СИСТЕМА ДЛЯ СМАЗКИ РЕЛЬСОВ

Полезная модель относится к железнодорожному оборудованию, а именно - к системам для смазывания поверхностей рельсов на сложных участках пути.
Известна система смазки поверхностей трения [1], содержащая установленный в корпусе с возможностью совершения поступательного перемещения в сторону смазываемой поверхности трения аккумулирующий твердую смазку элемент, прижатый к ответной поверхности с возможностью нормированного износа и расходования твердой смазки, и средство для прижатия кромки указанного элемента к указанной смазываемой поверхности трения, при этом указанный аккумулирующий элемент выполнен в виде стаканообразного элемента, внутренняя полость которого заполнена смазочным веществом и открыта в сторону указанной смазываемой поверхности трения, при этом стенки указанного стаканообразного элемента выполнены из материала, способного изнашиваться при трении кромки указанного стаканообразного элемента о смазываемую поверхность с возможностью интенсивного износа торца стаканообразного элемента и одновременного высвобождения необходимого объема смазки и нанесения его на смазываемую поверхность при взаимодействии с несмазанной поверхностью и с возможностью минимального износа торца стаканообразного элемента при взаимодействии со смазанной поверхностью и ограничения объема смазки, поступающей на смазываемую поверхность, например, упомянутые стенки стаканообразного элемента могут быть выполнены из полиэтилена, или капрона, или поливинилхлорида, или политетрофторэтилена, или целлюлозы.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является известное устройство (система) для нанесения смазки и модификатора трения на рельсы [2], содержащее смонтированные на рельсовом транспортном средстве баки под смазку и под модификатор трения, полости которых соединены трубопроводами через запорные клапаны с исполнительными механизмами - форсунками для нанесения смазки на боковую грань головки наружного в кривой пути рельса и с форсунками для нанесения модификатора трения на поверхность катания головки внутреннего рельса, которые установлены перед колесами рельсового транспортного средства и закреплены на
горизонтальной планке Г-образного кронштейна, жестко закрепленного на буксе колесной пары рельсового транспортного средства, блок управления подачей смазки и модификатора трения к форсункам, соединенный связями с запорными клапанами, при этом баки установлены по отношению к форсункам на высоте, обеспечивающей свободное истекание смазки и модификатора трения жидкой консистенции за счет перепада давления, возникающего между уровнями расположения форсунок и баков, причем баки оборудованы механизмами для перемешивания смазки и модификатора трения (исполнительный механизм). Система также содержит группы датчиков для определения состояния внешней среды, соединенные с блоком анализа и управления, и формирователь управляющих сигналов, подключенный к исполнительным механизмам.
Недостатками известных систем смазки являются ограниченные функциональные возможности и недостаточная эффективность при работе.
Технический результат, заключающийся в расширении функциональных возможностей и более высокой эффективности работы при смазке поверхностей трения, достигается в предлагаемой системе для смазки рельсов, содержащей блок анализа и управления, соответствующие входы которого соединены с выходами группы датчиков, а один из выходов - с входом формирователя управляющих сигналов, подключенного к исполнительному механизму, например, к устройству для нанесения смазки на рельсы, тем, что группа датчиков содержит датчики скорости и центростремительного ускорения рельсового транспортного средства на криволинейных участках железнодорожного пути.
При этом формирователь управляющих сигналов выполнен в виде усилителя сигналов.
Дополнительное расширение функциональных возможностей и повышение эффективности работы может достигаться также следующими вариантами исполнения системы:
По первому варианту система содержит группу датчиков «сухой контакт» и группы аналоговых и цифровых датчиков, а блок анализа и управления содержит вычислитель, узел памяти, аналого-цифровой преобразователь, коммутаторы, и интерфейс, связанный с внешним устройством управления, выходы группы аналоговых датчиков соединены через
первый коммутатор с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к первому информационному входу вычислителя, выходы группы цифровых датчиков подключены через второй коммутатор к второму информационному входу вычислителя, выходы группы датчиков «сухой контакт» соединены через третий коммутатор с третьим информационным входом вычислителя.
По второму варианту система содержит группу датчиков «сухой контакт» и группы аналоговых и цифровых датчиков, а блок анализа и управления содержит вычислитель, узел памяти, аналого-цифровой преобразователь, первый, второй и третий коммутаторы, интерфейс, связанный с внешним устройством управления, общую шину передачи данных, выходы группы аналоговых датчиков соединены через первый коммутатор с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к упомянутой общей шине, соединенной с выходами коммутаторов, входами и выходами вычислителя и узла памяти.
При этом группа аналоговых или цифровых датчиков содержит датчик уровня лубрикации рельсов.
Для учета наклона рельсового пути группа аналоговых или цифровых датчиков содержит датчик бокового крена рельсового транспортного средства.
Для контроля за состоянием поверхностей трения датчик уровня лубрикации рельсов выполнен в виде упругого пластинчатого элемента с термодатчиком, причем упругий пластинчатый элемент установлен на рельсовом транспортном средстве с обеспечением скользящего контакта со смазываемой поверхностью рельса.
При этом в системе предлагается датчик уровня лубрикации рельсов предлагается располагать в конце локомотива или в конце железнодорожного состава.
В предлагаемой системе предлагается датчик скорости движения рельсового транспортного средства в двух вариантах исполнения: в виде индукционного элемента или в виде фотодатчика, оптически связанного с метками на колесе рельсового транспортного средства.
Указанный технический результат достигается также тем, что датчик центростремительного ускорения на криволинейных участках железнодорожного пути выполнен в виде твердотельного акселерометра.
Повышение надежности в передаче управляющих сигналов обеспечивается тем, что система содержит цифроаналоговый преобразователь, вход которого соединен с соответствующим выходом вычислителя (первый вариант) или с общей шиной передачи данных (второй вариант), а выход - с входом усилителя сигналов.
Кроме того, повышение эффективности при работе системы обеспечивается тем, что она содержит устройство очистки рельсов от загрязнений, расположенное в начале рельсового транспортного средства и подключенное к дополнительному выходу усилителя сигналов.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 представлена обобщенная блок-схема системы;
- на фиг.2 приведена развернутая функциональная схема системы с первым вариантом исполнения блока анализа и управления;
- на фиг.3 показана развернутая функциональная схема системы с вторым вариантом исполнения блока анализа и управления.
Предлагаемая система (фиг.1) содержит блок 1 анализа и управления, соответствующие входы которого соединены с выходами группы 2 датчиков, которая содержит датчик 3 скорости и датчик 4 центростремительного ускорения рельсового транспортного средства на криволинейных участках железнодорожного пути.
Один из выходов блока 1 соединен с входом формирователя 5 управляющих сигналов, подключенного к исполнительному механизму, например, к устройству 6 для нанесения смазки на рельсы.
Блок 1 анализа и управления предназначен для приема сигналов от датчиков, анализа и обработки этих сигналов по специальным программам и формирования управляющих сигналов для воздействия на исполнительные механизмы системы.
В первом и втором вариантах выполнения системы (фиг.2 и фиг.3) она дополнительно содержит группу 7 датчиков 8 «сухой контакт» и группы 2 и 9 цифровых и
аналоговых датчиков. Датчики «сухой контакт» представляют собой элементы, на выходе которых формируется сигнал логического «О» или логической «1» при достижении порогового значения измеряемым параметром внешней среды (влажность, температура, наличие или отсутствие какого-то события и др.).
Блок 1 анализа и управления содержит вычислитель 10, узел памяти 11, аналого-цифровой преобразователь 12, коммутаторы 13, 14 и 15, а также интерфейс 16, связанный с внешним устройством управления (на чертежах не показан).
В первом варианте выполнения блока 1 (фиг.2) выходы группы 9 аналоговых датчиков соединены через первый коммутатор 13 с входом аналого-цифрового преобразователя 12, выход которого подключен к первому информационному входу вычислителя 10, выходы группы 2 цифровых датчиков подключены через второй коммутатор 14 к второму информационному входу вычислителя 10, выходы группы 7 датчиков 8 «сухой контакт» соединены через третий коммутатор 15 с третьим информационным входом вычислителя 10.
Во втором варианте (фиг.3) блок 1 содержит общую шину 17 передачи данных. Выходы группы 9 аналоговых датчиков соединены через первый коммутатор 13 с входом аналого-цифрового преобразователя 12, выход которого подключен к упомянутой общей шине 17, соединенной с выходами коммутаторов 14 и 15, входами и выходами вычислителя 10 и узла памяти 11.
При этом группа 2 цифровых датчиков или группа 9 аналоговых датчиков содержит датчик 3 скорости и датчик 4 центростремительного ускорения рельсового транспортного средства на криволинейных участках железнодорожного пути, а также датчик 18 уровня лубрикации (смазки) рельсов и датчик 19 бокового крена рельсового транспортного средства.
Датчик 18 уровня лубрикации рельсов выполнен в виде упругого пластинчатого элемента с термодатчиком (на чертежах не показано), причем упругий пластинчатый элемент установлен на рельсовом транспортном средстве с обеспечением скользящего контакта со смазываемой поверхностью рельса.
Датчик 18 уровня лубрикации рельсов расположен в конце локомотива или в конце железнодорожного состава (на чертежах не показано).
Датчик 3 скорости движения рельсового транспортного средства выполнен в виде индукционного элемента или в виде фотодатчика, оптически связанного с метками на колесе рельсового транспортного средства (на чертежах не показано).
Датчик 4 центростремительного ускорения на криволинейных участках железнодорожного пути выполнен в виде твердотельного акселерометра.
Система содержит также цифроаналоговый преобразователь 20 (показан пунктирной линией), вход которого соединен с соответствующим выходом вычислителя 10 (фиг.2) или с общей шиной 17 передачи данных (фиг.3), а выход - со входом усилителя 5 сигналов.
Система содержит также дополнительный исполнительный механизм - устройство 21 очистки рельсов от загрязнений, расположенное в начале рельсового транспортного средства (на чертежах не показано) и подключенное к дополнительному выходу усилителя 5 сигналов.
Система работает следующим образом.
Система монтируется на железнодорожном транспортном средстве, например, локомотиве (на чертежах не показано).
При движении транспортного средства по рельсовой колее учитываются скорость движения (датчик 3), центростремительное ускорение (датчик 4), параметры внешней среды - температура, влажность, наличие отложений на поверхностях рельсов в виде пленки воды, снега, льда и другие условия (датчики 8), а также информация от датчиков 18, 19. Датчик 18 уровня лубрикации и исполнительные механизмы 6 и 21 располагаются на уровне и вблизи рабочих поверхностей (поверхностей трения) рельсов (на чертежах не показано).
От датчиков сигналы в аналоговом виде поступают на коммутатор 13, сигналы в цифровом виде поступают на коммутатор 14, а сигналы «0» или «1» - на коммутатор 15. Вычислитель 10 осуществляет опрос датчиков по программе через указанные коммутаторы. При этом аналоговые сигналы с коммутатора 13 предварительно преобразуются с помощью аналого-цифрового преобразователя 12 в цифровую форму.
В узле памяти 11 записаны программы, в соответствии с которыми вычислитель 10 производит обработку данных по заданному алгоритму.
Во втором варианте взаимодействие вычислителя 10 с функциональными узлами блока 1 производится через общую шину 17.
При этом осуществляется формирование управляющих сигналов, поступающих через усилитель 5 на исполнительные механизмы - устройство 21 очистки рельсов от загрязнений, расположенное в начале локомотива и устройство 6 для нанесения смазки на рельсы, расположенное после локомотива. В зависимости от скорости движения транспортного средства, центростремительного ускорения на криволинейных участках рельсового пути, а также наклона транспортного средства и других параметров, значения которых поступают от датчиков, определяется необходимый расход смазки, поступаемой от исполнительного механизма 6 на поверхности трения на соответствующих участках пути. Загрязненные участки рельсов предварительно очищаются с помощью исполнительного механизма 21. Одновременно производится контроль за уровнем смазки рельсов с помощью датчика 18 уровня лубрикации рельсов, выполненного в виде упругого пластинчатого элемента с термодатчиком.
Вместе с тем, вычислитель 10 осуществляет через интерфейс 16 обмен информацией с внешним устройством обработки данных (на чертеже не показано), которое может вводить коррективы на работу блока 1.
Датчики системы и блок 1 выполнены на основе элементов аналоговой и цифровой вычислительной техники. Исполнительные механизмы 6 и 21 содержат соленоиды, с помощью которых осуществляется управление их работой, например, дозирование смазочного материала.
Система прошла опытные испытания и показала высокую эффективность в работе и расширенные функциональные возможности по сравнению с наиболее близким аналогом.
Источники информации:
1. Патент РФ №2197677, М.Кл. В61К 3/02, опублик. 2003 г.
2. Патент РФ №2288125, М.Кл. В61К 3/02, опублик. 2006 г.