RU2061610C1

RU2061610C1 - Method of and device for determining parameter characterizing condition of wheel-rail system

Info

Publication number: RU2061610C1
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Кашников; Владимир Михайлович Рубан
Original assignee: Владимир Николаевич Кашников; Владимир Михайлович Рубан
Priority date: 1992-05-29
Filing date: 1992-05-29
Publication date: 1996-06-10

Abstract

FIELD: railway transport. SUBSTANCE: parameter characterizing condition of "wheel-rail" system is determined by angles between longitudinal axis of vehicle frame and longitudinal axes of bogies, length of vehicle base and half the length of bogie. Parameter is expressed in form of angle of run-on of wheel tyre on rail. Device has two angle sensors 13 and 14, three voltage dividers 15, 16 and 21, inverter 19, adder 23 and recording unit 25. EFFECT: enhanced accuracy of measurement. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к контрольно-измерительным устройствам для измерения углов набеганий бандажей колесных пар на рельс в кривых участках железнодорожного пути и предназначено для использования при научных исследованиях процессов взаимодействия экипажа и железнодорожного пути. The invention relates to the field of railway transport, in particular to control and measuring devices for measuring the angle of incidence of the wheelset bandages on the rail in the curved sections of the railway track and is intended for use in scientific research of the processes of interaction between the crew and the railway track.

Известен способ измерения угла поворота и устройство для его осуществления [1]
Способ заключается в том, что на основе изморенных в двух системах отсчета, жестко связанных с объектами 4-к компонент вектора линейного ускорения общей точки кинематической пары, определяют угол между системами отсчета соответствующий углу между кинематически связанными объектами, угол поворота определяют по формулам

где

компоненты вектора линейного ускорения в первой системе отсчета;

компоненты вектора линейного ускорения во второй системе отсчета.A known method of measuring the angle of rotation and device for its implementation [1]
The method consists in the fact that on the basis of the 4 components of the linear acceleration vector of the common point of the kinematic pair that are rigidly connected with objects, the 4 components of the linear acceleration vector of the kinematic pair determine the angle between the reference systems corresponding to the angle between the kinematically connected objects, the rotation angle is determined by the formulas

Where

linear acceleration vector components in the first reference frame;

components of the linear acceleration vector in the second reference frame.

В качестве вектора ускорения

выбирается вектор ускорения точки О общей точки плоской вращаемой пары.As an acceleration vector

the acceleration vector of point O is selected as the common point of a plane rotated pair.

Устройство для измерения угла Φ содержащее связываемый с контролируемым объектом в процессе измерений преобразователь ускорений и схему обработки его сигналов, кроме того, преобразователь выполнен в виде двух двухкомпонентных линейных акселерометров, каждый из которых установлен на одном из объектов, образующих кинематическую пару так, что оси их чувствительности расположены перпендикулярно оси относительно поворота кинематической пары, а их центры лежат на этой оси. A device for measuring the angle Φ containing an acceleration transducer connected to a controlled object during the measurement process and a circuit for processing its signals, in addition, the transducer is made in the form of two two-component linear accelerometers, each of which is mounted on one of the objects forming a kinematic pair so that their axes sensitivity are located perpendicular to the axis relative to the rotation of the kinematic pair, and their centers lie on this axis.

Недостаток известного способа и устройства заключается в том, что они не обеспечивают высокой точности измерения угловой величины, т.к. измерения основаны на определении вектора линейного ускорения, который является относительной характеристикой углового перемещения, кроме того способ и устройство реализуется исключительно на объектах, образующих кинематическую пару, что исключает возможность применения их на несопрягаемых парах, в частности в точке соприкосновения системы колесо рельс. The disadvantage of this method and device is that they do not provide high accuracy in measuring the angular magnitude, because the measurements are based on the determination of the linear acceleration vector, which is a relative characteristic of angular displacement, in addition, the method and device is implemented exclusively on objects forming a kinematic pair, which excludes the possibility of using them on non-conjugate pairs, in particular at the point of contact of the rail-wheel system.

Аналогом заявляемому также являются способ измерения угловых мер и устройство для его существования [2] заключающийся в том, что измеряемую угловую меру размещают на основании, жестко связанном с датчиком угловых перемещений, приводят основание во вращение, фиксируют положение граней меры, формирую временный интервал, длительность которого равна промежутку времени между моментом фиксации граней, измеряют угол поворота основания в течение указанного временного интервала и повторяют операцию измерения угла поворота основания до тех пор, пока мера не пройдет полный круг на основании и определяется значение угла угловой меры, как среднее арифметическое значений измерений угла поворота основания. An analogue of the claimed is also a method of measuring angular measures and a device for its existence [2] consisting in the fact that the measured angular measure is placed on a base rigidly connected with an angular displacement sensor, the base is rotated, the position of the measure faces is fixed, forming a time interval, duration which is equal to the time interval between the moment of fixing the faces, measure the angle of rotation of the base during the specified time interval and repeat the operation of measuring the angle of rotation of the base until until the measure passes a full circle on the base and the value of the angle of the angle measure is determined as the arithmetic mean of the measurements of the angle of rotation of the base.

Устройство, содержащее привод углового перемещения, на валу которого закреплены измерительный стол и импульсный датчик угловых перемещений фотоэлектрический автоколиматор и вычислительный блок, соответствующие входы которого соединены с выходами фотоэлектрического автоколиматора и датчика угловых перемещений, кроме того, устройство снабжено основанием, установленного соосно с измерительным столом с возможностью вращения относительно него, шаговым приводом углового перемещения основания относительно измерительного стола, блоком управления, выход которого соединен с управляющим входом шагового привода, а вычислительный блок выполнен в виде блока усреднения по измерениям, с текстирующим выходом соединенным с входным блоком. Вышеприведенный способ и устройство, реализующее его, измеряют стационарно фиксированную угловую меру довольно сложным по конструкции устройством, но этим способом невозможно измерить углы, возникающие между гребнем бандажа колесной пары и рельсом при движении транспортного средства в кривых участках железнодорожного пути. A device containing a drive of angular displacement, on the shaft of which a measuring table and a pulse sensor of angular displacements are mounted, a photoelectric self-collimator and a computing unit, the corresponding inputs of which are connected to the outputs of the photoelectric autocolimator and an angular displacement sensor, in addition, the device is equipped with a base mounted coaxially with the measuring table with the possibility of rotation relative to it, a step drive of angular movement of the base relative to the measuring table, block control, the output of which is connected to the control input of the stepper drive, and the computing unit is made in the form of a unit of measurement averaging, with a texturing output connected to the input unit. The above method and the device that implements it measure a stationary fixed angular measure by a rather complicated device, but using this method it is impossible to measure the angles that arise between the crest of the bandage of the wheel pair and the rail when the vehicle moves in curved sections of the railway track.

Известен способ и устройство предназначенное для определения параметра характеризующего состояние системы колесо рельс и контролируемого в кривых участках железнодорожного пути [3] которые выбраны в качестве прототипа заявляемому. A known method and device designed to determine the parameter characterizing the state of the system wheel rail and controlled in the curved sections of the railway track [3] which are selected as a prototype of the claimed.

В известном способе и устройстве контролируемым параметром является кривизна железнодорожного пути, определяемая с учетом углов поворота передней и задней тележек, величины которых, хоть и в малой степени, зависят от износа системы колесо рельс. In the known method and device, the controlled parameter is the curvature of the railway track, determined taking into account the rotation angles of the front and rear bogies, the values of which, although to a small extent, depend on the wear of the rail-wheel system.

Способ заключается в том, что с помощью транспортного средства с передней и задней ходовыми тележками, которое перемещают в круговой кривой, в положении максимального перекоса, измеряют передний и задний горизонтальные углы между продольной осью рамы транспортного средства и продольными осями ходовых тележек и определяют кривизну круговой кривой по формуле

Таким образом, вел чина радиуса круговой кривой железнодорожного пути в плане зависит от величины углов поворотов тележек относительно базы транспортного средства и величины самой базы. Устройство для измерения кривизны пути содержит датчики установленные на ходовых тележках реализующие электрический сигнал пропорциональный углу поворота тележек.The method consists in the fact that using a vehicle with front and rear running trolleys, which are moved in a circular curve, in the position of maximum skew, measure the front and rear horizontal angles between the longitudinal axis of the vehicle frame and the longitudinal axes of the running trolleys and determine the curvature of the circular curve according to the formula

Thus, the value of the radius of the circular curve of the railway track in terms of depends on the angle of rotation of the bogies relative to the base of the vehicle and the size of the base itself. A device for measuring the curvature of the path contains sensors mounted on running bogies that implement an electrical signal proportional to the angle of rotation of the bogies.

Электрические сигналы от датчиков, преобразуясь в делителях напряжения и функциональных преобразователях, подают на вход операционного усилителя работающего в режиме сумматора. На входе операционного усилителя форсируют сигнал, пропорциональный сумме углов поворота в функциональной зависимости от длины базы транспортного средства. Электрический сигнал на выходе устройства является характеристикой кривизны рельсовой колеи. The electrical signals from the sensors, being converted into voltage dividers and functional converters, are fed to the input of an operational amplifier operating in the adder mode. At the input of the operational amplifier, a signal is proportional to the sum of the rotation angles as a function of the length of the vehicle base. The electrical signal at the output of the device is a characteristic of the curvature of the rail track.

Недостаток известного способа и устройства заключается в том, что измеряемый параметр кривизны пути зависит от степени износа системы колесо - рельс, и полностью не отражает геометрические и динамические параметры взаимодействия пути и подвижного состава к которым относится угол набегания гребней бандажей колесных пар на раме в кривых. The disadvantage of this method and device is that the measured parameter of the curvature of the path depends on the degree of wear of the wheel-rail system, and does not fully reflect the geometric and dynamic parameters of the interaction of the path and the rolling stock, which include the angle of incidence of the ridges of the bandages of the wheel pairs on the frame in curves.

В предлагаемом способе измерения углов набеганий гребней бандажей колесных пар в кривых участках железнодорожного пути, заключающемся в измерении углов поворотов тележек транспортного средства, относительно шкворней между осевыми линиями тележек и осью рамы транспортного средства и измерении длины базы транспортного средства, согласно изобретению, измеряют длину тележек, установленных на колесные пары, затем тележки, в процессе движения, устанавливают в положение максимального перекоса и, после измерения углов поворотов тележек, по результатам измерений, определяют угол набегания, возникающий между бандажом колеса и рельсом по формуле

где α угол набегания гребня бандажа колесной пары на рельс;
L база транспортного средства;
a половина базы тележки;
v_п угол поворота передней тележки;
Φ_з угол поворота задней тележки.In the proposed method for measuring the angle of incidence of the crests of the tires of wheel sets in the curved sections of the railway track, which consists in measuring the angles of rotation of the carts of the vehicle relative to the pivots between the axial lines of the carts and the axis of the frame of the vehicle and measuring the length of the base of the vehicle, according to the invention, measure the length of the carts, mounted on wheelsets, then the carts, in the process of movement, are set to the position of maximum skew and, after measuring the angles of rotation of the carts, the measurement results, determine the angle of incidence arising between the bandage of the wheel and the rail according to the formula

where α is the angle of incidence of the crest of the bandage of the wheelset on the rail;
L vehicle base;
a half base of the trolley;
v _{p the} angle of rotation of the front trolley;
Φ _{h the} angle of rotation of the rear bogie.

Заявляемый способ может быть реализован с помощью устройства содержащего, делители напряжения, сумматора аппаратной части, датчиков углов поворота и функционального преобразователя, функциональный преобразователь реализован с использованием инвертора и дополнительного делителя напряжения, определенным образом соединенным с другими элементами схемы. The inventive method can be implemented using a device containing voltage dividers, an adder of the hardware, angle sensors and a functional converter, the functional converter is implemented using an inverter and an additional voltage divider, connected in a certain way to other circuit elements.

Способ имеет математическое обоснование. Известно, что углы поворотов передней и задней тележек относительно базы транспортного средства определяются [4] по формулам

tgΦ_п≈ Φ_п и tgΦ_з≈ Φ_з,
т.к. углы поворота не превышают качения 5^o,
где Φ_п угол поворота передней тележки;
Φ_з угол поворота водней тележки;

половина базы транспортного средства;
a половина базы тележки;
Xп полюсное расстояние передней тележки;
Xз полюсное расстояние задней тележки;
R радиус кривой железнодорожного пути.The method has a mathematical justification. It is known that the angles of rotation of the front and rear bogies relative to the base of the vehicle are determined [4] by the formulas

tgΦ _p ≈ Φ _p and tgΦ _s ≈ Φ _s ,
because turning angles do not exceed rolling 5 ^o ,
where Φ _{p the} angle of rotation of the front bogie;
Angle Φ _of aqueous trolley;

half of the vehicle base;
a half base of the trolley;
Xp pole distance of the front bogie;
Xs pole distance of the rear bogie;
R is the radius of the curve of the railway track.

Известно, что при положении максимального перекоса при прохождении транспортного средства кривых участков железнодорожного пути полюсные расстояния передней и задней тележек будут одинаковы, т.е. Xп Xз X. It is known that at the position of maximum skew during the passage of the vehicle of the curved sections of the railway track, the pole distances of the front and rear bogies will be the same, i.e. Xp Xs X.

Находим значение полюсного расстояния из выражения (I)

Из формулы (2) определим значение R

Подставляя (3) и (4) и упрощая, получим

Из выражения (5) находим радиус кривой /4/

Учитывая, что при движении транспортного средства в кривой в положении максимального перекоса, имеем значение полюсного расстояния

где δ суммарный зазор с учетом уширения колеи (δ=e+2σ), подставляя выражение (6) в (3) получим

Из выражения (7) находим значение суммарного зазора с учетом уширения в колее

Подставляя (8) в (9) получим

Используя выражение (6) в выражении (10) значение зазора равно

Угол набегания определяется по формуле (5)

Подставив (7) в (12) получим

Используя (11) в выражении (13) находим

Подставив (6) в (14) получим

Таким образом из выражения (15) видно, что величина угла набегания зависит от разности величины углов поворота тележек в функциональной зависимости величины L базы транспортного средства, a половина базы тележки и постоянного коэффициента.Find the value of the pole distance from the expression (I)

From formula (2) we determine the value of R

Substituting (3) and (4) and simplifying, we obtain

From expression (5) we find the radius of the curve / 4 /

Given that when the vehicle moves in a curve in the maximum skew position, we have the value of the pole distance

where δ is the total gap taking into account the broadening of the track (δ = e + 2σ), substituting expression (6) in (3) we obtain

From expression (7) we find the value of the total clearance taking into account the broadening in the rut

Substituting (8) in (9) we obtain

Using expression (6) in expression (10), the gap value is

The angle of incidence is determined by the formula (5)

Substituting (7) into (12) we obtain

Using (11) in expression (13) we find

Substituting (6) into (14) we obtain

Thus, it can be seen from expression (15) that the value of the angle of incidence depends on the difference in the angle of rotation of the bogies in the functional dependence of the value L of the base of the vehicle, and half of the base of the bogie and a constant coefficient.

Рассмотрим работу предлагаемого устройства, реализующего способ непрерывной регистрации углов набеганий. Consider the work of the proposed device that implements the method of continuous registration of the angle of incidence.

Устройство в статическом состоянии при нахождении транспортного средства в кривой рельсового пути (фиг. 1), где 1 рама передней ходовой тележки; 2 - рама задней ходовой тележки; 3 колесные пары ходовых тележек; 4 рельсовая колея; 5 оси рам ходовых тележек (АВ и АВ); 6 рама транспортного средства; 7 ось рамы транспортного средства; 8 индуктивный датчик (статор); 9 - сердечник индуктивного датчика (ротор); 10 жесткая кинематическая связь ротора датчика с рамой транспортного средства; 11 касательная, проведенная в точке контакта системы колесно-рельс относительно рельса(продольно направлению рельса); 12 направление качения колеса (перпендикулярно качению колесной пары); L база транспортного средства; Rк- радиус оси рельсового пути; α угол набегания гребня бандажа на рельс; v_п угол поворота передней тележки, измеряемый между осью передней рамы тележки и осью рамы транспортного средства; Φ_з угол поворота задней тележки, измеряемый между осью рамы задней тележки и осью рамы транспортного средства.The device is in a static state when the vehicle is in the curve of the rail track (Fig. 1), where 1 is the frame of the front undercarriage; 2 - the frame of the rear undercarriage; 3 wheel pairs of running carts; 4 rail track; 5 axes of frames of running trolleys (AB and AB); 6 vehicle frame; 7 axis of the vehicle frame; 8 inductive sensor (stator); 9 - core of the inductive sensor (rotor); 10 rigid kinematic connection of the sensor rotor with the frame of the vehicle; 11 tangent drawn at the contact point of the wheel-rail system relative to the rail (longitudinally to the rail direction); 12 wheel rolling direction (perpendicular to the rolling of the wheelset); L vehicle base; Rк is the radius of the axis of the rail; α the angle of incidence of the crest of the brace on the rail; v _{p the} angle of rotation of the front trolley, measured between the axis of the front frame of the trolley and the axis of the frame of the vehicle; Φ _{h the} angle of rotation of the rear carriage, measured between the axis of the frame of the rear carriage and the axis of the frame of the vehicle.

В круговой кривой тележки устанавливаются в положение максимального перекоса, при котором первая колесная пара прижата к наружному рельсу, а задняя к внутреннему рельсу. In the circular curve, the trolleys are set to the maximum skew position, in which the first wheelset is pressed against the outer rail and the rear against the inner rail.

Оси реже ходовых тележек 5 совпадают с осью рельсового пути, описанного радиусом Rк. Но центральная ось рамы транспортного средства 7 не совпадает с осями рам ходовых тележек 5, а значит и с осью рельсового пути. Отклонение осей рам ходовых тележек 5 от оси рамы транспортного средства 7 фиксируется бесконтактными датчиками, представляющими собой (см.фиг.1) катушку статор 8, перемещающимся в ней сердечником ротором 9, катушка подключена входными обмотками к источнику переменного напряжения, причем корпус датчика жестко прикреплен к раме ходовой тележки 1 и 2, а ротор 9 имеет жесткую кинематическую связь 10 с рамой транспортного средства 6. The axes less often of the bogies 5 coincide with the axis of the rail track described by the radius Rк. But the Central axis of the frame of the vehicle 7 does not coincide with the axes of the frames of the undercarriage 5, and therefore with the axis of the rail track. The deviation of the axes of the frames of the running trolleys 5 from the axis of the frame of the vehicle 7 is fixed by non-contact sensors, which are (see Fig. 1) the stator coil 8, the rotor 9 moving in it by the core, the coil is connected by input windings to an AC voltage source, and the sensor housing is rigidly attached to the frame of the undercarriage 1 and 2, and the rotor 9 has a rigid kinematic connection 10 with the frame of the vehicle 6.

Датчики, фиксирующие углы поворотов, устанавливают непосредственно у поворотного угла ходовых тележек и реализуют электрический сигнал, пропорциональный углу поворота передней ходовой тележки Φ_п и задней ходовой тележки Φ_з. Угол набегания измеряется между касательной, проведенной по направлению рельса в точке контакта системы колесо рельс и линией, перпендикулярной качению колесной пары и определяется в функции углов поворотов тележек.Sensors locking angles of rotation, is mounted directly in the rotary angle of bogies and realize an electric signal proportional to the angle of rotation of the front bogie and rear Φ _n Φ _of the bogie. The angle of incidence is measured between the tangent drawn in the direction of the rail at the point of contact of the rail-wheel system and the line perpendicular to the rolling of the wheelset and is determined as a function of the angles of rotation of the bogies.

Под базой транспортного средства понимается межшкворневое расстояние между ходовыми тележками. Under the base of the vehicle refers to the inter-pivot distance between the undercarriage.

Схема устройства для измерения углов набегания изображена на фиг. 2, где 13 бесконтактный датчик угла поворота передней тележки; 14 бесконтактный датчик угла поворота задней тележки; 15 делитель напряжения сигнала угла поворота передней тележки ДН-1; 16 делитель напряжения сигнала угла поворота задней тележки ДН-2; 17 входное сопротивление сигнала датчика передней тележки; 18 входное сопротивление сигнала датчика задней тележки; 19 - операционный усилитель, работающий в режиме инвертора; 20 сопротивление обратной связи инвертора; 21 делитель напряжения инвертированного сигнала ДН-З; 22 выходное сопротивление сигнала инвертора; 23 операционный усилитель, работающий в режиме сумматора; 24 сопротивление обратной связи сумматора; 25 аппаратная часть регистрирующего устройства. A diagram of a device for measuring the incident angles is shown in FIG. 2, where 13 is a non-contact sensor for the angle of rotation of the front trolley; 14 non-contact sensor of an angle of rotation of the back cart; 15 voltage divider of the signal of the angle of rotation of the front trolley DN-1; 16 voltage divider of a signal of an angle of rotation of the rear bogie DN-2; 17 input resistance of the sensor signal of the front trolley; 18 input resistance of the rear bogie sensor signal; 19 - operational amplifier operating in inverter mode; 20 inverter feedback resistance; 21 voltage divider of the inverted signal DN-Z; 22 output resistance of the inverter signal; 23 operational amplifier operating in the adder mode; 24 adder feedback resistance; 25 hardware of the recording device.

Электрические сигналы Φ_п и Φ_з от датчиков угловых перемещений, передней тележки 13 и задней тележки 14 подаются соответственно на входы делителей напряжения 15 и 16. Выход делителя напряжения 15 через входное сопротивление 17, операционный усилитель работающий в режиме инвертора 19, сопротивление обратной связи 20, подключен к делителю напряжения инвертированного сигнала угла поворота передней тележки 21 и через выходное сопротивление 22 соединен со входом операционного усилителя, работающего в режиме сумматора 23 и сопротивления обратной связи сумматора 24. Выход делителя напряжения 16, сигнала характеризующего угол поворота задней тележки, через входное сопротивление 18 соединен со входом сумматора 23. Выход сумматора 23 связан со входом аппаратной части регистрирующего блока 25.Electrical signals Φ and Φ _n _of sensors of angular displacement, the front trolley 13 and rear trolley 14 are fed respectively to the inputs of the voltage dividers 15 and 16. The output of the voltage divider 15 via input impedance 17, operational amplifier operates as an inverter 19, a feedback resistance 20 connected to the voltage divider of the inverted signal of the angle of rotation of the front bogie 21 and through the output impedance 22 is connected to the input of the operational amplifier operating in the adder 23 mode and feedback resistance an adder 24. The output of the voltage divider 16, a signal indicative of the rotation angle of the rear bogie, through the input resistance 18 is connected to the input of adder 23. The output of adder 23 is connected to the input of the hardware of the recording unit 25.

На выходе операционного усилителя, работающего в режиме суммирования формируется электрический сигнал, пропорциональный сумме углов поворотов тележек в функциональный зависимости от длины базы транспортного средства, половины базы тележки и коэффициента 1/2. An electric signal is generated at the output of the operational amplifier operating in the summation mode, which is proportional to the sum of the angles of rotation of the bogies, depending on the length of the base of the vehicle, half of the base of the bogie, and a factor of 1/2.

Электрический сигнал на выходе предлагаемого устройства является характеристикой углов набегания гребней бандажей колесных пар на рельс в кривых участках железнодорожного пути. The electrical signal at the output of the proposed device is a characteristic of the angles of incidence of the ridges of the tires of the wheelsets on the rail in the curved sections of the railway track.

Измеряемая величина может фиксироваться любой аппаратной частью, на диаграммной ленте или магнитном носителе. The measured value can be recorded by any hardware, on a chart tape or magnetic medium.

На фиг. 3 представлена схема подключения (энергетический блок) устройства измерения углов набегания гребней бандажей колесных пар на рельс в кривых участках железнодорожного пути. 26 аккумуляторная батарея (GB); 27 - статический преобразователь (СП); 28 распределительный трансформатор (Т1); 29 бесконтактный индуктивный датчик угла поворота передней тележки (ВС1); 30 бесконтактный индуктивный датчик угла поворота задней тележки (BC2) 31 - сопротивления ( R1, R2 ); 32 выпрямитель сигнала датчика угла поворота передней тележки (Д1); 33 выпрямитель сигнала датчика угла поворота задней тележки (Д2); 34 блок-схема устройства. In FIG. Figure 3 shows the connection diagram (energy block) of a device for measuring the angles of incidence of the ridges of bandages of wheel pairs on a rail in curved sections of a railway track. 26 rechargeable battery (GB); 27 - static converter (SP); 28 distribution transformer (T1); 29 non-contact inductive sensor of the angle of rotation of the front bogie (BC1); 30 non-contact inductive sensor of the angle of rotation of the rear carriage (BC2) 31 - resistance (R1, R2); 32 signal rectifier of the angle sensor of the front bogie (D1); 33 signal rectifier of the angle sensor of the rear bogie (D2); 34 is a block diagram of a device.

Индуктивные датчики BC1 и BC2 подключены к аккумуляторной батареи (GB) 26 транспортного средства, через статический преобразователь 27 для получения переменного синусоидального напряжения и распределительный трансформатор 28. Каждый датчик подключен к индивидуальному выпрямительному комплексу сигналов углов поворотов тележек ВС1-29 к 32 и BC2-30 к 33. Выпрямительные устройства, реализующего данный способ 34, Выпрямленные сигналы поступают на блок-схему устройства, реализующего данный способ 34. Inductive sensors BC1 and BC2 are connected to the vehicle’s battery (GB) 26, through a static converter 27 to obtain an alternating sinusoidal voltage and a distribution transformer 28. Each sensor is connected to an individual rectifier complex of cornering signals of the bogies of the BC1-29 to 32 and BC2-30 to 33. Rectifier devices that implement this method 34, Rectified signals are fed to a block diagram of a device that implements this method 34.

Пример контактного выполнения. При измерении угла набегания бандажей колесных пар на рельс в кривых, использовался локомотив ТГМ-4, у которого ходовые тележки не имели поперечных разбегов колесных пар. На рамах тележки устанавливают корпус датчиков типа ИД-31 УХЛЗ, подвижные штоки которых, посредством жесткой кинематической связи, закреплены на кузове локомотива, измеряют углы между продольной осью рамы транспортного средства и продольными осями ходовых тележек относительно шкворней. Contact execution example. When measuring the angle of incidence of the wheelset bandages on the rail in curves, the TGM-4 locomotive was used, in which the running trolleys did not have transverse runaways of the wheel pairs. On the frames of the trolley, an ID-31 UHLZ type sensor housing is installed, the movable rods of which, by means of a rigid kinematic connection, are fixed on the body of the locomotive, measure the angles between the longitudinal axis of the vehicle frame and the longitudinal axes of the undercarriage relative to the pivots.

Устройство выполнено в металлическом корпусе размерами 240 х 220 х 120 мм, к которому экранированным кабелем подключаются выходы датчиков. Устройство включает в себя делители напряжения, входные сопротивления, усилитель работающий в режиме инвертора с сопротивлением обратной связи, усилитель работающий в режиме суммирования с сопротивлением обратной связи, энергетический блок состоящий из статистического преобразования для преобразования постоянного напряжения в переменное, распределительного трансформатора, резисторов и выпрямительных блоков. Аппаратная часть содержит регистрирующий прибор Н-307-1 для подключения использовался двухканальный проводник. В предлагаемом устройстве фиксируется величины базы транспортного средства, половина базы тележек. В процессе движения измеряется угол набегания бандажей колесных пар на рельс в функции углов поворотов тележек. The device is made in a metal case with dimensions of 240 x 220 x 120 mm, to which the sensor outputs are connected with a shielded cable. The device includes voltage dividers, input resistances, an amplifier operating in an inverter mode with feedback resistance, an amplifier operating in a summing mode with feedback resistance, an energy unit consisting of a statistical conversion for converting direct voltage to alternating current, a distribution transformer, resistors, and rectifier units . The hardware contains a recording device N-307-1, a two-channel conductor was used to connect. In the proposed device, the base value of the vehicle is fixed, half the base of the carts. In the process of movement, the angle of incidence of the wheelset bandages on the rail is measured as a function of the angles of the bogies.

Мобильность устройства позволяет закрепить его стационарно в любом месте транспортного средства, исключение составляет лишь записывающий прибор, который усиливается горизонтально для визуального и выборочного контроля, применяя другую регистрирующую аппаратуру можно еще более упростить систему регистрации сигналов. Предлагаемое устройство, регистрирующее угол набегания бандажей колесных пар на рельс в кривых имеет ряд преимуществ, которые выражены не только малыми габаритами, простотой и надежностью схемы, но и возможностью установки на всех видах железнодорожных транспортных средств, имеющих две поворотные ходовые тележки. Предлагаемый способ, реализует возможность измерения угла набегания, в прототипе и других литературных источниках приводимые измерения не проводятся. Поэтому провести объективный анализ преимуществ заявляемого объекта с прототипом невозможно. The mobility of the device allows it to be fixed permanently anywhere in the vehicle, the only exception is the recording device, which is amplified horizontally for visual and selective control, using other recording equipment can further simplify the system for recording signals. The proposed device that registers the angle of incidence of the wheelset bandages on the rail in curves has a number of advantages, which are expressed not only by the small size, simplicity and reliability of the circuit, but also by the ability to be installed on all types of railway vehicles with two swiveling undercarriages. The proposed method, implements the ability to measure the angle of incidence, in the prototype and other literature, the measurements are not carried out. Therefore, an objective analysis of the advantages of the claimed object with a prototype is impossible.

Обоснование технико-экономической эффективности изобретения затруднительно, т.к. угол набегания гребней бандажей колесных pap на рельс, линейно зависит от износа гребней бандажей колесных пар и рельсов. The justification of the technical and economic efficiency of the invention is difficult, because the angle of incidence of the ridges of the wheel bandages pap on the rail, linearly depends on the wear of the flanges of the wheel bandages and rails.

Измерение производилось с помощью локомотива, движущегося с эксплуатационной скоростью, что исключает возможность нарушения графика движения поездов, стоимость самого устройства не превышает 100 руб. по калькуляции элементной базы. Данная методика обеспечивает точность измерения регистрируемого параметра со значительным сокращением времени. The measurement was carried out using a locomotive moving at operational speed, which eliminates the possibility of disrupting the train schedule, the cost of the device itself does not exceed 100 rubles. on the calculation of the element base. This technique ensures the accuracy of measurement of the recorded parameter with a significant reduction in time.

Данное изобретение позволит получить надежно-измерительный орган системы управления процессом износа системы колесо-рельс. Например, только на устранение издержек, связанных с заменой бандажей колесных пар в 1990 году управлением Северо-Кавказской железной дороги было затрачено 12000 тыс.руб. Поэтому разработки, проводимые по определению геометрии касания системы колесо рельс приводят к выявлению оптимальных параметров бандажей колесных пар и рельсов, что в свою очередь исключает вышеприведенные затраты, и можно отнести к чистому экономическому эффекту. ЫЫЫ2 This invention will allow to obtain a reliable measuring body of the control system of the wear process of the wheel-rail system. For example, in 1990 alone, the management of the North Caucasus Railway spent 12,000 thousand rubles on the elimination of the costs associated with the replacement of wheel sets. Therefore, the development carried out to determine the contact geometry of the wheel-rail system leads to the identification of the optimal parameters of bandages for wheelsets and rails, which in turn eliminates the above costs, and can be attributed to the net economic effect. YYY2

Claims

1. The method of determining the parameter characterizing the state of the wheel-rail system when the vehicle is moving along a curved section of the track, which means that when the vehicle is moving with the front and rear undercarriage, the angles between the longitudinal axis of the vehicle frame are determined from the curved section of the track and the longitudinal axes of the undercarriage and the length of the base of the vehicle, characterized in that they determine the length of half the base of the cart and determine the parameter characterizing the state of the system rail wheel, expressed as the value of the angle of incidence of the wheel brace on the rail according to the formula

where α is the angle of run of the wheel brace on the rail,
a length of half the base of the trolley,
L the length of the base of the vehicle,
v _{p the} angle between the longitudinal axis of the vehicle frame and the longitudinal axis of the front trolley,
Φ 3 _{is the} angle between the longitudinal axis of the vehicle frame and the longitudinal axis of the rear carriage.

2. A device for determining a parameter characterizing the state of the wheel-rail system when the vehicle is moving along a curved section of the track, containing angle sensors between the longitudinal axis of the vehicle frame and the longitudinal axes of the front and rear bogies, connected through functional converters made in the form of voltage dividers, with the inputs of the adder, the output of which is connected to the input of the recording unit, characterized in that the functional converter associated with the angle sensor between the food the axle of the vehicle frame and the longitudinal axis of the front trolley, is equipped with an additional voltage divider and an inverter, the input of which is connected to the output of the first voltage divider, and the output to the input of the additional voltage divider, while the input and the additional voltage divider are formed respectively input and output of the specified functional converter.