Разработка метода диагностики опор контактной сети с использованием лазерного датчика вибраций

- определение основных закономерностей влияния повреждений на прочностные свойства металла поперечин;

- построение математических моделей процесса собственных колебаний ригелей с повреждениями в нижних накладках поясов;

- экспериментальные исследования колебаний ригелей с повреждениями;

- разработка методики диагностики и технических требований к аппаратуре.

Ригели жёстких поперечин изготавливаются в заводских условиях, и уже на этой стадии создания конструкций в них закладываются технологические дефекты изготовления, влияющие на надёжность эксплуатации. В большинстве случаев эти особенности связаны с качеством сварочных работ. Наибольшее значение имеют два вида дефектов: дефекты подготовки и сборки конструкций под сварку и непосредственно сварочные дефекты швов.

К дефектам подготовки и сборки ригелей относятся неправильный выбор зазора между стыкуемыми элементами, несовпадение стыкуемых плоскостей кромок, расслоения и загрязнения на кромках.

Наличие дефектов в соединениях может отрицательно сказаться на прочности и работоспособности ригелей.

Значительное влияние на работоспособность ригелей могут оказать также повреждения, возникающие в процессе эксплуатации. Одними из наиболее распространённых повреждений являются коррозионные повреждения. Процесс коррозии металла в значительной степени зависит от относительной влажности воздуха, создающей электролит на поверхности. Наибольшая скорость коррозии наблюдается при толщине плёнки электролита в пределах 10 мкм. При увеличении и уменьшении толщины плёнки скорость коррозии уменьшается. При наличии в атмосфере пыли и газов скорость коррозии металла увеличивается. Из газов наиболее агрессивными свойствами обладает диоксид серы. Отмечено также влияние на скорость коррозии, кроме пыли и газов, пространственное положение элементов конструкции и время года.

Пространственное положение элементов конструкции сказывается на том, что в загрязненных атмосферах замкнутые поверхности коррозируют быстрее, чем открытые поверхности. В зимнее время на конструкциях накапливается значительное количество агрессивных веществ из атмосферы. Эти вещества пропитывают продукты коррозии на металле, понижают температуру замерзания электролита и способствуют интенсивной коррозии даже при низких отрицательных температурах. В целом коррозия металла приводит к появлению коррозионного износа и снижению несущей способности ригелей. Кроме того, коррозионный износ приводит к изменению деформационных и прочностных свойств металла. При коррозионном износе превышающем 25-30%, деформативность стали уменьшается более чем на 40%, что должно учитываться при назначении допустимого износа стальных элементов.

В условиях эксплуатации возможно два вида диагностирования конструкций: объективное с использованием контрольно-измерительных приборов, позволяющее получать количественную информацию и субъективное, производимое при помощи органов чувств или простейшими техническими средствами, не дающее количественной оценки технического состояния объекта. В настоящее время известно множество методов диагностики металлических конструкций. Анализ этих методов показал, что большинство из них, не может быть использовано для диагностики ригелей жёстких поперечин. Эти методы в основном пригодны для диагностики конструкций и машин, к которым имеется хороший доступ. Доступ к ригелям жёстких поперечин крайне ограничен: во-первых, они расположены на большой высоте и, во-вторых - в зоне воздействия высокого электрического напряжения от контактной сети. В этих условиях обеспечить контактную диагностику практически не представляется возможным. Исключение составляет один из методов, требующий минимального контакта с ригелем, или вообще не требующий непосредственного контакта с конструкцией, который основан на анализе собственных колебаний конструкций и известен как вибрационный метод. Для осуществления вибрационного метода диагностики требуется выбор определяющих параметров, характеризующих состояние ригелей. Частота собственных колебаний конструкции, не зависит от сил трения в конструкции и может быть использована в качестве определяющего параметра при диагностике состояния ригелей. Для оценки влияния на частоту собственных колебаний жесткой поперечины её прочностных характеристик, а так же сечение контактной подвески, необходимо провести контрольные измерения колебаний заведомо целой поперечины и ригеля с различными степенями дефектности. Накопление базы данных по колебанию каждой конкретной жесткой поперечины на перегоне и наложение полученной базы на последующие измерения этой же поперечины на протяжении нескольких контрольных измерений даст наиболее полную картину состояния поперечины и позволит спрогнозировать дефекты. То есть проводя диагностирование каждой поперечины через определенный промежуток времени, наблюдая за конструкцией в течении всего срока службы с момента установки можно строить прогнозы какой конкретно ригель и через какой промежуток времени выйдет из строя. Выявлять дефекты в поперечинах трудоемкий процесс и очень однообразный, облегчить его позволит не сложное программное обеспечение, которое будет работать с базой данных колебаний каждой опоры в отдельности, сравнивать графики колебаний опор в ретроспективе и автоматически стоить прогнозы по состоянию опоры. Схема установки датчиков и распространение волновых колебаний от колесных пар воздействующих на опоры показано на рисунках 5.1, 5.2, соответственно. Установка датчиков вид с торца вагона показаны на рисунке 5.3

Рекомендуем также:

Расчет постов или линий диагностики
Списочное количество автомобилей в АТО равняется 135, следовательно предприятие является малым. При таком количестве списочных автомобилей рекомендуют вводить один пост диагностики. Определение площадей помещений производственного корпуса Необходимо произвести расчет площадей: производственных ...

Определение относительной массы силовой установки
Эта масса может быть выражена через удельный вес двигателей и потребную тяговооруженность: , где — коэффициент, учитывающий увеличение массы силовой установки по отношению к массе двигателя. С учетом типа двигателей и их количества: . Определение относительной массы топливной системы Эта м ...

Расчет и характеристики гребного винта
Гребной винт, это судовой движитель, состоящий из нескольких лопастей, которые расположены радиально на цилиндрической или конусной ступице на равных угловых расстояниях. Гребной винт преобразует вращение вала двигателя в упор - силу, толкающую судно вперед. При вращении винта на поверхностях ег ...