Пристрій діагностики технічного стану хрестовин стрілочних переводів

Реферат: UA 119692 U UA 119692 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі залізничного транспорту, зокрема до діагностики хрестовин стрілочних переводів, які зазнають вібраційної дії від рухомого складу залізниць. Проблематикою є те, що хрестовини стрілочних переводів у процесі експлуатації зазнають вертикального та горизонтального зносу. А термін служби їх не досягає нормативного терміну практично у двічі. Для встановлення працездатності хрестовин використовується ручний метод вимірювань їх вертикального зносу, що є складно і трудомістко. Пропонований пристрій дозволить визначити технічний стан хрестовин стрілочних переводів методом вимірювань прискорень, що виникають від дії рухомого складу залізниць за допомогою трьохосьового датчика прискорень. Відомий патент DE 102004014282 В4 для діагностики хрестовин стрілочного переводу, що складається із хрестовини, системи збору даних, акселерометра та системи обробки даних. За допомогою нього проводиться вимірювання вібраційних прискорень хрестовини або місця перетину рейкових ниток за допомогою акселерометра. При використанні цієї методики знос конструктивних елементів хрестовини стрілочного переводу досліджується безпосередньо на ній за допомогою стаціонарно встановленого обладнання. При необхідності проведення діагностики декількох хрестовин робітники повинні демонтувати відповідне вимірювальне пристосування з однієї хрестовини і встановити його на наступній хрестовині стрілочного переводу. Недоліком даного обладнання є велика трудомісткість виконання діагностичних робіт та неможливість отримання інформації про стан всіх хрестовин, що експлуатуються на станції та у реальному часі після прослідування рухомого складу залізниць. Найближчим аналогом є пристрій для діагностики сердечників та вусовиків стрілочних переводів (патент US 7539596 В2), що складається із рейкового транспортного засобу, рейки (хрестовини), нестійкої рейки, датчика прискорень, колеса рухомого складу, системи збору даних та пристрою позиціювання. При переїзді рейковим транспортним засобом з певною швидкістю і певним напрямком руху стрілки, пересічення або стрілочного переводу, рейкового стику або нерівності шляху щонайменше один датчик прискорення на одному конструктивному елементі рейкового транспортного засобу повідомляє про вібраційне прискорення, що виникає при переїзді через хрестовину. За допомогою розташованого на рейковому транспортному засобі пристрою збору даних обробляються вимірювальні сигнали отримані від датчиків прискорення, швидкостеміру та навігаційного пристрою, записуються на носій інформації і відбувається їх оцінка на предмет перевищення граничних значення виміряних вібраційних прискорень. У тому випадку, якщо задані граничні значення вібраційних прискорень перевищені, проводиться подальше ретельне контрольне вимірювання стану елементів стрілки, пересічення або стрілочного переводу. У результаті чого можна прогнозувати необхідний термін ремонтних робіт і відповідні витрати на ремонтні роботи. Для визначення місце знаходження поїзда переважно використовується супутниковий зв'язок, зокрема GPS, DGPS або Gallileo. Це дозволяє встановити місце навіть на ділянках, не обладнаних системами управління поїздами та його положення на ділянці. При цьому використовується встановлений у рейковому транспортному засобі швидкостеміром для визначення швидкості руху рухомого складу. Недолік описаного способу і пристрою полягає в тому, що при переїзді рейкового транспортного засобу через стрілку, хрестовину, стрілочний перевід або рейковий стик неможливо встановити їх фактичний знос з такою точністю, що навіть без наявності пошкодженого стану можна було б прогнозувати потрібний вид ремонтних робіт. Можливо лише встановити, що при перевищенні певного граничного значення відповідна область рейкового шляху вже є пошкодженою. А також за допомого даного пристрою неможливо встановити технічний стан всіх хрестовин на залізничній станції, велика кількість зібраної інформації із ділянки руху поїзда та важкість ідентифікації експлуатаційних хрестовин. Задача корисної моделі є підвищення точності та оперативності проведення діагностики хрестовин стрілочних переводів з метою попередження їх подальшому погіршення технічного стану, а відтак продовження їх терміну експлуатації та забезпечення безпеки руху рухомого складу залізниць. Поставлена задача вирішується тим, що Пристрій для діагностики технічного стану хрестовин стрілочних переводів, що містить персональний комп'ютер (користувач), датчик прискорень, програмовані мікроконтролери, який відрізняється тим, що до його складу входить міні-комп'ютер Rasberri Pi 3 (сервер). 1 UA 119692 U 5 10 15 20 25 30 35 За результатами вимірювань прискорення хрестовин стрілочних переводів приймають науково-обґрунтовані рішення щодо потреби у відновлювальному ремонті хрестовин (методом підбивки, шліфовки чи наплавки) і контролю поступового зниження їх несучої здатності, встановленні фактичного технічного стану та залишкового ресурсу. Даний пристрій можна використовувати при оцінці технічного стану хрестовин будь-яких марок і типів. Виміряні за допомогою пристрою прискорення дозволяє дати якісну і кількісну оцінки працездатності хрестовин стрілочних переводів. Суть корисної моделі полягає у тому, що в її основі лежить вимірювання прискорень хрестовин за допомогою використання датчика прискорень із Wi-Fi передавачем та мікропроцесорних технологій. Перевагою пропонованої корисної моделі є те, що значення прискорень отримуються у реальному часі та відображається у зручному вигляді на Веб сервері, що дає змогу при погіршення технічного стану хрестовини прийняти користувачем невідкладні міри по продовженню її життєвого циклу (підбивка, шліфовка, наплавка), а також точність вимірювань виконана ним не залежить від марки хрестовини стрілочного переводу, а також впливу атмосферних опадів. Графічна частина заявки пояснює суть корисної моделі, де на кресленні зображено узагальнену структурну схему проведення процесу вимірювання. Корисна модель містить датчики прискорень 1 встановлені на хрестовинах стрілочних переводів, які безпосередньо виконують запис параметрів динамічної взаємодії, системи збору та обробки інформацію із багатьох хрестовин (Веб сервер 2). Вимір параметрів динамічної взаємодії, їх аналогово-цифрове перетворення здійснюватиметься на основі програмованих WiFi мікроконтролерів типу ESP-12E. Далі відбувається відправка даних на Веб сервер із застосуванням інноваційних технологій Internet of things (lot). Збір інформації веб сервером виконується на основі мікрокомп'ютерної системи типу RASBERRI Рі3 з операційною системою DEBIAN Linuxs. Даною системою виконується попередня обробка зібраних даних та підготовка у зручний для користувача вигляд із відправкою основних даних на Cloud Server 3 для забезпечення довготривалого моніторингу хрестовин стрілочних переводів. При цьому користувач 4 має можливість отримувати дані вимірів із хрестовин, як безпосередньо із Веб сервера так і даних за весь період вимірів із Cloud Server. На основі зібраної статистичної інформації про технічний стан хрестовин 5 можна буде встановити оптимальні моменти виконання певних видів попереджувальних робіт 6, які забезпечать з однієї сторони мінімальну кількість вартісних робіт із поточного утримання, а з іншої - своєчасність їх проведення, що забезпечить продовження життєвого циклу хрестовин стрілочних переводів. Впровадження даного пристрою не потребує значних фінансових затрат, а ефективність використання очевидна. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 Пристрій для діагностики технічного стану хрестовин стрілочних переводів, що містить персональний комп'ютер (користувач), датчик прискорень, програмовані мікроконтролери, який відрізняється тим, що до його складу входить міні-комп'ютер Rasberri Pi 3 (сервер). 2 UA 119692 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 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