Способ контроля положения рельсового пути и устройство для его осуществления

Классификация по МПК: E01B

Патентная информация
Патент на изобретение №: 
2334840
Дата публикации: 
Суббота, Сентябрь 27, 2008
Начало действия патента: 
Четверг, Апрель 19, 2007

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и предназначено для контроля рельсового пути. Способ контроля положения рельсового пути заключается в установке устройства на рельсовую колею, измерении пройденного пути, превышения рельсов, ширины колеи, регистрации полученных данных и сложении значений с расстоянием между измерительными элементами. Установку колесных пар на раму устройства производят с одной стороны жестко, а с другой стороны - с возможностью качания относительно поперечной оси. Ширину колеи измеряют путем установки измерительных элементов на боковые поверхности рельсов для измерения расстояния до внутренней поверхности рельсов относительно рамы. Осуществляют фиксацию измерительных элементов в произвольном положении. В устройстве контроля положения рельсового пути применены колесные пары, одна из которых жестко установлена на раме устройства, а другая - с возможностью качания относительно поперечной оси, закрепленной на раме устройства. В устройство введены стопорные элементы и дополнительный датчик линейного перемещения в датчике измерения ширины колеи. Датчики измерения ширины колеи расположены на раме с внутренней стороны каждого рельса и снабжены подпружиненными измерительными элементами с возможностью фиксации их стопорными элементами, связанными с датчиками измерения ширины колеи. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений, повышение удобства эксплуатации, расширение функциональных возможностей тележки и повышение точности измерения. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.


Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и предназначено для контроля рельсового пути.

Известна путеизмерительная тележка, содержащая раму и опирающиеся на измерительные колеса траверсы. На раме смонтированы датчик положения пути по уровню, датчик положения пути по ширине колеи, связанный с измерительными колесами через траверсу, регистратор, шток.

Способ контроля положения рельсового пути реализуется устройством, где колеса выполняют две функции: перемещение тележки по рельсам и измерение шаблона. Осуществляется прижим траверсы с колесами к рельсам. При изменении ширины колеи шток совместно с винтом совершают возвратно-поступательное движение с возможностью охвата винтовой канавки винта и вращают ось датчика. Сигнал с датчика усиливается и поступает в регистратор (СССР, а.с. №1041613, МПК Е01В 35/00,04).

Недостатком способа контроля положения рельсового пути и устройства, его реализующего, является недостаточная точность измерения. Не обеспечивается надежный контакт измерительных колес с рельсом. Возникновение выталкивающей силы при упоре измерительного диска на радиусную поверхность рельса приводит к сходу тележки с рельсов, а это снижает точность при обработке результатов.

Известно устройство для измерения параметров рельсового пути, содержащее датчик ускорения, рабочая ось которого расположена параллельно оси колесной пары, установленный на буксе колеса. На буксах колеса установлены бесконтактные датчики головок рельсов в плане, а также датчик пройденного пути, соединенный с регистратором. Кроме того, устройство содержит шаблон (СССР, а.с. №1555405, МПК Е01В 35/00).

Данный способ измерения параметров рельсового пути характеризуется тем, что в качестве шаблона может быть использована опускаемая тележка или съемный механизм измерения ширины колеи. Перед началом движения устройства шаблон применяется для определения начальных значений ширины колеи. Изменение ширины колеи определяют в соответствии с положением головок рельсов в плане.

Недостатком способа измерения параметров рельсового пути и устройства, его реализующего, является недостаточная точность измерения из-за того, что при начальной юстировке устройства точки касания шаблона к внутренним граням головок рельсов не соответствуют фактическим точкам касания реборд, особенно при дефектах головок. Дисковые реборды колес вызывают погрешность установки и снижают точность измерения, так как не могут обеспечить однозначного контакта в точках измерения. Применение датчиков горизонтальных ускорений, а также бесконтактных датчиков вносит такую же погрешность, а это не способствует достижению необходимой точности.

Известно устройство измерения колеи железнодорожного пути, содержащее опорную колесную пару с безребордчатыми колесами, жестко соединенными осью. На опорной колесной паре установлены все рабочие элементы конструкции: измерительные диски, связанные посредством тяги через пружину с отжимными дисками. Диски выполнены с резиновой шиной для прохождения вредного пространства стрелочного перевода.

Способ измерения колеи железнодорожного пути реализуется устройством, осуществляющим прижим измерительных дисков изнутри к боковым граням рельсов с помощью пружины и тяг, выполняющих роль толкателей для отжатия измерительных дисков относительно колесного диска.

Недостатком способа измерения колеи железнодорожного пути и устройства, его реализующего, является недостаточная точность измерения колеи пути. Погрешность измерения колеи пути будет возникать из-за формы измерительных колес (дисковые конические), механической регистрации всех параметров. Конструкция устройства измерения колеи железнодорожного пути достаточно сложная и громоздкая, требует точной регулировки и стабильности работы пружин.

Наиболее известной является путеизмерительная тележка, содержащая раму, опирающуюся на колеса, с установленным на ней датчиком ширины колеи. Рама путеизмерительной тележки снабжена штоком. На ступице колеса установлен датчик пути. Рама опирается на жестко связанные с ней колеса. Колеса выполнены из двух дисков разных диаметров, жестко связанных между собой.

Способ измерения колеи железнодорожного пути реализуется путеизмерительной тележкой, осуществляющей установку колес на рельсы, раздвижение рамы штоком до упора колес в боковые поверхности рельсов. При изменении ширины колеи шток совершает возвратно-поступательное движение и вращает ось датчика. Сигналы с датчиков поступают в регистратор (Технические условия 2822.00.000 ТУ Устройство для контроля рельсовой колеи, М., Апрель, 2002 г.).

Недостатком способа контроля положения рельсового пути и устройства, его реализующего, является недостаточная точность измерения из-за отсутствия надежного контакта измерительных колес с рельсом и возникновения выталкивающей силы при упоре измерительного диска на радиусную поверхность рельса, что приводит к сходу тележки с рельсов, а это снижает точность при обработке результатов. При данной геометрии колес и отсутствии фиксации штока нет возможности проводить измерения стрелочных переводов.

Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений за счет исключения возможности сходов тележки с рельсов, что приводит к нарушению непрерывности измерений, сбоям алгоритма работы и трудностям, возникающим при расшифровке записи, повышение удобства эксплуатации за счет устранения необходимости постоянного контроля со стороны оператора за положением тележки, расширение функциональных возможностей тележки за счет проведения измерений рельсовой колеи стрелочных переводов и повышение точности измерения за счет соответствия точек контакта измерительных роликов предлагаемого устройства точкам контакта измерительных щупов стандартного (образцового) шаблона при измерении ширины колеи, а также за счет исключения влияния дефектов головок рельсов на измерение шаблона.

Данный результат достигается тем, что способ контроля положения рельсового пути, заключающийся в установке устройства на рельсовую колею, измерении пройденного пути, превышения рельсов, ширины колеи, регистрации полученных данных и сложении значений с расстоянием между измерительными элементами, содержит установку колесных пар на раму устройства с одной стороны жестко, а с другой стороны с возможностью качания относительно поперечной оси, измерение ширины колеи путем установки измерительных элементов на боковые поверхности рельсов для измерения расстояния до внутренней поверхности рельсов относительно рамы и фиксацию измерительных элементов в произвольном положении, а устройство контроля положения рельсового пути, содержащее раму с установленными на ней колесами, датчик пройденного пути, установленный на колесе, датчик превышения рельсовых нитей, датчик измерения ширины колеи, регистратор, водило, имеет ходовую часть устройства, где применены колесные пары, одна из которых жестко установлена на раме устройства, а другая - с возможностью качания относительно поперечной оси, закрепленной на раме устройства; стопорные элементы и дополнительный датчик линейного перемещения в датчике измерения ширины колеи, при этом датчики измерения ширины колеи расположены на раме с внутренней стороны каждого рельса и снабжены подпружиненными измерительными элементами с возможностью фиксации их стопорными элементами, связанными с датчиками измерения ширины колеи. Кроме того, устройство контроля положения рельсового пути имеет измерительные элементы, выполненные в виде роликов.

Реализация способа пояснена на фиг.1-4.

На фиг.1 показано размещение датчиков линейного перемещения, стопоров датчика пути, датчика превышения рельсовых нитей.

На фиг.2 показана установка колесной пары.

На фиг.3 приведена иллюстрация осуществления способа определения состояния рельсового пути на стрелочном переводе (пошерстное направление).

На фиг.4 приведена иллюстрация осуществления способа определения состояния рельсового пути на стрелочном переводе (противошерстное направление).

Для осуществления предлагаемого способа контроля состояния рельсового пути необходимо произвести следующие операции в нижеуказанной последовательности: тележку жестко устанавливают колесными парами на рельсы, при этом с одной стороны колесная пара установлена жестко на раме, а с другой - с возможностью качания вокруг оси, расположенной на раме, производят расфиксацию измерительных элементов стопорами. Измерительные элементы устанавливают под воздействием пружин на боковые поверхности рельсов для контакта датчиков линейного перемещения с внутренней поверхностью рельсов, осуществляющих независимое измерение расстояния до внутренней поверхности рельс относительно рамы.

Значения измеренных величин суммируют с базовым расстоянием между датчиками линейных перемещений и получают значение ширины колеи. Датчиком пути измеряют величину пройденного пути, а также проводят измерение величины превышения рельсовых нитей. В регистраторе сигналы с датчиков обрабатываются, и обеспечивается алгоритм работы электронной системы измерения.

Способ контроля положения рельсового пути реализуется устройством, включающим раму, на которой установлены все составные элементы: колесные пары 2 и 3, датчики линейного перемещения 4. Датчики линейного перемещения 4 снабжены измерительными элементами 5 в виде роликов и пружинным элементом 6. Датчики линейного перемещения 4 представляют собой датчик измерения ширины колеи. На раме 1 также установлены датчик превышения 7 для измерения величины превышения рельсовых нитей, регистратор 8 для обработки сигналов датчиков и обеспечения алгоритма работы электронной системы измерения и водило для ручного перемещения тележки по рельсам оператором. Колесная пара 2 (левая) установлена с возможностью качания относительно оси 10 для обеспечения надежного контакта колес с рельсами. Колесная пара 3 (правая) жестко связана с рамой 1. Датчик пройденного пути 11 установлен на колесной паре 3. На раме 1 установлены стопорные элементы 12 для фиксации измерительного элемента 5 в произвольном положении.

Устройство контроля положения рельсового пути работает следующим образом: в исходном положении измерительные элементы 5 сведены и зафиксированы стопорными элементами 12. Тележку устанавливают колесными парами 2 и 3 на рельсовую колею, проводят расфиксирование измерительных элементов 5 с помощью стопорных элементов 12. Измерительные элементы 5 под воздействием пружин 6 устанавливают на боковые внутренние поверхности рельсов на определенном расстоянии от поверхности, касательной к головкам рельсов, включают регистратор и проводят измерения, определяют расстояние от рамы устройства до внутренней поверхности рельса с помощью датчиков линейного перемещения, значения измеренных величин суммируются с расстоянием между измерительными элементами. При проходе стрелочных переводов в «пошерстном» направлении устройство контроля рельсового пути работает подобным образом. При проходе стрелочного перевода в «противошерстном» направлении перед прохождением «вредного» пространства необходимо измерительный элемент 5 со стороны стрелочного перевода зафиксировать. После прохождения «вредного» пространства проводят расфиксирование измерительного элемента.

Формула изобретения

1. Способ контроля положения рельсового пути, заключающийся в установке устройства контроля положения рельсового пути на рельсовую колею, измерении пройденного пути, превышения рельсов, ширины колеи, регистрации полученных данных и сложении значений с расстоянием между измерительными элементами, отличающийся тем, что колесные пары устанавливают на раму устройства с одной стороны жестко, а с другой стороны с возможностью качания относительно поперечной оси, и ширину колеи измеряют путем установки измерительных элементов на боковые поверхности рельсов для измерения расстояния до внутренней поверхности рельсов относительно рамы, при этом осуществляют фиксацию измерительных элементов в произвольном положении.

2. Устройство контроля положения рельсового пути, содержащее раму с установленными на ней колесами, датчик пройденного пути, установленный на колесе, датчик превышения рельсовых нитей, датчик измерения ширины колеи, регистратор, водило, отличающееся тем, что в ходовой части устройства применены колесные пары, одна из которых жестко установлена на раме устройства, а другая с возможностью качания относительно поперечной оси, закрепленной на раме устройства, кроме того, в устройство введены стопорные элементы и дополнительный датчик линейного перемещения в датчик измерения ширины колеи, при этом датчики измерения ширины колеи расположены на раме с внутренней стороны каждого рельса и снабжены подпружиненными измерительными элементами с возможностью фиксации их стопорными элементами, связанными с датчиками измерения ширины колеи.

3. Устройство контроля положения рельсового пути по п.2, отличающееся тем, что измерительные элементы выполнены в виде роликов.