CC BY
43
УДК 625.143
В.В. Щербаков, В.Н. Васёха, Д.А. Неверов СГУПС, Новосибирск
АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС «ВОЛНА»
Металл головки рельсов при работе их в пути под воздействием колес подвижного состава подвергается деформации (износ, смятие и т. д.) на поверхности и внутри головки появляются дефекты, в основном контактно -усталостного происхождения, развитие которых может привести к излому рельса.
Известно, что шлифование рельсов позволяет решать эти проблемы. Применение РШП (рельсошлифовальных поездов) позволяет:
- Увеличить срок службы рельса за счет периодического восстановления его головки,
- Увеличить скорость движения благодаря качеству продольного профиля,
- Увеличить межремонтный ресурс подвижного состава из-за уменьшения динамических нагрузок,
- Снижения затрат на электроэнергию (топливо) в связи с уменьшением сопротивления движения поездов,
- Снижение шума и соответственно улучшения экологических показателей.
Эффективность применения РШП с учетом решаемых задач является высокой, при этом и стоимость работ по шлифовке рельсов высокая, поэтому требования к исходным данным для выполнения шлифовки имеет первостепенное значение как с точки зрения эффективного планирования работ, так и качества шлифовки. Не достоверные данные могут ухудшить состояния рельсов, что при больших затратах на проведение работ. В настоящее время в РФ нет системы автоматизированной оценки состояния пути по параметру волнообразный износ по аналогии с оценкой состояния рельсовой колеи по геометрическим параметрам. Поэтому планирование выполняется в соответствии с зависимостью волнообразного износа от пропущенного тоннажа / Профильная обработка рельсов шлифовальными поездами с активными рабочими органами под редакцией д.т.н. В.Г.Альбрехта/. Результаты исследований СГУПС и ЗСЖД на 22 экспериментальных участках полученные в 2005-2006 году на сети ЗСЖД показали, что применение зависимости волнообразного износа от пропущенного тоннажа в среднем соответствует фактической динамике изменения параметров волноизноса, при этом на различных участках динамика может отличаться в два раза. Для максимального эффективного использования РШП необходимо планирование работ выполнять только по фактическим данным. Кроме того, качество шлифовки должно оцениваться в полном объёме в соответствии с планируемыми показателями и заданием на шлифовку. Для решения имеющейся проблемы получения достоверных исходных данных о волнообразном износе рельсов предлагается
использовать АПК «Волна» разработанный и изготовленный в СГУПС в 2005году. АПК прошёл испытание на дефектоскопах путеизмерителях КВЛП и ЦНИИ-4. В настоящее время АПК «Волна» установлен и работает на ЦНИИ-4. АПК «Волна» не связан с оборудованием вагона - путеизмерителя и работает автономно. Рабочая скорость АПК «Волна» составляет 120км/ч, погрешность определения глубины волны (неровности) до 0,02 мм., в диапазоне длин волн от 3см до 300 см, диапазон может изменяться через каждые 3см, и составлять 3,6,9,12, и т. д. до300 см., принцип работы АПК «Волна» существенно отличается от других известных измерительных средств. Впервые в практике оценки волнообразного износа рельсов применены геодезические методы, определение высотных отметок через 1 см пути. В основе работы АПК лежит запатентованный координатный способ. Структурная схема АПК «Волна» приведена на рис. 1.
ка
блок управления №1
сканер №1
ка
глонасс (ОРЭ)
компьютер
контроллер
ка
блок управления №2
сканер №2
Рис. 1. Структурная схема АПК «Волна»
АПК «Волна» имеет 2 режима работы:
1. «Калибровка».
2. «Рабочий режим».
В режиме «Калибровка устанавливаются масштабные коэффициенты для сканеров с помощью шаблона. В рабочем режиме определяются непосредственно параметры волнообразного износа рельсов. Обработка данных, включая визуализацию, построение графиков и таблиц выполняется после записи файла измерений. Пример обработки данных смотрим на рис. 2, 3. АПК «Волна» работает в геодезической и линейной системе координат. Отчётные документы, включая графики и таблицы предназначенные для РШП и других структур ОАО «РЖД» имеют линейные координаты.
Кодировка объектов вдоль пути (пространственные данные) осуществляется в геодезической системе координат. Эти данные не предназначены для каких-либо пользователей кроме непосредственно программы управления АПК «Волна». Геодезические координаты позволяют сравнивать данные полученные из нескольких циклов измерений, например до шлифовки и после шлифовки рельсов без каких-либо дополнительных расчётов обеспечивающих единство измерений.
53067 Нэк г5!~ Чж 5К73 ЗЕК Н» 56СГ5 СТ65 Нж 53055 5Э06е Чэк ДОГОГА Н«р \ »6<о ' 1ц«пвич СИротв >см&«>о. - Цгрепасю ЭЗрете ой<х> Чсрепмжо СИрвпе - - т- ее Ч юй<о - Чфепмжо Обе«*« » ] К—« ]■■—*л I А 5ЮОО 5ГЗЭЭ ОСР 2215 0105 181Т -Ч 5ЭССЮ 53999 ЦВ_8085 8083 65« © вер 1 щ 52000 52999 шГ «14« «113 «Л< —-1 —-' 51 ООО 51999 007 6193 3096 • Ьня у 1 ■ В^^И^П ДЯР • ¡5^363 [1000 «ОСО *Э999 0322 3 086 6102 0367 ^ {к Отойраэю»
X 35 3« — 33 33 31 • 30 39 .....*---- 36 -г ! ! д. 1 " 1 " Р 17 1 " « 13 1 ■ I 10 & & 7 .....1 - -
5 3 1 12 .......... м .....— § об ! -06 .......
Л 2 .....- 57100 $7?» 57300 57 250 5 300 57 3! 50 57 «О 57 450 571 500 57 550 57600 57650 57 700 57 750 57600 57950 57 ЭОС 57 960 58 000 58 050
Рис. 2. Графическое изображение высоты волны на перегоне Новосибирск-
Черепаново км 57-км 58
Рис. 3. Графическое изображение высоты волны на перегоне Новосибирск-
Черепаново км 36 - км 37
Таким образом результаты испытаний АПК «Волна» подтверждают преимущества геодезических методов диагностики по отношению к механическим, основанных на создании опорной плоскости на заданной базе и изменения неровностей.
© В.В. Щербаков, В.Н. Васёха, Д.А. Неверов, 2007
