[go: up one dir, main page]

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 PDF

Info

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
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Н. Кашников
В.Б. Шашкин
В.М. Рубан
Original Assignee
Кашников Владимир Николаевич
Шашкин Валентин Борисович
Рубан Владимир Михайлович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кашников Владимир Николаевич, Шашкин Валентин Борисович, Рубан Владимир Михайлович filed Critical Кашников Владимир Николаевич
Priority to SU4887515 priority Critical patent/RU2030505C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2030505C1 publication Critical patent/RU2030505C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

FIELD: construction of railroads. SUBSTANCE: method consists in measurement of turning angles of bogies of vehicle running over the track relative to base of vehicle. These bogies without camber of wheel pair axles are installed in position of maximum misalignment and gage is determined which is limited by side of outer rail head and wheel ridge by the relation given in invention description. EFFECT: higher efficiency. 3 dwg

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 voltage divider 2 of the operational amplifier 3 operating in the inverter mode through the input resistance 4. The operational amplifier 3 is made according to a serial circuit supplemented by a feedback resistance 5. The inverted signal is fed to the input of the voltage divider 6 through the input resistance 7, the first input of the operational amplifier 8, operating in the mode of the adder with inversion. The sensor 9 generates an electrical signal proportional to the angle of rotation between the axis of the rear carriage and the axis of the vehicle body relative to the kingpin of the rear carriage. The signal is fed to the voltage divider 10 of the second input of the operational amplifier 8 through the input resistance 11. The operational amplifier 8 is made according to a serial circuit, supplemented by a feedback resistance 12. At the output of the operational amplifier 8, a signal is generated proportional to the difference in the angles of rotation of the front and rear bogies relative to the body. The electrical signal at the output of the proposed device is proportional to the gauge of the gaps in the circular curves of the railway track in plan. The registration unit 13 registers the value of the clearances in the circular curves of the railway track in terms of time as a function of time or track traveled. A device that implements a method for determining the gauge of gaps in circular curves of a railway track in plan has an energy unit for connecting non-contact sensors to the vehicle.

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. Sensors 1 and 2 are connected to the vehicle’s battery 14 through a static converter 15 to obtain an alternating sinusoidal voltage and a distribution transformer 16. Each sensor is connected to an individual rectifier of the angle signal of the trolley, sensor 1 to 17, sensor 9 to 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 frame 21 of the vehicle with running trolleys 22 and 23, the front wheel pairs of which run onto the outer thread of the rail track, and the rear wheel the pairs receive guiding forces from the side of the inner thread; it is installed in the position of maximum skew. On the frames of the undercarriages 22 and 23, the housings of proximity sensors 24 are installed, the cores 25 of the contact sensors are connected via rigid kinematic connections 26 to the frame 21 of the vehicle.

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 =

Figure 00000001
(1)
tgφз≈φз =
Figure 00000002
(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 =
Figure 00000001
(1)
tgφ z ≈φ z =
Figure 00000002
(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 =

Figure 00000003
(4) Подставляем выражения (3) и (4) и упрощая получаем
R =
Figure 00000004
(5) Из выражения (5) находим радиус круговой кривой
R =
Figure 00000005
(6)
Для тележки значения полюсного расстояния равно
x=a+R
Figure 00000006
(7) где δ - суммарный зазор с уширением колеи. Подставим выражения (6) в (3) получим
δ= a
Figure 00000007
(8) Из выражения (7) находим значения суммарного зазора с уширением:
δ =
Figure 00000008
(9) Подставляя (8) в (9) получим
δ =
Figure 00000009
(10)
Учитывая выражение (6) в выражении (10) значение зазора δ равно
δ = а ( φзп) (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 =
Figure 00000003
(4) We substitute expressions (3) and (4) and simplifying we obtain
R =
Figure 00000004
(5) From expression (5) we find the radius of the circular curve
R =
Figure 00000005
(6)
For the cart, the pole distance is
x = a + R
Figure 00000006
(7) where δ is the total gap with the gauge broadening. Substituting expressions (6) in (3) we obtain
δ = a
Figure 00000007
(8) From expression (7) we find the values of the total gap with broadening:
δ =
Figure 00000008
(9) Substituting (8) in (9) we obtain
δ =
Figure 00000009
(10)
Given expression (6) in expression (10), the value of the gap δ is
δ = a (φ sp ) (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)

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, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем определения колеи, ограниченной рельсом и гребнем колеса, 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
b = a(φзп),
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.
SU4887515 1990-12-04 1990-12-04 Method for determination of position of railroad track in plan in circular curves RU2030505C1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 753968, кл. E 01B 35/04, 1978. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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