СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА УПЛОТНЕНИЯ БАЛЛАСТНОГО СЛОЯ РЕЛЬСОВОГО ПУТИ
SYSTEM FOR QUALITY CONTROL OF RAIL TRACK BALLAST LAYER COMPACTION QUALITY

Изобретение относится к технике непрерывного контроля качества уплотнения балластного слоя в процессе работы машины для обеспечения одинаковой степени уплотнения, а следовательно, и равноупругости балласта по длине пути на заключительном этапе строительства или ремонта.
Известна машина для стабилизации рельсового пути, содержащая раму, опирающуюся на ходовые тележки, контрольно-измерительную систему, включающую в себя датчики положения пути, и стабилизатор рельсового пути, включающий в себя несущую раму, соединенную с рамой машины гидроцилиндрами, расположенными с обеих сторон от продольной оси машины, и опирающуюся, по меньшей мере на одну тележку, и по меньшей мере один виброблок, установленный на несущей раме [Патент RU №2154707, кл. E01B 27/20].
Контрольно-измерительная система машины осуществляет замер положения пути, но не контролирует степень уплотнения балласта под рельсошпальной решеткой.
Известен способ для определения степени уплотнения балласта [В.Ф.Яковлева. Автоматика и автоматизация производственных процессов в строительстве и путевом хозяйстве. М.: Транспорт, 1990, с.106-107].
Способ включает в себя измерение ослабленных радиоактивных излучений, проходящих сквозь контролируемый балласт.
Недостатками упомянутого способа являются цикличность работы и необходимость внедрять датчики в балласт, тем самым его разрыхлять, то есть разуплотнять.
Также существует способ автоматического контроля работы вибрационного уплотнителя грунта и устройство для его осуществления [Патент RU №94013665, кл. E02D 1/00, G01N 3/32].
Способ включает преобразование вибрации уплотняющего органа в электрический сигнал выделением из него основной частоты вибрации и ее уровня, выделением второй гармоники основной частоты вибрации и ее уровня, выделение основной частоты вибрации и ее уровня производят путем вычитания двух сигналов, выделенных из электрического сигнала, первый из которых содержит основную частоту вибрации и ее гармоники, второй - вторую гармонику основной частоты вибрации и ее гармоники, выделение второй гармоники основной частоты вибрации и ее уровня производят после нормирования уровня электрического сигнала в соответствии с выделенным уровнем основной частоты вибрации, а о степени уплотнения грунта судят по выделенному уровню второй гармоники основной частоты вибрации, усредненной за фиксированный интервал времени.
Недостатками упомянутого способа являются сложная система обработки данных, что влияет на точность результатов, невозможность измерения качества уплотнения балласта под рельсошпальной решеткой.
По известному способу при воздействии уплотняющего органа на грунт в последнем возникают упругие колебания, которые приводят к появлению второй гармоники основной частоты вибрации, зависящей от степени уплотнения грунта [Патент RU №94013665, кл. E02D 1/00, G01N 3/32, Л.Форссблад. Вибрационное уплотнение грунтов и оснований. М.: Транспорт, 1987, с.65-70].
Предлагаемая система контроля степени уплотнения балласта под рельсошпальной решеткой включает динамический стабилизатор пути, на несущей раме и виброблоке которого установлены вибродатчики, регистрирующие амплитуду колебаний. Работа системы основана на разнице амплитуды колебаний виброблока в зависимости от степени уплотнения балласта под рельсошпальной решеткой. При недостаточно уплотненном балласте амплитуда колебаний виброблока будет выше, чем при уплотненном. Для исключения влияния колебаний самой машины, вызванных работой двигателя, трансмиссии и т.д., на колебания виброблока на машине устанавливаются два вибродатчика. Один вибродатчик устанавливается на виброблок, а второй - на несущую раму. Сигнал с вибродатчиков передается на усилитель, с усилителя - на аналогово-цифровой преобразователь и бортовой компьютер, который выделяет чистую амплитуду колебаний виброблока. В случае изменения амплитуды колебаний, а следовательно, и степени уплотнения балласта изменяется скорость движения динамического стабилизатора пути. Правильное назначение скорости движения машины позволяет добиться одинаковой степени уплотнения, а следовательно, и равноупругости балласта по длине пути.
На фиг.1 показано место установки вибродатчиков, 1 - рама машины, 2 - гидроцилиндры, 3 - несущая рама, 4 - пневматические амортизаторы, 5 - виброблок, 6, 7 - вибродатчики, УГР - уровень головки рельса.
На фиг.2 показана структура системы автоматического контроля качества уплотнения балластного слоя. Система контроля включает вибродатчики - 6 и 7, усилитель - 8, аналогово-цифровой преобразователь - 9 и бортовой компьютер - 10.
Устройство работает следующим образом. При проведении стабилизации на путь производят силовое и вибрационное воздействие. Через раму 1, гидроцилиндры 2, несущую раму виброблоков 3, пневматические амортизаторы 4, виброблоки 5 нагрузка передается на рельсошпальную решетку. Виброблоки 5 осуществляют непосредственное вибрационное и силовое воздействие на рельсошпальную решетку. Вибродатчик 6 замеряет амплитуду колебаний на несущей раме виброблоков 3. Вибродатчик 7 замеряет амплитуду колебаний на виброблоке. Сигнал с вибродатчиков 6 и 7 передается на усилитель 8, с усилителя 8 - на аналогово-цифровой преобразователь 9 и бортовой компьютер 10, который выделяет чистую амплитуду колебаний виброблока.
Изобретение позволяет определить степень уплотнения подшпального балластного основания на всем фронте работ, скорректировать рабочую скорость движения динамического стабилизатора пути, выявить недостаточно стабилизированные (уплотненные) участки пути и обеспечить равноупругость балласта по длине пути на заключительном этапе формирования балластной призмы.