АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ МОДУЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ВЫХОДНОГО КОНТРОЛЯ ТЕЛЕЖКИ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ В СБОРЕ

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и может быть использована для контроля параметров тележек грузовых вагонов.
Цель изобретения - создание автоматизированного контроля параметров тележки грузовых вагонов в сборе для определения неисправных узлов тележки и как следствие, повышение безопасности движения железнодорожных составов.
Грузовой вагон можно представить в качестве сложной системы. Известно, что грузовой вагон состоит из рамы, тележек, тормозного устройства и других подсистем. Каждая такая подсистема, состоит в свою очередь из элементарных неделимых элементов. Перед сборкой неделимые элементы подсистемы проходят контроль по определенным параметрам. После сборки появляются совершенно новые подсистемные параметры характерные именно для этой подсистемы. Новые подсистемные параметры также необходимо контролировать, но уже на подсистеме в сборе.
Известен автоматизированный комплекс выходного контроля тележек грузовых вагонов при плановых видах ремонта [1]. Комплекс может быть использован для автоматизированного бесконтактного лазерного измерения контролируемых размеров тележки и определения механического состояния подшипников буксового узла колесной пары грузовых вагонов.
Известна система контроля параметров тележек грузовых вагонов [2]. Система позволяет без дополнительной перенастройки измерять основные линейные размеры тележки грузовых вагонов.
Согласно инструкциям по ремонту тележек грузовых вагонов РД 32 ЦВ 052-2005, тележки после ремонта должны проходить контроль следующих параметров:
1. Завышение, занижение фрикционных клиньев относительно поверхности надрессорной балки;
2. Измерение базы боковых рам относительно друг друга;
3. Опирание боковой рамы на корпус буксы;
4. Измерение под нагрузкой жесткости рессорного комплекта тележки (пружинно-фрикционного);
5. Определение состояния подшипников колесных пар под нагрузкой с имитацией движения;
6. Измерение местных зазоров;
7. Изменение температуры буксовых узлов под нагрузкой с имитацией движения.
Согласно ГОСТ 9246-2004 "Тележки двухосные грузовых вагонов магистральных железных дорог колеи 1520 мм" после сборки тележки ее подвергают испытаниям и контролируют следующие параметры:
1. Размеры тележки;
2. Габариты тележки;
3. Статический прогиб рессорного подвешивания;
4. Коэффициент конструктивного запаса прогиба рессорного подвешивания;
5. Коэффициент относительного трения фрикционных гасителей;
6. Допуски продольных перемещений боковых рам относительно друг друга.
В известных приведенных выше комплексах отсутствуют: контроль температуры буксовых узлов; измерение жесткости пружинно-фрикционного комплекта под нагрузкой; определение параллельности и расстояния боковых рам относительно друг друга; определение разности диаметров по кругу катания колес колесных пар. Также отсутствует режим обкатки тележек грузовых вагонов.
Недостатками приведенных решений является то, что все заявленные в них операции контроля проводятся на одном стенде. При выходе из строя хотя бы одного из элементов стенда операции контроля вынужденно приостанавливаются, что недопустимо в условиях работы вагонных депо или вагоноремонтных заводах.
Кроме того в приведенных комплексах не реализована автоматизация процесса измерения.
Задача, на решение которой направлена полезная модель и технический результат от ее использования, связаны с созданием автоматизированного комплекса, позволяющего в автоматизированном режиме проводить контроль выходных параметров тележки на одной поточной линии с последующим автоматическим документированием результатов контроля.
В автоматизированном комплексе процессы измерения величин, подвода датчиков, перемещения тележки с одного стенда на другой и д.р. полностью автоматизированы и осуществляются под управлением электронного устройства.
Создание автоматизированного комплекса контроля выходных параметров тележки из-за высокой автоматизации и широкого набора контролируемых величин позволяет повысить безопасность движения железнодорожных составов и повысить эффективность деповских ремонтов на сети железных дорог.
Кроме того, создание подобного комплекса повышает производительность вагонных депо, позволяет в короткие сроки получать полную информацию о состоянии тележки.
Технический результат достигается тем, что комплекс построен по модульному принципу и позволяет за один технологический цикл контролировать выходные параметры тележки. В процессе контроля комплекс автоматически формирует и протоколирует результаты измерений при помощи единого электронного модуля (фиг.1). Результаты всех измерений, хранящиеся в базе данных, могут быть перенесены на ЭВМ для последующего документирования.
На фиг.1 представлена структурная схема системы автоматизированного контроля параметров тележек грузовых вагонов.
Комплекс состоит из трех модулей соединенных в единую технологическую линию и управляемых с помощью малогабаритного электронного модуля устройства или ЭВМ. Под модулем понимается отдельный стенд, имеющий элементы рельсового полотна и набор средств измерений. В автоматизированном режиме тележка закатывается на стенд и занимает положение необходимое для диагностики. Все управление стендом происходит с помощью электронного устройства. После проведения диагностики результаты измерений заносятся в базу данных электронного модуля или ЭВМ для последующей обработки. Далее тележка с помощью специального зацепа автоматически перекатывается на следующий модуль. Каждый модуль автономен и может быть, как включен в общую систему контроля, так и исключен из нее. Весь комплекс можно условно разделить на измерительную часть (оптические измерения, температурные и вибродиагностика) и кинематическую часть, обеспечивающую автоматизацию процессов измерений.
Модуль контроля размеров тележки 1 (фиг.1) позволяет контролировать следующие параметры:
- габаритные размеры тележки;
- разность размеров по базе боковых рам;
- расстояние боковых рам относительно друг друга и их параллельность;
- продольное перемещение боковых рам относительно друг друга;
- разность диаметров по кругу катания колес двух колесных пар одной тележки;
- разность диаметров по кругу катания колес одной к/п.
Модуль контроля местных зазоров и рессорного комплекта 2 (фиг.1) позволяет измерять:
- измерение суммарных зазоров между челюстями боковой рамы и корпусом буксы вдоль и поперек тележки;
- завышение, занижение фрикционных клиньев относительно опорной поверхности надрессорной балки;
- прилегание клиньев к надрессорной балке по всей наклонной поверхности;
- измерение жесткости рессорного комплекта тележки.
Вибродиагностический модуль 3 (фиг.1) позволяет проводить вибродиагностику буксовых узлов колесных пар установленных непосредственно на тележке в сборе и контролировать температуру буксовых узлов под нагрузкой с имитацией движения, что особенно важно для выявления неисправностей буксовых узлов и, следовательно, повышения безопасности железнодорожного движения. Также вибродиагностический модуль 3 имеет режим обкатки, позволяющий проводить раскрутку колесных пар тележки в течение установленного интервала времени.
Вибродиагностика дефектов подшипников буксовых узлов осуществляется аналогично описанным в патентах [3] и [4] При этом вибродиагностика может проводиться как под нагрузкой тележки с имитацией движения, так и без нагрузки с имитацией движения. Для создания нагрузки на тележку используются гидроцилиндры, находящиеся над тележкой. Раскрутка колесных пар тележки осуществляется двумя электродвигателями, соединенными с колесными парами при помощи роликов.
После прохода тележкой модулей системы в электронном устройстве остаются данные обо всех измерениях пригодные для последующей обработки, протоколирования и принятия решения брак/годен.
Время контроля параметров одной тележки в предложенном автоматизированном комплексе ориентировочно составляет от 8-ми до 10-ти минут. После завершения работы с одной тележкой в той же последовательности осуществляют работу с другой тележкой.
В комплекс введены: система контроля температуры буксовых узлов; система определения разности диаметров по кругу катания колес колесных пар; система определения параллельности и расстояния боковых рам относительно друг друга; система измерения жесткости пружинно-фрикционного комплекта под нагрузкой. Это позволяет значительно увеличить степень определения неисправных тележек и тем самым повысить безопасность движения железнодорожных составов.
Использование модульного принципа позволяет повысить надежность всего комплекса и при поломке одного из стендов сохранить работоспособность всего комплекса в целом.
Заявляемый комплекс может быть использован для контроля параметров различных тележек железнодорожных вагонов.
Литература:
1. Патент на полезную модель RU 83754 U1
2. Патент на полезную модель RU 16402 U1
3. Патент на полезную модель RU 51739 U1
4. Патент на полезную модель RU 50661 U1