RU2030505C1 - Method for determination of position of railroad track in plan in circular curves - Google Patents
Method for determination of position of railroad track in plan in circular curves Download PDFInfo
- Publication number
- RU2030505C1 RU2030505C1 SU4887515A RU2030505C1 RU 2030505 C1 RU2030505 C1 RU 2030505C1 SU 4887515 A SU4887515 A SU 4887515A RU 2030505 C1 RU2030505 C1 RU 2030505C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- track
- vehicle
- plan
- rotation
- bogies
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
Images
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к методам непрерывной регистрации колеи зазоров при списывании подвижного состава в круговые кривые железнодорожного пути, и предназначено для использования при научных исследованиях геометрического вписывания, процессов взаимодействия экипажа и железнодорожного пути, и контроля состояния рельсовой колеи железнодорожного пути в плане. The invention relates to railway transport, in particular, to methods for continuously registering the gauge of gaps when writing off rolling stock into circular curves of a railway track, and is intended for use in scientific studies of geometric fit, the processes of interaction between the crew and the railway track, and monitoring the condition of the rail track of the railway track .
Известен способ определения положения железнодорожного пути в плане в круговых кривых, заключающийся в том, что определяют положение пути в плане при перемещении транспортного средства, включающего в себя две тележки, и измеряют при этом углы поворота тележек относительно базы транспортного средства [1] . Недостатком данного способа является то, что для измерения положения трамвайного пути в плане и ширины колеи необходимо применение специального выгона со специальными путеизмерителями (одноосными тележками), которые снабжены сложной механической системой с применением пневмоцилиндра, кроме того, в процессе измерения требуется постоянный контакт роликов с рельсом, что значительно снижает надежность и эффективность работы измерительной системы. Для обеспечения измерения требуется шесть датчиков. Необходимо обратить внимание, что данный вагон-путеизмеритель способен регистрировать кривые участки малых размеров трамвайных путем, а не кривые путей МПС и Промтранспорта, вагон не способен регистрировать кривые более 1200 м. Кроме того, положение тележки в колее неопределенно в связи с наличием свободного зазора - разностью ширины между рельсовой и колесной колеей. Для компенсации неопределенности положения тележки применены датчики линейных перемещений одноосных тележек. Делается попытка провести алгоритм измерения наружной и внутренних нитей пути. Но приведенный способ не учитывает погрешности, возникающие в кинематике устройства, а также колею зазоров в кривой. A known method for determining the position of the railway track in plan in circular curves, which consists in determining the position of the track in plan when moving a vehicle that includes two carts, and measure the rotation angles of the carts relative to the base of the vehicle [1]. The disadvantage of this method is that to measure the position of the tram track in terms of track and gauge, it is necessary to use a special pasture with special track meters (uniaxial bogies), which are equipped with a complex mechanical system using a pneumatic cylinder, in addition, constant contact between the rollers and the rail is required during the measurement , which significantly reduces the reliability and efficiency of the measuring system. Six sensors are required to ensure measurement. It is necessary to note that this tracker car is capable of registering curved sections of small sizes by tram tracks, and not the curves of the MPS and Promtransport routes, the car is not able to register curves of more than 1200 m. In addition, the position of the trolley in the rut is uncertain due to the free gap - the difference in width between the rail and wheel track. To compensate for the uncertainty of the position of the cart, linear displacement sensors of uniaxial carts were used. An attempt is made to conduct an algorithm for measuring the outer and inner strands of a path. But the above method does not take into account the errors that occur in the kinematics of the device, as well as the track of the gaps in the curve.
Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем определения колеи, ограниченной рельсом и гребнем колеса. The purpose of the invention is the expansion of functionality by determining the track bounded by the rail and wheel flange.
Достигается это тем, что в способе определения положения железнодорожного пути в плане круговых кривых, заключающемся в том, что определяют положение пути в плане при перемещении транспортного средства, включающего в себя две тележки, и измеряют при этом углы поворота тележек относительно базы транспортного средства, тележки без разбегов осей колесных пар устанавливают в положение максимального перекоса и определяют колею, ограниченную боковой стороной головки наружного рельса и гребнем колеса из соотношения
δ = а ( φз - φп), где δ - суммарный зазор с уширением в колее;
а - половина базы тележки;
φп - угол поворота передней тележки в рад;
φз - угол поворота задней тележки, в рад.This is achieved by the fact that in the method of determining the position of the railway track in terms of circular curves, which consists in determining the position of the track in the plan when moving the vehicle, which includes two carts, and measure the rotation angles of the carts relative to the base of the vehicle, carts without running up the axles of the wheelsets set to the maximum skew position and determine the track bounded by the lateral side of the head of the outer rail and the wheel flange from the ratio
δ = a (φ s - φ p ), where δ is the total gap with broadening in the rut;
a - half the base of the trolley;
φ p - the angle of rotation of the front trolley in rad;
φ z - the angle of rotation of the rear bogie, in rad.
На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг.2 - схема подключения бесконтактных датчиков этого устройства; на фиг.3 - схема работы этого устройства. In FIG. 1 shows a block diagram of a device; figure 2 - connection diagram of proximity sensors of this device; figure 3 is a diagram of the operation of this device.
П р и м е р. При измерении колеи зазора в круговых кривых железнодорожного пути в плане используют локомотив ТГМ-4, у которого ходовые тележки не имеют поперечных разбегов колесных пар. Ходовые тележки этого транспортного средства устанавливаются в положение максимального перекоса при малых скоростях движения, в кривых до 40 км/ч, а следовательно, малых центробежных силах под действием момента от сил трения между колесами и рельсами. На тележках локомотива устанавливают корпуса бесконтактных индуктивных датчиков типа ИД-3IYX, подвижные штоки которых закреплены на раме кузова, измеряют углы поворота осей тележек относительно оси базы локомотива. PRI me R. When measuring the gauge of the gap in the circular curves of the railway track, a TGM-4 locomotive is used in the plan, in which the running trolleys do not have lateral spans of the wheelsets. The undercarriages of this vehicle are set to maximum skew at low speeds, in curves up to 40 km / h, and therefore, small centrifugal forces under the action of the moment of friction between the wheels and rails. On locomotive trolleys, housings of contactless inductive sensors of the ID-3IYX type are installed, the movable rods of which are fixed to the body frame, the angles of rotation of the axes of the trolleys relative to the axis of the locomotive base are measured.
По схеме (фиг. 1) бесконтактный датчик 1 выдает электрический сигнал, пропорциональный углу поворота передней тележки относительно кузова локомотива. Сигнал поступает на делитель 2 напряжения операционного усилителя 3, работающего в режиме инвертора, через входное сопротивление 4. Операционный усилитель 3 выполнен по серийной схеме, дополненной сопротивлением 5 обратной связи. Инвертированный сигнал подается на вход делителя 6 напряжения через входное сопротивление 7, первого входа операционного усилителя 8, работающего в режиме сумматора с инвертированием. Датчик 9 выдает электрический сигнал, пропорциональный углу поворота между осью задней тележки и осью кузова транспортного средства относительно шкворня задней тележки. Сигнал поступает на делитель 10 напряжения второго входа операционного усилителя 8 через входное сопротивление 11. Операционный усилитель 8 выполнен по серийной схеме, дополненной сопротивлением 12 обратной связи. На выходе операционного усилителя 8 формируется сигнал, пропорциональный разности углов поворота передней и задней тележек относительно кузова. Электрический сигнал на выходе предлагаемого устройства пропорционален величине колеи зазоров в круговых кривых железнодорожного пути в плане. Блок 13 регистрации регистрирует величину колем зазоров в круговых кривых железнодорожного пути в плане в функции времени или проходимого пути. Устройство, реализующее способ определения колеи зазоров в круговых кривых железнодорожного пути в плане, имеет энергетический блок подключения бесконтактных датчиков к транспортному средству. According to the scheme (Fig. 1), the proximity sensor 1 generates an electrical signal proportional to the angle of rotation of the front bogie relative to the body of the locomotive. The signal is fed to the
Датчики 1 и 2 подключены к аккумуляторной батарее 14 транспортного средства через статический преобразователь 15 для получения переменного синусоидального напряжения и распределительный трансформатор 16. Каждый датчик подключен к индивидуальному выпрямителю сигнала угла поворота тележки, датчик 1 - к 17, датчик 9 - к 18.
В данном случае при вписывании транспортного средства в кривые участки пути, где 19 - наружная нить, 20 - внутренняя нить рельсового пути, рама 21 транспортного средства с ходовыми тележками 22 и 23, передние колесные пары которых набегают на наружную нить рельсовой колеи, а задние колесные пары получают направляющие усилия со стороны внутренней нити, устанавливается в положении максимального перекоса. На рамах ходовых тележек 22 и 23 установлены корпуса бесконтактных датчиков 24, сердечники 25 контактных датчиков посредством жестких кинематических связей 26 соединены с рамой 21 транспортного средства. In this case, when inscribing the vehicle into the curved sections of the track, where 19 is the outer thread, 20 is the inner thread of the rail track, the
Устройство выполнено в корпусе 200х120х120 мм, к которому с помощью экранированного кабеля подключаются выходы двух индуктивных датчиков. В качестве регистрирующего блока использовано самопишущее устройство Н-307-5. Все оборудование предлагаемого способа, реализованного в устройстве, кроме датчика, устанавливалось в кабине машиниста. The device is made in a housing 200x120x120 mm, to which the outputs of two inductive sensors are connected using a shielded cable. As a recording unit, a H-307-5 recording device was used. All equipment of the proposed method, implemented in the device, except for the sensor, was installed in the driver's cab.
Способ имеет математическое обоснование. The method has a mathematical justification.
Известно, что углы поворотов передней и задней тележек относительно базы транспортного средства определяется по формуле
tgφп≈φп = (1)
tgφз≈φз = (2) tg φп≈φпиtgφз≈φз, т.к. углы поворота не превышают значение 5оС, где φп - угол поворота передней тележки;
φз - угол поворота задней тележки;
L/2 - половина базы транспортного средства;
а - половина базы тележки;
хп - полюсное расстояние передней тележки;
хз - полюсное расстояние задней тележки;
R - радиус кривой железнодорожного пути.It is known that the angles of rotation of the front and rear bogies relative to the base of the vehicle is determined by the formula
tgφ p ≈φ p = (1)
tgφ z ≈φ z = (2) tg φ p ≈φ p and tgφ z ≈φ s , because rotation angles do not exceed the value of 5 ° C, where φ p is the angle of rotation of the front trolley;
φ z - the angle of rotation of the rear bogie;
L / 2 - half the base of the vehicle;
a - half the base of the trolley;
x p - pole distance of the front trolley;
x s - pole distance of the rear bogie;
R is the radius of the curve of the railway track.
При положении транспортного средства в кривой в положении максимального перекоса, хп = хз = х. Находим полюсное расстояние из выражения (1)
х = L/2 + a - R ˙φп (3) Из формулы (2) определяем значение
R = (4) Подставляем выражения (3) и (4) и упрощая получаем
R = (5) Из выражения (5) находим радиус круговой кривой
R = (6)
Для тележки значения полюсного расстояния равно
x=a+R (7) где δ - суммарный зазор с уширением колеи. Подставим выражения (6) в (3) получим
δ= a (8) Из выражения (7) находим значения суммарного зазора с уширением:
δ = (9) Подставляя (8) в (9) получим
δ = (10)
Учитывая выражение (6) в выражении (10) значение зазора δ равно
δ = а ( φз-φп) (11)
Таким образом из выражения (11) видно, что величина суммарного зазора с уширением в круговой кривой железнодорожного пути в плане прямо пропорциональна разности величины углов поворота задней и передней тележек, между их продольными осями и осью рамы транспортного средства, а также величина а - половине длины базы тележки.When the vehicle is in a curve in the maximum skew position, x n = x s = x. Find the pole distance from the expression (1)
x = L / 2 + a - R ˙φ p (3) From formula (2) we determine the value
R = (4) We substitute expressions (3) and (4) and simplifying we obtain
R = (5) From expression (5) we find the radius of the circular curve
R = (6)
For the cart, the pole distance is
x = a + R (7) where δ is the total gap with the gauge broadening. Substituting expressions (6) in (3) we obtain
δ = a (8) From expression (7) we find the values of the total gap with broadening:
δ = (9) Substituting (8) in (9) we obtain
δ = (10)
Given expression (6) in expression (10), the value of the gap δ is
δ = a (φ s -φ p ) (11)
Thus, it can be seen from expression (11) that the value of the total gap with the broadening in the circular curve of the railway track in plan is directly proportional to the difference in the angle of rotation of the rear and front bogies, between their longitudinal axes and the axis of the vehicle frame, as well as the value a - half the length base carts.
Использование предлагаемого способа обеспечивает следующие преимущества:
предлагаемый способ, реализованный в устройстве регистрации колеи зазоров, не требует изготовления и применения специальных вагонов и, в частности, измерительных тележек, и используется не только при измерении параметров трамвайных путем, но и путем МПС. Надежность работы измерительного устройства обеспечивается отсутствием механических узлов и применением современного электронного оборудования. Поэтому в процессе измерения получены значения колеи зазоров в круговых кривых железнодорожного пути. Кроме того, существует возможность установки устройства на всех видах железнодорожных транспортных средств, имеющих две поворотные ходовые тележки;
учитывая, что стоимость эксплуатации путеизмерительного вагона за 8 ч работы составляет 290 руб (данные Управления СКЖД), эти расходы, полностью исключаются если применить способ, реализованный в предлагаемом измерительном устройстве;
рабочая скорость передвижения путеизмерительного вагона - 5 кмч, за 8 ч вагон диагностирует рельсового пути длиной 40 км, что отражает факт закрытия перегона длиной 40 км на 8 ч, а это приводит к сбою графика движения поездов. По данным Управления СКЖД, сбой графика движения поездов на 1 ч приносит убытки в размере 13-14 тыс.руб. Поэтому за 8 ч, с учетом окон в графике движения убыток составляет 32 тыс.руб. Эти расходы полностью исключаются с использованием предлагаемого способа, т.к. устройство расположено на локомотиве, который задействован с поездом и передвигается по перегону с эксплуатационной скоростью.Using the proposed method provides the following advantages:
the proposed method, implemented in the device for registering the gauge of gaps, does not require the manufacture and use of special cars, and in particular, measuring trolleys, and is used not only when measuring the parameters of the tram way, but also by means of the MPS. The reliability of the measuring device is ensured by the absence of mechanical components and the use of modern electronic equipment. Therefore, in the process of measuring the values of the track gaps in the circular curves of the railway track. In addition, there is the possibility of installing the device on all types of railway vehicles having two swivel undercarriage;
taking into account that the cost of operating a track-measuring car for 8 hours of operation is 290 rubles (data from the SKZhD Administration), these costs are completely excluded if the method implemented in the proposed measuring device is applied;
the operating speed of the track-measuring car is 5 km / h, for 8 hours the car diagnoses a 40 km long rail track, which reflects the fact that the 40-km-long haul is closed for 8 hours, and this leads to a failure in the train schedule. According to the SKZhD Administration, a failure in the train schedule for 1 hour causes losses in the amount of 13-14 thousand rubles. Therefore, for 8 hours, taking into account the windows in the movement schedule, the loss is 32 thousand rubles. These costs are completely excluded using the proposed method, because the device is located on a locomotive that is involved with the train and moves along the stage with operational speed.
Claims (1)
b = a(φз-φп),
где b - расстояние между гребнем бандажа и наружным рельсом круговой кривой с уширением в колесе;
a - половина базы тележки;
φз - угол поворота задней тележки;
φп - угол поворота передней тележки.A METHOD FOR DETERMINING THE RAILWAY POSITION IN A CIRCLE CURVE PLAN, which consists in determining the position of the path in plan when moving a vehicle that includes two bogies, and measuring the rotation angles of the bogies relative to the base of the vehicle, characterized in that, with with the aim of expanding functionality by determining the track bounded by the rail and wheel flange, the trolleys without run-ups of the axles of the wheelsets are set to the maximum skew position and the track ichennuyu outer lateral side of the rail head and the crest of the wheel ratio
b = a (φ s −φ p ),
where b is the distance between the crest of the brace and the outer rail of a circular curve with widening in the wheel;
a - half the base of the trolley;
φ z - the angle of rotation of the rear bogie;
φ p - the angle of rotation of the front trolley.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4887515 RU2030505C1 (en) | 1990-12-04 | 1990-12-04 | Method for determination of position of railroad track in plan in circular curves |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4887515 RU2030505C1 (en) | 1990-12-04 | 1990-12-04 | Method for determination of position of railroad track in plan in circular curves |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2030505C1 true RU2030505C1 (en) | 1995-03-10 |
Family
ID=21548071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4887515 RU2030505C1 (en) | 1990-12-04 | 1990-12-04 | Method for determination of position of railroad track in plan in circular curves |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2030505C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2114237C1 (en) * | 1997-05-15 | 1998-06-27 | Петербургский государственный университет путей сообщения | Rail track gauge checking method |
| RU2226672C2 (en) * | 2002-06-06 | 2004-04-10 | Московский государственный университет путей сообщения | Process testing condition of railway track |
| RU2303284C2 (en) * | 2000-06-20 | 2007-07-20 | Луи Т. младший КЛАУДЕР | Railroad track section - connecting curve spiral |
-
1990
- 1990-12-04 RU SU4887515 patent/RU2030505C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 753968, кл. E 01B 35/04, 1978. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2114237C1 (en) * | 1997-05-15 | 1998-06-27 | Петербургский государственный университет путей сообщения | Rail track gauge checking method |
| RU2303284C2 (en) * | 2000-06-20 | 2007-07-20 | Луи Т. младший КЛАУДЕР | Railroad track section - connecting curve spiral |
| RU2226672C2 (en) * | 2002-06-06 | 2004-04-10 | Московский государственный университет путей сообщения | Process testing condition of railway track |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FR2662984B1 (en) | VEHICLE ON TRACKS FOR MEASUREMENT OF GEOMETRIC TRACK PARAMETERS. | |
| CN108891448A (en) | A kind of magnetic-levitation train speed-position detection system and method | |
| RU2030505C1 (en) | Method for determination of position of railroad track in plan in circular curves | |
| JP2000002606A (en) | Wheel shift control system for gauge converter | |
| RU65501U1 (en) | DEVICE FOR MONITORING RAILWAY PARAMETERS | |
| CN104631237B (en) | The structure connected in series of rail measuring apparatus measuring wheel and displacement sensor | |
| RU2513338C1 (en) | Estimation of track state | |
| RU2116400C1 (en) | Method of and device for determining coefficient of relative rigidity of railway base and rail | |
| RU2061611C1 (en) | Method of determining parameters characterizing condition of wheel-rail system when vehicle along curvilinear section of track | |
| Tsubokawa et al. | Development of a dynamic track measuring device for gauge and twist to reduce derailment accidents | |
| JP2002202182A (en) | Apparatus and method for measuring wheel weight of railway vehicle | |
| RU193429U1 (en) | A device for determining the position of the wheelsets of a rolling stock with respect to a straight rail track | |
| OGAWA et al. | Method of calculating running resistance by the use of the train data collection device | |
| RU2114237C1 (en) | Rail track gauge checking method | |
| JP7207148B2 (en) | Railroad vehicle track condition evaluation method and railroad vehicle bogie | |
| RU2061610C1 (en) | Method of and device for determining parameter characterizing condition of wheel-rail system | |
| RU236551U1 (en) | Device for monitoring wave-like wear of rails | |
| JP2018127859A (en) | Height measuring bogie | |
| RU2152469C1 (en) | Measuring device on rail running gear | |
| RU2453458C2 (en) | Method of monitoring axle box displacements | |
| RU2292283C2 (en) | Device for noncontact inspection of wheelset roll surfaces in motion of rail vehicle | |
| RU2055765C1 (en) | Method of revealing rail rolling stock bogies which cause accelerated side wear of rails and wheel flanges | |
| CN119821462B (en) | Steering control methods and related devices for rail vehicles | |
| RU213551U1 (en) | Track geometry control device | |
| SU1555405A1 (en) | Device for measuring rail track parameters |