PL219362B1 - Urządzenie do badania sprzężenia ciernego koła z szyną - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do badania sprzężenia ciernego koła z szyną, zwłaszcza do badania stanu nawierzchni torowiska.

Stan nawierzchni torowiska warunkuje pracę kół lokomotyw szynowych stosowanych w górnictwie podziemnym, zwłaszcza pracujących pod obciążeniem, na upadach. Układy hamulcowe tych pojazdów, zwłaszcza hamulec awaryjny działają dwustopniowo, przy czym hamowanie generuje maksymalny moment hamujący. W przypadku torowisk zaolejonych, gdzie współczynnik tarcia pomiędzy kołem a szyną jest zmniejszony, następuje niekorzystny stan zerwania przyczepności, czego konsekwencją jest poślizg i wydłużenie drogi hamowania.

Znane są rozwiązania urządzenia do badania sprzężenia ciernego koła z szyną, które wykorzystuje przetwornik indukcyjny (lub optyczny) do pomiaru prędkości obrotowej, zainstalowany na osi zestawu kołowego. Po rozpoczęciu procesu hamowania, układ elektroniczny śledzi zmiany prędkości obrotowej osi zestawu kołowego i w przypadku gwałtownego (nienaturalnego) zahamowania, mogącego świadczyć o zablokowaniu kół przesyła informację do nadrzędnego układu hamulcowego w celu ich chwilowego odhamowania. Proces powtarzany jest, w zależności od stanu nawierzchni, do momentu całkowitego zatrzymania maszyny. Opisany układ pomiaru prędkości obrotowej i sterowania układem hamulcowym stosowany jest w pojazdach samochodowych tzw. system ABS.

Znane są również rozwiązania urządzenia do badania sprzężenia ciernego koła z szyną, które bazuje na pomiarze prędkości obrotowej dowolnej osi zestawu kołowego za pośrednictwem przetwornika wykonanego na bazie perforowanej tarczy. Tarcza ta sprzężona jest z zasilanym częstotliwościowo przetwornikiem indukcyjnym. Zastosowanie perforowanej tarczy daje możliwość uzyskania większej rozdzielczości oraz większej dynamiki pomiaru prędkości. W momencie rozpoczęcia hamowania informacja o prędkości analizowana jest przez nadrzędny system sterowania hamulcem. W przypadku nagłej utraty prędkości zestawu kołowego, spowodowanej przez jego poślizg, nadrzędny układ hamulcowy dokonuje chwilowego odhamowania zablokowanego zestawu. Opisywany proces powtarzany jest w zależności od stanu nawierzchni do momentu całkowitego zatrzymania maszyny.

Urządzenie do badania sprzężenia ciernego koła z szyną, zwłaszcza do badania stanu nawierzchni torowiska z obrotową tarczą z bieżnią na której na amortyzowanym ramieniu umieszczone jest koło śledzące ze sprężyną i śrubą dociskową, charakteryzuje się tym, że koło śledzące połączone jest osiowo z enkoderem inkrementalnym, a na powierzchni bieżni obrotowej tarczy znajduje się substancja poślizgowa oddzielająca częściowo bieżnię obrotowej tarczy od koła śledzącego.

Obrotowa tarcza połączona jest z silnikiem elektrycznym o regulowanej prędkości obrotowej.

Na powierzchni bocznej obrotowej tarczy umieszczony jest znacznik, który współpracuje z umieszczonym nieruchomo przetwornikiem indukcyjnym.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat ideowy urządzenia w układzie z tarczą symulującą torowisko, a fig. 2, przedstawia urządzenie z wersją do badania sprzężenia ciernego koła z klasyczną szyną.

Na obrotowej tarczy 1 z bieżnią 2 znajduje się koło śledzące 3, które jest umieszczone na amortyzowanym ramieniu 4. Koło śledzące 3 dociskane jest do obrotowej tarczy 1 sprężyną 5 oraz jest połączone osiowo z ekonderem inkrementalnym 6. Na powierzchni bieżni 2 znajduje się substancja poślizgowa 7 do zmniejszenia tarcia koła śledzącego 3 o bieżnię 2. Obrotowa tarcza 1 połączona jest poprzez przekładnię 8 z elektrycznym silnikiem 9, o prędkości obrotowej regulowanej przez przetwornik częstotliwości 10. Na powierzchni bieżni 2 obrotowej tarczy 1 umieszczony jest znacznik 11, który współpracuje z nieruchomym przetwornikiem indukcyjnym 12 służącym do detekcji pełnego obrotu bieżni 2.

Na sprężynie 5 znajduje się przetwornik siły 13 dociskany śrubą regulacyjną 14 służącą do ustawiania siły nacisku F_d sprężyny 5. Obrotowa tarcza 1 jest połączona osiowo z przetwornikiem enkoderowym 15, służącym do pomiaru prędkości obrotowej bieżni 2. Sygnały z ekondera inkrementalnego 6, sygnały z przetwornika indukcyjnego 12 i sygnały z przetwornika enkoderowego 15 przekazywane są do elektronicznego układu pomiarowego 16.

Na amortyzowanym ramieniu 4 umieszczony jest pomocniczy silnik elektryczny 17 do wywołania momentu poślizgowego koła śledzącego 3. Pracą pomocniczego silnika elektrycznego 17 steruje elektroniczny układ sterujący 18. Dla badań eksploatacyjnych koło śledzące 3 umieszczone jest na szynie 19.

Claims (3)

1. Urządzenie do badania sprzężenia ciernego koła z szyną, zwłaszcza do badania stanu nawierzchni torowiska z obrotową tarczą z bieżnią na której na amortyzowanym ramieniu umieszczone jest koło śledzące ze sprężyną i śrubą dociskową, znamienne tym, że koło śledzące (3) połączone jest osiowo z enkoderem inkrementalnym (6), a na powierzchni bieżni (2) obrotowej tarczy (1) znajduje się substancja poślizgowa (7) oddzielająca częściowo bieżnię (2) obrotowej tarczy (1) od koła śledzącego (3).

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że obrotowa tarcza (1) z bieżnią (2) połączona jest poprzez przekładnię (8) z silnikiem elektrycznym (9) o regulowanej prędkości obrotowej.

3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że na powierzchni bocznej obrotowej tarczy (1) umieszczony jest znacznik (11), który współpracuje z umieszczonym nieruchomo przetwornikiem indukcyjnym (12).