УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ПРЯМОЛИНЕЙНОСТИ СВАРНЫХ СТЫКОВ РЕЛЬСОВ

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для контроля отклонения от прямолинейности поверхности катания головки в вертикальной плоскости и боковой рабочей грани головки рельса в горизонтальной плоскости бесконтактным методом.
Известен способ контроля рельсов железнодорожного пути, включающий измерение расстояния между рельсами при помощи контактного датчика, расположенного на корпусе измерительной рейки, и дополнительно измеряют расстояние между рельсами при помощи бесконтактного датчика и сравнивают расстояния между рельсами, замеренные контактным датчиком и бесконтактным датчиком, разность показаний заносят в блок памяти, RU №2419567 C1, B61K 9/08, Е01В 35/00, 27.05.2011.
Известно устройство для контроля сварного стыка рельсов, содержащее основание, способное перемещаться по поверхности катания рельса, механизм захвата головки рельса, закрепленный на основании, и блок электроакустических преобразователей, соединенные с механизмом захвата головки рельса, RU №2308029 C1, B61K 9/10, 10.10.2007.
Известен способ контроля показаний при измерении параметров рельсовой колеи многофункциональным шаблоном, содержащим штангу, неподвижный и подвижный упоры, устройство определения ширины колеи со шкалой, устройство определения расстояния между рабочими гранями сердечника и контррельса и расстояния между рабочими гранями усовика и контррельса, каретку для контроля ординат переводных кривых, ширины желобов и бокового износа головки рельса, заключающийся в измерении ширины колеи установкой шаблона в рельсовую колею до касания неподвижным и подвижным упорами двух боковых рабочих граней головки рельсов, измерение расстояния между рабочими гранями сердечника и контррельса фиксированием неподвижного упора с рабочей гранью сердечника и подвижного упора с рабочей гранью контррельса и измерение расстояния между рабочими гранями усовика и контррельса фиксированием неподвижного упора с рабочей гранью усовика и подвижного упора с рабочей гранью контррельса, RU №2287634 C1, E01B 35/02, 20.11.2006.
Известно контрольно-измерительное устройство для проверки состояния рельсовых путей, включающее четыре функциональных элемента, выполненные в виде одной пластины, на поверхности которых нанесены измерительные шкалы, RU №2196200 C1, E01B 35/00, E01B 35/02, 10.01.2003.
Известно устройство для контроля прямолинейности, скрученности и разновысотности рельсов, содержащее механическую часть для крепления измерительных датчиков, импульсные датчики, установленные на входе и выходе устройства, операционный блок, соединенный с выходами импульсных датчиков, радиочастотные датчики для анализа прямолинейности контролируемых плоскостей, измеряющие расстояния до поверхности катания и боковой поверхности головки рельса, RU №2199459 С2, В61К 9/08, 27.02.2003; RU №2151705 C1, B61K 9/08, 27.06.2000.
Известно устройство определения ширины колеи и уровня взаимного расположения поверхностей головок рельсов, содержащее металлический корпус с установленными внутри него блоком автономного электропитания, датчиком линейных перемещений, датчиком наклона рельсовых нитей и микроконтроллером, RU №65210 U1, E01B 35/00, 27.07.2007.
Известные способы контроля и устройства для их реализации индивидуальны и не отвечают требованиям по использованию данной полезной модели.
Известно устройство контроля прямолинейности рельсов, содержащее механическую часть, датчики, установленные с двух сторон устройства, датчики бесконтактного измерения расстояния до поверхности рельса в контролируемых плоскостях, блок обработки информации, RU №2283792 С2, В61К 9/08, G01B 15/04, 20.09.2006.
Данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога настоящей полезной модели.
Известное устройство обеспечивает получение достоверных оценок, как продольного профиля рельса, так и местных прогибов, снабжено операционным и оценивающими блоками, соединенными с датчиками измерения, при этом датчики разделены на группы, которые используются для измерения прямолинейности рельса в определенных плоскостях, однако оно обладает рядом недостатков.
В устройстве ближайшего аналога механическая часть для крепления измерительных датчиков изготавливается из стального уголка или швеллера и закрепляется неподвижно на фундаменте. С помощью механизма перемещения рельс премещают в зону контроля в положении на подошве. Это ограничивает функциональные и эксплуатационные качества устройства.
В основу настоящей полезной модели положено решение задачи, позволяющей расширить функциональные качества устройства, создать мобильное автоматическое устройство контроля прямолинейности сварных стыков рельсов, сваренных электроконтактным, алюмотермитным способами в стационарных и полевых условиях, повысить его эксплуатационные качества и обеспечить получение наглядных и достоверных данных при проведении контроля.
Технический результат настоящей полезной модели заключается в выполнении корпуса с размещением механической части и электронного блока внутри него, в выполнении механической части из торцевых базирующих призм с опорными наконечниками, контактирующими с контролируемой поверхностью, в установке датчиков - индикаторов добротности базирования, закрепленные на несущих уголках, в выполнении механической части из двух вспомогательных призм, закрепленных в центральной части корпуса, между которыми в зоне сварного стыка расположены датчики бесконтактного измерения расстояния до поверхности рельса, сопряженные с электронным блоком.
Согласно полезной модели эта задача решается за счет того, что устройство автоматического контроля прямолинейности сварных стыков рельсов содержит механическую часть, датчики, установленные с двух сторон устройства, датчики бесконтактного измерения расстояния до поверхности рельса в контролируемых плоскостях, блок обработки информации.
Устройство содержит корпус, внутри которого установлен электронный блок с аккумулятором и размещена механическая часть.
Механическая часть состоит из базирующих призм, расположенных в торцевых частях устройства, и из двух вспомогательных призм, закрепленных в центральной части корпуса над рельсом.
Каждая из базирующих призм, расположенных в торцевых частях устройства, выполнена с опорными наконечниками, контактирующими с контролируемой поверхностью катания головки в вертикальной плоскости и контролируемой поверхностью боковой рабочей грани головки рельса в горизонтальной плоскости.
Между опорными наконечниками установлены встроенные магниты, удерживающие устройство на рельсе.
В непосредственной близости от опор базирования расположены датчики-индикаторы добротности базирования, закрепленные на несущих уголках.
Между вспомогательными призмами в зоне сварного стыка расположены датчики бесконтактного измерения расстояния до поверхности рельса, сопряженные с электронным блоком.
Электронный блок осуществляет отображение отклонений от прямолинейности на графическом дисплее и хранение результатов отклонения в памяти с привязкой по координате и дате.
При этом корпус содержит аналоговую индикацию (красный/зеленый), выполненную в центральной части и соответствующую контролируемой поверхности катания головки в вертикальной плоскости и контролируемой поверхности боковой рабочей грани головки в горизонтальной плоскости при взаимодействии с датчиками бесконтактного измерения расстояния до поверхности рельса.
При этом корпус содержит аналоговую индикацию, выполненную в торцевых частях устройства и соответствующую контролируемым поверхностям при взаимодействии с датчиками - индикаторами добротности базирования.
Кроме того, над каждой контролируемой поверхностью установлено по семь датчиков бесконтактного измерения расстояния до поверхности рельса.
Кроме того, датчики бесконтактного измерения расстояния до поверхности рельса расположены с шагом не больше 30 мм.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящей полезной модели, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна».
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображены:
на фиг.1 - Устройство автоматического контроля прямолинейности сварных стыков рельсов, общий вид;
на фиг.2 - Правая торцевая часть устройства, общий вид;
на фиг.3 - Левая торцевая часть устройства, общий вид;
на фиг.4 - Устройство автоматического контроля прямолинейности сварных стыков рельсов, разрез;
на фиг.5 - Узел А на фиг.4;
на фиг.6 - Узел Б на фиг.4;
на фиг.7 - Правая торцевая часть устройства, разрез.
на фиг.8 - Левая торцевая часть устройства, разрез;
На чертежах представлено:
Рельс - 1.
Устройство автоматического контроля прямолинейности сварных стыков (на рельсе 1) - 2.
Корпус (устройства 2) - 3,
электронный блок с аккумулятором (в корпусе 3) - 4,
механическая часть (в корпусе 3) - 5.
Центральная часть (корпуса 3) - 6.
Правая торцевая часть (устройства 2) - 7.
Левая торцевая часть (устройства 2) - 8.
Базирующая призма (в торцевой части 7 на рельсе 1) - 9,
опорный наконечник, сопряженный с контролируемой поверхностью боковой рабочей грани головки рельса в горизонтальной плоскости (на призме 9) - 10,
датчик - индикатор базирования (рядом с наконечником 10) - 11,
опорный наконечник, сопряженный с контролируемой поверхностью катания головки в вертикальной плоскости (на призме 9) - 12,
датчик - индикатор базирования (рядом с наконечником 12) - 13.
Аналоговая индикация (на корпусе 3 от датчиков 11 и 13) - 14.
Встроенный магнит (между наконечниками 10 и 12) - 15.
Базирующая призма (в торцевой части 8 на рельсе 1) - 16,
опорный наконечник, сопряженный с контролируемой поверхностью боковой рабочей грани головки рельса в горизонтальной плоскости (на призме 16) - 17,
датчик - индикатор базирования (рядом с наконечником 17) - 18,
опорный наконечник, сопряженный с контролируемой поверхностью катания головки в вертикальной плоскости (на призме 16) - 19,
датчик - индикатор базирования (рядом с наконечником 19) - 20.
Аналоговая индикация (на корпусе 3 от датчиков 18 и 20) - 21.
Встроенный магнит (между наконечниками 17 и 19) - 22.
Вспомогательные призмы (в центральной части 6 над рельсом 1) - 23,
датчики бесконтактного измерения расстояния до рельса (между призмами 23) - 24,
резьбовые отверстия (для крепления призмы 23 к корпусу 3) - 25.
Аналоговая индикация (на корпусе 3 от датчиков 24) - 26.
Несущий уголок (в корпусе 3 для датчиков 11 и 18) - 27.
Несущий уголок (в корпусе 3 для датчиков 13 и 20) - 28.
Устройство 2 автоматического контроля прямолинейности сварных стыков рельсов 1 содержит корпус 3, механическую часть 5, электронный блок с аккумулятором 4.
Механическую часть 5 и электронный блок с аккумулятором 4 установлены внутри корпуса 3.
Устройство имеет правую 7 и левую 8 торцевые части.
Правая торцевая часть 7 выполнена с базирующей призмой 9 с опорными наконечниками, контактирующими с контролируемой поверхностью катания головки в вертикальной плоскости 12 и контролируемой поверхностью боковой рабочей грани головки в горизонтальной плоскости 10, между которыми установлен встроенный магнит 15, удерживающий устройство 2 на рельсе 1.
В непосредственной близости от опор базирования 12 и 10 расположены датчики - индикаторы добротности базирования 13 и 11, соответственно.
Левая торцевая часть 8 выполнена с базирующей призмой 16 с опорными наконечниками, контактирующими с контролируемой поверхностью катания головки в вертикальной плоскости 19 и контролируемой поверхностью боковой рабочей грани головки рельса в горизонтальной плоскости 17, между которыми установлен встроенный магнит 22, удерживающий устройство 2 на рельсе 1.
В непосредственной близости от опор базирования 19 и 17 расположены датчики-индикаторы добротности базирования 20 и 18, соответственно.
В корпусе 3 установлены несущий уголок 28 для датчиков-индикаторов добротности базирования 13 и 20 и несущий уголок 27 для датчиков-индикаторов добротности базирования 11 и 18.
Несущие уголки 28 и 27 располагаются вдоль рельса 1 и имеют размер 30×30×1000 мм.
Базирующие призмы 9 и 16 располагаются на расстоянии 1000 мм друг от друга по СТО РЖД 1.08.002-2009.
В центральной части 6 корпуса 3 над рельсом 1 установлены две вспомогательные призмы 23, имеющие резьбовые отверстия 25 для закрепления на корпусе 3, между которыми в зоне сварного стыка расположены датчики бесконтактного измерения расстояния 24 до поверхности рельса 1, сопряженные с электронным блоком 4.
Электронный блок 4 осуществляет отображение отклонений от прямолинейности на графическом дисплее и хранит результаты отклонения в памяти с привязкой по координате и дате.
Вспомогательные призмы 23 крепятся к несущим уголкам 27 и 28.
Корпус 3 содержит аналоговую индикацию 26 (красный/зеленый), выполненную в центральной части 6 и соответствующую контролируемой поверхности катания головки в вертикальной плоскости и контролируемой поверхности боковой рабочей грани головки рельса в горизонтальной плоскости при взаимодействии с датчиками бесконтактного измерения расстояния до поверхности рельса 24.
Корпус 3 содержит аналоговые индикации 14 и 21, выполненные в торцевых частях 7 и 8 и соответствующие контролируемым поверхностям при взаимодействии с датчиками - индикаторами 11, 13 и 18, 20 добротности базирования, соответственно.
Над каждой контролируемой поверхностью установлено по семь датчиков 24 бесконтактного измерения расстояния до поверхности рельса 1.
Датчики 24 бесконтактного измерения расстояния до поверхности рельса 1 расположены с шагом не больше 30 мм.
Контроль прямолинейности сварных стыков осуществляют следующим образом.
Устройство устанавливают на рельс 1 с помощью 2-х ручек (не показаны), выполненных с учетом центра тяжести и размещенных на торцевых частях 7 и 8 рядом с базирующими призмами 9 и 16.
Оператор подносит устройство 2 к рельсу 1 и устанавливает по центру сварного стыка рельсов 1. При этом головку рельса 1 размещают в базирующих призмах 9 и 16. На период измерения устройство 2 фиксируется на рельсе 1 с помощью встроенных магнитов 15 и 22, исключающих его перемещение. При этом оператор не должен касаться устройства 2 руками.
Цикл измерения запускается нажатием кнопки (не показана) и заканчивается выводом результатов в аналоговом и цифровом виде.
Результаты измерений отклонений от прямолинейности поверхности катания головки рельса 1 в вертикальной плоскости и боковой рабочей грани головки в горизонтальной плоскости выводятся на корпусе 3 посредством аналоговой индикации 26 (красный, зеленый). Результаты дублируются на графическом дисплее устройства 2 и сохраняются в памяти для последующей перезаписи на стационарный компьютер. Каждая запись содержит метку с номером стыка, местом, датой и временем проведения измерения.
Выполнение устройства 2 с корпусом 3, внутри которого установлены электронный блок 4 с аккумулятором и механическая часть 5, состоящая из базирующих призм 9 и 16, расположенных в торцевых частях 7 и 8 устройства 2, обеспечивает его мобильность и возможность использования в стационарных и полевых условиях.
Наличие датчиков бесконтактного измерения расстояния 24 до поверхности рельса 1, сопряженных с электронным блоком 4, осуществляющим отображение отклонений от прямолинейности на графическом дисплее и хранение результатов отклонения в памяти с привязкой по координате и дате, обеспечивает получение достоверных данных при проведении контроля.
Использование устройства 2 в стационарных и полевых условиях расширяет его функциональные качества.
Установка встроенных магнитов 15 и 22, удерживающих устройство 2 на рельсе 1, повышает эксплуатационные качества при использовании.
Расположение аналоговой индикации 26 из двуцветных светодиодов непосредственно над датчиками 24 позволяет оператору легко определить место дефекта на рельсе 1, что позволяет повысить эксплуатационные качества устройства.
Расположение аналоговой индикации 26 в центральной части 6 и аналоговых индикаций 14 и 21 в торцевых частях 7 и 8 на корпусе 3 обеспечивает получение наглядных данных при проведении контроля и повышение эксплуатационных качеств устройства 2.
Предложенное устройство автоматического контроля прямолинейности сварных стыков рельсов изготовлено промышленным способом ЗАО «Промышленный союз», что подтверждают испытания опытного образца, и это обусловливает, по мнению заявителя, его соответствие критерию «промышленная применимость».