SU1685774A1

SU1685774A1 - Method for determining wear of train wheel flange

Info

Publication number: SU1685774A1
Application number: SU884471088A
Authority: SU
Inventors: Марк Иссакович Шварц; Надежда Леонидовна Ракина
Original assignee: Уральское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта
Priority date: 1988-08-04
Filing date: 1988-08-04
Publication date: 1991-10-23

Abstract

Изобретение относитс к железнодорожному транспорту, а именно к системам контрол технического состо ни подвижного состава, и может быть использовано дл контрол состо ни гребн колеса по величине угла вертикального подреза в движущемс поезде, например, на подходах к пунктамThe invention relates to railway transport, in particular, to systems for monitoring the technical condition of rolling stock, and can be used to monitor the state of the wheel flange by the angle of the vertical undercut in a moving train, for example, at approaches to points

Description

Изобретение относитс к железнодорожному транспорту, а именно к системам контрол технического состо ни подвижного состава, и может быть использовано дл контрол состо ни гребн колеса по величи- не угла вертикал ьного подреза Б движущемс поезде, например, на подходах к пунктам технического обслуживани и в пунктах подготовки к перевозкам грузовых вагоновThe invention relates to railway transport, in particular, to systems for controlling the technical condition of rolling stock, and can be used to monitor the condition of the wheel crests at the angle of the vertical undercut B of a moving train, for example, at the approaches to service points and points. preparation for transportation of freight cars

Цель изобретени - повышение гочно- сти.The purpose of the invention is to increase the consistency.

На фиг.1 показан пример выполнени устройства дл реализации способа: на фиг 2 - схема расположени подающего и отраженных лучей в осевой радиальной плоскости, проход щей через точку падени луча на гребень колеса; на фиг.З - примерный вид петлеобразного следа, оставл емого на матовой поверхности отраженным лучом; на фиг. 4 - годографы отраженных лучей на контрольной плоскости без проседани колеса и при наличии проседани ; на фиг.ь - семейства годографов следов отраженных лучей на контрольной плоскости при различных углах подрезз и при различных ве- личинах проседани колес .Fig. 1 shows an exemplary embodiment of the device for implementing the method: Fig. 2 is a diagram of the arrangement of the feed and reflected rays in the axial radial plane passing through the point of incidence of the beam on the wheel flange; Fig. 3 is an exemplary view of a loop-shaped trace left on a matte surface by a reflected beam; in fig. 4 - hodographs of reflected rays on the control plane without subsidence of the wheel and with the presence of sagging; on fig.k - families of hodographs of traces of reflected rays on the control plane at different angles of undercut and at different values of the sinking of the wheels.

Устройство дл реализации предложин- ного способа содержит излучатель 1, луч которого направлен на гребень 2 колеса, матовое стекло, образующее матовую по- верхность 3 и приемник от раженного луча в виде фотокамеры 4.A device for implementing the proposed method comprises an emitter 1, the beam of which is directed to the wheel ridge 2, the opaque glass forming the opaque surface 3 and the reflected beam receiver in the form of a camera 4.

Излучение, создаваемое излучателем 1, расположенным с наружной стороны рельсовой колеи, направл ют на поверхность гребн 2 прокатывающегос колеса приблизительно в радиальной плоскости, проход щей через ось колеса и излучатель 1. Организуют базовую плоскость путем установки матовой поверхности З.например ма- тового стекла, перпендикул рно оси колеса (также с наружной стороны рельсовой колеи ) и нанос т на нее изображение осевой точки 0. Дл фиксации годографа следа отраженного луча на матовой поверхности 3 используетс фотокамера 4, установленна с внешней стороны матовой поверхности 3 и сфокусированна на нее Затвор фотокамеры 4 срабатывает от сигнала путевой педали (не показана) таким образом чтобы экспозици светочувствительно с матери ла начиналась при вхождении пгГиш пгследуемого колеса в зону контрол и заканчивалась лишь после выхода колеса из этой зоны. На фотографии следа годографа, выполненной в известном масштабе, измер ют рассто ние от осевой точки 0 до точки перегиба траектории и по заранее составленным таблицам (номограммам, графикам) опреде л ют максимальное значение угла вертикального подреза.The radiation produced by the emitter 1, located on the outside of the rail track, is directed to the surface of the ridge 2 of the rolling wheel approximately in the radial plane passing through the wheel axis and the emitter 1. Organize the reference plane by installing a matte surface 3. For example, glass, perpendicular to the wheel axis (also on the outside of the rail track) and the image of the axial point 0 is applied to it. To fix the track trace of the reflected beam on the matte surface 3, camera 4 is used anovlenna the outer side matte surface 3 and focus on it The shutter 4 is triggered by a signal track pedal (not shown) so that the exposure of the photosensitive with mother la started when entering pgGish pgsleduemogo wheel control zone and ended only when the wheel out of this zone. The photograph of the track of the hodograph, taken at a known scale, measures the distance from the axial point 0 to the inflection point of the trajectory and according to the tables made in advance (nomograms, graphs) the maximum value of the angle of the vertical undercut is determined.

С каждой стороны рельсовой колеи ус- тлнастиваетс отдельное устройство.A separate device is mounted on each side of the rail track.

Излучатель может представл ть собой источник обычного или монохроматическо- i о свьта Фиксаци следа может быть выполнена телевизионной камерой с покадровой пам тью или другими сходными устройствами .электронной оптики а измерение радиального рьссго нич - известными средствами микропроцессорной техники.The emitter can be a source of conventional or monochromatic. The track fixing can be performed by a television camera with frame-by-frame memory or other similar devices of electronic optics and the measurement of radial optical signals by known means of microprocessor technology.

Луч, отраженный от поверхности исследуемою гребн прокатывающегос колеса, описыва в пространстве сложный конус, о:тавл ет на поверхности 3 след, который можно рассматривать как результат последовательных отражений луча от элементарных пчощэдок к рабочей поверхности гребн . Кажда точка следа соответствует геометрическому положению эпементарного участка исследуемого гребн Каждый элементарный участок хэозкторизуетс собственным з начением угла наклона к плоскости колеса.The beam reflected from the surface of the studied ridge of the rolling wheel, describing in space a complex cone, O: marks 3 tracks on the surface, which can be regarded as the result of successive reflections of the beam from the elementary beams to the working surface of the ridge. Each point of the track corresponds to the geometrical position of the elementary part of the ridge under investigation. Each elementary part is geo-deflected by its own angle of inclination to the wheel plane.

Поскольку углы наклона элементарных площадок рабочей поверхности сначала всегда убывают or периферии гребн к его центру, а затем увеличиваютс до прежнего значени на внутреннем крае реборды, то луч, перемещающийс по гребню в том же направлении, отража сь от него, прочерчивает на базовой поверхности след 5 (фиг.З), начинающийс в бесконечности от асимптоты 6, затем радиально приближающийс к осевой точке 0, измен ющий свое направление на обратное и вновь радиально уход щий в бесконечность. Как показывают расчеты и гэометрические построени , этот годограф имеет вид петли, ширина которой определ етс попоротом плоскости падаю-, ще о и отраженного лучей, возникающим из-за конусности отражающей рабочей поверхности гребн колеса, перемещающегос Р зоне контрол . Вершина В петли (точка перегиба граеси рии) определ етс экстремумом угла подреза элементарной поверхности контролируемого гребн , Угол наклона элементарной поверхности достигает минимального значени в точке, соответствующей вершине : етли. Степень приближени вер- шины В петли к стационарной осевой точке О однозначно определ ет величину максимального значени угла подреза и не зависит от ширины петли (т.е. от перемещени конусной отражающей поверхности гребн колеса в процессе измерени ).Since the angles of inclination of the elementary areas of the working surface first always decrease or the periphery of the ridge to its center, and then increase to the same value on the inner edge of the flange, the beam moving along the ridge in the same direction, reflecting from it, draws a trace 5 on the base surface. (Fig. 3), starting at infinity from asymptote 6, then radially approaching the axial point 0, reversing its direction to the opposite and again radially departing to infinity. As shown by calculations and geometry, this hodograph has the form of a loop, the width of which is determined by the plane of the falling-, о о and reflected rays, caused by the taper of the reflecting working surface of the wheel flange moving the P control zone. Vertex B of the loop (the inflection point of the gradesia) is determined by the extremum of the angle of the undercut of the elementary surface of the controlled ridge. The angle of inclination of the elementary surface reaches its minimum value at the point corresponding to the vertex: fine. The degree of approaching the top B of the loop to the stationary axial point O uniquely determines the value of the maximum value of the undercut angle and does not depend on the width of the loop (i.e., the displacement of the conical reflecting surface of the wheel flange during the measurement).

При проседании рельсошпальной решетки на величину Д Н (фиг.4) центр колеса О смещаетс вниз на величину Д Н и занимает положение О относительно стационарной точки А контакта гребн с падающим лучом. Точка N (след пересечени нормали к поверхности гребн в точке падени луча с контрольной плоскостью) занимает новое положение N , и рассмотренный годофаф 7 отраженного луча, совершив поворот относительно точки О, занимает новое положение, соответствующее кривой 8.When the rail-sleeper grating subsides by the value of D N (Fig. 4), the center of the wheel O shifts down by the value of D N and takes the position O relative to the stationary point A of the contact of the ridge with the incident beam. Point N (the trace of the intersection of the normal to the ridge surface at the point of incidence of the beam with the control plane) occupies a new position N, and the considered Godof 7 of the reflected beam, having made a turn relative to the point O, occupies a new position corresponding to curve 8.

Таким образом, проседание колеса вызывает поворот петли на базовой поверхности относительно осевой точки О на некоторый угол, завис щий от величины проседани . Однако радиальное рассто ние R от осевой точки О до вершины В петли от проседани не измен етс и однозначно отражает мак- симальное значение угла вертикального подреза гребн исследуемого колеса.Thus, the subsidence of the wheel causes the loop to rotate on the base surface relative to the axial point O at a certain angle, depending on the amount of subsidence. However, the radial distance R from the axial point O to the top B of the loop from sinking does not change and uniquely reflects the maximum value of the angle of the vertical undercut of the ridge of the wheel under study.

В общем случае, когда одновременно имеют место оба мешающих фактора (проседание колеса и естес венное перемещение конусной отражающей поверхности) как расположение , так и форма годографов на базовой плоскости могут измен тьс от колеса к кбле- су (фиг 5). Но обща закономерность, св зывающа радиальное рассто ние от осевой точки до вершины петли каждого отдельного годографа с величиной максимального значени угла вертикального подреза гребн данного колеса, непреложно сохран етс при любых возможных значени х проседани и перемещени колеса в процессе измерени In the general case, when both interfering factors occur at the same time (wheel subsidence and natural movement of the conical reflecting surface), both the location and the shape of the hodographs on the base plane can vary from wheel to wheel (Fig. 5). But the general pattern that connects the radial distance from the axial point to the top of the loop of each individual hodograph with the value of the maximum value of the angle of vertical undercut of the crest of the wheel, is immutable at any possible value of subsidence and movement of the wheel during the measurement

Таким образом, измерение максимального ула подреза сводитс к измерению указанного рассто ни .Thus, measuring the maximum angle of the undercut reduces to measuring the specified distance.

Claims

Claim Method A method for determining wear of a rolling-wheel crests, consisting in irradiating the crest in the axial radial plane of the wheel, receiving the beam reflected from the crest, and determining the angle of the undercut, characterized in that, in order to improve the accuracy, before the irradiation the locations of the wheel axis using the parallel matte surface that is installed parallel to the plane, remember the trajectory of the reflected beam on this surface together with the the reference point and the angle of undercut is determined by the distance between the reference point and an inflection point of the trajectory.

ABOUT

/

FIG. 2

3