мобильный комплекс для контроля параметров верхнего строения пути

Формула изобретения

Мобильный комплекс для контроля параметров верхнего строения пути, содержащий матричный вихретоковый преобразователь, жесткую базу подвижного средства, на котором установлен комплекс, и схему обработки, запоминания и представления выходных сигналов преобразователя, размещенную в салоне подвижного состава и подключенную к выходам преобразователя, отличающийся тем, что матричный вихретоковый преобразователь расположен нормально к рабочей вершине головки рельса, взаимодействующей с гребнем колеса подвижного средства, при этом в комплекс введены манипулятор с силовым блоком, устройство управления, выходом соединенное с входом силового блока манипулятора, и исполнительный механизм, представляющий собой шарнирно соединенные соответственно кронштейны и механические тяги, кронштейны шарнирно связывают конструкцию матричного преобразователя с жесткой базой подвижного средства, а механические тяги шарнирно связывают конструкцию матричного преобразователя с манипулятором, обеспечивающим автоматическое установление матричного вихретокового преобразователя в исходное положение, нормальное к рабочей вершине головки рельса, и отвод преобразователя от исходного в сервисное положение.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при вихретоковой размерометрии, а также при измерении электрофизических параметров металлических протяженных объектов, например рельсовых нитей железнодорожного транспорта при движении поезда как в нормальных, так и экстремальных условиях, например при механических воздействиях типа взвесей воздушного потока, нефтепродуктов, песка, а также кислотных осадков и климатических изменениях окружающей среды.

Известны мобильные комплексы для контроля параметров верхнего строения пути, содержащие матричный вихретоковый преобразователь, закрепленный на общей жесткой базе подвижного средства, и схему обработки, запонимания и представления на регистраторе [1].

Эти устройства контрольно-измерительной техники не обеспечивают требование по достоверности контроля, предъявляемое к современным приборам неразрушающего контроля параметров верхнего строения пути в динамике.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому представляется мобильный комплекс для контроля параметров верхнего строения пути, содержащий матричный вихретоковый преобразователь, закрепленный на общей жесткой базе подвижного средства, например вагона-путеизмерителя, и схему обработки, запоминания и представления на мониторе компьютера [2].

Недостатком этого технического решения является то, что известное устройство, хотя и широко внедрено в железнодорожном транспорте, но оно не позволяет достоверно контролировать износ рельса, особенно когда рельс уже был в употреблении и вновь используется перевернутым в плане на 180^o, т.е. имеет обратный износ головки рельса.

Сущность изобретения заключается в том, что в мобильном комплексе, содержащем матричный вихретоковый преобразователь, жесткую базу подвижного средства, на котором установлен комплекс, и схему обработки, запоминания и представления выходных сигналов преобразователя, размещенную в салоне подвижного средства и подключенную к выходам преобразователя, матричный вихретоковый преобразователь расположен нормально к рабочей боковой вершине головки рельса, взаимодействующей с гребнем колеса подвижного средства, при этом в комплекс введены манипулятор с силовым блоком, устройство управления, выходом соединенное с входом силового блока манипулятора, и исполнительный механизм, представляющий собой шарнирно соединенные соответственно кронштейны и механические тяги, кронштейны шарнирно связывают конструкцию матричного преобразователя с жесткой базой подвижного средства, а механические тяги шарнирно связывают конструкцию преобразователя с манипулятором, обеспечивающим автоматическое установление матричного вихретокового преобразователя в исходное положение, нормальное к рабочей вершине головки рельса, и отвод преобразователя от исходного в сервисное положение.

Техническим результатом изобретения является возможность достоверного контроля износа рабочей боковой поверхности головки рельса, сопрягающейся с гребнем колеса подвижного средства, в независимости от износа ее противоположной нерабочей боковой поверхности, т.е. противоположной поверхности головки рельса, не контактирующей с гребнем колеса.

На чертеже приведена структурная схема мобильного комплекса.

Он содержит матричный вихретоковый преобразователь 1, жесткую базу 2 подвижного средства, например вагона-путеизмерителя (не показан), на котором установлен комплекс, и схему 3 обработки, запоминания и представления выходных сигналов матричного преобразователя 1, размещенную в салоне подвижного средства, манипулятор 7 с силовым блоком, устройство 8 управления, выходом соединенное с входом силового блока манипулятора 7, и исполнительный механизм, представляющий собой шарнирно соединенные кронштейны 9 и механические тяги 10.

Конструкция матричного преобразователя 1 связана шарнирно через кронштейны 9 с жесткой базой 2 подвижного средства и связана шарнирно через тяги 10 с манипулятором 7.

Матричный вихретоковый преобразователь 1, состоящий из набора накладных катушек индуктивности, концентрично расположенных в конструкции преобразователя 1 и включенных в независимые колебательные контура, выходами подключен к входам схемы 3 и расположен нормально к рабочей боковой вершине головки 6 железнодорожного рельса, сопрягающейся с колесом подвижного средства (не показано). Под заштрихованными зонами 4 и 5 показаны текущий износ рабочей вершины 4 головки 6 рельса, т.е. вершины, взаимодействующей с гребнем колеса подвижного средства, и старый износ нерабочей вершины 5 головки 6 рельса.

Манипулятор 7 предназначен для обеспечения установления преобразователя 1 в рабочее исходное положение нормально к рабочей вершине 4 головки 6 рельса и в сервисное положение через кронштейны 9 и тяги 10 исполнительного механизма.

Исходное положение преобразователя 1 над рабочей вершиной 4 головки 6 рельса по нормали составляет не менее 15 мм, т.е. расстояние, исключающее возможные касания преобразователя 1 с элементами пути, а также рельсом при предельно допустимых отклонениях рельса в динамике от своего заданного положения.

Блок 8 управления предназначен для включения и выключения действия манипулятора 7 через его силовой блок. Сервисное положение преобразователя 1 позволяет осуществлять с ним регламентные работы и пассивное транспортирование.

В качестве жесткой базы подвижного средства может служить неподрессоренная рама средства. В качестве представляющего информацию органа схемы 3 обработки может служить монитор.

Работа комплекса заключается в следующем.

После включения и прогрева электронной аппаратуры оператор комплекса включает через блок 8 управления манипулятор 7 в действие, который в свою очередь подводит матричный преобразователь 1 с помощью исполнительного механизма в исходное положение нормально к рабочей вершине головки 6 рельса.

При изменениях рельефа поверхности рабочей вершины 4 головки 6 рельса параметры выходных сигналов матричного преобразователя 1 изменяются эквивалентно по величине и времени в зависимости от длины, ширины и глубины износа и поступают на входы схемы 3 обработки, затем запоминаются и одновременно представляются на экране, например, регистрирующего прибора для анализа состояния рельсового пути. По известным значениям скорости перемещения мобильного комплекса над контролируемым объектом, длительности регистрируемого дефекта и величине выходных сигналов каждого колебательного контура преобразователя 1 судят о длине, ширине и глубине износа вершины головки рельса.

После окончания работы комплекса оператор дает команду на блок 8 управления, который ее транслирует через силовой блок на манипулятор 7, а последний в свою очередь отводит преобразователь 1 через исполнительный механизм в сервисное положение.

Положительным эффектом предложенного технического решения является высокая достоверность контроля рельефа износа рабочей вершины головки рельса в результате соприкосновения ее с гребнем колеса, в независимости от износа нерабочей вершины (пассивной стороны) головки рельса, за счет рационального ориентирования преобразователя над контролируемой зоной и введения других новых технических признаков, обеспечивающих автоматическую установку преобразователя в исходное и сервисное положения.

Источники информации

1. Патент РФ 2066646, БИ 26, 1996.

2. Патент РФ 2066645, БИ 26, 1996.