Специальные измерения / литература / Бойник - Диагн устр жд автомат и

Устройствами, подлежащими первоочередной сертификации на соответствие WEI, считаются:

•детекторы перегрева букс;

•устройства контроля соблюдения габарита погрузки;

•детекторы ползунов колес;

•датчики утечки сжатого воздуха из тормозной магистрали;

•акустические детекторы дефектов буксовых подшипников;

•системы сигнализации о свободности пути на переездах.

Железные дороги Spoornet (ЮАР) создали систему мониторинга технического состояния подвижного состава (СТС). В случае обнаружения какой-либо неисправности, угрожающей безопасности движения поезда, система автоматически выдает машинисту команду на принятие мер, соответствующих степени аварийности ситуации - остановку или снижение скорости движения поезда. На всех основных линиях Spoornet функционируют автоматические детекторы перегретых букс и волочащихся частей. В числе других используемых напольных устройств:

•детекторы нарушения прямолинейности движения тележек в пути (по величине сил во взаимодействии колес и рельсов);

•датчики неисправности тормозного оборудования (по температуре колес);

•детекторы ползунов колес (по величине ударной нагрузки от колес на рельсы);

•измерители проката поверхности катания и высоты гребней колес;

•устройства для взвешивания подвижного состава в движении.

Детекторы неисправности тормозного оборудования в СТС функционируют по принципу выявления колес, температура

141

которых существенно отличается от температуры других колес поезда. Если температура отдельных колес выше, чем остальных (в режиме тяги или выбега), это свидетельствует о неотпуске тормозов данного вагона или заклинивании тормозных колодок, если температура ниже (в режиме торможения) - о несрабатывании тормозов данного вагона.

Большое значение в системе придается размещению напольных устройств. Так, детекторы ослабления посадки колес на оси должны быть расположены на определенном расстоянии до стрелочных переводов или переездов, чтобы была возможность заблаговременно остановить поезд, поскольку именно в таких местах пути ослабленное колесо с большей вероятностью может быть причиной схода с рельсов.

Действующая на Spoornet система мониторинга объединяет систему AVI и разнообразные напольные контрольные устройства, установленные вдоль пути, посредством СПД связанные с вычислительным центром службы обеспечения надежности, эксплуатационной готовности и эффективного использования подвижного состава (MONARCS). Когда поезд проходит мимо поста мониторинга, необходимые характеристики каждого объекта измеряются и регистрируются. При выходе измеренных величин за заданные пределы информация немедленно передается в вычислительный центр для выдачи оперативных указаний машинисту поезда и персоналу ремонтно-восстановительных подразделений, а также в ближайшее по направлению движения депо или пункт технического осмотра.

В ближайшем будущем Spoornet планируют включить в интегрированную систему:

•детекторы нарушения габарита погрузки;

•утечки сжатого воздуха из тормозной магистрали;

•устройства для измерения толщины тормозных колодок, накладок полозов токоприемников и диаметра колес;

•комплексные устройства для оценки технического состояния буксовых подшипников.

142

8.7.10 Посты комплексной инспекции вагонов

Железная дорога BHP Iron Ore разработала систему мониторинга технического состояния подвижного состава на основе автоматизированных постов комплексной инспекции вагонов (ACES). Пропускная способность такого поста составляет до 2000 вагонов в сутки. В оборудовании постов применены средства видео - и акустического сканирования исследуемых объектов с компьютерной обработкой результатов. Эта технология ранее применялась в аэрокосмической отрасли и при содействии австралийской организации по передовым техническим решениям (ATRO) была адаптирована к специфике использования на железных дорогах.

В настоящее время в систему мониторинга входят четыре основных элемента: центр управления, размещенный в главных ремонтных мастерских BHP Iron Ore, и три поста ACES, расположенные на станции погрузки руды и у двух вагоноопрокидывателей на станции выгрузки, находящихся на расстоянии 7 км друг от друга.

На постах установлены 22 замкнутые системы телевизионного наблюдения, 18 датчиков приближения, микрофонные сборки, габаритные ворота и другое оборудование, позволяющее комплексно оценить техническое состояние проходящих вагонов. Вычислительная база системы реализована на семи компьютерах класса Pentium II со специально разработанным ATRO пакетом ПО.

Видеокамеры на станциях погрузки и выгрузки контролируют отпуск ручных тормозов отправляющегося поезда при его движении со скоростью до 50 км/ч. Если при обработке видеоизображения обнаружится, что ручной тормоз не отпущен, номер вагона по модему автоматически передается на пульт управления. На этих же станциях при помощи компьютеризированных микрофонных сборок, установленных по обе стороны пути, автоматически обследуются колеса вагонов всех прибывающих и отправляющихся поездов на предмет наличия ползунов или механических дефектов буксовых подшипников. Для этого используется метод

143

ускоренного преобразования Фурье. Выделенные части звуковых файлов в соответствии с заданными пороговыми значениями также передаются на пульт управления. Синтезированные речевые сообщения привлекают внимание оператора к создавшейся ситуации, оператор вызывает по радио машиниста для принятия требуемых мер.

Устройства, входящие в их состав двух постов ACES у вагоноопрокидывателей, при движении поезда со скоростью до 14 км/ч автоматически проводят измерения и контроль состояния следующих узлов подвижного состава:

•измеряют толщину тормозных колодок и диаметр колес, зазоры между корпусами букс и боковинами тележек;

•сканируют профиль поверхности катания колес;

•выявляют отсутствие крепежных чек тормозных колодок и шплинтов буксовых крышек, повреждения пружин рессорного подвешивания и головок автосцепок;

•считывают идентификационные номера вагонов.

Ежесуточно с точностью до ± 0,5 мм измеряются геометрические параметры до 10 тыс. колес и тормозных колодок.

Многообещающей представляется концепция интеграции устройств мониторинга технического состояния подвижного состава в единую систему. Первым шагом в этом направлении является размещение нескольких детекторов и измерительных систем разного назначения в одном месте. Затем необходима организация СПД с общим интерфейсом и, наконец, объединение всех устройств в компьютеризированную систему с общим ПО и базой данных.

Таким образом, современные автоматизированные устройства позволяют не только выявлять имеющиеся дефекты, но и прогнозировать их развитие с течением времени, предупреждая возникновение опасных ситуаций и давая возможность более эффективно организовать систему предупредительного технического обслуживания и ремонта подвижного состава. Создаются условия для организации

144

системы технического обслуживания и ремонта подвижного состава не по сроку службы или пробегу, а по фактическому состоянию наиболее ответственных конструктивных элементов. При этом устраняется выполнение операций по уходу или ремонту, не вызванных действительной необходимостью, чем достигается значительная экономия трудовых затрат, финансовых средств, материальных и энергетических ресурсов.

145

На железных дорогах нашей страны диагностический контроль температуры буксовых узлов на ходу поезда в течение последних десятилетий осуществлялся с использованием устройств ПОНАБ, ДИСК. В настоящее время в Украине разработана и активно внедряется автоматическая система диагностического контроля состояния буксовых узлов подвижных единиц железнодорожного состава АСДК-Б. Она предназначена для замены на сети железных дорог Украины морально и физически устаревших комплексов ПОНАБ и ДИСК [47].

Система является базовой и позволяет при подключении дополнительных датчиков и соответствующей доработки ПО наращивать ее функциональные возможности. Дополнительно к выявлению перегретых буксовых узлов она может обеспечить выявление:

•заторможенных колесных пар;

•волочащихся за вагоном деталей и предметов;

•дефектов колес по кругу катания;

•превышения нагрузок на оси подвижной единицы;

•смещения крупногабаритных грузов за пределы габарита подвижного состава.

9.1Анализ технического состояния устройств обнаружения перегретых букс подвижных единиц на железных дорогах Украины

На железных дорогах Украины на 1 января 2008 г. в постоянной эксплуатации находилось 770 устройств обнаружения перегретых букс, из них:

•ПОНАБ – 138 комплектов;

•ДИСК – 183 комплекта;

•АСДК-Б – 346 комплектов;

•КТСМ-01Д – 127 комплектов.

147

Световым индикатором перегрева букс или речевым информатором дополнены 793 комплектов устройств обнаружения перегретых букс из 770, находящихся в постоянной эксплуатации.

За последние годы проведено существенное обновление и модернизация систем обнаружения перегретых букс подвижных единиц, динамика которых за период 2002-2007 гг. приведена в табл. 6 и диаграмме на рис. 25.

Таблица 6 – Показатели использования на железных дорогах Украины систем обнаружения перегретых букс

Коэффициент выявления этих систем по дорогам Украины в 2007 г. составил 100 %, коэффициент подтверждения –

97,72 %.

9.2Назначение и технические характеристики подсистемы базовой АСДК-Б

Подсистема базовая АСДК-Б представляет собой стационарный комплекс телеметрической аппаратуры, состоящий из перегонного и станционного оборудования.

Перегонное оборудование размещается непосредственно у железнодорожного пути на подходах к станциям и предназначено для автоматического обнаружения перегретых буксовых узлов следующих на станцию поездов и передачи на станцию информации о количестве и расположении таких буксовых узлов в проследовавшем поезде.

148

Станционное оборудование АСДК-Б обеспечивает регистрацию поступающей от перегонного оборудования информации и оповещение работников соответствующих служб железнодорожной станции о результатах контроля.

АСДК-Б позволяет достичь более высокой достоверности результатов контроля буксовых узлов, обеспечить улучшение условий и повышение производительности труда оперативного и технического персонала станций по сравнению с морально устаревшими комплексами ПОНАБ и ДИСК.

Автоматическое распознавание перегретых буксовых узлов в АСДК-Б осуществляется в результате оценки температуры шейки оси колеса по данным дистанционного контроля температуры задней стенки корпуса буксы и ее ступичной части.

АСДК-Б решает следующие задачи.

1 Приём напольными камерами ИКИ от задней стенки корпуса буксы и ее ступичной части, преобразование излучения в электрический сигнал и передачу сигналов на стойку управления перегонным оборудованием.

Две первые (по ходу поезда) напольные камеры обеспечивают контроль температуры смотровой крышки и задней стенки корпуса буксы левого и правого колеса колесной пары и называются буксовыми – левая БЛ и правая БП. Две следующие напольные камеры обеспечивают контроль температуры ступичной части левого и правого колеса колесной пары и называются ступичными – левая СЛ и правая СП.

2 Датчики прохода колес (ДПК) генерируют импульсные сигналы в момент прохода над ними колес подвижного состава. В комплексе АСДК-Б используются три датчика (ДПК1, ДПК2 и ДПК3).

Сигналы от ДПК используются для:

•формирования команд «Модулятор» и «Шторка», по которым включается электропривод модулятора и открывается защитная шторка каждой напольной камеры при заходе поезда в зону контроля (по сигналу ДПК1);

•формирования временного интервала, соответствующего моменту прохода буксовых узлов колесной пары

150