Тепловой метод контроля технического состояния буксовых узлов

В 1958—1964 гг. в лаборатории «Ремонт и эксплуатация вагонов» ВНИИЖТа был разработан прибор обнаружения аварийно нагретых букс (ПОНАБ). Первый вариант ПОНАБ-1 был реализован на лампах и полупроводниковом болометре без встроенной оптики (болометр — прибор для измерения энергии излучения, изобретен С.П. Лэнгли в 1878 г.). Основной компонент болометра — очень тонкая пластинка (например, из платины или другого проводящего материала), зачерненная для лучшего поглощения излучения. Из-за своей малой толщины пластинка под действием излучения быстро нагревается и ее сопротивление повышается. Для измерения малых отклонений сопротивления пластинки ее включают в мостовую схему, которую балансируют в отсутствие засветки. Полупроводниковый болометр состоит из двух пленочных (толщиной до 10 мкм) термисторов. Один из термисторов, непосредственно подвергающийся облучению, является активным. Второй — компенсационный. Он экранирован от внешнего излучения и предназначен для компенсации изменений температуры окружающей среды. Оба термистора помещаются в общий герметичный корпус. Болометр чувствителен ко всему спектру излучения.

В качестве регистратора использовался блок счетчиков осей из 6 телефонных счетчиков импульсов с тиратронами — информация передавалась с перегона на станцию по 4-проводной линии связи импульсами постоянного тока. В 1967 г. разработан ПОНАБ-2, электронная часть которого была переведена на транзисторы в 1969 г. В 1970 г. разработана конструкция ПОНАБ-3.

В 1978—1982 гг. разработана базовая система комплексного контроля подвижного состава ДИСК-БКВ-Ц: базовая подсистема ДИСК-Б и функционально зависимые от базовой подсистемы контроля колес ДИСК-К, обнаружения волочащихся деталей ДИСК-В, централизации и обработки данных ДИСК-ЦО. В 1986—1987 гг. была разработана концепция многопроцессорной системы комплексного контроля подвижного состава с использованием микроЭВМ, которая была реализована в 1989—1991 гг. ВНИИЖТ и ПКБ «Деталь» (ПО «Фотон») в системе контроля 5-го поколения ДИСК-2. В 1996—2000 гг. НПЦ «Инфотэкс» были разработаны и выпущены комплекты технических средств для модернизации ПОНАБ (КТСМ-01) и ДИСК (КТСМ-01Д), а в 2001 г. НПЦ «Инфотэкс» — многофункциональный комплекс КТСМ-02БТВ. Отличительной особенностью КТСМ-02 является использование малогабаритных напольных камер, закрепляемых на подошве рельса, цифровая обработка тепловых сигналов в приемной капсуле, более совершенные алгоритмы принятия диагностического решения, позволяющие выявить заторможенные колеса без вспомогательных напольных камер, ориентируемых на ступицы колес. На рис. 6.1 показана схема установки болометра и его ориентации.

Схема ориентации болометра в КТСМ-02

Рис. 6.1. Схема ориентации болометра в КТСМ-02

В настоящее время на железных дорогах стран — участников организации сотрудничества железных дорог (ОСЖД) в состав средств контроля входят:

  • — системы обнаружения перегретых буксовых узлов (ПОНАБ-3, ДИСК-Б, ДИСК2-Б, КТСМ-01, КТСМ-01Д, КТСМ-02Б, АСДК-Б, FUES, FUES II, Fhoenix MB, ASDEK, НОА, VAE и др.);
  • — системы обнаружения заторможенных колесных пар (ДИСК-Т, ДИСК2-Т, КТСМ-01Д, КТСМ-02Т, АСДК-Б, FUES, FUES II, Fhoenix MB, ASDEK, HOA, VAE и др.);
  • — системы обнаружения волочащихся деталей (ДИСК-В, ДИСК2-В, УКСПС, СКВП-2 и др.);
  • — системы обнаружения дефектов по кругу катания (ДИСК-К, ДИСК2-К, КТСМ-К, ДДК, ARGUS, MATTILD, VAE и др.);
  • — системы обнаружения отклонений нижнего габарита подвижного состава (ДИСК2-Г и др.);
  • — системы обнаружения перегруза вагонов (ДИСК2-Г и др.).

Системы контроля рекомендуется дополнять вспомогательной

системой централизации информации с линейных пунктов контроля на диспетчерский пост или центральный пост для дальнейшей обработки информации, диагностики, слежением за динамикой развития дефекта (ДИСК-Ц, ДИСК2-ЦО, АСК-ПС, RAD и другие). Напольное оборудование средств контроля устанавливается непосредственно на пути и предназначено для считывания информации с подвижного состава. Сигналы от напольного оборудования поступают по кабелю к постовому оборудованию, размещенному в непосредственной близости от пути в специальном капитальном строении или термостойком контейнере. В момент обнаружения средствами контроля неисправных подвижных единиц соответствующие сигналы об этом передаются со станционного или перегонного оборудования на сигнальный световой указатель, установленный между перегонным оборудованием и входным светофором станции, и (или) на речевой информатор для извещения машиниста поезда и дежурного по станции. Средства контроля могут быть также увязаны с проходными сигналами автоблокировки и кодирования рельсовых цепей. Одновременно соответствующие сигналы с перегонного оборудования передаются на сигнализирующие и регистрирующие устройства станционного оборудования для извещения дежурного персонала станции, оператора пункта технического обслуживания. На участках с диспетчерской централизацией и (или) при наличии системы централизованного контроля производится передача на пульт оператора центрального поста и (или) на автоматизированное рабочее место поездного диспетчера.

Сигнализирующие устройства средств контроля должны выдавать звуковые и световые сигналы тревоги. При этом в зависимости от степени аварийности и вида неисправности подвижного состава выдаются сигналы тревоги предаварийного уровня «Тревога 0» (не требуется остановка поезда), аварийного уровня «Тревога 1» (требуется остановка на станции) и критического уровня «Тревога 2» (требуется остановка на перегоне).

Средства контроля на каждом пункте их установки применяются комплексно. При этом базовым средством, обладающим конструктивной и функциональной завершенностью и позволяющим самостоятельно работать в условиях эксплуатации, как правило, является система обнаружения перегретых букс, а все остальные средства контроля в качестве подсистем могут только дополнять ее на тех или иных пунктах контроля.

Системы обнаружения перегретых букс для выработки сигнала «Тревога 1»должны настраиваться:

  • — при расположении напольных устройств перед станциями, имеющими ПТО, ППВ и перед конечными станциями движения пассажирских поездов для обнаружения в диагностическом режиме буксовых узлов в начальной стадии нагрева (калибровка аппаратуры на нагрев от 90 до 100 °С в зависимости от времени года);
  • — при расположении напольных устройств перед станциями, имеющими ПКТО (ПОТ), ППВ, где все поезда имеют остановку по графику движения поездов для технических целей, для обнаружения перегретых букс с нагревом от 100 до 120 °С;
  • — при расположении напольных устройств перед станциями с ПКТО, ППВ, где остановка поезда по графику не предусмотрена, для обнаружения перегретых букс с нагревом от 120 до 140 °С;
  • — при расположении напольных устройств перед станциями, находящимися между ПТО, ПКТО, ППВ, КП и перед искусственными сооружениями на грузонапряженных направлениях для обнаружения перегретых букс с нагревом от 140 до 160 °С.

При расстоянии до соседнего пункта установки перегонного оборудования средств контроля одного направления более 35 км уровень настройки систем устанавливается в пределах от 100 до 120 °С, а на малодеятельных участках — в пределах от 90 до 100 °С. Эти значения принимаются за условную температуру подшипника, под которой подразумевается температура нагревания подшипника буксы до уровня, когда внешняя температура корпуса буксы будет соответствовать температуре излучателя-иммитатора нагретой буксы, что задается при калибровке средств контроля.

При любом из перечисленных вариантов настройки систем обнаружения перегретых букс сигнал «Тревога 2» должен вырабатываться при значении уровня, который (на 35—50 %) превышает значения уровня сигнала «Тревога 1». Предаварийный сигнал «Тревога 0» рекомендуется выдавать при значении уровня (на 25—30 %) меньше значения уровня сигнала «Тревога 1».

Для систем, которые определяют тип подвижной единицы, уровень настройки для локомотивов устанавливается службой локомотивного хозяйства или управляющим инфраструктурой железных дорог стран — членов ОСЖД. Уровень настройки аппаратуры систем обнаружения перегретых буксовых узлов для конкретного места установки устанавливается вагонным хозяйством железной дороги или управляющим инфраструктурой с учетом местных условий и конкретного типа применяемых устройств контроля.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >