×
20.01.2014
216.012.9886

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В РЕЛЬСАХ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к верхнему строению пути, к рельсам, а именно к способам определения механических напряжений путем измерения изменений магнитных свойств металла. Техническим результатом является повышение точности и непрерывность измерения механических напряжений, снижение трудоемкости работ. Способ определения механических напряжений в рельсах заключается в том, что над неподготовленной поверхностью каждой рельсовой нити на расстоянии 2-5 мм от их поверхности параллельно друг другу устанавливают сканирующие устройства, с помощью которых измеряют остаточную намагниченность металла рельсов. Подключают сканирующие устройства к приемному устройству, установленному на передвигающемся по рельсам приспособлении. Переводят с помощью программного обеспечения получаемые при перемещении сканирующих устройств данные остаточной намагниченности в данные механических напряжений в рельсах. Фиксируют полученные результаты как в реальном времени, так и накапливают в блоке памяти. 4 ил.
Основные результаты: Способ определения механических напряжений в рельсах, включающий измерение остаточной намагниченности металла рельсов, образовавшейся в результате эксплуатации рельсовых нитей, отличающийся тем, что над неподготовленной поверхностью каждой рельсовой нити на расстоянии 2-5 мм от их поверхности параллельно друг другу устанавливают сканирующие устройства, с помощью которых измеряют остаточную намагниченность металла рельсов, подключают сканирующие устройства к приемному устройству, установленному на передвигающемся по рельсам приспособлении и содержащем блок питания и цифровой носитель информации с программным обеспечением, переводят с помощью программного обеспечения получаемые при перемещении сканирующих устройств данные остаточной намагниченности в данные механических напряжений в рельсах, фиксируют полученные результаты как в реальном времени, так и накапливают в блоке памяти.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к верхнему строению пути, к рельсам, а именно к способам определения механических напряжений путем измерения изменений магнитных свойств металла.

Известен аналитический способ определения механических напряжений в рельсовых плетях бесстыкового пути (ТУ-2000. Технические указания по устройству, укладке, содержанию и ремонты бесстыкового пути. - Министерство путей сообщения Российской Федерации, департамент пути и сооружений), который основывается на методике расчета условий укладки бесстыкового пути при повышении и понижении температуры рельсовых плетей, допустимых по условиям их прочности и устойчивости, включающий расчет условий укладки бесстыкового пути в конкретных условиях, сравнительный анализ температурной амплитуды допускаемой [Т] и фактической Та температур. Если Та<[Т], то бесстыковой путь можно укладывать. Недостатком данного способа является недостаточная точность определения температуры рельсов, недостоверность информации о температуре рельсов из-за человеческого фактора, а также данный способ не учитывает усталостные напряжения в рельсах, накопленные в результате их эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ определения механических напряжений в рельсах при помощи тензометрических датчиков (Й. Чукан, К. Костиков, Тензометрические датчики силы. Компоненты и технологии, 2010 №1. www.kit-e.ru), включающий подготовку поверхности тела, в котором измеряют механические напряжения, установку тензометрического датчика на поверхность тела, подключение датчика к источнику питания, точечное измерение электрического сопротивления, перевод его в механическое напряжение.

Недостатками способа определения напряжений в рельсах при помощи тензометрических датчиков являются точечное определение напряжений на местах установки датчиков, определение напряжений осуществляется только в период между установкой тензометрических датчиков и съема информации с них, без учета напряжений, которые накопились в рельсах до установки тензометрических датчиков, недостаточная достоверность показаний, высокая трудоемкость установки, низкая надежность работы тензометрических датчиков.

Цель изобретения - повышение точности и непрерывность измерения механических напряжений, снижение трудоемкости работ.

Указанная цель достигается тем, что в процессе измерений получают непрерывное множество данных, а не точечный результат, исключение подготовительных работ перед замером.

Сущность изобретения заключается в том, что над неподготовленной поверхностью каждой рельсовой нити на расстоянии 2-5 мм от их поверхности параллельно друг другу устанавливают сканирующие устройства, с помощью которых измеряют остаточную намагниченность металла рельсов, подключают сканирующие устройства к приемному устройству, установленному на передвигающимся по рельсам приспособлении и содержащем блок питания и цифровой носитель информации с программным обеспечением, переводят с помощью программного обеспечения получаемые при перемещении сканирующих устройств данные остаточной намагниченности в данные механических напряжений в рельсах, фиксируют полученные результаты как в реальном времени, так и накапливают в блоке памяти.

На фиг.1 и 2 представлена схема расположения оборудования для определения механических напряжений в рельсах, включающая выбранный для замеров участок 1-2, сканирующие устройства 5 присоединенные к приемным устройствам 4, установленным на передвигающемся по рельсам 6 приспособлении 3.

На фиг.3 представлена кривая механических напряжений σ МПа, полученная после обработки данных по остаточной намагниченности с помощью программного обеспечения при проходе по участку 1-2 передвигающегося приспособления 3 с установленными на нем приемными устройствами 4. Фактическую кривую ограничивают линии допускаемых положительных (+σд, МПа) 7 и отрицательных (-σд, МПа) 8 механических напряжений. Таким образом участки кривой, выходящие за указанные диапазоны, являются закритическими положительными 9 и отрицательными 10 механическими напряжениями. Допускаемое механическое напряжение для термоупрочненных рельсов [σ]=400 МПа, для незакаленных [σ]=350 МПа.

На фиг.4. представлена схема приемного устройства 4 состоящего из корпуса 11 со встроенными в него дисплеем 12 для отображения графической информации в реальном времени при контроле рельсовых нитей 6, блоком flash-памяти 13 для записи результатов контроля рельсовых нитей 6 в течение 10-15 дней без сброса информации на компьютер, специальной клавиатурой 14.

Способ определения механических напряжений в рельсах осуществляется следующим образом.

В настоящее время на железных дорогах РФ эксплуатируется температурно-напряженная конструкция бесстыкового пути. Основное отличие работы бесстыкового пути от звеньевого состоит в том, что в рельсовых плетях свариваемых длинной до перегона действуют значительные механические напряжения, вызываемые изменениями температур. При повышении температуры рельсовых плетей по сравнению с температурой закрепления в последних возникают механические напряжения, которые вызывают удлинение рельсов, что может создать опасность «выброса» пути. При понижении температуры возникают механические напряжения, которые направлены на сжатие рельсов и могут вызвать излом плети и образование большого зазора, опасного для прохода поезда, или разрыв рельсового стыка из-за среза болтов. Дополнительное воздействие на бесстыковой путь оказывают силы, создаваемые при выправке, рихтовке, очистке щебня и других ремонтных путевых работах. Эти особенности бесстыкового пути требуют соблюдения установленных Техническими указаниями (ТУ-2000. Технические указания по устройству, укладке, содержанию и ремонты бесстыкового пути. - Министерство путей сообщения Российской Федерации, департамент пути и сооружений) норм и правил его укладки, содержания и ремонта.

Определение возникающих механических напряжений можно производить с использованием тензометрических датчиков. Тензометрические датчики представляют собой гибкое тело, которое под влиянием действующей силы подвергается линейной деформации. На определенных местах рельса прикреплены чувствительные элементы, так называемые тензометры. Тензометр - это резисторный элемент, электрическое сопротивление которого в следствии механических деформаций (растяжение или сжатие) изменяет свое значение. Действующая сила, таким образом, способствует изменению электрического сопротивления. На датчике обычно расположено четыре тензометра, которые включены в мостовую схему для того, чтобы изменение сопротивления было можно легче определить. Но в данном способе определения механических напряжений существует ряд недостатков: точечное определение напряжений на местах установки датчиков, определение напряжений осуществляется только в период между установкой тензометрических датчиков и съема информации с них, не учитывая напряжения, которые накопились в рельсах до установки тензометрических датчиков, недостаточная достоверность предоставления информации по показаниям тензометрических датчиков, высокая трудоемкость установки тензометрических датчиков, низкая надежность работ тензометрических датчиков.

Предлагаемый способ определения механических напряжений основаный на свойстве магнитной памяти металла объединяет потенциальные возможности неразрушающего контроля и механики разрушений, вследствие чего, имеет ряд существенных преимуществ перед другими методами при контроле различных объектов.

Магнитная память металла - последействие, которое проявляется в виде остаточной намагниченности металла изделий и сварных соединений, сформировавшейся в процессе их изготовления и охлаждения в слабом магнитном поле или в виде необратимого изменения намагниченности изделий в зонах концентрации напряжений и повреждений от рабочих нагрузок. (ГОСТ Р 52005-2003. Контроль неразрушающий. Метод магнитной памяти металла. Общие требования. - М.: ФГУП «Стандартинформ»).

Предлагаемый способ определения механических напряжений в рельсах основан на использовании свойства магнитной памяти металла.

Предлагаемое устройство 4 устанавливают на передвигающееся по рельсам приспособление 3, например дефектоскоп-путеизмеритель. При движении приспособления 3, сканирующие устройства 5 измеряют остаточную намагниченность рельсов 6 на участке пути 1-2. Результаты замеров поступают в приемное устройство 4, обрабатывается с помощью программного обеспечения, переводится в механические напряжения σ, запись полученных результатов осуществляется в блоке flash-памяти 13. Наличие энергонезависимого блока flash-памяти 13 позволяет записать результаты контроля рельсовых нитей 6 и передать данные на компьютер для их обработки или хранения. Дисплей 11 позволяет отображать информацию в графическом виде непосредственно при контроле рельсовых нитей 6. Приемное устройство 4 оснащено аккумуляторными батареями (на схеме не представлено), что позволяет производить измерения без подключения к внешним источникам питания.

Полученные результаты сравниваются с допускаемыми положительными 7 и отрицательными 8 механическими напряжениями. Значения механических напряжений, выходящие за рамки допускаемых 7, 8 будут считаться закритическими 9, 10, а на участках с таким механическими напряжениями необходимо будет принимать меры по приведению плети в оптимальную температурно-напряженную систему, то есть провести «разрядку» механических напряжений.

Таким образом предлагаемый способ определения механических напряжений позволяет непрерывно производить замеры их величины, обеспечивать высокую точность измерения механических напряжений за счет использования программного обеспечения при обработке результатов замеров, снизить трудоемкость за счет исключения операций зачистки поверхности рельсов. Кроме того способ позволяет определять места возникновения закритических механических напряжений и своевременно принять меры по стабилизации рельсовых плетей и предотвращению их повреждений, что повысит безопасность движения поездов.

Способ определения механических напряжений в рельсах, включающий измерение остаточной намагниченности металла рельсов, образовавшейся в результате эксплуатации рельсовых нитей, отличающийся тем, что над неподготовленной поверхностью каждой рельсовой нити на расстоянии 2-5 мм от их поверхности параллельно друг другу устанавливают сканирующие устройства, с помощью которых измеряют остаточную намагниченность металла рельсов, подключают сканирующие устройства к приемному устройству, установленному на передвигающемся по рельсам приспособлении и содержащем блок питания и цифровой носитель информации с программным обеспечением, переводят с помощью программного обеспечения получаемые при перемещении сканирующих устройств данные остаточной намагниченности в данные механических напряжений в рельсах, фиксируют полученные результаты как в реальном времени, так и накапливают в блоке памяти.
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В РЕЛЬСАХ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В РЕЛЬСАХ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В РЕЛЬСАХ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В РЕЛЬСАХ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 35.
10.02.2013
№216.012.24c1

Устройство для питания и распределения электрической энергии на промежуточных тяговых подстанциях

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства при сохранении количества электротехнического оборудования в нем. Устройство для питания и распределения электрической энергии на промежуточных тяговых подстанциях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474911
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.02.2013
№216.012.2caf

Устройство для удаления гололеда с проводов контактной сети

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение эффективности удаления льда с проводов контактной сети без остановки движения поездов и без значительного расхода электроэнергии. Устройство содержит генератор высокой частоты, индуктор, состоящий из прямого и обратного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476966
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.03.2013
№216.012.2dcb

Устройство для сматывания и наматывания токоподводящего кабеля электропогрузчика (варианты)

Изобретение относится к прокладке электрических кабелей между взаимно подвижными частями с использованием приемных барабанов и может быть применено в конструкции электропогрузчика с питанием от сети переменного тока. Устройство содержит кабельный барабан, шарико-винтовую передачу, подвижную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477254
Дата охранного документа: 10.03.2013
10.06.2013
№216.012.47c9

Способ закрепления железнодорожного подвижного состава

Изобретение относится к области железнодорожного подвижного состава и предназначено для закрепления железнодорожного подвижного состава преимущественно в парке прибытия сортировочных станций, при отстое в ожидании роспуска с горки или выполнении маневровых работ. Способ заключается в приведении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483957
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.06.2013
№216.012.4cc9

Способ определения силы удара гребня колеса о головку рельса при движении железнодорожного вагона

Изобретение относится к средствам контроля рельсовой колеи и колес железнодорожных вагонов. Согласно способу определения силы удара гребня колеса о головку рельса при движении железнодорожного вагона фиксируют момент начала приближения гребня колеса к головке рельса, время до момента их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485239
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4e6a

Способ подогрева проводов контактной подвески

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение возможности эффективной плавки гололеда на различных участках воздушных линий железных дорог. Для осуществления способа создают между двумя смежными поперечными электрическими соединителями две петли подогрева,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485656
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.08.2013
№216.012.6207

Способ передачи речевых сигналов (варианты)

Изобретение относится к многоканальным системам связи, а именно к системам, в которых применяется сужение спектра частот отдельных сигналов и последующее расширение этого спектра. Техническим результатом является передача речевых сигналов в узкополосном канале, а также передача двух речевых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490727
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.09.2013
№216.012.6af2

Способ монтажа консоли на опоре контактной сети железных дорог

Изобретение относится к линиям электроснабжения железнодорожного транспорта, а именно к опорным и подвесным устройствам для прикрепления контактных проводов. Для определения расстояния от уровня головки рельса до места монтажа хомутов консоли на опоре контактной сети определяют точку начала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493029
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.09.2013
№216.012.6fbf

Устройство для передачи сообщений в подземные выработки

Изобретение относится к системам связи, в которых передающей средой является земля, а именно к устройствам подачи сигналов, используемых в подземных выработках или туннелях. В качестве источника сообщения используют печатающее устройство, соединенное с преобразователем текста, содержащим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494258
Дата охранного документа: 27.09.2013
10.10.2013
№216.012.736b

Плоское сборно-монолитное перекрытие

Изобретение относится к области строительства, в частности, к несущим перекрытиям, полностью или частично бетонируемым на строительной площадке. Техническим результатом изобретения является повышение прочности перекрытия. Перекрытие содержит надколонные участки ячейки перекрытия, выполненные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495204
Дата охранного документа: 10.10.2013
Показаны записи 1-10 из 36.
10.02.2013
№216.012.24c1

Устройство для питания и распределения электрической энергии на промежуточных тяговых подстанциях

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства при сохранении количества электротехнического оборудования в нем. Устройство для питания и распределения электрической энергии на промежуточных тяговых подстанциях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474911
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.02.2013
№216.012.2caf

Устройство для удаления гололеда с проводов контактной сети

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение эффективности удаления льда с проводов контактной сети без остановки движения поездов и без значительного расхода электроэнергии. Устройство содержит генератор высокой частоты, индуктор, состоящий из прямого и обратного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476966
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.03.2013
№216.012.2dcb

Устройство для сматывания и наматывания токоподводящего кабеля электропогрузчика (варианты)

Изобретение относится к прокладке электрических кабелей между взаимно подвижными частями с использованием приемных барабанов и может быть применено в конструкции электропогрузчика с питанием от сети переменного тока. Устройство содержит кабельный барабан, шарико-винтовую передачу, подвижную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477254
Дата охранного документа: 10.03.2013
10.06.2013
№216.012.47c9

Способ закрепления железнодорожного подвижного состава

Изобретение относится к области железнодорожного подвижного состава и предназначено для закрепления железнодорожного подвижного состава преимущественно в парке прибытия сортировочных станций, при отстое в ожидании роспуска с горки или выполнении маневровых работ. Способ заключается в приведении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483957
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.06.2013
№216.012.4cc9

Способ определения силы удара гребня колеса о головку рельса при движении железнодорожного вагона

Изобретение относится к средствам контроля рельсовой колеи и колес железнодорожных вагонов. Согласно способу определения силы удара гребня колеса о головку рельса при движении железнодорожного вагона фиксируют момент начала приближения гребня колеса к головке рельса, время до момента их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485239
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4e6a

Способ подогрева проводов контактной подвески

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение возможности эффективной плавки гололеда на различных участках воздушных линий железных дорог. Для осуществления способа создают между двумя смежными поперечными электрическими соединителями две петли подогрева,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485656
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.08.2013
№216.012.6207

Способ передачи речевых сигналов (варианты)

Изобретение относится к многоканальным системам связи, а именно к системам, в которых применяется сужение спектра частот отдельных сигналов и последующее расширение этого спектра. Техническим результатом является передача речевых сигналов в узкополосном канале, а также передача двух речевых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490727
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.09.2013
№216.012.6af2

Способ монтажа консоли на опоре контактной сети железных дорог

Изобретение относится к линиям электроснабжения железнодорожного транспорта, а именно к опорным и подвесным устройствам для прикрепления контактных проводов. Для определения расстояния от уровня головки рельса до места монтажа хомутов консоли на опоре контактной сети определяют точку начала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493029
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.09.2013
№216.012.6fbf

Устройство для передачи сообщений в подземные выработки

Изобретение относится к системам связи, в которых передающей средой является земля, а именно к устройствам подачи сигналов, используемых в подземных выработках или туннелях. В качестве источника сообщения используют печатающее устройство, соединенное с преобразователем текста, содержащим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494258
Дата охранного документа: 27.09.2013
10.10.2013
№216.012.736b

Плоское сборно-монолитное перекрытие

Изобретение относится к области строительства, в частности, к несущим перекрытиям, полностью или частично бетонируемым на строительной площадке. Техническим результатом изобретения является повышение прочности перекрытия. Перекрытие содержит надколонные участки ячейки перекрытия, выполненные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495204
Дата охранного документа: 10.10.2013
+ добавить свой РИД