Файл: Основы технического.pdf

209
Количество тепла, излучаемое стенкой буксы, в общем случае определя- ется зависимостью
)
(
4 4
н
t
T
A
W
−
=
δ
σε
, где
А
– площадь поверхности, излучающей тепло;
σ
– постоянная Стефана (5,6688 · 10
-8
Вт/ м
2
· К);
ε
– средний коэффициент излучения или степень черноты излучающей поверхности.
Излучение зависит также от шероховатости поверхности. Длительность теплового импульса определяется размерами буксы и скоростью движения
ν
τ
δ
l
=
где
l
б
– расстояние между началом и концом осмотра буксы (зона обзора буксы оптической системой);
V
– скорость движения.
Поэтому тепловые сигналы от букс характеризуются существенным рас- сеиванием.
Выбор порогового значения температуры стенки корпуса буксы осложня- ется тем, что дифференциальные функции распределения вероятностей диагно- стических признаков (температуры стенки корпусов букс) для исправных и не- исправных букс частично пересекаются. Поэтому при выборе порогового зна- чения с минимальной величиной дифференциальной функции распределения температуры неисправных букс приводит к значительному количеству ложных показаний. Рекомендуемые температуры настройки аппаратуры должны уточ- няться в соответствии с данными учета работы аппаратуры на конкретных уча- стках.
В соответствии с изложенными выше особенностями алгоритм диагно- стирования букс имеет вид, приведенный на рис. 9.6
В системах теплового контроля букс предусматривается сигнал для опе- ратора в случае повышения температуры буксы выше определенного уровня, который установлен ниже порогового значения. Появление такого сигнала ука- зывает на необходимость организовать проверку буксы.
В соответствии с требованиями инструктивных указаний З-ЦВРК буксы колесных пар, выкатываемых по нагреву букс по показаниям аппаратуры теп- лового контроля букс, подвергаются полной ревизии. При выкатке таких колес- ных пар на колесах следует наносить надпись «Аварийная ПОНАБ».

210
Рис. 9.6. Алгоритм диагностирования букс в движущихся поездах методом теплового контроля (измеряют температуру стенки корпуса бук- сы):
Т
б
– абсолютная температура стенки корпуса буксы;
t
н
– температура воздуха;
t
п
– пороговое значение температуры буксы;
t
б
– температура буксы при температуре воздуха 0
о
С;
N
i
– порядковый номер контролируемой буксы в составе;
Δ
t
– разница между измеренным и пороговым значением температуры буксы
В процессе использования аппаратуры необходимо учитывать ряд допол- нительных обстоятельств, в частности:
- при существенном изменении среднесуточной температуры воздуха на
15
°С (в соответствии с НТД) должна производится калибровка аппаратуры;
- вероятность появления перегревшейся буксы – редкое событие (для од- ного контрольного поста около 1·10
-7
), в результате увеличивается вероятность ошибок распознавания, так как пороговое значение аппаратуры устанавливает- ся постоянным.
Настройка аппаратуры (выбор порогового значения) производится с уче- том статистических данных по контрольному посту (распределение количества пропуска перегревшихся букс и количества ложных показаний).

211
Современная аппаратура настраивается по условным уровням. Так, 13-15 уровни соответствуют температуре шейки оси 80-89
º
С, 17-19 уровень – 100-
119
º
; 27-30 – 100-179
º
С. Пороговые значения устанавливаются приказом на- чальника службы вагонного хозяйства. Техническое обслуживание, настройку и калибровку аппаратуры выполняют электромеханики дистанций сигнализа- ции и связи.
Аппаратура выдает оператору сигналы «Тревога 1», требующий останов- ки поезда на станции, и «Тревога 2» (опасный нагрев), требующий немедлен- ной остановки. В случае высокого нагрева машинисту следует плавно умень- шить скорость, так как резкое торможение может привести к излому шейки оси перегревшейся буксы.
Аппаратура теплового контроля букс используется также на подходах к сортировочным станциям для выявления неисправных букс на ранней стадии нагрева. В этом случае регистратор устанавливается в помещении оператора парка прибытия, который в случае получения информации о буксах с повы- шенной температурой нагрева, сообщает по громкоговорящей двухсторонней связи или по радио осмотрщикам вагонов порядковый номер вагона в составе.
Регистратор аппаратуры выдает информацию оператору цифровым бук- венным кодом на бумажной ленте.
Получила распространение автоматизированная система слежения за температурой букс в поездах в переделах одного или нескольких диспетчерских участков – АСКПС (автоматизированная система контроля подвижного соста- ва). Эта система подробнее рассмотрена в разделе 9.4.
Выбор станции для размещения аппаратуры предварительно производят работники вагонного хозяйства (депо, НОДВ, В). Место для установки пере- гонного оборудования выбирается совместно с работниками дистанций пути, сигнализации и связи.
Электропитание аппаратуры предусмотрено от высоковольтной линии автоблокировки, а в качестве канала технологической аппаратуры со станцией используют проводные телефонные линии.
Работники вагонного хозяйства (оператор) ведут учетную документацию: журнал формы ВУ-100 с записью показаний регистратора по всем контроли- руемым поездам и журнал формы ДУ-46 регистрации случаев выключения ап- паратуры.
В случаях пропуска вагонов, с перегревшимися буксами, а также в слу- чаях нарушений безопасности движения из-за неисправностей букс, (на рас- стоянии до 10 км от напольных устройств) производится комиссионное слу- жебное расследование, регламентированное технической документацией [20].
В состав комплексной аппаратуры ДИСК-БКВ включается аппаратура для выявления дефектов колес по кругу катания: ползунов, навара металла на ободе, неравномерного проката, т.е. дефектов, производящих ударные импуль- сы (удары о рельс) при качении. Используется принцип измерения виброуско- рений механических колебаний рельса с помощью пьезоэлектрических акселе- рометров, (ускорениемеров) размещаемых на рельсах.

212
Выпускается аппаратура ДИСК-К, являющаяся подсистемой ДИСК-БКВ.
Подсистема ДИСК-К не может использоваться самостоятельно и подключается к основной подсистеме ДИСК-Б.
Аппаратура ДИСК-К размещается на том же участке пути, где ДИСК-Б
(см.рис 9.4.). На протяжении развертки круга катания колеса на рельсы, к шей- ке рельса крепятся с каждой стороны по три пьезоэлектрических преобразова- теля.
В процессе качения колесной пары по участку контроля дефекты колеса производят ударные импульсы (удары) о рельс. Поэтому скорость движения поезда через зону контроля должна быть достаточно высокой (60 км/ч). В ре- зультате удара в рельсе возбуждаются механические затухающие колебания, которые сообщаются с измерительным преобразователем. Для измерения виб- роускорений используется прямой пьезоэлектрический эффект – поляризация диэлектрика под действием механических напряжений. При изменении направ- ления напряжений (сжатие, растяжение) знак заряда на поверхности диэлектри- ка меняется на обратный. В качестве чувствительного элемента наиболее часто используют титанат бария или титанат- цирконат свинца.
Основными характеристиками пьезоакселерометра являются резонансная частота колебаний и коэффициент преобразования. Для аппаратуры ДИСК-К используют преобразователь 1 ПА 6 с резонансной частотой 50 кГц и коэффи- циентом преобразования 2-4 мВ/м/с
2
На рис 9.7. приведена схема пьезоэлектрического преобразователя.
В состав ДИСК-БК можно включать аппаратуру ДИСК-В для выявления т.н. волочащихся частей вагона, точнее – для выявления деталей вагона, выхо- дящих за габарит подвижного состава в нижней части ( за нижнюю линию пре- дельного поперечного очертания). Используется контактное устройство, пред- ставляющее подпружиненные стальные пластины, установленные поперек оси пути на высоте нижней части габарита подвижного состава. Пластины включе- ны в магнитопровод намагничивающих и сигнальных катушек. В случае удара в пластину магнитопровод размыкается и формируется сигнал.
Аппаратура ДИСК-В размещается на участке контроля аппаратуры
ДИСК-Б.

213
Рис. 9.7. Схема пьезоакселерометра:
1 – пьезоэлемент; 2 – инерционная масса (груз); 3 – электроды
(металлические покрытия на поверхностях пьезоэлемента); 4 – корпус;
5 – протектор; Ц.Т. – центр тяжести груза
Для включения в комплексное диагностическое устройство ДИСК разра- ботана аппаратура (подсистема) выявления заторможенных колес (ДИСК-Т).
Основана на измерении температуры ободов колес по инфракрасному излуче- нию. Использование ДИСК-Т возможно только при подключении к основной подсистеме ДИСК-Б.
Для аппаратуры ДИСК2 разработаны также подсистемы ДИСК2-К:
ДИСК2-В; ДИСК2-Т, аналогичные соответствующим подсистемам ДИСК.
Дополнительно для аппаратуры ДИСК2 используют подсистемы:
ДИСК2-Г; ДИСК2-З. Первая предназначена для выявления отклонений габари- та подвижного состава в верхней части. Используется оптическое устройство.
Второе предназначено для выявления перегруза вагона, точнее нагрузки от ко- лес на рельсы более допускаемой, с помощью тензорезисторов, устанавливае- мых на рельсах.
Комплексы аппаратуры ДИСК-БКВТ или с включением отдельных под- систем, типа ДИСК-БК; ДИСК2- БКВТГЗ или типа ДИСК2 – БК не получили широкого распространения.
При автономном использовании аппаратуры ДИСК-БКВ информация о результатах контроля проходящего поезда выдается на бумажной ленте цифро- печатающим устройством. Указывается номер поезда, в случае выявления де- фекта – порядковый номер вагона и сторона поезда.

214
После прохода поезда автоматически проверяется исправность аппарату- ры. Регистратор в случае обнаружения дефекта выдает также звуковую и свето- вую сигнализацию.
Для контроля схода подвижного состава перед станциями на расстоянии
1,5 км от входного светофора устанавливается аппаратура контроля схода под- вижного состава (УКСПС). При выявлении схода сигнал поступает дежурному по станции. Действие этой аппаратуры основано на размыкании электрической цепи контактного устройства.
Системы ДИСК-БКВ-Ц, ДИСК-БКВ-ЦО включают подсистемы центра- лизации информации с нескольких постов контроля на центральный пост для организации слежения за изменением технического состояния подвижного со- става на участках пути сравнительно большой протяженности (в пределах дис- петчерских участков).
9.4. Автоматизированная система контроля подвижного состава
В 80-х гг. Уральским отделением ВНИИЖТ была разработана система централизации контрольной аппаратуры ДИСК-БКВ-Ц. Система объединяет несколько пунктов контроля на промежуточных станциях с центральным по- стом на ПТО сортировочной станции или в отделении дороги. На линейных пунктах нет операторов и все поезда, проходящие через контрольные пункты, контролирует оператор центрального поста.
Эта система не получила распространения. Позднее разработаны анало- гичные автоматизированные системы, объединяющие контрольные посты, обо- рудованные аппаратурой ДИСК-Б, ДИСК2-Б, КТСМ. На Горьковской ж.д. раз- работана система РИСК-Т (распределенная информационная система контроля
– транспортная), на Свердловской дороге -автоматизированная система кон- троля подвижного состава – АСКПС.
Система может включать до 25 контрольных постов на протяжении более
200 км. В 2003-2004 гг. на Свердловской ж.д. АСКПС, размещенные на главном ходу на отделениях дороги: Пермском, Свердловском, Тюменском объединены в одну систему.
После организации центра управления перевозками (ЦУП) на Свердлов- ской дороге вся информация о техническом состоянии вагонов, проходящих в поездах через контрольные посты, сосредоточена у оператора ЦУП.
На участках, не оборудованных диспетчерской централизацией, оператор
АСКПС принимает решение об остановке поезда по показаниям аппаратуры (на видиомониторе) и передает указание об остановке поезда дежурному по стан- ции, следующей после контрольного поста. На участках с диспетчерской цен- трализацией оператор АСКПС передает решение об остановке поезда поездно- му диспетчеру.

215
На рис. 9.8. приведена схема размещения контрольных постов (линейных пунктов контроля) аппаратуры ДИСК-БКВ-Ц (аналог АСКПС) на централизо- ванном участке.
Рис. 9.8. Схема размещения АСКПС на централизованном участке: КП1-
КП3 – контрольные посты (на промежуточных станциях); ЦПК- центральный пост контроля; СО- станционное оборудование; ОЦ- обору- дование централизации, ОЦП- оборудование центрального поста
На контрольных постах размещена аппаратура теплового контроля букс
(см. раздел 9.3).
Контрольные посты связаны с центральным постом контроля каналами связи. Центральный пост контроля оборудован автоматическим рабочим ме- стом (АРМ ЦПК).
АСКПС обеспечивает:
- автоматический ввод и передачу по каналам связи в АРМ ЦПК инфор- мации о проконтролированных аппаратурой поездах;
- ввод и передачу по каналам связи графикового номера проконтролиро- ванного поезда;
- отражение на экране видеомонитора поступившей информации – срав- нение тепловых уровней букс с заданными пороговыми значениями «кон- троль», «внимание», «останов» и включение световой и звуковой сигнализации при превышении этих значений;
- накопление поступившей информации, просмотр оператором информа- ции о проконтролированных поездах за текущие и прошедшие сутки, распечат- ку информации по выбору оператора;
- автоматический контроль комплекса технических средств и каналов свя- зи с выводом на канал видеомонитора аварийных сообщений.
Оператор ЦПК работает в соответствии с технологической инструкцией, разработанной для конкретного участка. Общие обязанности оператора ЦПК перечислены ниже.

216 1. Следить в течение смены за информацией в режиме «больные вагоны».
2. При появлении вагона с уровнем нагрева, соответствующим пороговым значениям «контроль», «внимание» запросить номер поезда, передать сообще- ние на ближайший ПТО на этом направлении и следить за уровнем нагрева буксы при проходе поезда через следующие КП.
3. При появлении уровня «останов» сообщить информацию ДСП станции, ближайшей по направлению движения поезда, для остановки поезда и осмотра буксы.
Информация о неисправных вагонах, поступившая с КП, автоматически заносится в базу данных о неисправных вагонах.
Для учета неисправных вагонов в АРМ ЦПК используется режим «жур- нал оператора». На каждый неисправный вагон оператор формирует карту не- исправного (больного) вагона, включающую данные, необходимые для после- дующего служебного расследования случая нагрева буксы.
Информация в карту неисправного вагона заносится по результатам ос- мотра букс на промежуточной станции и на ПТО.
4. Проводить циклический опрос состояния КП с целью проверки работо- способности комплекса технических средств и каналов связи (в случае обнару- жения отказов на экране видеомонитора появляются аварийные сообщения).
Если на промежуточной станции нет осмотрщиков вагонов, то осмотр букс возложен на локомотивную бригаду.
На участках с диспетчерской централизацией или для станции, где нет
ДСП, информация оператора ЦПК передается поездному диспетчеру.
В случае отказа аппаратуры на КП оператор сообщает об этом дежурному электромеханику, диспетчеру связи и сменному мастеру ПТО, куда прибывает поезд.
Уровни настройки аппаратуры по каждому КП, соответствующие сигна- лам «контроль», «внимание», «останов», устанавливаются руководством вагон- ного депо по согласованию с НОДВ и службой вагонного хозяйства.
Операторы ЦПК АСКПС – это работники вагонного хозяйства. Они должны быть обучены работе на АРМ ЦПК, знать принципы устройства и пра- вила эксплуатации аппаратуры ДИСК-БКВ, знать конструкцию вагонов, неис- правности вагонов, должны знать и быть испытаны в знании ПТЭ, инструкции по движению поездов и маневровой работе, инструкции по сигнализации, инст- рукции осмотрщику вагонов, инструкции по размещению, установки и эксплуа- тации средств автоматического контроля технического состояния подвижного состава на ходу поезда, местной инструкции по эксплуатации аппаратуры кон- троля за состоянием подвижного состава в пути следования поездов на участке контроля или централизованном участке контроля.
Основную роль в успешном использовании аппаратуры теплового кон- троля букс играет выбор пороговых значений температуры нагрева шейки оси:
«Тревога О», «Тревога 1», «Тревога 2» или в АСКПС «контроль», «внимание»,
«останов». В НТД по тепловому контролю букс для определения пороговых букс для определения пороговых значений при калибровке и настройке аппара-