RU89053U1 - THE SYSTEM OF EARLY DIAGNOSTICS OF BEARING BEARINGS BEARING UNITS OF WHEEL PAIRS OF MOVING TRAIN "ACOUSTIC SYSTEM PACK" - Google Patents
THE SYSTEM OF EARLY DIAGNOSTICS OF BEARING BEARINGS BEARING UNITS OF WHEEL PAIRS OF MOVING TRAIN "ACOUSTIC SYSTEM PACK" Download PDFInfo
- Publication number
- RU89053U1 RU89053U1 RU2009126436/22U RU2009126436U RU89053U1 RU 89053 U1 RU89053 U1 RU 89053U1 RU 2009126436/22 U RU2009126436/22 U RU 2009126436/22U RU 2009126436 U RU2009126436 U RU 2009126436U RU 89053 U1 RU89053 U1 RU 89053U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- output
- input
- moving
- train
- Prior art date
Links
Abstract
1. Система ранней диагностики подшипников буксовых узлов колесной пары движущегося поезда, содержащая, по меньшей мере, двенадцать приемников акустических сигналов, выход каждого из которых соединен с соответствующим входом блока усиления, блок обработки, включающий последовательно соединенные полосовой фильтр, формирователь сигнала, аналого-цифровой преобразователь и амплитудный детектор, блок анализа, содержащий блок вычисления диагностических параметров, входы которого подключены к выходам амплитудного детектора, блок принятия решения и блок сравнения, включенный между блоком вычисления диагностических параметров и блоком принятия решения, блок задаваемых диагностических параметров, подключенный к третьему входу блока сравнения, блок памяти, блок выдачи информации, блок определения скорости поезда, выходом подключенный к соответствующему входу блока вычисления диагностических параметров и блока принятия решений, выходом соединенного с входом блока памяти и блока выдачи информации, последовательно соединенные база типов подвижного состава, блок определения типа подвижной единицы и счетчик подвижных единиц, выходом подключенный к соответствующему входу блок принятия решений, три магнитных датчика, счетчик колесных пар, при этом каждый из приемников размещен в отдельном боксе, его чувствительный элемент установлен на высоте расположения буксового узла колесной пары вагона движущегося поезда, боксы установлены равномерно вдоль полотна железной дороги на заданном участке пути, по меньшей мере, по шесть с каждой стороны железнодорожной колеи напротив друг друга, одна из сторон каждого бокса,1. An early diagnosis system for bearings of axlebox bearings of a wheel pair of a moving train, comprising at least twelve receivers of acoustic signals, the output of each of which is connected to the corresponding input of the amplification unit, a processing unit including a series-pass bandpass filter, a signal conditioner, analog-to-digital a converter and an amplitude detector, an analysis unit comprising a diagnostic parameter calculation unit, the inputs of which are connected to the outputs of the amplitude detector, a p solutions and a comparison unit included between the diagnostic parameter calculation unit and the decision unit, the set of diagnostic parameters set, connected to the third input of the comparison unit, a memory unit, an information output unit, a train speed determination unit, connected to the corresponding input of the diagnostic parameter calculation unit and decision block, output connected to the input of the memory unit and the information output unit, series-connected base of types of rolling stock, determination unit type of a moving unit and a counter of moving units, with an output connected to a decision block, three magnetic sensors, a wheel pair counter, each of the receivers is placed in a separate box, its sensing element is mounted at the height of the axle box of the wheel pair of a moving train carriage, the boxes are installed evenly along the railway track on a given section of the track, at least six on each side of the railway track opposite each other, one of the sides of each box
Description
Полезная модель относится к системам для диагностики подшипников движущихся объектов и может быть использована на железнодорожном транспорте для ранней диагностики подшипников буксовых узлов колесных пар движущегося грузового поезда.The utility model relates to systems for the diagnosis of bearings of moving objects and can be used in railway transport for the early diagnosis of bearings of axle boxes of wheel pairs of a moving freight train.
Известен стенд для ультразвукового контроля колесных пар вагонов, содержащий опорную эстакаду с участком рельсов, подъемное устройство с кареткой вращения колесной пары вокруг оси, портал, на котором установлен первый модуль контроля, состоящий из первого сканирующего устройства, закрепленной на нем первой акустической системы для контроля диска колеса и механизма его перемещения, устройство контроля угла поворота колесной пары, устройство подачи контактирующей жидкости под преобразователи, второй модуль контроля, состоящий из второго сканирующего устройства, закрепленной на нем второй акустической системы для контроля оси колесной пары по цилиндрической поверхности и механизма его перемещения, при этом второй модуль контроля также установлен на портале, а подъемное устройство с кареткой вращения колесной пары вокруг оси дополнительно снабжено приводом ее разворота на 180° (RU 39954U1, 20.08.2004)A well-known stand for ultrasonic testing of wheel sets of wagons, comprising a support rack with a section of rails, a lifting device with a carriage for rotating the wheelset around an axis, a portal on which a first control module is installed, consisting of a first scanning device mounted on it with a first acoustic system for controlling the disk the wheel and its movement mechanism, a device for controlling the angle of rotation of the wheelset, a device for supplying contacting fluid under the converters, a second control module, consisting of a second scanning device mounted on it a second acoustic system for monitoring the axis of the wheelset along a cylindrical surface and the mechanism of its movement, while the second control module is also installed on the portal, and the lifting device with a carriage for rotating the wheelset around the axis is additionally equipped with a drive for its rotation by 180 ° (RU 39954U1, 08.20.2004)
Данное устройство используется для ультразвукового контроля колесных пар в камеральных условиях и не предназначено для контроля буксовых подшипников в процессе движения поезда. Для проведения диагностических измерений требуется специальная контактирующая жидкость и устройство для ее подачи Известно устройство для контроля качества работы подшипника, реализующее известный способ контроля качества работы подшипников скольжения, содержащее соединенные последовательно датчик вибрации, фильтр, демодулятор, блок выделения диагностических параметров, блок вычислений, пороговое устройств и индикатор. Известное устройство осуществляет измерение амплитуды огибающей высокочастотной части вибрации подшипника, с последующим разложением ее в ряд по базису функций, описывающих дефекты подшипника, вычисляет коэффициенты разложения и путем сравнения их с пороговыми значениями определяет качество подшипников (RU 868416, 30.09.81).This device is used for ultrasonic testing of wheel sets in office conditions and is not intended for monitoring axlebox bearings during train movement. For carrying out diagnostic measurements, a special contacting fluid and a device for its supply are required. A device is known for monitoring the quality of operation of a bearing, which implements a known method for monitoring the quality of operation of sliding bearings, comprising a vibration sensor, a filter, a demodulator, a unit for isolating diagnostic parameters, a calculation unit, and threshold devices and indicator. The known device measures the amplitude of the envelope of the high-frequency part of the bearing vibration, with its subsequent expansion into a series based on the functions describing the bearing defects, calculates the decomposition coefficients and determines the quality of the bearings by comparing them with threshold values (RU 868416, 30.09.81).
Известное устройство предназначено для определения дефектов подшипника в процессе их изготовления и работы за счет измерения его случайных вибраций и не предназначено для ранней диагностики в условиях посторонних шумов и дополнительных механических воздействий.The known device is intended to identify defects in the bearing during their manufacture and operation by measuring its random vibrations and is not intended for early diagnosis in the conditions of extraneous noise and additional mechanical stresses.
Известна система ранней диагностики подшипников буксовых узлов колесных пар движущегося поезда, содержащая приемники акустических сигналов, выходы которых соединены с входами блока усиления, блок обработки, включающий полосовой фильтр, амплитудный детектор и аналого-цифровой преобразователь, блок анализа в виде последовательно соединенных блока вычисления диагностических параметров, блока сравнения и блока принятия решения, а также блок задаваемых диагностических параметров, подключенный ко второму. входу блока сравнения, блок определения скорости поезда, счетчик колесных пар и магнитные датчики (US 4,790,190А, 13.12.1988).A known early diagnosis system of bearings of axlebox bearings of wheel pairs of a moving train, comprising acoustic signal receivers whose outputs are connected to the inputs of the amplification unit, a processing unit including a bandpass filter, an amplitude detector and an analog-to-digital converter, an analysis unit in the form of series-connected diagnostic parameter calculation unit , a comparison unit and a decision making unit, as well as a set of preset diagnostic parameters connected to the second. the input of the comparison unit, the unit for determining the speed of the train, the wheel pair counter and magnetic sensors (US 4,790,190A, 12/13/1988).
Известная система позволяет обнаружить дефекты подшипников буксовых узлов колесных пар движущегося поезда путем регистрации акустических волн, возникающих при появлении неисправностей в подшипнике в процессе его эксплуатации, их обработки и последующего анализа.The known system allows to detect defects in bearings of axle boxes of wheel pairs of a moving train by registering acoustic waves that occur when faults occur in the bearing during its operation, their processing and subsequent analysis.
Однако известная система не учитывает весь спектр акустических сигналов, возникающих при вращении подшипника колесной пары вокруг своей оси, а также типов движущихся вагонов при определении места положения колесной пары с дефектным подшипником, что снижает достоверность диагностики подшипников буксового узла движущегося поезда в условиях интенсивного движения на железнодорожном транспорте.However, the known system does not take into account the whole range of acoustic signals arising from the rotation of the wheel pair bearing around its axis, as well as the types of moving cars when determining the position of the wheel pair with a defective bearing, which reduces the reliability of diagnostics of bearings of the axle box of a moving train in conditions of heavy traffic on the railway transport.
Задачей полезной модели является создание системы диагностики подшипников буксовых узлов колесных пар движущегося поезда, позволяющей обнаружить повреждения подшипника на ранней стадии его развития, а, следовательно, осуществить перевозку без принудительной остановки поезда и срыва графика движения поездов на железной дороге.The objective of the utility model is to create a diagnostic system for bearings of axlebox units of wheelsets of a moving train, which allows to detect damage to the bearing at an early stage of its development, and, therefore, to carry out transportation without forcing the train to stop and disrupting the train schedule on the railway.
Технический результат заключается в повышении достоверности ранней диагностики подшипников буксового узла тележки вагона движущегося железнодорожного поезда за счет учета при обработке измеренного сигнала всего спектра акустических сигналов, возникающих при вращении подшипника колесной пары вокруг своей оси, а также в возможности определения различных типов движущихся вагонов в составе поезда при принятии решения о местоположении колесной пары с дефектным подшипником.The technical result consists in increasing the reliability of early diagnostics of the bearings of the axle box assembly of a carriage of a moving railway train carriage by taking into account, when processing the measured signal, the entire spectrum of acoustic signals arising from the rotation of the wheel pair bearing around its axis, as well as the possibility of determining various types of moving cars in the train when deciding on the location of a wheel pair with a defective bearing.
Технический результат достигается тем, что система ранней диагностики подшипников буксовых узлов колесных пар движущегося поезда содержит, по меньшей мере, двенадцать приемников акустических сигналов, выход каждого из которых соединен с соответствующим входом блока усиления, блок обработки, включающий последовательно соединенные полосовой фильтр, формирователь сигнала, аналого-цифровой преобразователь и амплитудный детектор, блок анализа, содержащий блок вычисления диагностических параметров, входы которого подключены к выходам амплитудного детектора, блок принятия решения и блок сравнения, включенный между блоком вычисления диагностических параметров и блоком принятия решения, блок задаваемых диагностических параметров, подключенный к третьему входу блока сравнения, блок памяти, блок выдачи информации, блок определения скорости поезда, выходом, подключенный к соответствующему входу блока вычисления диагностических параметров и блока принятия решений, выходом соединенного с входом блока памяти и блока выдачи информации, последовательно соединенные база типов подвижного состава, блок определения типа подвижной единицы и счетчик подвижных единиц, выходом подключенный к соответствующему входу блока принятия решений, три магнитных датчика, счетчик колесных пар, при этом каждый из приемников акустического сигнала размещен в отдельном боксе, его чувствительный элемент установлен на высоте расположения буксового узла колесной пары вагона движущегося поезда, боксы установлены равномерно вдоль полотна железной дороги на заданном участке пути, по меньшей мере, по шесть с каждой стороны железнодорожной колеи напротив друг друга, одна из сторон каждого бокса, обращенная к железнодорожному полотну, снабжена шторкой, механизм открывания которой расположен в самом боксе и подключен управляющим входом к выходу блока управления шторками боксов, в каждом боксе установлена система термостатирования, вход/выход которой соединены с выходом/входом блока управления системами термостатирования, причем первый и второй магнитные датчики установлены на рельсах напротив первого и последнего приемника соответственно и выходами подключены к соответствующим входам блока определения типа подвижной единицы и счетчика колесных пар, выходом соединенного с соответствующими входами блока вычисления диагностических параметров, блока принятия решения, блока определения типа подвижной единицы и блока определения скорости движения поезда, третий магнитный датчик размещен на заданном расстоянии от последнего приемника акустического сигнала непосредственно на рельсе и выходом подключен к входу блока управления шторками боксов.The technical result is achieved by the fact that the early diagnosis system of bearings of axlebox units of wheel pairs of a moving train contains at least twelve receivers of acoustic signals, the output of each of which is connected to the corresponding input of the amplification unit, a processing unit including a series-pass bandpass filter, a signal conditioner, an analog-to-digital converter and amplitude detector, an analysis unit containing a diagnostic parameter calculation unit, the inputs of which are connected to the outputs a of a base detector, a decision making unit and a comparison unit included between a diagnostic parameter calculation unit and a decision making unit, a set of diagnostic diagnostic parameters connected to a third input of the comparison unit, a memory unit, an information output unit, a train speed determination unit, an output connected to the corresponding the input of the unit for calculating diagnostic parameters and the decision making unit, the output connected to the input of the memory unit and the information output unit, series-connected base type in rolling stock, a unit for determining the type of a moving unit and a counter of moving units connected to the corresponding input of the decision making unit, three magnetic sensors, a wheel pair counter, each of the acoustic signal receivers being placed in a separate box, its sensing element is installed at a height axle box of a wheel pair of a carriage of a moving train, the boxes are installed evenly along the railway track on a given section of the track, at least six on each side of the railway the gauge opposite each other, one of the sides of each box, facing the railroad track, is equipped with a shutter, the opening mechanism of which is located in the box itself and is connected by a control input to the output of the control unit for the curtains of the boxes, in each box there is a temperature control system, the input / output of which is connected with the output / input of the control unit of thermostatic control systems, the first and second magnetic sensors mounted on rails opposite the first and last receiver, respectively, and the outputs are connected to corresponding to the inputs of the unit for determining the type of the moving unit and the wheel pair counter, the output connected to the corresponding inputs of the unit for calculating the diagnostic parameters, the decision unit, the unit for determining the type of the moving unit and the unit for determining the speed of the train, the third magnetic sensor is located at a predetermined distance from the last receiver of the acoustic signal directly on the rail and the output is connected to the input of the control unit blinds boxes.
Приемник акустического сигнала выполнен в виде микрофона с предусилителем.The receiver of the acoustic signal is made in the form of a microphone with a preamplifier.
Кроме того, усилитель, блок обработки, блок анализа, счетчик колесных пар, блок задаваемых диагностических параметров, блок определения скорости, блок определения скорости поезда, счетчик подвижных единиц, блок определения типа подвижной единицы, база типов подвижного состава размещены в аппаратном помещении, представляющим собой измерительный пост.In addition, an amplifier, a processing unit, an analysis unit, a wheel pair counter, a set of diagnostic parameters, a speed determination unit, a train speed determination unit, a moving unit counter, a rolling unit type determining unit, a rolling stock type base are located in the equipment room, which is measuring post.
Система может дополнительно включать блок определения номера вагона, выходом подключенный к дополнительному входу счетчика подвижных единиц.The system may additionally include a block for determining the number of the car, the output connected to the additional input of the counter of moving units.
Сущность предлагаемой системы ранней диагностики буксовых подшипников тележек вагонов движущегося поезда поясняется чертежами на фиг.1 и фиг.2.The essence of the proposed system for early diagnosis of axle box bearings of carriages of cars of a moving train is illustrated by drawings in figure 1 and figure 2.
На фиг.1 представлен вариант выполнения системы ранней диагностики подшипников буксовых узлов колесных пар вагонов движущегося поезда в части регистрации, обработки и анализа акустических сигналов подшипников буксовых узлов. На фиг.2 - вариант выполнения системы ранней диагностики подшипников буксовых узлов колесной пары вагонов движущегося поезда в части управления температурным режимом в боксах и открытием шторок боксов.Figure 1 presents an embodiment of an early diagnosis system for bearings of axlebox bearings of wheel pairs of cars of a moving train in terms of recording, processing and analysis of acoustic signals of bearings of axleboxes. Figure 2 is an embodiment of an early diagnosis system for bearings of axlebox bearings of a wheel pair of wagons of a moving train in terms of controlling the temperature in the boxes and opening the curtains of the boxes.
Система ранней диагностики буксовых подшипников буксового узла колесной пары движущегося поезда включает установленный вдоль железнодорожной колеи 1 двенадцать боксов 2, по шесть с каждой стороны. Боксы 2 установлены напротив друг друга на каждой стороне железнодорожной колеи 1 на равном расстоянии друг от друга на отрезке пути, равном двум оборотам колеса вагонной тележки.The early diagnosis system of axlebox bearings for the axlebox assembly of a wheel pair of a moving train includes twelve boxes 2 installed along the railway track 1, six on each side. Boxes 2 are installed opposite each other on each side of the railway track 1 at an equal distance from each other on a segment of the path equal to two turns of the wheel of the carriage carriage.
В каждом боксе 2 размещены приемник акустического сигнала в виде микрофона 3 с предусилителем и система 4 термостатирования. Боксы 2 выполнены таким образом, что позволяют разместить чувствительные элементы микрофонов 3 на уровне подшипников буксового узла колесной пары вагонов движущегося поезда. Сторона каждого бокса 2, обращенная к железнодорожной колее 1, снабжена шторкой (на чертеже не показана), выполненной с возможностью открытия с помощью механизма 5 открывания шторки. Механизм 5 открывания шторки также размещен в боксе 2. Причем шторка размещена на уровне размещения чувствительного элемента микрофона 3.In each box 2 there is an acoustic signal receiver in the form of a microphone 3 with a preamplifier and a temperature control system 4. Boxes 2 are made in such a way that they allow to place the sensitive elements of the microphones 3 at the level of the bearings of the axle box assembly of the wheelset of cars of a moving train. The side of each box 2 facing the railway track 1 is provided with a shutter (not shown in the drawing) configured to open with a shutter opening mechanism 5. The shutter opening mechanism 5 is also located in box 2. Moreover, the shutter is placed at the level of placement of the microphone 3 sensing element.
Размещенные указанным образом боксы 2 с микрофонами 3 представляют собой измерительный пост ПАК.Placed in this way, the boxes 2 with microphones 3 represent the measuring post PAK.
Выход каждого микрофона 3 соединен с соответствующим входом блока усиления, выполненного в виде, по меньшей мере, одного многоканального усилителя 6.The output of each microphone 3 is connected to the corresponding input of the amplification unit, made in the form of at least one multichannel amplifier 6.
Система включает блок 7 обработки, состоящий из последовательно соединенных полосового фильтра 8, формирователя 9 сигнала, аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 10 и амплитудного детектора 11. Входы полосового фильтра 8 подключены к соответствующим входам многоканального усилителя 6.The system includes a processing unit 7, consisting of a series-connected band-pass filter 8, a signal shaper 9, an analog-to-digital converter (ADC) 10 and an amplitude detector 11. The inputs of the band-pass filter 8 are connected to the corresponding inputs of the multi-channel amplifier 6.
Блок 12 анализа включает последовательно соединенные блок 13 вычисления диагностических параметров, блок 14 сравнения и блок 15 принятия решения, выходом подключенного к входам блока 16 памяти и блока 17 выдачи информации. При этом входы блока 13 вычисления диагностических параметров подключены к выходу амплитудного детектора 11, а другой вход блока 14 сравнения - к выходу блока 18 задаваемых диагностических параметров.Block 12 analysis includes a series-connected block 13 for calculating diagnostic parameters, block 14 comparison and block 15 decision making, the output connected to the inputs of the block 16 memory and block 17 information. In this case, the inputs of the unit 13 for calculating the diagnostic parameters are connected to the output of the amplitude detector 11, and the other input of the unit 14 for comparison is connected to the output of the unit 18 of the set diagnostic parameters.
Система содержит также три магнитных датчика 19, 20, 21.The system also contains three magnetic sensors 19, 20, 21.
Первый и второй магнитные датчики 19 и 20 установлены на рельсах колеи 1 напротив первого и последнего боксов 2 соответственно. Выходы датчиков 19 и 20 и подключены к соответствующим входам блока 22 определения типа подвижной единицы и счетчика 23 колесных пар. Выход счетчика 23 соединен с соответствующими входами блока 13 вычисления диагностических параметров, блока 15 принятия решения, блока 22 определения типа подвижной единицы и блока 24 определения скорости движения поезда. Другой вход блока 22 определения типа подвижной единицы подключен к выходу базы 25 типов подвижного состава, а выход - к счетчику 26 подвижных единиц, выход которого соединен с соответствующим входом блока 15 принятия решения.The first and second magnetic sensors 19 and 20 are mounted on rails of track 1 opposite the first and last boxes 2, respectively. The outputs of the sensors 19 and 20 are connected to the corresponding inputs of the unit 22 for determining the type of the moving unit and the counter 23 wheel pairs. The output of the counter 23 is connected to the corresponding inputs of the block 13 for calculating the diagnostic parameters, the block 15 decision, block 22 determining the type of the moving unit and block 24 determining the speed of the train. The other input of the unit type determination unit 22 is connected to the output of the base 25 types of rolling stock, and the output to the counter 26 of the units, the output of which is connected to the corresponding input of the decision unit 15.
Третий магнитный датчик 21 размещен на рельсе с его внутренней стороны на расстоянии 100 м до первого бокса 2 и выходом подключен к входу блока 27 управления шторками боксов, выход которого соединен с входом питания механизма 5 открывания шторок боксов 2.The third magnetic sensor 21 is placed on the rail from its inner side at a distance of 100 m from the first box 2 and the output is connected to the input of the box blind control unit 27, the output of which is connected to the power input of the box blind opening mechanism 5.
Система 4 термостатирования каждого бокса 2 входом/выходом подключена к выходу/входу блока 28 управления системами термостатирования боксов. Выходы блока 29 питания соединены с соответствующими входами блоков 27 и 28.The temperature control system 4 of each box 2 input / output is connected to the output / input of the block 28 control thermostat systems of the boxes. The outputs of the power supply unit 29 are connected to the corresponding inputs of the units 27 and 28.
Система ранней диагностики подшипников буксовых узлов колесных пар вагонов движущегося поезда работает следующим образом.The early diagnosis system of bearings of axlebox bearings of wheel pairs of cars of a moving train works as follows.
Магнитный датчик 21 при накатывании на него первой колесной пары движущегося грузового поезда формирует электрический сигнал, который поступает на вход блока 27 управления шторками боксов. Механизм 5 открытия шторок каждого бокса включает электромеханический привод шторки и систему управления приводом. Блок 27 управления шторками при поступлении сигнала с выхода магнитного датчика 21 формирует управляющий сигнал, который подключает питающее напряжение 12 В к системе управления приводом каждого бокса, привод приходит в движение, осуществляя открытие шторки.The magnetic sensor 21 when rolling on it the first wheel pair of a moving freight train generates an electrical signal, which is fed to the input of the box control unit 27 curtains. The shutter opening mechanism 5 of each box includes an electromechanical shutter drive and a drive control system. The shutter control unit 27, upon receipt of a signal from the output of the magnetic sensor 21, generates a control signal that connects the 12 V supply voltage to the drive control system of each box, the drive moves, opening the shutter.
При прохождении первых колесных пар пути, на котором размещены боксы, чувствительные элементы микрофонов 3 улавливают акустические шумы, в том числе, и выделяемые работающими подшипниками буксовых узлов колесных пар, и преобразуют их в электрический сигнал. Система позволяет одновременно осуществлять измерение акустических шумов выделяемых вращающимися деталями подшипников буксовых узлов колесных пар, расположенных по обеим сторонам вагона. Поскольку измерения проводят при движении поезда, то каждый из расположенных по одну сторону колеи микрофонов 3 улавливает шумы при разном радиальном положении подшипника буксового узла диагностируемой колесной пары.When passing the first wheel pairs of the path on which the boxes are placed, the sensitive elements of the microphones 3 pick up acoustic noises, including those emitted by the working bearings of the axle boxes of the wheel pairs, and convert them into an electrical signal. The system allows the simultaneous measurement of acoustic noise emitted by the rotating parts of the bearings of the axle boxes of wheel sets located on both sides of the car. Since the measurements are carried out while the train is moving, each of the microphones 3 located on one side of the gauge 3 picks up noise at different radial positions of the axle box bearing of the diagnosed wheelset.
Акустические сигналы, преобразованные в электрические, усиливаются предусилителем микрофона 3. После чего сигналы с выхода микрофонов 3 поступают на вход многоканального усилителя 6, в котором каждый из сигналов усиливают в полосе частот, содержащей преимущественно составляющие от вибраций подшипника, модулированные по амплитуде, и передают их в полосовой фильтр 8. Полосовой фильтр 8 выделяет каждый электрический сигнал в этой полосе частот, подавляя, одновременно с этим, «боковые лепестки» диаграммы направленности. С выхода фильтра 8 сигналы поступают на формирователь 9 сигнала, который осуществляет «сшивку» сигналов в один общий сигнал, в наибольшей степени характеризующий акустические шумы подшипника буксового узла колесной пары при его перемещении.The acoustic signals converted into electric ones are amplified by the microphone preamplifier 3. After that, the signals from the output of the microphones 3 are fed to the input of a multi-channel amplifier 6, in which each of the signals is amplified in a frequency band containing mainly amplitude-modulated components of the bearing vibrations and transmit them into a band-pass filter 8. Band-pass filter 8 selects each electrical signal in this frequency band, suppressing, at the same time, the "side lobes" of the radiation pattern. From the output of the filter 8, the signals arrive at the signal shaper 9, which carries out the “stitching” of the signals into one common signal, which most characterizes the acoustic noise of the axle box bearing of the wheelset when moving it.
Для дальнейшего анализа акустических шумов аналоговый электрический сигнал преобразуют в цифровой вид с помощью аналого-цифрового преобразователя 10 с последующим выделением в амплитудном детекторе 11 огибающей.For further analysis of acoustic noise, an analog electrical signal is converted into a digital form using an analog-to-digital converter 10, followed by separation of the envelope in the amplitude detector 11.
В блоке 13 вычисления диагностических параметров осуществляют преобразование Фурье сигнала огибающей с целью представления амплитудно-частотного спектра измеренного сигнала с последующим его анализом. Диагностическим параметрами являются как частотная, так и амплитудная характеристики спектра сигнала.In block 13 for calculating the diagnostic parameters, the Fourier transform of the envelope signal is performed to represent the amplitude-frequency spectrum of the measured signal with its subsequent analysis. The diagnostic parameters are both the frequency and amplitude characteristics of the signal spectrum.
Частотная характеристика пиков 1-ой и последующих кратных ей гармоник определяет элемент подшипника, предположительно имеющий дефект - наружное, внутреннее кольцо или тела качения.The frequency response of the peaks of the first and subsequent multiple harmonics determines the bearing element, presumably having a defect - the outer, inner ring or rolling elements.
Уровень амплитудной характеристики пика 1-ой гармоники спектра огибающей акустического сигнала определяет вероятность наличия либо отсутствие какого-либо дефекта в элементе подшипника. Подтверждение наличия дефекта происходит в результате анализа пик-факторов кратных гармоник высокого порядка.The level of the amplitude characteristic of the peak of the 1st harmonic of the spectrum of the envelope of the acoustic signal determines the probability of the presence or absence of any defect in the bearing element. Confirmation of a defect occurs as a result of the analysis of peak factors of multiple high-order harmonics.
В случае получения подтверждения о наличии дефекта в элементе подшипника, все амплитудно-частотные характеристики дефекта передаются в блок сравнения 14, где происходит сравнение полученных параметров дефекта с заранее заданными параметрами уровней развития того либо иного дефекта.In the case of receiving confirmation of the presence of a defect in the bearing element, all the amplitude-frequency characteristics of the defect are transmitted to the comparison unit 14, where the obtained defect parameters are compared with the predetermined parameters of the development levels of a defect.
По результатам сравнения в блоке 15 поступает информация о типе дефекта и уровне его развития в подшипнике.According to the comparison results, in block 15, information is received about the type of defect and the level of its development in the bearing.
Одновременно сигналы с выхода магнитных датчиков 19 и 20 поступают на вход счетчика 23 колесных пар. Поскольку датчики 19 и 20 расположены на заданном расстоянии друг от друга, то по времени прохождения колесной пары этого расстояния блок 24 определения скорости вычисляет скорость прохождения поезда.At the same time, the signals from the output of the magnetic sensors 19 and 20 are fed to the input of the counter 23 wheel pairs. Since the sensors 19 and 20 are located at a predetermined distance from each other, from the time the wheel pair travels this distance, the speed determination unit 24 calculates the speed of the train.
Кроме того, в соответствии с периодичностью прохождения тележек и колесных пар вагонов сигналы с выхода датчиков 19 и 20 используются в блоке 22 для определения типа подвижной единицы. Из базы 25 выбирают соответствующий этой периодичности тип подвижной единицы, в соответствии с которыми в счетчике 26 для каждого поезда определяют количество подвижных единиц в поезде, тип и местоположение в составе поезда каждого из них.In addition, in accordance with the periodicity of the passage of bogies and wheelsets of cars, the signals from the output of the sensors 19 and 20 are used in block 22 to determine the type of moving unit. From the base 25, the type of mobile unit corresponding to this periodicity is selected, according to which in the counter 26 for each train the number of mobile units in the train, the type and location of each of the trains are determined.
В блоке 15 принятия решения по результатам диагностики подшипника буксового узла колесной пары, конкретного места нахождения колесной пары, а также типа подвижной единицы формируется заключение о состоянии подшипников буксовых узлов колесных пар вагонов поезда в виде протокола. Указанное заключение хранится в блоке 16 памяти. Блок 17 выдачи информации выдает информацию о состоянии поезда. Дальнейшее следование поезда осуществляется с учетом протокола состояния подшипников буксовых узлов колесных пар, например, следование с установленным графиком движения, остановка на ближайшей станции для перегрузки и замены вагона, проследование до ближайшего депо для замены колесной пары.In block 15 of the decision on the results of diagnostics of the axle box bearing of a wheel pair, the specific location of the pair of wheels, as well as the type of moving unit, a conclusion is drawn up on the condition of the bearings of the axle boxes of the wheel pairs of train cars in the form of a protocol. The specified conclusion is stored in block 16 of the memory. Block 17 issuing information provides information about the status of the train. Further train journeys are carried out taking into account the protocol of the condition of the bearings of axlebox wheel hub assemblies, for example, following the established schedule, stopping at the nearest station for reloading and replacing the car, proceeding to the nearest depot to replace the wheelset.
В блоке 16 памяти формируют информационную базу данных о состоянии ходовой части подвижного состава. Информационная база ранней диагностики ходовой части подвижного состава используют для прогнозирующего планирования работ по техническому обслуживанию подвижного состава.In block 16 of the memory form an information database on the state of the running gear of the rolling stock. The information base for the early diagnostics of the running gear of a rolling stock is used for predictive planning of maintenance work on rolling stock.
После прохода последней подвижной единицы поезда на выходе магнитного датчика 21 формируется нулевой сигнал, который подается на вход блока 27 управления шторками боксов. Если в течение 30 сек нулевой сигнал с выхода датчика 21 не меняется, блок 27 управления формирует сигнал закрытия шторок боксов 2.After the passage of the last mobile unit of the train, a zero signal is generated at the output of the magnetic sensor 21, which is fed to the input of the box blind control unit 27. If within 30 seconds the zero signal from the output of the sensor 21 does not change, the control unit 27 generates a signal to close the curtains of the boxes 2.
В каждом боксе 2 установлена система 5 термостатирования, обеспечивающая наиболее благоприятный температурный режим работы микрофонов. Информация о температуре внутри боксов 2 поступает в блок 28 управления системами термостатирования боксов, сравнивается с диапазоном температур, наиболее благоприятных для эффективной работы микрофонов, и при отличии фактической температуры от задаваемой из блока 42 подается сигнал на включение систем 5 термостатирования. Питание систем 4, 5 управления шторками и управления термостатированием осуществляется от блока 29 питания.In each box 2, a thermostating system 5 is installed, which provides the most favorable temperature conditions for the operation of microphones. Information about the temperature inside the boxes 2 enters the control unit 28 of the thermostatic control systems of the boxes, is compared with the temperature range most favorable for the effective operation of the microphones, and when the actual temperature differs from the set temperature from block 42, a signal is sent to turn on the thermostatic control systems 5. Power systems 4, 5 control curtains and control thermostating is carried out from the power unit 29.
Система ранней диагностики подшипников буксовых узлов колесных пар включает блок определения номера вагона (на чертежах не показан), выходом подключенный к дополнительному входу счетчика поездных единиц. Указанный блок может быть выполнен в виде, например, фотосчитывающего устройства. Информация о номере вагона через счетчик поездных единиц поступает в блок принятия решения и отображается в протоколе диагностики колесной пары.The system for early diagnosis of bearings of axlebox wheel hub assemblies includes a block for determining the number of a car (not shown in the drawings), connected to an additional input of a train unit counter by the output. The specified block can be made in the form, for example, of a photo-reading device. Information on the number of the car through the train unit counter enters the decision block and is displayed in the wheel pair diagnostic protocol.
Испытания предлагаемой системы ранней диагностики подшипников буксовых колесных пар на Российской железной дороге показали, что при движении грузового поезда мимо измерительного поста его скорость должна быть в диапазоне от 30 км/час до 90 км/часTests of the proposed early diagnostics system for axlebox wheel bearings on the Russian railway showed that when a freight train moves past a measuring station, its speed should be in the range from 30 km / h to 90 km / h
Предлагаемая система акустического контроля подшипников буксового узла колес движущегося поезда «Акустическая система ПАК» позволяет прогнозировать отказы в работе ходовой части поезда и осуществлять планирование профилактических осмотров и ремонта подвижного состава до того, как он получит серьезные повреждения и создаст нагрузки для пути и сооружений.The proposed acoustic control system for bearings of the axle box wheel assembly of the moving train “PAK Acoustic System” allows predicting failures in the running gear of the train and planning preventive examinations and repair of rolling stock before it is seriously damaged and creates loads for the track and structures.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009126436/22U RU89053U1 (en) | 2009-07-10 | 2009-07-10 | THE SYSTEM OF EARLY DIAGNOSTICS OF BEARING BEARINGS BEARING UNITS OF WHEEL PAIRS OF MOVING TRAIN "ACOUSTIC SYSTEM PACK" |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009126436/22U RU89053U1 (en) | 2009-07-10 | 2009-07-10 | THE SYSTEM OF EARLY DIAGNOSTICS OF BEARING BEARINGS BEARING UNITS OF WHEEL PAIRS OF MOVING TRAIN "ACOUSTIC SYSTEM PACK" |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU89053U1 true RU89053U1 (en) | 2009-11-27 |
Family
ID=41477107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009126436/22U RU89053U1 (en) | 2009-07-10 | 2009-07-10 | THE SYSTEM OF EARLY DIAGNOSTICS OF BEARING BEARINGS BEARING UNITS OF WHEEL PAIRS OF MOVING TRAIN "ACOUSTIC SYSTEM PACK" |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU89053U1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2493992C1 (en) * | 2012-01-13 | 2013-09-27 | Евгений Александрович Оленев | Method of control over railway mounted axles |
| 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 |
| RU2641536C2 (en) * | 2015-04-20 | 2018-01-18 | Александр Дмитриевич Звягин | Method for detecting defective car axle boxes |
| RU2668649C2 (en) * | 2017-03-22 | 2018-10-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) | Stand for testing rolling bearings |
| RU2741150C2 (en) * | 2019-04-16 | 2021-01-22 | ООО "Энергосервис" | Vibration sensor |
| RU2781416C1 (en) * | 2022-05-24 | 2022-10-11 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте" | Method for acoustic control of the condition of the axle boxes of a moving train |
-
2009
- 2009-07-10 RU RU2009126436/22U patent/RU89053U1/en active
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2493992C1 (en) * | 2012-01-13 | 2013-09-27 | Евгений Александрович Оленев | Method of control over railway mounted axles |
| 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 |
| RU2641536C2 (en) * | 2015-04-20 | 2018-01-18 | Александр Дмитриевич Звягин | Method for detecting defective car axle boxes |
| RU2668649C2 (en) * | 2017-03-22 | 2018-10-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) | Stand for testing rolling bearings |
| RU2741150C2 (en) * | 2019-04-16 | 2021-01-22 | ООО "Энергосервис" | Vibration sensor |
| RU2781416C1 (en) * | 2022-05-24 | 2022-10-11 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте" | Method for acoustic control of the condition of the axle boxes of a moving train |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mori et al. | Condition monitoring of railway track using in-service vehicle | |
| Falamarzi et al. | A review on existing sensors and devices for inspecting railway infrastructure | |
| JP5382991B2 (en) | Abnormality diagnosis method and abnormality diagnosis system for track system | |
| RU89053U1 (en) | THE SYSTEM OF EARLY DIAGNOSTICS OF BEARING BEARINGS BEARING UNITS OF WHEEL PAIRS OF MOVING TRAIN "ACOUSTIC SYSTEM PACK" | |
| JPS6196440A (en) | Method of specifying constitutional member to be repaired ofcar | |
| US20220017129A1 (en) | Onboard Railway Health Monitoring | |
| Kundu et al. | A review on condition monitoring technologies for railway rolling stock | |
| Mori et al. | Development of compact size onboard device for condition monitoring of railway tracks | |
| KR101827116B1 (en) | An Apparatus for Detecting a Wheel and a Bearing | |
| Vaičiūnas et al. | Rail vehicle axle-box bearing damage detection considering the intensity of heating alteration | |
| RU2667808C1 (en) | Method of acoustic-emission diagnostics of critical parts of freight-car trucks at operation | |
| Lingamanaik et al. | Using instrumented revenue vehicles to inspect track integrity and rolling stock performance in a passenger network during peak times | |
| Shaikh et al. | State-of-the-art wayside condition monitoring systems for railway wheels: A comprehensive review | |
| WO2019081772A1 (en) | Monitoring railway track | |
| KR100921547B1 (en) | The Fatigue Monitoring System For Railway Vehicle Bogie and Method For Protecting Railway Vehicle Using The Fatigue Monitoring System | |
| RU2652338C1 (en) | System for monitoring and control of railway status | |
| CN110626380B (en) | Motor train unit positive line detection method | |
| Huang | Integrated railway remote condition monitoring | |
| CN116252820B (en) | Polygonal quantitative detection method for high-speed train wheels driven by improved frequency domain integration method | |
| RU2437090C1 (en) | Method of assessing state of railway track | |
| KR20190089583A (en) | A System for Detecting an Element of a Train | |
| WO2013095174A1 (en) | System for diagnostic monitoring of pairs of wheels of rolling stock | |
| RU2578620C1 (en) | Automated diagnostic system for monitoring technical state of suspension elements of railway facilities | |
| Papaelias et al. | Advanced wayside condition monitoring of rolling stock wheelsets | |
| Alten et al. | Detecting and classifying rail corrugation based on axle bearing vibration |