устройство для определения угла набегания колеса грузового вагона на рельс

Формула изобретения

Устройство для определения угла набегания колеса грузового вагона на рельс, содержащее два напольных светоизлучателя, ориентированные в противоположные стороны от продольной оси рельсового пути, два светоприемника, каждый из которых ориентирован на соответствующий светоизлучатель, и блок обработки сигнала, подключенный входами к выходам светоприемников, а выходом - к регистратору, отличающееся тем, что каждый из светоприемников выполнен в виде линейки из n расположенных с фиксированным шагом фотоэлементов, причем правая и левая линейки установлены на пути параллельно и симметрично относительно продольной оси рельсовой колеи в зоне засветки соответственно левым и правым светоизлучателем на высоте оси колесной пары грузового вагона, а блок обработки сигнала выполнен в виде счетчика максимальной разности затемненных или засвеченных фотоэлементов правой и левой светоприемных линеек.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к средствам контроля состояния рельсового подвижного состава и предназначено для оценки угла набегания колес грузовых вагонов на рельс в условиях эксплуатации.

Известно устройство, содержащее два прибора для измерения перемещений, которые закреплены на буксе вагона по обе стороны колеса и движки которых прижимаются к рабочей боковой грани головки рельса железнодорожной колеи. Угол набегания колеса на рельс определяют по разности показаний двух приборов. Недостатком такого устройства является низкая надежность и практическая невозможность применения для выявления "перекоса" колесных пар вагонов в эксплуатации, обусловленная необходимостью размещения измерительных датчиков на подвижных единицах (Решетилов С.И. Измерение угла набегания колеса на рельс. Вестник ВНИИЖТ, 1987, N 4, с. 32).

В качестве ближайшего аналога принято устройство, которое включает в себя два закрепленных на колесной паре светоприемника, ориентированных в противоположные стороны параллельно оси колесной пары, и два светоизлучателя, установленных по разные стороны рельсового пути, световые лучи которых направлены навстречу друг другу по одной линии на высоте светоприемников, блок обработки сигнала, подключенный входами к выходам светоприемников, а выходом - к регистратору. Угол набегания определяется по интервалу времени между сигналами, которые соответствуют облучению светоприемников правым и левым светоизлучателями, с учетом мгновенной скорости перемещения колесной пары) Рак W. Cohsales, Rail Grindinh Test Carried Out on CP Rail. Bull AREA, 1983, vol. 692, P. 167-196).

Недостатком такого устройства является то, что определение угла набегания возможно только для колесных пар, специально оборудованных светоприемниками, что неприемлемо для контроля состояния вагонов в процессе эксплуатации.

Техническим результатом изобретения является устранение указанного недостатка.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для определения угла набегания колеса грузового вагона на рельс, содержащее два напольных светоизлучателя, ориентированных в противоположные стороны от продольной оси рельсового пути, два светоприемника, каждый из которых ориентирован на соответствующий светоизлучатель, и блок обработки сигнала, подключенный входами к выходам светоприемников, а выходом - к регистратору, каждый из светоприемников выполнен в виде линейки из n расположенных с фиксированным шагом фотоэлементов, причем правая и левая линейки установлены на пути параллельно и симметрично относительно продольной оси рельсовой колеи в зоне засветки соответственно левым и правым светоизлучателями на высоте оси колесной пары грузового вагона, а блок обработки сигнала выполнен в виде счетчика максимальной разности затемненных или засвеченных фотоэлементов правой и левой линеек светоприемника.

За счет того что светоизлучатели и светоприемники находятся на пути, обеспечивается возможность оценки угла набегания на рельс колес вагонов, не оборудованных какими-либо специальными датчиками, т.е. вагонов, находящихся в эксплуатации на сети железных дорог.

На чертеже показана функциональная схема предлагаемого устройства, содержащая рельсовый путь с рельсами I-Л и I-П, колесную пару с колесами 2-Л и 2-П, светоизлучатели 3-Л и 3-П, светоприемные линейки 4-Л и 4-П с элементарными фотоприемниками 4-Л-I...4-Л-n и 4-П-I... 4-П-n соответственно, расположенными на расстоянии друг от друга, а также блок обработки 5 и регистратор 6.

При включенном устройстве и отсутствии в зоне его действия колесной пары светоизлучатель 3-П засвечивает фотоэлементы 4-Л-I...4-Л-n светоприемной линейки 4-Л, а светоизлучатель 3-Л засвечивает фотоэлементы 4-П-I...4-П-n светоприемной линейки 4-П. Блок обработки 5 фиксирует засвеченное состояние всех фотоэлементов, и, следовательно, нулевую разность числа засвеченных фотоэлементов правой и левой светоприемник линеек.

Если на участок рельсового пути, где установлено рассматриваемое устройство, накатывается колесная пара с нулевым "перекосом", тогда последовательно, но синхронно затемняются симметричные пары фотоэлементов левой и правой линеек - сначала 4-Л-I и 4-П-I, затем 4-Л-2 и 4-П-2 и т.д. При этом блок обработки 5 определяет нулевую разность числа затемненных или засвеченных фотоэлементов правой и левой линеек.

Если же на участок пути, где установлено рассматриваемое устройство, накатывается колесная пара с "перекосом", при котором, например, левое колесо "забегает" вперед на величину, соответствующую величину шага фотоэлементов, а правое отстает на такую же величину, тогда фотоэлементы правой и левой светоприемных линеек затемняются не симметрично, а в такой последовательности - сначала затемняется фотоэлемент 4-Л-I, затем фотоэлемент 4-Л-2, затем одновременно фотоэлементы 4-Л-3 и 4-П-I, затем фотоэлементы 4-Л-4 и 4-П-2 и т.д. При этом абсолютное значение разности числа затемненных или засвеченных фотоэлементов правой и левой линеек в процессе прокатывания колесной пары изменяется в такой последовательности: 0, 1, 2, 2,...1, 0, т. е. максимальное значение разности равняется 2.

Таким образом, абсолютное значение разности числа засвеченных или затемненных фотоэлементов правой и левой светоприемных линеек несет информацию о величине "перекоса", и, следовательно, значении угла набегания колеса на рельс.

Пересчет значений максимальной разности числа затемненных или засвеченных фотоэлементов правой и левой линеек в значения "перекоса" или угла набегания может осуществляться автоматически или вручную с учетом величины шага размещения фотоэлементов в линейках и геометрических параметров схемы расположения светоизлучающих и светоприемных компонентов устройства относительно рельсового пути.

Диапазон определения значений "перекоса" или угла набегания устанавливается выбором длины светоприемных линеек, а дискретность - выбором шага размещения фотоэлементов в линейках.

Предлагаемое устройство позволяет определять "перекос" и/или угол набегания на рельс колес грузовых вагонов, находящихся в эксплуатации, на ходу поезда или в условиях депо, причем как с исследовательскими, так и эксплуатационными целями.