RU38148U1

RU38148U1 - Установка для автоматизированного контроля рельсов

Info

Publication number: RU38148U1
Application number: RU2004105747/20U
Authority: RU
Inventors: В.И. Горделий (RU); В.И. Горделий
Original assignee: Горделий Виталий Иванович
Priority date: 2004-03-03
Filing date: 2004-03-03
Publication date: 2004-05-27

Description

,j 0 0 «t 0

Установка для автоматизированного контроля рельсов

Полезная модель относится к средствам неразрушающего контроля и может быть использована для входного автоматизированного бесконтактного ультразвукового неразрушающего контроля рельсов на рельсосварочном предприятии.

Входной неразрушающий контроль старогодных рельсов предусматривает предварительную подготовку рельсов к контролю, в которую входит правка рельсов в правильном прессе и очистка всей поверхности рельса в очистной машине, после чего осуществляется визуальная проверка рельсов и далее осуществляется контроль съемным ультразвуковым дефектоскопом, выполненным, например, по патенту RU 2184960, С1, G01N29/04, 10.07.2002. Известное средство ультразвукового контроля головки рельсов, предусматривает установку на поверхность катания головки рельса симметрично его продольной оси пары наклонных электроакустических преобразователей, развернутых под одинаковыми острыми углами относительно продольной оси рельса к боковым граням головки рельса, перемещение преобразователей вдоль продольной оси рельса, при этом излучают и принимают ультразвуковые колебания в заданных временных зонах, углы ввода ультразвуковых колебаний в металл рельса и углы разворота преобразователей выбирают из условия пересечения осей ультразвуковых лучей, переотраженных от зон радиусного перехода боковой и нижней граней головки рельса, на продольной оси поверхности катания, а о наличии и ориентации дефекта судят по совместному анализу принятых преобразователями сигналов. К недостаткам известного средства ультразвукового контроля следует отнести невысокую надежность и недостаточную эффективность контроля, обусловленньте использованием пьезопреобразователей, которые в условиях недостаточно хорошей очистки рельсов от грязи, мазута, обледенения и т.д. не позволяют осуществлять качественный контроль. Использование контактных съемных ультразвуковых дефектоскопов требует тщательной очистки головки рельса от ржавчины, пыли, масляных пятен и других загрязнений. Здесь каждый рельс контролируется в отдельности, очистка и подготовка рельса к контролю требуют больших материальных и трудовых затрат, а в случае обледенения рельсов и вовсе

2004105747

Pfllie 6i 9/QS

- -- lUII llfeU Шй-/

невозможны. Это средство ультразвукового контроля не осуществляет автоматизированный входной неразрушающий контроль рельсов.

Известно устройство для контроля рельсов, принятое в качестве прототипа, содержит механическую часть для крепления измерительных датчиков, механизмы перемещения рельса через зону контроля, импульсные датчики пути на входе и выходе измерительной установки, вычислительный блок, соответствующие входы которого соединены с выходами импульсных датчиков пути, маркеры для автоматической разбраковки продукции, входы которых соединены с соответствующими выходами вычислительного блока, и не менее трех радиочастотных датчиков для анализа прямолинейности в каждой контролируемой плоскости, бесконтактно измеряющих расстояния до поверхности катания и боковой поверхности головки рельса, каждый радиочастотный датчик представляет собой последовательно соединенные катушку индуктивности и высокочастотный генератор, выход которого соединен с соответствующим входом вычислительного блока, автоматически выполняющего регулярную проверку параметров всех радиочастотных датчиков с целью минимизации погрещности измерения, два дополнительных радиочастотных датчика для бесконтактного измерения расстояний до нижней поверхности подошвы рельса расположены со стороны подощвы под одним из радиочастотных датчиков, который измеряет расстояние до поверхности катания головки рельса, причем дополнительные радиочастотные датчики сориентированы по прямой, перпендикулярной продольной оси рельса и проходящей через плоскость, параллельную плоскости подощвы рельса, а прямолинейность, скрученность и разновысотность рельса рассчитывается аналитически в зависимости от величины текущих зазоров между неподвижными радиочастотными датчиками и соответствующими поверхностями рельса в ходе поступательного движения последнего через зону контроля. Известное устройство обеспечивает контроль рельсов в условиях запыленности и загазованности атмосферы в зоне контроля, загрязненности поверхности рельса окалиной металлургического происхождения, маслами после их термической обработки и т.п. (см. RU 2199459 С1, В61К9/08, 27.02.03).

плоскостях от прямой линии, а также скрученности и разновысотности рельсов и не позволяет осуществить бесконтактный ультразвуковой контроль всего сечения рельса.

Технический результат заключается в создании установки для проведения входного автоматизированного контроля старогодных рельсов в условиях рельсосварочного предприятия с обеспечением эффективного и надежного ультразвукового контроля всего сечения рельса.

Технический результат достигается тем, что в установке для автоматизированного контроля рельсов содержащей приспособление для подачи рельса в зону контроля, устройство стабилизации и транспортировки рельса в зоне контроля, средство маркировки дефектных участков и средство диагностики состоящее из вычислительного блока, датчиков наличия рельса и датчиков перемещений рельса, размещенных в зоне контроля, выход вычислительного блока соединен с узлом управления средства маркировки дефектных участков, средстводиагностикиснабженоэлектромагнитно-акустическими

преобразователями, размещенными в каретке, блоком усилителей, блоком генераторов, блоком согласования и пультом управления, при этом выходы электромагнитно-акустических преобразователей через усилительный блок подключены к входам вычислительногойлока, к другим входам которого

подключен пульт управления, выходы пульта управления соединены с цепями управления устройства стабилизации и транспортировки рельса в зоне контроля, к входам пульта управления подключены датчики наличия рельса и датчики перемещений рельса, выходы вычислительноговяоиа соединены с входами

блока генераторов, выходы которых через блок согласования подключены к входам соответствующих электромагнитно-акустических преобразователей.

Предлагаемая установка для входного автоматизированного контроля старогодных рельсов на рельсосварочном предприятии представляет собой механизированную систему ультразвуковой диагностики рельсов с использованием эхо - импульсного и зеркально теневого методов контроля при бесконтактном способе ввода ультразвуковых колебаний. В установке имеется возможность возбуждения и регистрации ультразвуковых колебаний различной поляризации, в том числе и колебаний с вращающимся вектором поляризации, причем

возбуждение и регистрация колебаний возможна в широком диапазоне изменения

температур объектов контроля. Использование бесконтактного способа ввода ультразвуковых колебаний (по сравнению с контактными способами ввода) позволило существенно снизить требования к качеству подготовки поверхности объектов контроля.

На чертеже (рис.1) представлена структурная схема установки для автоматизированного контроля рельсов.

Установка для автоматизированного контроля рельсов содержит приспособление 1 для подачи рельса в зону контроля, устройство 2 стабилизации и транспортировки рельса в зоне контроля, средство 3 маркировки дефектных участков и средство 4 диагностики состоящее из вычислительного блока 5, датчиков 6 наличия рельса и датчиков 7 перемещений рельса, размещенных в зоне контроля, выход вычислительного блока 5 соединен с узлом управления средства 3 маркировки дефектных участков, электромагнитно-акустических преобразователей 8, размещенных в каретке 9, выходы электромагнитноакустических преобразователей 8 через усилительный блок 10 подключены к входам вычислительногонлона 5, к другим входам которого подключен пульт

11 управления, выходы пульта управления соединены с цепями управления устройства 2 стабилизации и транспортировки рельса в зоне контроля, к входам пульта 11 управления подключены датчики 6 наличия рельса и датчики 7 перемещений рельса, выходы вычислительногоклока 5 соединены с входами

блока 12 генераторов, выходы которых через блок 13 согласования подключены к входам соответствующих электромагнитно-акустических преобразователей 8.

Установка для автоматизированного контроля рельсов работает следующим образом.

Для настройки установки используется контрольная плеть, состоящая из контрольных образцов с изготовленными в них искусственными моделями дефектов. В контрольной плети имеются модели дефектов типа И, 21, 26.3, 27, ЗОГ, ЗОВ, 50, 52, 55, 56.3, 60, 69.

Подача рельсов на контроль может осуществляться в двух режимах - ручном и автоматическом. В автоматическом режиме управление осуществляется системой автоматики, а в ручном - оператором с пульта 11 управления.

При подаче контролируемого рельса в зону контроля с помощью приспособления 1 с помощью датчиков 6 наличия рельса определяется положение рельса: «до контроля, «в зоне контроля и «после контроля. Сигналы от этих датчиков через пульт 11 управления поступают в вычислительный блок 5. Сигналы от датчиков 7 перемещений рельса также через л уЛ1эт 11 управления поступают в вычислительный блок 5. Сигналы от датчиков 7 перемещений рельса позволяют осуществить привязку обнаруженных дефектов по координате (по длине от начала рельса).

В процессе контроля устанавливается код дефекта и его местоположение в рельсе. Результаты контроля сохраняются для последующей расщифровки и принятия рещения в автоматическом и ручном режимах. Отметка дефектных зон осуществляется средством 3 маркировки дефектных участков. Время контроля определяется скоростью перемещения рельса по рольгангу.

В процессе контроля устройство 2 стабилизации и транспортировки рельса обеспечивает перемещение контролируемого рельса между центрирующими (следящими) роликами, при этом конструкция этого устройства 2 обеспечивает прохождение контролируемого рельса без заю1иаийания, выдерживая заданный зазор в горизонтальной плоскости.

Электрические сигналы, вырабатываемые блоком 12 генераторов, после прохождения через блок 13 согласования прдаются на электромагнитноакустические преобразователи 8, которые возбуждают в контролируемом рельсе ультразвуковые колебания. Отраженные от отражателя ультразвуковые волны возвращаются в электромагнитно-акустические преобразователи 8, где преобразовываются в электрический сигнал. Преобразованный сигнал после усиления в усилительном блоке 10 подается на вычислительный блок 5 для обработки и регистрации. Электромагнитно-акустические преобразователи 8 размещены в каретке 9, которая представляет собой следящую каретку, служащую для центровки положения преобразователей по оси поверхности катания головки рельса и обеспечения соответствующего зазора между поверхностью рельса и преобразователями. Устройство 2 стабилизации и Транспортировки рельса в зоне контроля служит для позиционирования положения рельса при подаче его на контроль и в процессе проведения контроля. Зазор между рабочей поверхностью

электромагнитно-акустических преобразователей 8 и поверхностью катания головки рельса составляет не более 1 мм. Электромагнитно-акустические преобразователи 8, возбуждающие ультразвук под нормальным к поверхности углом (а 0°), применяются для контроля шейки рельса и ее проекции в головку и подошву. И предназначены для выявления дефектов типов: 52, 53, 69. Ими используется эхо-импульсный и зеркально-теневой методы. Плоскость поляризации вектора смещения преобразователей параллельна горизонтальной плоскости и перпендикулярна продольной оси рельса. Наклонные электромагнитно-акустические преобразователи 8 гол наклона луча а 33 -37 ) используются для контроля эхо-методом шейки рельса, ее продолжения в подошву и головку и используются для выявления дефектов ЗОГ, 52, 53, 69 типов. Электромагнитно-акустические преобразователи 8 поверхностных волн (а 90°) предназначены для контроля головки рельса низкочастотными рэлеевскими волнами теневым и эхо-импульсным методом одновременно в двух противоположных направлениях.

Применение фокусирующих преобразователей позволяет контролировать зону головки рельса не менее 15 мм.

w

Claims

Установка для автоматизированного контроля рельсов, содержащая приспособление для подачи рельса в зону контроля, устройство стабилизации и транспортировки рельса в зоне контроля, средство маркировки дефектных участков и средство диагностики, состоящее из вычислительного блока, датчиков наличия рельса и датчиков перемещений рельса, размещенных в зоне контроля, выход вычислительного блока соединен с узлом управления средства маркировки дефектных участков, отличающаяся тем, что средство диагностики снабжено электромагнитно-акустическими преобразователями, размещенными в каретке, блоком усилителей, блоком генераторов, блоком согласования и пультом управления, при этом выходы электромагнитно-акустических преобразователей через усилительный блок подключены к входам вычислительного блока, к другим входам которого подключен пульт управления, выходы пульта управления соединены с цепями управления устройства стабилизации и транспортировки рельса в зоне контроля, к входам пульта управления подключены датчики наличия рельса и датчики перемещений рельса, выходы вычислительного блока соединены с входами блока генераторов, выходы которых через блок согласования подключены к входам соответствующих электромагнитно-акустических преобразователей.