038
Where n - количество измерений вертикальных сил для одного колеса;n is the number of measurements of vertical forces for one wheel; m - индекс тензорезистора,m - strain gage index, при значении коэффициента относительного трения ϕ меньше допустимого значения, фиксируют наличие неисправности гасителей колебаний рессорного подвешивания.when the value of the coefficient of relative friction ϕ is less than the permissible value, the presence of a malfunction of the spring suspension vibration dampers is recorded. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при частичном или полном совмещении участка искусственной неровности с измерительным участком сигналы с тензорезисторов регистрируют и обрабатывают измерительным устройством с обоих участков.3. The method according to claim 1, characterized in that when the artificial unevenness section is partially or completely aligned with the measuring section, the signals from the strain gages are recorded and processed by the measuring device from both sections. 4. Устройство для оценивания состояния рессорного подвешивания тележек подвижного состава, содержащее рельсовый путь с измерительным участком, на котором в зонах шейки рельса установлены тензорезисторы, соединенные посредством электрической связи с измерительным устройством, регистрирующим сигналы с тензорезисторов, отличающееся тем, что рельсовый путь содержит участок искусственной неровности с вертикальным профилем в виде периодической кривой.4. A device for assessing the state of the spring suspension of rolling stock bogies, containing a rail track with a measuring section, on which strain gauges are installed in the zones of the rail neck, connected by means of electrical connection to a measuring device that records signals from strain gages, characterized in that the rail track contains an artificial irregularities with a vertical profile in the form of a periodic curve. 5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что участок искусственной неровности расположен перед измерительным участком.5. The device according to claim 4, characterized in that the artificial unevenness section is located in front of the measuring section. 6. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что участок искусственной неровности частично или полностью совмещен с измерительным участком, при этом тензорезисторы расположены на измерительном участке и на участке искусственной неровности.6. The device according to claim 4, characterized in that the artificial irregularity section is partially or completely aligned with the measuring section, and the strain gauges are located on the measuring section and on the artificial irregularity section. 7. Устройство по любому из пп. 4-6, отличающееся тем, что тензорезисторы установлены по длине рельса в зонах шейки рельса с шагом Lт=0,15…0,6 м.7. Device according to any one of paragraphs. 4-6, characterized in that the strain gauges are installed along the length of the rail in the zones of the rail neck with a pitch of Lt = 0.15 ... 0.6 m. 8. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что участок искусственной неровности выполнен по меньшей мере с одной искусственной неровностью длиной Lн и глубиной h, при этом длина искусственной неровности Lн=5…15 м, h=0,01…0,03 м.8. The device according to claim 4, characterized in that the section of artificial unevenness is made with at least one artificial unevenness of length Ln and depth h, while the length of the artificial unevenness Ln = 5 ... 15 m, h = 0.01 ... 0.03 m. 9. Устройство по любому из пп. 4 или 8, отличающееся тем, что зависимость глубины искусственной неровности h от длины Lн описывается функциями
Figure 00000039
или
Figure 00000040
, где х - координата вдоль пути от начала искусственной неровности.9. Device according to any one of paragraphs. 4 or 8, characterized in that the dependence of the depth of artificial unevenness h on the length Ln is described by the functions
Figure 00000039
or
Figure 00000040
, where x is the coordinate along the path from the beginning of the artificial unevenness.
RU2018117909A 2018-05-15 2018-05-15 Method of estimating state of spring suspension of rolling stock bogies and device for implementation thereof RU2733939C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018117909A RU2733939C2 (en) 2018-05-15 2018-05-15 Method of estimating state of spring suspension of rolling stock bogies and device for implementation thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018117909A RU2733939C2 (en) 2018-05-15 2018-05-15 Method of estimating state of spring suspension of rolling stock bogies and device for implementation thereof

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018117909A RU2018117909A (en) 2019-11-15
RU2018117909A3 RU2018117909A3 (en) 2019-12-11
RU2733939C2 true RU2733939C2 (en) 2020-10-08

Family

ID=68579438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018117909A RU2733939C2 (en) 2018-05-15 2018-05-15 Method of estimating state of spring suspension of rolling stock bogies and device for implementation thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2733939C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU221748A1 (en) * С. В. Алехин, И. Золотников , В. С. Доев AUTOMATIC INSTALLATION FOR BREAKING
US6564467B1 (en) * 1999-07-23 2003-05-20 Aea Technology Plc Railway wheel monitoring
GB2392726A (en) * 2001-06-30 2004-03-10 Aea Technology Plc Wheel flange monitoring
US7213789B1 (en) * 2003-04-29 2007-05-08 Eugene Matzan System for detection of defects in railroad car wheels
RU2424533C2 (en) * 2009-05-19 2011-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет путей сообщений" (СГУПС) Measuring transducer for high-speed strain-measuring system
RU2480711C2 (en) * 2011-05-20 2013-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) Method to detect defects of rolling surface of railway vehicles in motion

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU221748A1 (en) * С. В. Алехин, И. Золотников , В. С. Доев AUTOMATIC INSTALLATION FOR BREAKING
US6564467B1 (en) * 1999-07-23 2003-05-20 Aea Technology Plc Railway wheel monitoring
GB2392726A (en) * 2001-06-30 2004-03-10 Aea Technology Plc Wheel flange monitoring
US7213789B1 (en) * 2003-04-29 2007-05-08 Eugene Matzan System for detection of defects in railroad car wheels
RU2424533C2 (en) * 2009-05-19 2011-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет путей сообщений" (СГУПС) Measuring transducer for high-speed strain-measuring system
RU2480711C2 (en) * 2011-05-20 2013-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) Method to detect defects of rolling surface of railway vehicles in motion

Also Published As

Publication number Publication date
RU2018117909A (en) 2019-11-15
RU2018117909A3 (en) 2019-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2005285009A1 (en) Rail sensing apparatus and method
KR101256901B1 (en) Prediction methods for derailment of the wheels using the external force acted on the wheelset
US20210394805A1 (en) Method and Device for Detecting a Derailed State of a Rail Vehicle
RU2659365C1 (en) Method of evaluating stress-strain state of a track
Melnik et al. Rail vehicle's suspension monitoring system-analysis of results obtained in tests of the prototype
Boronenko et al. Continuous monitoring of the wheel-rail contact vertical forces by using a variable measurement scale
Wang et al. A diagnostic method of freight wagons hunting performance based on wayside hunting detection system
Diana et al. Full-scale derailment tests on freight wagons
Vinkó et al. Experimental investigation on condition monitoring opportunities of tramway tracks
Shih et al. Dynamic characteristics of a switch and crossing on the West Coast main line in the UK
RU2480711C2 (en) Method to detect defects of rolling surface of railway vehicles in motion
RU2733939C2 (en) Method of estimating state of spring suspension of rolling stock bogies and device for implementation thereof
Nishimura et al. Experimental study on the vehicle safety by earthquake track excitation with 1/10 scale vehicle and roller rig
Liu et al. Performance-based track geometry and the track geometry interaction map
RU2625256C1 (en) Method for controlling tread surface of railway wheels in motion
Wang et al. Research on Bogie Frame Lateral Instability of High‐Speed Railway Vehicle
Grassie A contribution to dynamic design of railway track
RU2708693C1 (en) Device and method for detecting defects of wheels of railway vehicles in motion
Karassayeva et al. Analysis of dynamic properties and movement safety of bogies with diagonal links and rubber-metal vibration absorbers between the rubbing elements of freight cars
Tsubokawa et al. Development of a dynamic track measuring device for gauge and twist to reduce derailment accidents
Ossberger et al. Validation of a finite element crossing model using measurements at an instrumented turnout
RU2601467C2 (en) Method of determining fitness of cargo railway cars by size of gaps in side bearings
Quiroga et al. Railway systems
Dos Santos et al. The influence of wheel profile on the safety index
Vilotijevića et al. Methods for track stiffness measurement-state of the art