Устройство для измерения износа гребня поверхности катания колесных пар

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗНОСА ГРЕБНЯ ПОВЕРХНОСТИ КАТАНИЯ КОЛЕСНЫХ ПАР(57) Устройство для измерения износа гребня поверхности катания колесных пар, содержащее базирующий рельс для прокатывания колеса, измерительную систему, состоящую из излучателя, направленного на гребень колеса, и фотоприемника, включающего чувствительный элемент и ориентированного по направлению излучения, отраженного от гребня колеса, и связанный с измерительной системой регистрирующий блок, отличающееся тем, что фотоприемник дополнительно содержит объектив и второй чувствительный элемент, а в базирующем рельсе выполнен поперечный паз, в котором установлены излучатель и фотоприемник. 1847 1 Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и используется для контроля износа поверхности катания колесных пар. Известно устройство, содержащее базовый рельс, источник освещения и фотоэлектрические датчики, регистрирующие вертикальные перемещения гребня колеса, а также информационно-вычислительный блок,осуществляющий обработку и регистрацию информации (см. кн. М.М.Соколов. Диагностирование вагонов. М., Транспорт, 1990 г., с.64, сх.Х 11). Недостатком данного устройства является ограниченная возможность - оно может контролировать только износ, вызывающий смещение крайней габаритной точки гребня колеса, и не может выявлять дефекты типа вертикальный подрез, не влияющие на смещение крайней габаритной точки поверхности катания колеса. Известно устройство для проверки крутизны гребня и остроконечного наката гребня поверхности катания колесных пар вагонов КГ (Т 1268. ООПС), утв. ЦВ МПС РФ 27.05.1993 г., которое представляет собой механический шаблон для ручного контроля. Недостатком данного устройства является низкая производительность контроля и невозможность проведения замеров на ходу поезда. Известно устройство, описанное в а.с. СССР 756195, содержащее базирующий рельс, по которому в процессе работы перекатывается измеряемое колесо, измерительную систему, состоящую из осветительного узла, выполненного в виде коллиматора и щелевой диафрагмы, и фотоприемника. Оптическая ось измерительной системы параллельна базирующему рельсу и расположена таким образом, что при прокатывании колеса его гребень перекрывает световой поток измерительной системы. Недостатком данной системы является ограниченная информативность, не позволяющая регистрировать износы поверхности катания колеса, не вызывающие вертикального смещения гребня колеса относительно базового рельса, например вертикальный подрез гребня. Наиболее близким по конструктивным и функциональным признакам является устройство по а.с. СССР 1211128, содержащее излучатель и чувствительный к излучению элемент. Излучатель направлен на поверхность гребня, а взаимосвязанный с ним чувствительный элемент ориентирован по направлению излучения, отраженного от поверхности гребня с предельным вертикальным подрезом. Недостатком данного устройства является недостаточная точность измерения угла наклона изношенной поверхности гребня колеса, так как не учитывается поперечное смещение колесной пары относительно рельса и различия коэффициентов отражения поверхностей гребней контролируемых колес. Целью настоящего изобретения является повышение точности измерения угла подреза гребня контролируемых колес. Поставленная цель достигается тем, что в базирующем рельсе, которому прокатывается измеряемое колесо, выполнен поперечный паз, по которому проходят оптические оси измерительной системы таким образом, что при прокатывании колеса луч от излучателя попадает на фотоприемник, отразившись от гребня колеса. На фиг.1 изображена принципиальная схема предлагаемой установки. Установка содержит базирующий рельс 1, по которому в процессе работы перекатывается измеряемое колесо 2, измерительную систему, состоящую из излучателя, выполненного в виде коллиматора 3, фотоприемника 4, выполненного в виде двухплощадочного чувствительного элемента 5, расположенного в фокальной плоскости объектива 6, компаратора 7, входы которого соединены с выходами чувствительного 5 и регистрирующего блока 8, вход которого соединен с выходом компаратора 7. Измерительная система размещена в поперечном пазе базирующего рельса 1. Устройство работает следующим образом при прокатывании измеряемого колеса 2 над поперечным пазом базового рельса 1 луч излучателя 3 отражается от контролируемой поверхности гребня колеса 2 и фокусируется объективом 6 на одну из площадок чувствительного элемента 5 в зависимости от угла наклона контролируемой поверхности колеса 2. Фотоприемник настроен таким образом, что при допустимом угле наклона контролируемой поверхности гребня колеса луч от излучателя 3 фокусируется на одной площадке чувствительного элемента 5, а при превышении углом допустимого значения - на другой. Компаратор 7 сравнивает сигналы с двух площадок чувствительного элемента 5. С выхода компаратора 7 сигнал о состоянии контролируемого колеса поступает в регистрирующий блок 8. Устройство было реализовано следующим образом. В качестве базирующего рельса использован стандартный железнодорожный рельс, в тепловой компенсационный зазор которого установлена измерительная система. Оптическая ось излучателя с целью уменьшения погрешности из-за горизонтальных смещений контролируемых колесных пар была направлена параллельно оси вращения колеса. Контролируемым параметром колеса являлся угол наклона поверхности гребня, браковочный уровень которого принимался 70. Угол наклона поверхности гребня в пределах 60-69 является допустимым. Излучатель выполнен на базе ИКсветодиода, фотоприемник выполнен в виде двухплощадочного чувствительного элемента, расположенного в фокальной плоскости объектива, реализованного на цилиндрической линзе. Компаратор и регистрирующее устройство реализованы на базе стандартных элементов. В качестве контролируемых объектов использовались 2 1847 1 колесные пары типа РУ 1-950, бывшие в эксплуатации. Состояние контролируемых поверхностей по отражательной способности соответствовало реальным условиям эксплуатации. При проверке 80 колесных пар (с одной стороны) при средней скорости движения 2 м/с выявлено 3 колеса с браковочным признаком, что подтверждено проверкой шаблоном. Заказ 9876 Тираж 20 экз. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.