3.1 Сведения из теории

Буксы предназначены для соединения колесных пар с рамой тележки, передачи нагрузки от кузова вагона через подшипники на шейку оси колесной пары, а также для ограничения поперечного и продольного перемещений колесных пар относительно тележки.

В настоящее время весь парк грузовых и пассажирских вагонов переведен с подшипников скольжения на подшипники качения. Это связано с тем, что применение букс с роликовыми подшипниками дает возможность эксплуатировать вагоны при повышенных скоростях, практически исключить случаи отцепки вагонов из-за нагрева букс, снизить усилие тяги необходимое для трогания поезда с места, получить значительную экономию электроэнергии или топлива на локомотивах.

В процессе движения поезда температура буксовых узлов вагонов и локомотивов повышается за счет работы сил трения и тепловая (инфракрасная) энергия от корпусов букс излучается в окружающее пространство.

Нормальная работа буксового узла характеризуется установившимся режимом теплообмена между его элементами и окружающим воздухом. У нормального работающего буксового узла температура выше на 7-12ºС по сравнению с температурой окружающего воздуха. Неисправность буксового узла характеризуется существенным повышением температуры его корпуса (на 20ºС и более). Причинами «отказов» буксовых узлов могут являться: дефекты металла; нарушения технологии механической и термической обработки подшипников, из-за которых в кольцах создаются повышенные остаточные напряжения неправильный подбор колец по шейке оси и роликов по размерам групп; недостаточное усилие затяжки торцовой гайки; усталостные повреждения– раковины и электроожоги на дорожках качения и т.д.

КТСМ-01Д состоит из перегонного и станционного (АРМЛПК) оборудования, связанных между собой кабельной связью (рис. 1.1). Перегонное оборудование в свою очередь состоит из напольного и постового оборудования.

Рис.1.1. Схема размещения оборудования

Перегонное оборудование:

Перегонное оборудование (рис. 1.2.) размещено с учетом возможности остановкипоезда с неисправными подвижными единицами до входного сигналастанции и на станции на другом пути с отменой ранее приготовленногомаршрута и задания нового.

Напольное оборудование КТСМ-01Д включает:

-три датчика прохода колёсных пар с соединительными муфтами;

-путевую коробку с перемычками рельсовой цепи и электронной педалью ЭП-1.

-две вспомогательные напольные камеры;

-две основные напольные камеры;

Так же в напольное оборудование КТСМ-01Двходит датчик волочащихся деталей

Постовое оборудование включает:

-силовой щит ДИСК-Б;

-пульт технологический ПТ-03;

-блок питания ПК-02ПД;

-датчик температуры наружного воздуха ДТНВ;

-устройство контроля электропитания УКП-220.

3.2 Состав системы ктсм

На участке контроля по обеим сторонамколеи размещаются напольные считывающие камеры, которые предназначеныдля размещения в них приемных капсул, а также их защиты от механических и климатических воздействий. Основные напольные камеры (НКПО, НКЛО) устанавливаются под углом 13° к оси пути, а вспомогательные (НКПВ,НКДВ) — перпендикулярно оси пути.

Каждая напольная камера содержит:

- приемник ИК-излучения (болометр БП2), снабженный узконаправленной оптической системой;

- предварительный усилитель сигналов;

- узел заслонки входного окна;

- элементы электрического обогрева камеры.

К напольным камерам от постового оборудования подходят два кабеля, через которые передаются тепловые сигналы букс, сигналы управления работой камеры и электропитание.

Размещение заслонок и нагревательного элемента в напольной камере:

Напольная камера оснащена кривошипно-шатунным механизмом, который приводится в движение шаговым электродвигателем. Заслонка окна имеет три положения: закрытое, полуоткрытое и открытое. Данные положения обеспечивают необходимое пропускание инфракрасной энергии, в зависимости от температуры окружающей среды, на чувствительный элемент болометра.

Также внутри камеры расположен нагревательный элемент, обеспечивающий постоянную, необходимую для измерений температуру.

Конструкция приемной капсулы:

Приемная капсула содержит :

- приемник инфракрасного излучения;

- схему усиления (она выполнена в виде отдельного съемного узла).

В качестве приемника ИК-излучения применяется болометр. Болометр(греч. bole-луч, и метр)- прибор предназначен для измерения электромагнитного излучения (главным образом инфракрасного) (рис 1.3.). Принцип действия его основан на изменении электрического сопротивления термочувствительного элемента в результате поглощения им энергии измеряемого излучения.

Болометр состоит из оптической германиевой собирательной линзы, двух чувствительных (активного и компенсационного) элементов, встроенного усилителя, и представляет собой герметичную конструкцию, заключенную в собственный термостат, в котором в качестве нагрева тельного элемента используется позистор.

Герметизация внутренней полости капсулы обеспечивается резиновыми прокладками, а экранирование - стальными крышками. На передней панели капсулы установлен узел крепления болометра, а на задней - узел ввода сигнального кабеля.

Эти узлы для предотвращения нарушения герметичности капсулы снабжены резиновыми уплотнительными прокладками. Узел крепления болометра допускает установку его под углом или 34° или 44° относительно платформы напольной камеры.

Рис. 1.3. Болометр

В настоящее время уже изобретены и получили своё широкоеприменение аналоги болометров - ручные инфракрасныетермометры, которые применяются в случаях когда объект:

- удалён и труднодоступен;

- находится под напряжением;

- имеет быстроизменяющуюся температуру;

- не допускает прикосновения.

На железнодорожном транспорте такие измерители применяются машинистами в экстренных ситуациях, когда приборами безопасности зарегистрирован нагрев какой-либо части подвижной единицы в составе поезда и необходимо определить что именно и где нагрето.

Установка напольного оборудования:

На платформе установлены 4 амортизатора типа АП-2, на которые крепится плита приемной капсулы.

Напольная камера представляет собой сварную коробку с установленными внутри элементами системы обогрева, узла заслонки и узла контрольной лампочки. Корпус камеры крепится к платформе с помощью шарнирных опор и замка. Шарнирные соединения позволяют либо открыть камеру без отделения корпуса, либо полностью отделить корпус от платформы камеры. В верхней части передней стенки корпуса имеется входное окно, перекрываемое заслонкой при отсутствии поезда в зоне контроля. Внутри камеры закреплены два трубчатых электронагревателя, включенные в режим отдачи мощности около 140 Вт каждый. На боковых стенках корпуса имеется по четыре аэрационных окна с пылеулавливающими фильтрами. К потолку корпуса крепится кронштейн с датчиком температуры, в качестве, которого используется терморезистор.

Напольные камеры устанавливаются на специальных рамах с анкерными болтами. Рамы крепятся к фундаменту, заглубленному в призму железнодорожного полотна. Ориентирование камер производится с помощью ориентирного устройства, имитирующего проход буксы или ступицы колеса в точке контроля. Точка ориентации основной напольной камеры находится на расстоянии 520 мм над поверхностью катания рельса и на расстоянии 400 мм от внутренней грани головки рельса. Точка ориентации вспомогательной камеры находится, так же как и у основных камер, на высоте 520 мм от поверхности катания рельса внутри колеи, на расстоянии 100 мм от внутренней грани головки рельса. От каждой камеры в помещение для аппаратуры поступает один сигнальный экранированный кабель и один силовой кабель соединительные кабели от датчиков заводятся в две универсальные кабельные муфты. Из муфт сигналы от датчиков подаются по кабелю на клеммную колодку перегонной стойки и далее—в БУ

При прохождении каждой колёсной пары через напольное оборудование КТСМ, тепловое излучение от внутренней части буксового узла улавливается основной камерой комплекса и преобразуется в электронный импульс, который в дальнейшем подлежит обработке. Точка ориентации основной напольной камеры находится на расстоянии 520 мм над поверхностью катания рельса и на расстоянии 400 мм от внутренней грани головки рельса.