Изобретение относится к содержанию железнодорожного полотна и предназначено для управления процессом рельсошлифования. Ближайшим аналогом данного изобретения является установка, содержащая двигатель с абразивными шлифовальными кругами, прижимаемыми к рельсу (см. X. Функе "Шлифовка рельсов", М. , 1992 г., с. 73-76, - копия прилагается). Данная известная установка автоматизирована - пневмоцилиндр прижатия к рельсу абразивного круга, насаженного на ось двигателя, связан с сервоклапаном подачи сжатого воздуха, подключенным своим электрическим входом к распределительному щиту. Также к щиту через преобразователь "ток - давление" подключен датчик тока двигателя. Перед началом шлифовки выбирается программа с параметрами (усилия прижатия кругов, углы их наклона и т.д.), которые поддерживаются постоянными. The invention relates to the maintenance of the railway track and is intended to control the process of rail grinding. The closest analogue of this invention is the installation containing the engine with abrasive grinding wheels pressed against the rail (see X. Funke "Grinding rails", M., 1992, S. 73-76, a copy is attached). This well-known installation is automated - the pneumatic cylinder is pressed against the rail of an abrasive wheel, mounted on the axis of the engine, connected to a servo valve for supplying compressed air connected by its electrical input to the switchboard. Also, a motor current sensor is connected to the shield via a current-pressure converter. Before grinding starts, a program is selected with parameters (pressing forces of the circles, their angles of inclination, etc.), which are maintained constant.
Недостатком известной установки является то, что при постоянных параметрах, учитывающих реальные отклонения железнодорожного пути от требуемого только в среднем, ухудшается качество обработки рельса и снижается производительность шлифования. A disadvantage of the known installation is that with constant parameters that take into account real deviations of the railway track from the required only on average, the quality of the rail processing deteriorates and grinding performance decreases.
Задачей представленного технического решения является введение обратной связи между усилиями прижатия абразивных кругов к рельсу и реальными характеристиками продольного и поперечного профилей рельса, что повышает производительность и качество обработки. The objective of the presented technical solution is to introduce feedback between the efforts of pressing the abrasive wheels to the rail and the real characteristics of the longitudinal and transverse profiles of the rail, which increases the productivity and quality of processing.
Достижение данного технического результата - оптимизации усилий прижатия абразивного круга к рельсу в зависимости от объема или площади металла, подлежащего сошлифовке, - достигается тем, что автоматическая установка, содержащая двигатель с абразивным кругом, прижимаемым к рельсу, датчик тока двигателя, подключенный через преобразователь "ток - давление" к распределительному щиту, соединенному с электрическим входом сервоклапана подачи сжатого воздуха в пневмоцилиндр прижатия абразивного круга, дополнительно содержит средство коррекции, состоящее из алгебраического сумматора, вычислителя объема металла, подлежащего сошлифовке, и системы измерения параметров головки рельса, при этом сумматор установлен между распределительным щитом и преобразователем "ток - давление", подключен к его выходу одним из своих входов, а другим - к выходу вычислителя, вход которого подключен к системе измерения. The achievement of this technical result — optimizing the efforts of pressing the abrasive wheel against the rail depending on the volume or area of the metal to be ground — is achieved by the fact that an automatic installation comprising an engine with an abrasive wheel pressed against the rail, a motor current sensor connected via a current converter - pressure "to the switchboard connected to the electrical input of the servo valve for supplying compressed air to the pneumatic cylinder for pressing the abrasive wheel, further comprises means for correcting AI, consisting of an algebraic adder, a calculator of the metal volume to be ground, and a rail head measuring system, the adder installed between the switchboard and the current-pressure transducer, connected to its output by one of its inputs, and the other by the output a calculator whose input is connected to the measurement system.
Установка иллюстрируется чертежом, где приведена ее схема. Установка состоит из двигателя 1, абразивного круга 2, пневмоцилиндра 3, сервоклапана 4, распределительного щита 5, датчика тока 6, преобразователя 7 "ток-давление", алгебраического сумматора 8, вычислителя 9 объема металла, подлежащего сошлифовке и системы измерения 10 параметров поверхности катания рельса 11. При этом абразивный круг 2 закреплен на валу двигателя 1, корпус которого механически связан с пневмоцилиндром 3, обеспечивающим путем подачи в него сжатого воздуха через сервоклапан 4 прижатие круга 2 к рельсу 11. Электрический вход сервоклапана 4 подключен к распределительному щиту 5, с которым связан выход сумматора 8. Первый вход последнего соединен с выходом преобразователя 7, предназначенного для согласования сигналов датчика тока 6 и распределительного щита 5. Датчик тока 6 установлен на линии подачи электропитания на двигатель 1. Ко второму входу сумматора 8 подключен выход вычислителя 9, а вход вычислителя связан с выходом системы измерения 10. The installation is illustrated in the drawing, where its diagram is shown. The installation consists of an engine 1, an abrasive wheel 2, a pneumatic cylinder 3, a servo valve 4, a distribution board 5, a current sensor 6, a current-pressure transducer 7, an algebraic adder 8, a calculator 9 of the volume of metal to be ground, and a system for measuring 10 rolling surface parameters rail 11. In this case, the abrasive wheel 2 is mounted on the shaft of the engine 1, the casing of which is mechanically connected to the pneumatic cylinder 3, which ensures by pressing compressed air through the servo valve 4 that the circle 2 is pressed against the rail 11. The electric input of the servo Pan 4 is connected to a switchboard 5, which is connected to the output of the adder 8. The first input of the latter is connected to the output of the transducer 7, designed to match the signals of the current sensor 6 and the switchboard 5. The current sensor 6 is installed on the power supply line to the motor 1. To the second the input of the adder 8 is connected to the output of the calculator 9, and the input of the calculator is connected to the output of the measuring system 10.
Установка работает следующим образом. Перед началом шлифования, по результатам выполненных предварительно измерений поверхности катания рельса, выбирается программа с параметрами (усилие прижатия кругов, угол их наклона и т.п.), которые должны поддерживаться постоянными при шлифовке. Усилие прижатия круга 2 к рельсу 11 определяет мощность, потребляемую двигателем 1, которая пропорциональна его току. В исходном состоянии двигатель 1 вращается на холостом ходу, и круг 2 не касается рельса 11. Сигнал, задающий величину усилия прижатия, формируется в устройствах распределительного щита 5 как разность между программным сигналом Uпр и сигналом обратной связи Uос, пропорциональным току двигателя 1, и подается на электрический вход сервоклапана 4. Через него сжатый воздух подается в пневмоцилиндр 3, под воздействием которого двигатель 1 опускается, круг 2 прижимается к рельсу 11, и начинается шлифование. Момент на валу двигателя 1 возрастает, и потребляемый им ток увеличивается. При этом распределительный щит 5, сервоклапан 4, пневмоцилиндр 3, двигатель 1, датчик тока 6 и преобразователь 7 образуют замкнутый следящий контур регулирования с обратной связью по току двигателя. Распределительный щит 5 выполняет в контуре функцию устройства сравнения сигналов Uпр и Uос. Контур регулирования может быть выполнен как аналоговым, так и цифровым. Его назначение - поддерживать ток двигателя 1 постоянным, равным заданному.Installation works as follows. Before grinding, according to the results of preliminary measurements of the rolling surface of the rail, a program is selected with parameters (pressure of the wheels, their angle of inclination, etc.), which should be kept constant during grinding. The pressing force of the circle 2 to the rail 11 determines the power consumed by the engine 1, which is proportional to its current. In the initial state, the engine 1 is idling, and the circle 2 does not touch the rail 11. A signal specifying the amount of pressing force is generated in the switchgear 5 as the difference between the program signal U pr and the feedback signal U OS proportional to the current of the motor 1, and is supplied to the electric input of the servo valve 4. Through it, compressed air is supplied to the pneumatic cylinder 3, under the influence of which the engine 1 is lowered, the circle 2 is pressed against the rail 11, and grinding begins. The moment on the shaft of the motor 1 increases, and the current consumed by it increases. In this case, the switchboard 5, the servo valve 4, the pneumatic cylinder 3, the engine 1, the current sensor 6 and the converter 7 form a closed servo control loop with feedback on the motor current. The switchboard 5 performs in the circuit the function of a device for comparing signals U pr and U OS . The control loop can be performed both analog and digital. Its purpose is to maintain the current of motor 1 constant, equal to a given value.
В процессе шлифования при движении абразивного круга 2 по рельсу вдоль оси пути количество металла, подлежащего сошлифовке, изменяется, например, уменьшается при прохождении участков с впадинами длинных волн продольного профиля рельса. Это означает, что в это время целесообразно уменьшить усилие прижатия круга 2 к рельсу 11, т.е. снизить ток двигателя 1. Соответствующий сигнал коррекции формируется в вычислителе 9 по результатам прямых измерений параметров поверхности катания рельса, выполняемых системой измерения 10, и подается в качестве дополнительного сигнала обратной связи на вход алгебраического сумматора 8. Полярность входных сигналов сумматора 8 задана таким образом, чтобы при уменьшении объема металла, подлежащего сошлифовке, они складывались, а при увеличении - вычитались. Сигнал Uос при этом поддерживается постоянным, а ток двигателя 1 изменяется, чем и обеспечивается оптимизация процесса шлифования по величине усилия прижатия абразивного круга 2 к поверхности катания рельса.In the grinding process, when the abrasive wheel 2 moves along the rail along the axis of the path, the amount of metal to be ground changes, for example, decreases when passing sections with long wave hollows of the longitudinal rail profile. This means that at this time it is advisable to reduce the force of pressing the circle 2 to the rail 11, i.e. reduce the motor current 1. The corresponding correction signal is generated in the calculator 9 according to the results of direct measurements of the parameters of the rolling surface of the rail, performed by the measuring system 10, and is supplied as an additional feedback signal to the input of the algebraic adder 8. The polarity of the input signals of the adder 8 is set so that with a decrease in the volume of metal to be ground, they were added, and with an increase, they were subtracted. The signal U OS is kept constant, and the current of the motor 1 changes, which ensures the optimization of the grinding process in terms of the amount of force pressed by the abrasive wheel 2 to the rolling surface of the rail.