Состав автоматизированных систем контроля ходовых элементов грузового вагона (лекция № 5)

1. Лекция №5 Состав автоматизированных систем контроля ходовых элементов грузового вагона

1-Автоматизированная
система
контроля
подвижного
состава (АКСПС);
2- Пост акустического контроля (ПАК);
3 -Комплекс тепловой диагностики ПАУК;
4.- Пост акустического ультразвукового контроля (ПАУК11К)

2.

Автоматизированная система контроля подвижного
состава (АКСПС) включает:
1 - ЛПК (линейный пункт контроля, оснащённый аппаратурой КТСМ-01; 02);
2 - КИ-6 – концентратор информации;
3 - АРМ ЛПК – автоматизированное рабочее место линейного поста контроля;
4 - ЦКИ - центральный концентратор информации;
5 - Сервер БД – региональный (дорожный) сервер баз данных АСКПС;
6 - АРМ ЦПК – авт. рабочее место центрального поста контроля вагонного
оператора.
7 - АРМ ЦПК – авт. рабочее место дежурного инженера центрального поста
контроля.

3. Общий вид схемы размещения линейных пунктов контроля

4. Панель управления

(«Меню», «Печать», «Больные вагоны»),
(«Свернуть окно» и «Завершить работу»).

5.

6.

Расшифровка столбцов таблицы:
«Пункт» – название пункта контроля;
«Время» – время прохода последнего поезда за указанный период;
«Поездов» – количество реальных поездов проследовавших за указанный период,
включая:
«Гр.» – грузовые (поезд считается грузовым, если число вагонов вместе с числом
секций локомотивов больше 22);
«Пас» – пассажирские (поезд считается пассажирским, если число вагонов вместе с
числом секций локомотивов от 6 до 22);
«НП» - неправильный путь;
«Др.» - другие вагоны;
«Сбой КП» – со сбоем контрольной программы.
«Пкз» – с показаниями («больными подв.ед.»).
«Подвижных единиц» – количество «больных вагонов», включая по причине:
«Всего» – общее кол-во вагонов;
«Слн.» – солнца;
«Шк.» – шкива (у пассажирских вагонов);
«Лок» – локомотива;
«Трм.» – торможения;
«Влч.» – волочение.
«Подтв/Отц» – количество вагонов с подтвержденными показаниями, из них
количество отцепок, включая:
«Трв-0» – отцепленных по «Тревоге 0»;
«Трв-1» – отцепленных по «Тревоге 1»;
«Трв-2» – отцепленных по «Тревоге 2».

7. Звуковая сигнализация и речевой информатор РИ-1М

При проходе по пункту контроля вагонов с показаниями, превышающими
пороговые значения тревог срабатывает звуковая сигнализация.
Речевой информатор КТСМ-01Д по сигналу «ТРЕВОГА-1» обеспечивает
передачу машинисту следующую информацию «внимание машинист чётного с
запада по станции Петрушенко диск -» Предупреждение!»;
по сигналу «ТРЕВОГА-2» «внимание машинист чётного с запада по станции
Петрушенко диск – ТРЕВОГА– 2» и последующую передачу этих сообщений
машинисту локомотива и через блок выносного громкоговорителя (БВГ) ДСП для
контроля.
- Речевым сообщениям предшествует тональный сигнал частотой 1000 Гц,
длительностью 3,5 сек. Сообщение, включая тональный сигнал, повторяется
дважды.

8. Обязанности и порядок действий дежурного по станции

По сигналу «ТРЕВОГА-1», дежурный по станции обязан:
а) закрыть выходной сигнал;
б) сообщить машинисту поезда и поездному диспетчеру о необходимости
остановки на станции, указав:
- информацию о наличии в поезде неисправных вагонов и их количестве;
- вид неисправности;
- порядковый номер зафиксированной подвижной единицы, включая и
локомотив;
- сторону по ходу движения;
- порядковый номер оси (осей);
- уровень нагрева;
- общее число единиц подвижного состава;
информацию о наличии сбоев в счете вагонов;
получить подтверждение переданных данных;
- по полученным данным от машиниста, работника вагонного хозяйства
сверяет номер осмотренного вагона с натурным листом поезда;
в) предупредить последующие посты безопасности об усиленном контроле
за прохождением данного поезда.

9. Анализ причин разрушения буксового узда

Можно показать, что они происходят по двум причинам:
1 – вследствие интенсивного износа контактирующих между собой деталей
грузовых вагонов, который сопровождается изменением геометрических
параметров и снижением их прочностных свойств, (например износ
и
разрушение роликов, или сепараторов, др.);
2 - вследствие возникновения дефектов усталостного происхождения, которые
сопровождаются лавинообразным, ухудшением прочностных свойств изделия,
(например,
разрушение
внутреннего кольца).
буксового
узла,
вследствие
проворота
его

10. Основные недостатки комплексов типа КТСМ

Анализируя
выше
приведенные
материалы,
касающиеся
путей
совершенствования рассмотренных комплексов (КТСМ-01, КТСМ-02 и КТСМ-03),
видно, что они направлены на решение частных задач, (изменением углов
ориентации основных напольных камер к пути и к буксовому узлу, переходом от
аналоговых датчиков к микропроцессорным, (использованием охлаждаемого
приёмника ИК излучения в комплексе КТСМ-03).
Однако, существенным недостатком комплексов типа КТСМ заключается в
том, что оценка аварийности буксового узла производится по сигналу «Тревога –
2», когда его температура нагрева приблизилась к критическому значению
работоспособности (100 С и более), при этом наблюдается окончательное
разрушение буксового узла, и как следствие приводит к излому шейки колесной
пары, сползанию буксового узла с шейки оси колесной пары и т.д.

11. Горячий излом шейки оси

Рисунок
2.2–Горячий
излом
шейки
Горячая бу
В тех случаях,
когда температура
нагрева
буксовогооси.
узла приближается
к
критическому значению, возникает переход режима трения качения роликов со
смазкой в режим сухого трения скольжения, что сопровождается резким
нарастанием температуры в зоне трения, (более 200С в минуту)

12.

13. Перспективные методы диагностирования технического состояния буксового узла подвижного состава на ходу поезда

Специалистами ОАО «ГРЦ Макеева» совместно с коллегами из ОАО «НИИАС»
установили, что дефекты в буксовых узлах излучают шумы и вибрируют, которые
можно использовать для их диагностики на ранней стадии их развития, в том числе и
для предсказания характера их развития. Поскольку тепловые методы диагностирования
подвижного состава на ходу поезда выявляют критические состояния буксовых узлов. Поэтому
для обнаружения дефектов на зарождающейся стадии было предложено использовать шумы и
вибрации
от дефектов, возникающих в подшипниках буксовых узлов в
эксплуатации.
Это связано с тем, сто в процессе эксплуатации подшипников, поверхности дорожек качения (на внешних и внутренних кольцах), по которым перекатываются шарики
или ролики, повреждаются механически (вследствие проникновения на поверхности
качения )посторонних частиц или грязи).
Как нормальные, так и имеющие дефекты подшипники качения при вращении
излучают шум (т. е. имеет место акустическая эмиссия) и вибрируют. В результате
исследований характера вибраций подшипников с повреждениями дорожек качения и
показано, что измерения вибраций
повреждений буксовых узлов.
применимы
для
диагностики

14. Схема испытательной машины для исследования подшипников

15. Результаты эксперимента с роликовыми подшипниками

16. Пост акустического контроля (ПАК)

В состав системы ПАК входит:
- напольное оборудование, включающее измерительные микрофоны с
предусилителями, установленные в антивандальных и тепло влагозащищённых
корпусах, которые размещены вблизи железнодорожного полотна;
постовое оборудование, размещенное в помещении, включающее согласующую
аппаратуру, систему сбора и обработки акустической информации, систему управления
климатом и положением защитных шторок;
- программное обеспечение, включая алгоритм работы и контроля всей системы.
Система измерения акустического шума представляет готовый набор стандартных
средств измерения, производимой фирмой «Брюль и Къер» и включает
- измерительные микрофоны 4938А-01 – 12 штук;
- предварительные усилители, микрофонные 2670 – 12 штук;
- кондиционирующие усилители NTXUS 2690A – OS4 – 3 штуки.

17. Общий вид расположения напольного оборудования системы ПАК

18. Схема расположения системы ПАК на контрольном участке

19.

Схема обнаружения дефекта системой ранней диагностики (ПАК) и
путь его передачи на КТСМ.
• Анализируя звуковой сигнал, электронная аппаратура автоматически
выявляет дефекты в буксах и классифицирует их, передавая данные о
состоянии колёсной пары в диспетчерский центр пункта технического
осмотра вагонов. В зависимости от характера и степени развития
выявленного дефекта оператор решает, отцеплять вагон в ремонт или
нет. В настоящее время разработана единая база дефектных вагонов,
которая позволяет следить за тенденцией развития дефектов буксовых
узлов по всему маршруту их следования для организации планирования
технического обслуживания буксовых узлов не по пробегу, а по
фактическому состоянию

20. Общий вид отчета по работе ПАК

21.

22. Переход от относительных методов измерения температур к абсолютным методам измерения

Новые средства диагностики расширяют возможности и дополняют, но не заменяют широко
применяемые в большинстве стран системы теплового контроля буксовых узлов и заклиненных
неисправными тормозами колес. Дальнейшее развитие систем температурного контроля (таких, как
многофункциональный комплекс КТСМ-02), повышение их эффективности, предусматривает
переход от относительных методов измерения температур к абсолютным методам
измерения с идентификацией типа буксового. Это можно достичь при использовании точного
бесконтактного измерения температуры перегрева измерительными датчиками теплового
излучения (ИДТИ). Созданный на заводе «Сапфир» трехэлементный датчик (сплав кадмийртуть-теллур) позволяет измерять в широком диапазоне абсолютное значение температур нагрева
букс .

23. Трехэлементный датчик (сплав кадмий-ртуть-теллур) и тепловые поля колесных узлов вагона

24. Комплекс тепловой диагностики колесных пар (thermocam «ПАУК

Тепловизоры находят все большее применение в технике. которые позволяют
фиксировать изменение температуры до 0,01 °С,. Такой телевизор позволяет получать
количественные значения температур в любой точке изображения, оценивать средние
температуры по площади размером 320×240, осуществляет автоматическую
коррекцию фона поверхности объекта,при скорости движения поездов до 30 км/ч.
Сотрудниками Ростовского государственного университета путей сообщения,
разработан автоматизированный диагностический комплекс (thermocam «ПАУК»),
который позволяет определять следующие виды неисправностей:
- наличие трещин и концентраторов напряжений дисков колес;
- соотношение сил тормозного нажатия колесных пар;
наличие греющихся буковых узлов;
- заторможенных колесных пар;
- неравномерного проката;
- наличие неисправной работы колеса возникающей из-за разницы диаметров
колесных пар на тележке или в результате наличие зазоров в скользунах и др.

25. Схема работы автоматизированного комплекса тепловой диагностики колесных пар

Перегонное оборудование комплекса включает два выносных модуля (левого и правого
каналов.
Станционное оборудование включает: Пункт тепловой диагностики;- два компьютера;
один цветной принтер; два источника бесперебойного питания и специализированное
программное обеспечение.
.

26.

Основное отличие комплекса (thermocam «ПАУК») от других средств теплового
контроля состоит в том, что измерение температуры проводится не в точке, а в
окне размером 320×240 при скорости движения поездов до 30 км/ч.

27.

Комплекс (thermocam «ПАУК») позволяет:
- обнаруживать температурную структуру для всего подвагонного пространства
грузового поезда:
- определять неисправную работу узла на ранней стадии ее развития исходя из
того, что зарождение неисправностей характеризуется своей температурной
структурой.
•Таким образом, комплекс ПАУК позволяет проводить упреждающий контроль
ходовых частей грузовых вагонов на ходу поезда, что обеспечивает надежную и
безопасную эксплуатацию грузового подвижного состава за счет непрерывного
слежения за его техническим состоянием.

28. Комплекс ультразвукового контроля (ПАУК-11К)

• Пост (ПАУК-11К) предназначен для контроля буксовых узлов и
положения колесных пар тележки подвижного состава железных дорога, а
также для мониторинга и диагностики технического состояния поверхности
катания колесных пар. В этом комплексе использованы пьезоэлектрические датчики,
которые присоединяются к рельсам с помощью магнитов, и с помощью отражённых
ультразвуковых импульсов (по принципу аппарата УЗИ) получают данные о дефектах
колёсных пар непосредственно во время прохождения вагонов над датчиками.
Комплекс, также оснащён видеокамерами, которые снимают вагон в момент
обнаружения дефекта колёсных пар. и способен заранее прогнозировать появление
дефектов – (в среднем за 300 км пробега до момента их возникновения). Поэтому его
рекомендуют устанавливать перед сортировочными станциями, а также, на концах
гарантийных плеч, что позволит исключить срывы сроков проведения текущего
ремонта.
За 49 дней система выявила дефекты поверхности катания у 782 из 3352
протестированных колёсных пар (23,3%), из них с выщербинами – 443 пары
(56,6%). Недопустимые дефекты поверхности выявлены у 95 колёсных пар
(12,1%). Все эти дефекты подтвердились при визуальном осмотре. В итоге
было отцеплено 89 (10,6%) вагонов.

29. Прогностическая система «ПАУК – 11к»

Пост акустического ультразвукового контроля (ПАУК-11К) буксовых узлов и положения
колесных пар тележки подвижного состава, а также для мониторинга и диагностики
технического состояния поверхности катания колесных пар подвижного состава железных
дорог, автоматизированного формирования баз данных и рекомендаций по
эксплуатационным режимам и необходимому сервисному обслуживанию).

30. Пост акустического ультразвукового контроля технического состояния колесных пар – ПАУК-11К

31. Контрольные вопросы

1- Перечислите задачи, которые должны решаться в рамках (АСК ПС):
- вагонным оператором; и дежурным инженером центрального поста
контроля.
2 – Объясните назначение речевого информатора. входящего в состав АСК
ПС
3 - Перечислите основное отличие комплекса (ПАУК-11К) «Пост
акустического ультразвукового контроля» от других средств контроля

32. Непрерывный контроль технического состояния грузового подвижного состава на ходу поезда

Для обеспечения непрерывного контроля технического состояния грузового
подвижного состава на ходу поезда прежде необходимо разработать метод получения и
электрической энергии, на грузовом вагонеВ США была разработана система
спутникового мониторинга грузовых вагонов типа Waggon Tracker, которая
вырабатывает электрическую энергию в буксовом узле по принципу генератора. Общий
вид системы и порядок расположение блоков встроенной в корпусе буксового узла
показан на (рис. 4.47) (а) и (б) соответственно. Данная система работает следующим
образом. В корпусе буксового узла вагона монтируется электронное устройство (рис.
4.47) с GPS приемником и четырех диапазонным GSM модемом, а также GPS антенна,
GSM антенна и бесконтактный генератор, который приводится во вращение от оси
колесной пары. Во время движения аккумуляторная батарея подзаряжается от
генератора системы. Благодаря этому аппаратура системы GPS/GPRS может
функционировать непрерывно, например, предоставляя данные о местонахождении
конкретного вагона, например через каждые 10 мин. Причем на всем протяжении
движения грузового поезда аккумуляторная батарея питается и подзаряжается от
генератора, состоящего из ротора и статора.

33.

Общий вид системы Waggon Tracker а). порядок расположение блоков
встроенной в корпусе буксового узла б): 1 и 2- ротор и статор генератора; 3- GPS
приемник и четырех-диапазонным GSM модемом, включающие GPS и GSM
антенны, 4 - аккумуляторная батарея и электронная аппаратура

34.

Контроллер
Инвертер
Аккумулятор
Солнечная
Применение солнечных батарей на вагоне вКитае

35. Схема устройства электропитания для диагностирования технического состояния грузового вагона

36.

В настоящее время на грузовых вагонах для регулирования силы нажатия
колодок используется авторежим 3, представленный на рис. 4.50. Для его
работы предусмотрена балочка 7, жестко закрепленная на боковых рамах 2
тележки

37. Автоматизированная система коммерческого осмотра поездов и вагонов (АСКО ПВ

Она обеспечивает:
– видеоконтроль состояния вагонов и грузов составов, проходящих в зоне
наблюдения, формируемой тремя телевизионными камерами;
– отображение видеоинформации на экране монитора оператора службы
безопасности транспортной службы;
– регистрацию событий, происходящих в секторах обзора телевизионных
камер с возможностью последующего просмотра записанной информации на
экране монитора;
– контроль габаритов подвижного состава с помощью девяти датчиков
негабаритности груза (ДНГ), двух датчиков счета вагонов (ДСВ) и одного датчик
начала состава (ДНС);
– световую индикацию срабатывания каждого ДНГ и ДСВ;
– звуковую сигнализацию при срабатывании любого ДНГ;
– контроль состояния кабельных линий связи;
– контроль работоспособности датчиков.
– создание видеоархивов.

38. Электронные ворота системы АСКО ПВ- М

(АСКО ПВ- М) имеет ряд дополнительных функций:
– автоматическое распознавание инвентарных номеров вагонов;
– контроль наличия остатков грузов в цистернах и вагонах закрытого типа;
– контроль уровня налива цистерн;
– взвешивание вагонов в движении,
– автоматическое считывание информации о номере вагона и состоянии электронномеханического устройства с электронной пломбы.

39. Электронные ворота системы АСКО ПВ- М

дополнительные функции:
– автоматическое
распознавание инвентарных
номеров вагонов;
– контроль наличия остатков
грузов в цистернах и вагонах
закрытого типа;
– контроль уровня налива
цистерн;
–считывание состояния
электронной пломбы;
взвешивание вагонов в
движении.

40. Отображение информации в режиме "ПОЛИЭКРАН"

Отображение информации в режиме
"ПОЛИЭКРАН"

41. Дистанционный контроль загрузки вагонов

42. Дистанционный контроль состояния запорно-пломбировочного устройства

Дистанционный контроль состояния запорнопломбировочного устройства

43. Система взвешивания вагонов на ходу поезда