Пристрій для вимірювання профілю (поверхні) хрестовин стрілочних переводів

Реферат: Пристрій для вимірювання профілю (поверхні) хрестовин стрілочних переводів містить персональний комп'ютер, високороздільну фотокамеру, блок живлення, лазер, мікроконтролер та кроковий двигун. У результаті вимірів отримується просторове положення точок поверхні хрестовини, а також точність вимірювань виконана ним не залежить від марки хрестовини стрілочного переводу, профілю вимірювальних коліс та їх розташування у плані, а також впливу атмосферних опадів. UA 116412 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ВИМІРЮВАННЯ ПРОФІЛЮ (ПОВЕРХНІ) ХРЕСТОВИН СТРІЛОЧНИХ ПЕРЕВОДІВ UA 116412 U UA 116412 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі залізничного транспорту, зокрема до діагностики хрестовин стрілочних переводів, які зазнають дії рухомого складу залізниць. Проблематикою є те, що хрестовини стрілочних переводів у процесі експлуатації зазнають вертикального та горизонтального зносу. Як показує досвід, вимірювати знос хрестовин стрілочних переводів є складно і трудомістко. Пропонований пристрій дозволить визначити і виміряти горизонтальний і вертикальний зноси поверхні катання сердечника і вусовиків хрестовини у будь-якому перетині сердечника хрестовини. Відомий пристрій для вимірювання зносу сердечника і вусовиків хрестовин - лінійка А.К. Янковського [1], містить горизонтальну сталеву планку, рухому і нерухому опори. При вимірюванні вертикального зносу додатково використовується штангенциркуль. За допомогою лінійки Янковського можна визначити характер зносу по всьому перетину сердечника і вусовиків. Недоліком даного пристрою є те, що дані зносу поверхні хрестовини можна визначити тільки в деяких точках хрестовини. Найбільш наближений до пропонованої корисної моделі є хрестовинний профілограф, що містить корпус у вигляді рами, що складається з лівої і правої стійок, бокових опор, прямокутної рамки з верхнім і нижнім горизонтальними стрижнями, встановлену з можливістю переміщення по стійках корпусу, головку, змонтовану з можливістю переміщення по горизонтальних стержнях, копір, жорстко зв'язаний з головкою, закріплену на головці втулку із зовнішнім виступом і внутрішньою різьбою у верхній частині і пружиною, встановленою над виступом, і притиснутою кришкою, записуючий пристрій, встановлений за допомогою зовнішньої різьби у втулці, дві котушки для паперової стрічки. Копір виконаний з трьома вістрями, одним середнім і двома боковими, які розташовані зліва і праворуч від осі симетрії копіра, при цьому в нижній частині записуючого пристрою виконаний отвір з різьбою, у якому встановлено грифельний підпружинений пристрій, закритий втулкою із зовнішньою різьбою, крім того, одна з опор встановлена з можливістю переміщення щодо осі симетрії копіра (RU № 89120). Недоліком даного профілографа є неможливість перенесення зображення на папір при атмосферних опадах, а також обмежена область застосування профілографа, що працює на механічному принципі дії. Додатковими недоліками профілографа є обмеженість виміру профілю хрестовини тільки в одному повздовжньому напрямку, залежність результатів від поперечного розташування вимірювального колеса та його профілю, а також необхідність зміни профілю вимірювального колеса для виміру траєкторії руху коліс із зносом металу на поверхні кочення. Задача корисної моделі, що пропонується - підвищення точності вимірювання поперечного профілю хрестовин стрілочних переводів та контролю їх технічного стану. Технічна задача, яка вирішується корисною моделлю, що заявляється, полягає у прийнятті за результатами вимірювань профілю хрестовин стрілочних переводів науково-обґрунтованих рішень щодо потреби у відновлювальному ремонті хрестовин методом наплавки і контролю поступового зниження їх несучої здатності, встановленні їх фактичного технічного стану та залишкового ресурсу. Даний профілограф можна використовувати при вимірюванні вертикального зносу хрестовин марок 1/9, 1/11, 1/18 типу Р65 і ін. Виміряний за допомогою профілографа знос хрестовин дозволяє дати якісну і кількісну оцінки працездатності хрестовин стрілочних переводів і визначити своєчасну їх заміну для забезпечення безпеки руху пасажирських і вантажних поїздів зі встановленими швидкостями. Суть корисної моделі полягає у тому, що в її основі лежить вимірювання профілю хрестовин за допомогою використання високороздільної фотокамери та лазерної площини. Перевагою пропонованої корисної моделі є те, що блок живлення виконано з можливістю живлення лазера та мікроконтролера. Графічна частина заявки пояснює суть корисної моделі, де на Фіг. 1 зображено узагальнену структурну схему проведення процесу вимірювання, а на Фіг. 2 - реальну схему вимірювання. Корисна модель містить корпус у вигляді рами з лівою і правою стійками, бічні опори, прямокутної рамки з верхнім горизонтальним стрижнем, головку, змонтовану з можливістю переміщення горизонтальним стержнем. При проведенні вимірювань розробленим програмним забезпеченням дається команда від ПК 1 через програмований мікроконтролер 2, який за складеним програмним забезпеченням керує кроковим двигуном 3, та переміщає по горизонтальному направляючому стержні лазер 5 та фотокамеру 6 на задану відстань, у результаті чого відбувається зйомка профілю з певним кроком руху камери та лазера. Фотокамера 6 реєструє графічне зображення перетину площиною лазера поверхні хрестовини. Розробленим програмним забезпеченням, із використанням розроблених алгоритмів 1 UA 116412 U 5 10 15 автоматичного розпізнавання та вимірювання растрових зображень, визначаються параметри виміряного перетину поверхні хрестовини і засобами програмного забезпечення виводяться на табло комп'ютера та, з метою подальшого використання та опрацювання, накопичуються у пам'яті. При задовільній точності вимірювань розробленим програмним забезпеченням дається команда від ПК 1 для виміру перетину поверхні хрестовини у наступному кроці переміщення вимірювальної системи. Після виконання вимірювань поперечного профілю поверхні хрестовини у заданій кількості кроків поздовжнього руху вимірювальної системи, результати окремих вимірів з'єднуються та формується математична модель поверхні хрестовини. Для забезпечення роботи лазера використовується блок живлення 7. Реальна схема проведення вимірювань складається з персонального комп'ютера 1, який живить фотокамеру 6, із блока живлення 7, що живить лазер 5, мікроконтролера 2, що управляє кроковим двигуном 3. Впровадження даного пристрою не потребує значних фінансових затрат, а ефективність використання очевидна. 1. Сімон А.А., Путря Н.Н., Елсаков Н.Н. Сучасні стрілочні переводи. - М.: Транспорт, 1977. С.133. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 Пристрій для вимірювання профілю (поверхні) хрестовин стрілочних переводів, що містить персональний комп'ютер, високороздільну фотокамеру, блок живлення, лазер, мікроконтролер та кроковий двигун, який відрізняється тим, що блок живлення виконано з можливістю живлення лазера та мікроконтролера. 2 UA 116412 U Комп’ютерна верстка О. Рябко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3