АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ВИБРОДИАГНОСТИКИ БУКСОВЫХ УЗЛОВ КОЛЁСНЫХ ПАР ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ВАГОНОВ

Полезная модель относится к установкам диагностики буксовых узлов колесных пар грузовых, рефрижераторных и пассажирских вагонов.
Известны стенды для вращения колесной пары рельсового подвижного состава [1, 2], содержащие неподвижное основание, на котором закреплены опоры для букс колесной пары, тормозное устройство, пневмоцилиндр подъема, пневмоцилиндры прижима с электродвигателями, закрепленными на поворотных платформах и установленное на пневмоцилиндре подъема подъемно-позиционирующее устройство с встроенным устройством выталкивания колесной пары с позиции.
Также известны установки для вибродиагностики буксовых узлов колесных пар железнодорожных вагонов [3, 4], содержащие неподвижное основание с опорами для букс вращаемой колесной пары, приводы с фрикционными роликами для передачи вращения, отличающиеся тем, что введены установочные пластины с угловыми опорами и направляющие для посадки буксы колесной пары.
Рассмотренные прототипы позволяют проводить вибродиагностику буксовых узлов колесных пар вагонов с использованием ручного труда оператора установки. Действия оператора при вибродиагностике одной колесной пары заключаются в следующем: перевод устройства диагностического виброизмерительного, подключенного к пульту управления в режим "готов"; установка колесной пары на посадочное место; нажатие кнопки "подъем" на пульте управления для опускания подъемно-позиционирующего устройства вместе с колесной парой; нажатие кнопки "прижим" для подвода электродвигателей с фрикционными роликами к колесам колесной пары; нажатие кнопки "старт" на пульте управления для запуска процесса раскрутки колесной пары. После достижения колесной парой необходимой частоты вращения (обычно 310-350 об/мин) электронный блок адаптивной регулировки отключает питание электродвигателей, отводит фрикционные ролики от колесной пары и только после этого оператору необходимо нажать кнопку "старт" на устройстве диагностическом виброизмерительном [5] (устройство диагностическое виброизмерительное самостоятельно отслеживает частоту вращения колесной пары и начинает процесс виброизмерения только в установленном диапазоне частот вращения). После завершения измерения оператору необходимо нажать кнопку "торможение" на пульте управления. Далее дождавшись окончательной остановки вращающейся колесной пары, оператор нажимает кнопку "подъем", ждет полного подъема колесной пары и нажимает кнопку "выталкивание".
Все перечисленные действия требуют значительного времени технологического цикла (около 10 мин на одну колесную пару) и сосредоточенности оператора, а также приводят к сильному его утомлению после рабочей смены. Например, при несвоевременном нажатии кнопки "старт" на устройстве диагностическом виброизмерительном (если обороты раскрученной колесной пары упали ниже установленного значения) начало процесса измерения не произойдет и оператору необходимо будет еще раз выполнить команды "прижим" и "старт" с пульта управления. При этом общее время технологического цикла диагностики одной колесной пары значительно увеличится.
В некоторых вагонных депо в целях минимизации рабочего времени недобросовестные операторы проводят повторное диагностирование одной и той же колесной пары несколько раз. При этом одну и ту же колесную пару (прошедшую ранее вибродиагностику и признанную годной к эксплуатации) раскручивают несколько раз, проводят измерения и заносят ее в устройство диагностическое виброизмерительное под разными номерами. Остальные колесные пары, не прошедшие вибродиагностику, могут быть отправлены на повторную эксплуатацию в неисправном состоянии. Это приводит к значительному увеличению риска разрушения подшипников и сходу состава с железнодорожного пути. Поэтому существует острая необходимость введения защиты от повторного диагностирования одной и той же колесной пары. Такая защита позволит заставить недобросовестных операторов провести вибродиагностику всех колесных пар, находящихся в ремонте.
Техническим результатом настоящей полезной модели является значительное увеличение эффективности работы установки путем уменьшения трудозатрат оператора при проведении вибродиагностики, уменьшения времени диагностирования одной колесной пары. Также техническим результатом является повышение эффективности использования установки, выражающееся в обязательном обеспечении процесса вибродиагностики всех контролируемых колесных пар. Увеличение эффективности использования установки, как следствие, приводит к повышению общей техносферной безопасности при использовании железнодорожных составов с колесными парами, прошедшими процесс вибродиагностики.
Технический результат по увеличению эффективности работы установки достигается тем, что в известную установку для вибродиагностики буксовых узлов колесных пар железнодорожных вагонов (Фиг. 1, Фиг. 2), содержащую неподвижное основание (Фиг. 2, поз. 1), на котором закреплены опоры (Фиг. 2, поз. 2) для букс колесной пары, тормозное устройство на кронштейне (Фиг. 2, поз. 3), пневмоцилиндр подъема (Фиг. 2, поз. 4), пневмоцилиндры прижима (Фиг. 2, поз. 5), с электродвигателями закрепленными на поворотных платформах, и установленное на пневмоцилиндре подъема подъемно-позиционирующее устройство (Фиг. 2, поз. 6) с встроенным устройством выталкивания колесной пары с позиции, введен электронный блок управления пневмоприводами (Фиг. 3). Электронный блок управления пневмоприводами позволяет в автоматическом режиме (без участия оператора) управлять пневмоклапанами (Фиг. 3), обеспечивая автоматическое выполнение всех команд технологического процесса диагностирования. Электронный блок управления пневмоприводами расположен в пульте управления установкой (Фиг. 2, поз. 7) и электрически соединен с пневмоклапанами. Пневмоклапаны расположены в нижней части стенда для раскрутки колесной пары. Электронный блок управления пневмоприводами соединен с устройством диагностическим виброизмерительным (Фиг. 4). Устройство диагностическое виброизмерительное [5] имеет жидкокристаллический индикатор и клавиатуру. Это позволяет оператору однократно перед началом работы выбрать необходимые параметры процесса диагностирования. Оператор также имеет возможность выбрать в "меню" устройства ручной либо автоматический режим работы установки. При выборе автоматического режима диагностирования задачи оператора сводятся всего к двум действиям: закатыванию по технологическому пути новой колесной пары на посадочное место и нажатие кнопки "Старт" на клавиатуре устройства диагностического виброизмерительного. Все дальнейшие команды и действия по вибродиагностике колесной пары установка выполняет в автоматическом режиме без участия оператора. При этом время диагностирования одной колесной пары уменьшается с 10 мин и более (в ручном режиме) до 3 мин (в автоматическом режиме).
В плане увеличения эффективности использования установки технический результат достигается путем введения в установку блока сравнения результатов диагностики предыдущих колесных пар и текущей (Фиг. 3) с целью исключения повторного диагностирования одной и той же колесной пары, а также обеспечения формирования в протоколе измерений значения частоты вращения колесной пары, фиксируемой во время вибродиагностики.
Повышение эргономических свойств установки и удобства использования достигается путем того, что пульт управления установкой выполнен в виде шкафа-стола.
Металлоконструкция стенда монтируется на специальном фундаменте в разрыве технологического пути. Пульт управления монтируется на расстоянии 2-х метров от стенда.
Работа автоматизированной установки для вибродиагностики буксовых узлов колесных пар железнодорожных вагонов может осуществляться в ручном либо в автоматическом режиме.
Колесная пара без препятствий закатывается на поднятое подъемно-позиционирующее устройство стенда, находящееся на одном уровне с рельсами технологического пути. При работе установки в ручном режиме оператор при помощи команды с пульта управления приводит в действие пневмоцилиндр подъема. Подъемно-позиционирующее устройство плавно опускается вниз, сохраняя свое горизонтальное положение. Буксы колесной пары (Фиг. 2, поз. 8) с помощью направляющих точно позиционируются на установочные пластины. После полного опускания подъемно-позиционирующего устройства оператор с пульта управления подает команду "прижим" для подвода с помощью пневмоприводов и установленных на них электродвигателей с фрикционными роликами. Фрикционные ролики, установленные на валах электродвигателей, поджимаются к внутренней боковой поверхности колеса и обеспечивают передачу вращения колесной паре. После этого оператор подает команду "старт" и электродвигатели начинают раскрутку колесной пары. Частота вращения колесной пары автоматически регулируется электронным блоком с помощью частотного преобразователя и доводится до номинального значения с учетом влияющих факторов. Для удобства индикация частоты вращения колесной пары выведена на рабочую панель пульта управления. После достижения частоты вращения колесной пары установленного значения электронный блок адаптивной регулировки отключает питание электродвигателей и отводит фрикционные ролики от колесной пары. Только после этого оператор включает устройство для измерения вибрации для проведения виброизмерения. После завершения измерений оператор подает последовательно команды "торможение" и "подъем". При торможении тормозные колодки плотно соприкасаются с поверхностью катания обода колеса колесной пары, но подъема колесной пары не происходит. Вращение колесной пары прекращается в течение 6-8 сек. После подъема подъемно-позиционирующего устройства колесная пара оказывается на одном уровне с рельсами технологического пути. Для дальнейшего движения по технологическому пути колесную пару выталкивает специальный толкатель, встроенный в подъемно-позиционирующее устройство. Для приведения в действие толкателя оператору необходимо подать команду "выталкивание" с пульта управления.
В энергонезависимую память устройства диагностического виброизмерительного автоматически заносятся все результаты вибродиагностики, включающие: уровни вибросигналов для левого и правого каналов; вид контроля (полный, промежуточный), фамилия оператора (дефектоскописта), номер завода изготовителя, номер колесной пары, частота вращения колесной пары и др. Далее для постоянного хранения все результаты вибродиагностики передаются в ЭВМ и записываются в общую базу данных.
Введение электронного блока управления пневмоприводами и его соединение с устройством диагностическим виброизмерительным позволило управлять режимами работы установки в автоматическом режиме в соответствии с программой, заложенной в устройстве. Для приведения в действия работы установки в автоматическом режиме от оператора требуется однократное нажатие кнопки "старт". После этого блок управления пневмоприводами под управлением устройства диагностического виброизмерительного выполнит последовательно все команды, выполняемые оператором в ручном режиме ("подъем", "прижим", "старт", "торможение", "подъем", "выталкивание"). Оператору будет необходимо только контролировать процесс работы установки. После автоматического выталкивания продиагностированной колесной пары процесс повторяется с новой колесной парой.
Работой электронного блока управления пневмоприводами управляет устройство диагностическое виброизмерительное, это позволяет устройству проводить замер уровней вибросигнала только при раскручивании колесной пары до определенной скорости вращения. Также это позволяет устройству диагностическому виброизмерительному контролировать весь цикл вибродиагностики каждой колесной пары в соответствии с заложенным алгоритмом.
Повторное диагностирование одной колесной пары сокращает трудоемкость обслуживающего персонала депо, но приводит к значительному повышению риска техносферной катастрофы при использовании бракованных буксовых узлов. Введение блока сравнения результатов диагностики предыдущих колесных пар и текущей позволяет исключить повторное диагностирование одной и той же колесной пары под разными номерами.
Все результаты диагностики хранятся в единой базе данных депо, а не в памяти устройства диагностического виброизмерительного. База данных открыта и доступна для многократного резервного копирования. Это позволяет полностью исключить потерю диагностической информации вследствие выхода из строя устройства диагностического виброизмерительного.
Заявляемая автоматизированная установка может быть использована для вибродиагностики буксовых узлов и вращения колесной пары с подшипниками, имеющими короткие цилиндрические ролики, коническими двухрядными подшипниками кассетного типа, для диагностики, равномерного распределения смазки и т.п. Установка позволяет устанавливать колесные пары как с корпусами челюстных букс грузового вагона, так и с корпусами букс пассажирских вагонов, имеющих опорные кронштейны под пружины. Установка может контролировать уровень смазки подшипников буксовых узлов по уровню вибрационного шума.
Литература
1. Патент на полезную модель RU 50661 U1.
2. Патент на полезную модель RU 51739 U1.
3. Патент на полезную модель RU 107862 U1.
4. Патент на полезную модель RU 84559 U1.
5. Патент на полезную модель RU 131481 U1.