способ контроля стыковой прокладки и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ оценки качества изготовления стыковой прокладки по эффективности шунтирования магнитного поля, заключающийся в том, что в специальном устройстве создают магнитное поле постоянным магнитом, в определенном месте устройства замеряют напряженность магнитного поля H₁, помещают стыковую прокладку, выполненную из магнитодиэлектрического материала, содержащего в объеме фиксированное количество магнитомягкого металла или сплава, в магнитное поле устройства и в том же месте замеряют напряженность магнитного поля Н₂, рассчитывают эффективность J магнитного шунтирования по формуле J=1-H₂/H₁, меняют количество магнитомягкого металла или сплава в составе магнитодиэлектрического материала и снова определяют эффективность шунтирования, строят эталонную зависимость эффективности шунтирования от количества порошка магнитомягкого металла или сплава в магнитодиэлектрическом материале, задают область оптимального количества порошка магнитомягкого металла или сплава, вводимого в магнитодиэлектрический материал, изготовленную стыковую прокладку помещают в магнитное поле устройства, в том же месте замеряют напряженность магнитного поля Н₂ , рассчитывают эффективность J магнитного шунтирования, по эталонной зависимости эффективности шунтирования определяют количество порошка магнитомягкого металла или сплава в магнитодиэлектрическом материале, по полученным данным судят о качестве изготовления стыковой прокладки, если содержание порошка меньше оптимальной нормы, то судят о невозможности использования пластины по причине слабой эффективности шунтирования магнитного поля, если содержание порошка больше оптимальной нормы, то судят о невозможности использования пластины по причине возможного замыкания электрической цепи при сдавливании прокладки торцами рельсов.

2. Устройство для оценки качества изготовления стыковой прокладки по эффективности шунтирования магнитного поля, включающее прибор для измерения напряженности магнитного поля с измерительным зондом и намагничивающее устройство, содержащее две параллельно расположенные плоские призматические пластины из магнитомягкого феррита, соединенные между собой призматическим постоянным магнитом, способным обеспечить в месте измерения магнитного поля напряженность не менее 10 кА/м, а толщина магнита равна величине требуемого зазора для свободного размещения между призматическими пластинами стыковой прокладки.

Описание изобретения к патенту

Изобретения относятся к способам контроля стыковых прокладок, используемых для установки в рельсовые стыки для снижения магнитного поля стыка.

Известно, что в изолирующих стыках между торцами железнодорожных рельсов при их стыковке создается магнитное поле, которое по мере эксплуатации рельсового пути возрастает. В данном случае увеличение напряженности магнитного поля может явиться причиной замыкания рельсовой цепи системы централизации и блокировки (СЦБ). Магнитное поле стыка притягивает к торцам рельс металлические частицы, которые попадают в стыковое пространство, в результате чего образуются электропроводные мостики между рельсами. Для уменьшения величины магнитного поля в пространство между торцами железнодорожных рельсов закладываются стыковые прокладки, задача которых снизить напряженность магнитного поля изоляционного стыка и не допустить замыкания рельсовой цепи. Стыковая прокладка должна обладать комплексом свойств, а именно, с одной стороны, должна быть диэлектриком, чтобы не замкнуть собой рельсы, и в тоже время быть магнитопроводящей, т.е. замыкать через себя магнитное поле, уменьшая его напряженность в стыковом пространстве, т.е. обладать способностью шунтирования магнитного поля. Под способностью шунтирования магнитного поля следует понимать способность материала прокладки уменьшать напряженность магнитного поля при внесении прокладки в магнитное поле рельсового стыка. В настоящее время для изготовления стыковых прокладок изолирующих стыков железнодорожных рельсов, обладающих способностью шунтирования, применяется магнитодиэлектрический материал, представляющий собой полимерный материал, наполненный порошком магнитомягкого металла или сплава (Патенты РФ № 85165, № 88027, № 88358). Способность шунтирования прокладки зависит от количества порошка магнитомягкого металла или сплава в основе. Причем чем больше содержания порошка в полимере, тем выше способность шунтирования. Однако с увеличением содержания порошка возрастает вероятность того, что при сжатии прокладки произойдет образование токопроводящих мостиков в объеме материала, что может привести к замыканию рельсовой цепи.

Экспериментально установлена некоторая оптимальная концентрация порошка магнитомягкого металла или сплава в объеме полимерной матрицы, являющаяся «ноу-хау» для данного технического решения, которую необходимо контролировать в процессе производства стыковых прокладок. В зависимости от концентрации порошка магнитомягкого металла или сплава в объеме полимерной матрицы в различной степени проявляется эффект шунтирования магнитного поля. Исследовав эффективность шунтирования в зависимости от количества порошка магнитомягкого материала в основе, можно по эффективности шунтирования магнитного поля стыковой прокладкой, возможно, имея эталонную зависимость, проводить оценку качества изготовления стыковой прокладки и судить о дальнейшем ее использовании.

Известен способ определения содержания ферромагнетика по величине магнитной восприимчивости, измеряемой при наложении на исследуемый образец постоянного и переменного магнитных полей (SU 1012171, опубликовано 15.04.1983 г.). Недостатком этого способа является использование относительно сложной регистрирующей аппаратуры и устройства для создания магнитного поля, а также невозможность измерения напряженности магнитного поля без образца, т.к. в этом способе при отсутствии измеряемого материала индикатор выставляется на ноль.

Задача, решаемая в предлагаемом техническом решении, заключается в разработке способа контроля оптимального количества порошка магнитомягкого материала в основе стыковой прокладки по магнитному шунтированию магнитного поля материалом стыковой прокладки, т.е. контроле качества стыковой прокладки.

В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в повышении достоверности результатов контроля оптимального количества порошка магнитомягкого материла или сплава в объеме магнитодиэлектрического материала стыковой прокладки.

Технический результат достигается тем, что в способе контроля стыковой прокладки в устройстве создают магнитное поле постоянным магнитом, замеряют напряженность магнитного поля H₁, помещают стыковую прокладку в магнитное поле устройства и повторно замеряют напряженность магнитного поля H₂, рассчитывают эффективность J шунтирования магнитного поля по формуле J=1-H₂/H₁, по ранее определенной зависимости эффективности шунтирования от процентного содержания порошка магнитомягкого металла или сплава в объеме магнитодиэлектрика определяют его процентное содержание, по полученным данным судят о качестве изготовления стыковой прокладки.

Для реализации заявляемого способа предлагается устройство, позволяющее проводить определение оптимального количества порошка магнитомягкого металла или сплава в объеме стыковой прокладки.

Известно устройство определения содержания ферромагнетика по величине магнитной восприимчивости, измеряемой при наложении на исследуемый образец постоянного и переменного магнитных полей (SU 1012171, опубликовано 15.04.1983 г.). Недостатками данного устройства являются сложная система создания магнитных полей и невозможность использовать устройство при определении оптимального количества порошка магнитомягкого металла или сплава в объеме магнитодиэлектрического материала стыковой прокладки.

Задача заявляемого изобретения заключается в осуществлении способа контроля качества стыковых прокладок.

Технический результат, полученный при решении поставленной задачи, заключается в повышении достоверности результатов контроля оптимального количества порошка магнитомягкого материла или сплава в объеме магнитодиэлектрического материала стыковой прокладки.

Технический результат достигается тем, что устройство контроля стыковой прокладки по эффективности шунтирования магнитного поля материалом прокладки состоит из прибора для измерения напряженности магнитного поля с измерительным зондом и намагничивающего устройства, содержащего две параллельно расположенные плоские призматические пластины из магнитомягкого феррита и постоянный магнит в форме прямоугольной призмы толщиной, равной величине требуемого зазора, для свободного размещения между пластинами стыковой прокладки и способный обеспечить напряженность магнитного поля не менее 10 кА/м, при этом магнит располагается между пластинами из магнитомягкого феррита.

На фиг.1 показана принципиальная схема устройства для контроля стыковых прокладок, на фиг.2 показана схема получения магнитного поля напряженностью H₁, на фиг.3 показана схема уменьшения магнитного поля за счет шунтирования магнитного поля образцом из магнитодиэлектрика до напряженности магнитного поля Н₂, на фиг.4 показан эталонный график зависимости эффективности магнитного шунтирования J от содержания порошка магнитомягкого металла или сплава в основе.

Сущность предлагаемого способа контроля стыковой прокладки по эффективности шунтирования магнитного поля магнитодиэлектриком и определения процентного содержания порошка магнитомягкого металла или сплава в магнитодиэлектрике состоит в следующем.

Создается постоянное магнитное поле устройством, содержащим две параллельно расположенные плоские призматические пластины 2 и 3 из магнитомягкого феррита, соединенные между собой на одном конце призматическим постоянным магнитом 4 с плоскими параллельными полюсами, толщина которого равна толщине требуемого зазора. При этом, чтобы исключить влияние магнитного поля Земли, а также слабых остаточных магнитных полей, расположенных вблизи металлических предметов, используется призматический постоянный магнит 2 типа МПЛ по ГОСТ 24936-89, создающий в зазоре магнитное поле 6 напряженностью H₁ не менее 10 кА/м. Напряженность замеряют прибором 1. Затем помещают стыковую прокладку 5 в магнитное поле устройства и повторно замеряют напряженность Н₂ магнитного поля 6. Для контроля оптимального количества порошка магнитомягкого материала вначале необходимо построить эталонную зависимость J от количества порошка в основе. Для этого изготавливают ряд образцов с различным содержанием магнитомягкого металла или сплава в объеме магнитодиэлектрика. Для каждого образца определяют эффективность магнитного шунтирования по формуле J=1-H₂/H₁, по полученным данным строится зависимость эффективности шунтирования от процентного содержания порошка магнитомягкого металла или сплава в объеме магнитодиэлектрика (фиг.4). После определения эффективности шунтирования прокладки по графику (фиг.4) определяется содержание порошка в основе. Если содержание порошка меньше оптимальной нормы, то судят о невозможности использования пластины по причине слабой эффективности шунтирования магнитного поля. Если содержание порошка больше оптимальной нормы, то судят невозможности использования по причине возможного замыкания электрической цепи при сдавливании прокладки между торцами рельсов.

Представленный ниже пример исполнения иллюстрирует, но не ограничивает существо предлагаемого изобретения.

Используется постоянный магнит МПЛ размером 50×50×8 мм, призматические пластины из феррита марки 1000МН размером 150×150×10 мм. Измерение проводится по следующей методике. В зазоре на уровне торцов призматических пластин из феррита, противоположных от концов пластин из феррита, соединенных постоянным магнитом, устанавливается зонд 7, прибором 1 измеряется напряженность магнитного поля H₁, например измерителем напряженности магнитного поля МФ-207А. В зазор помещается прокладка, выполненная из магнитодиэлектрика, размером 100×100×8 мм. Измеряют напряженность магнитного поля Н₂. По результатам измерений вычисляется эффективность магнитного шунтирования J, по кривой фиг.4 определяется процентное содержание порошка магнитомягкого металла или сплава в основе. По его количеству проводится суждение о качестве стыковой прокладки.

Таким образом, с помощью предлагаемого способа и устройства можно проводить экспресс-контроль качества стыковых прокладок. Также с помощью предлагаемого способа можно проводить сравнительные исследования эффективности шунтирования различных материалов, как разрабатываемых, так и имеющихся в производстве. Полученную информацию можно использовать при подборе материалов для разрабатываемых компонентов изолирующего стыка под конкретные условия эксплуатации. Предлагаемое устройство также позволяет сэкономить энергетические затраты, т.к. не требуется для него и измерительных приборов электропитания.