Устройство для регистрации деформации рельсов
Формула / Реферат
1. Устройство для регистрации деформации конструктивного элемента (1), имеющее передатчик (2) и приемник (3), в котором передатчик (2) и приемник (3) посредством опор (20, 30) размещены на конструктивном элементе (1) на некотором расстоянии друг от друга, характеризующееся тем, что передатчик (2) посредством первой опоры (20) установлен на первой крепежной детали (21), а приемник (3) посредством второй опоры (30) установлен на второй крепежной детали (31), причем опоры (20, 30) и соответствующие им крепежные детали (21, 31) образуют с конструктивным элементом (1) один или несколько соединительных элементов, либо одно или несколько зажимных соединений с фиксацией позиции, либо связаны клеевым или сварным соединением.
2. Устройство для регистрации деформации железнодорожного рельса (1), имеющее чувствительный элемент датчика деформаций (2), помещенный с помощью опоры (20) на железнодорожном рельсе (1), характеризующееся тем, что чувствительный элемент датчика деформаций (2) помещен непосредственно на подошве рельса (72) вдоль этого рельса.
3. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что опоры (20, 30) и крепежная деталь (21, 31) имеют припасовку (40).
4. Устройство по п.1 или 3, характеризующееся тем, что припасовка (40) выполнена в виде соединения в шпунт и гребень и/или установочного штифта.
5. Устройство по любому из пп.1, 3 или 4, характеризующееся тем, что опоры (20, 30) выполнены в форме уголка и посредством штифтового и/или винтового соединения (22) соединены с крепежной деталью (21, 31).
6. Устройство по любому из пп.1, 3-5, характеризующееся тем, что опора (20, 30) и/или крепежная деталь (21) имеют фиксирующий элемент (23), контактирующий с конструктивным элементом (1).
7. Устройство по любому из пп.1, 3-6, характеризующееся тем, что фиксирующий элемент (23) выполнен в виде болта, винта и/или выступа.
8. Устройство по любому из пп.1, 3-7, характеризующееся тем, что опора (20, 30) имеет держатель (24) для передатчика (2) и/или приемника (3).
9. Устройство по любому из пп.1, 3-8, характеризующееся тем, что держатель (24) представляет собой отверстие и имеет фиксатор передатчика (2) и/или приемника (3) в виде глухой гайки.
10. Устройство по любому из пп.1, 3-9, характеризующееся тем, что первая опора (20) для передатчика (2) и вторая опора (30) для приемника (3) имеют по меньшей мере по одной юстировочной поверхности (50) для позиционирования с помощью монтажного приспособления (51).
11. Устройство по любому из пп.1, 3-10, характеризующееся тем, что юстировочная поверхность (50) выполнена в виде паза, отверстия и/или фаски, причем монтажное приспособление (51) имеет юстировочные элементы (52), которые соответствуют юстировочным поверхностям (50).
12. Устройство по любому из пп.1, 3-11, характеризующееся тем, что на участке проведения замеров конструктивного элемента (1) установлено несколько опор (20, 30), причем приемники связаны через блок (60) обработки результатов измерения.
13. Устройство по любому из пп.1, 3-12, характеризующееся тем, что имеется несколько пар передатчиков (2) и приемников (3), размещенных с противоположных сторон (11, 12) конструктивного элемента (1).
14. Способ измерения деформации конструктивного элемента, включающий следующие шаги:
преобразование измерительного тока, генерируемого приемником (3), в измерительное напряжение в блоке обработке результатов (60);
определение изменения угла между передатчиком (2) и приемником (3), лежащее в основе изменения напряжения, по следующей формуле:
расчет активных сил FQ и FY, действующих под прямым углом к продольной оси конструктивного элемента и вызывающих его деформацию, по следующим формулам:
где FQ - это сила, действующая в вертикальном направлении, FY - это сила, действующая перпендикулярно к ней, а Da1 и Da2 - это изменения угла по крайней мере двух различных пар передатчиков (2) и приемников (3), размещенных на конструктивном элементе с одной стороны или с разных сторон относительно оси Y.
15. Способ по п.14, дополнительно включающий следующие шаги:
регистрация деформации конструктивного элемента DX, пропорциональной регистрируемому изменению угла Da1 в зависимости от длины конструктивного элемента L,
нормирование площади определенного таким образом графика деформации, т.е. зависимости X от L, посредством усреднения DX' всех графиков деформации, лежащих в основе одного цикла нагрузки,
вычисление отношения деформации DX к нормированной деформации DX'.
16. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что соединительный элемент состоит из крепежной детали (21), установленной под подошвой рельса (72), и размещенной на ней опорной детали (20), установленной с возможностью перемещения по высоте и состоящей из двух колен (20.1, 20.2), причем в одно колено ввинчены по меньшей мере два винта (22, 23), причем один винт (23) упирается в конструктивный элемент (1) или подошву рельса (72), а второй винт (22) обеспечивает жесткую связь между крепежной деталью (21) и конструктивным элементом (1) или рельсом (70), причем второе колено (20.2) прижато к крепежной детали (21) с помощью по крайней мере одного винта (22).
Текст
005746 Изобретение относится к устройству для регистрации деформации конструктивного элемента,имеющему передатчик и приемник, размещенные на этом элементе посредством опор независимо и на некотором расстоянии друг от друга. Из международной публикации WO 01/18487 А 1 уже известен датчик деформаций, в котором передатчик и приемник для измерения деформации размещены на одной плите. При этом плита крепится на конструктивном элементе с помощью по меньшей мере одной зажимной детали, причем зажимная деталь имеет две острые или круглые опорные детали и по меньшей мере одно соответствующее плите отверстие. В основе изобретения лежит задача сконструировать и расположить устройство для крепления приемопередающего устройства таким образом, чтобы обеспечить несложный и точный монтаж. Эта задача в соответствии с данным изобретением решена благодаря тому, что передатчик посредством первой опоры установлен на первой крепежной детали, а приемник посредством второй опоры установлен на второй крепежной детали. При этом каждая опора и крепежная деталь образуют с конструктивным элементом один или несколько соединительных элементов, либо одно или несколько зажимных соединений, или связаны клеевым либо сварным соединением. Это позволяет разместить передатчик и приемник на конструктивном элементе независимо друг от друга, причем опора для передатчика и приемника одновременно служит в качестве детали зажимного соединения. Вследствие включения опоры в зажимное соединение в процессе фиксации происходит деформация опоры, а вместе с тем и юстировка установки передатчика или приемника. Независимость опор для передатчика и приемника, т.е. крепежных деталей, исключает внешние влияния при регистрации деформаций конструктивного элемента. Ни передатчик, ни приемник не подвергаются действию силы, деформирующей конструктивный элемент. Одним из достоинств является то, что опора и крепежная деталь имеют соответствующую припасовку, причем эта припасовка выполнена в виде соединения в шпунт и гребень и/или в виде установочного штифта. Благодаря припасовке снижаются до минимума расходы на монтаж и юстировку опоры на крепежной детали. Другим преимуществом является то, что опора выполнена в виде уголка. Опору с помощью штифтового и/или резьбового соединения соединяют с крепежной деталью, причем опора и/или крепежная деталь имеют фиксирующий элемент, контактирующий с конструктивным элементом и выполненный виде болта, винта и/или выступа. Благодаря применению дополнительного фиксирующего элемента опора может быть закреплена на крепежной детали независимо от зажимного соединения. Благодаря независимому фиксирующему элементу опора вместе с крепежной деталью может перемещаться относительно конструктивного элемента, при этом нет необходимости ослаблять соединение между опорой и крепежной деталью. Особое значение для данного изобретения имеет то, что опора имеет держатель для передатчика и/или приемника, причем этот держатель представляет собой отверстие и имеет фиксатор передатчика и/или приемника в виде глухой гайки. Конструкция прецизионного отверстия обеспечивает оптимальную защиту для передатчика и/или приемника, которые при достаточной длине отверстия могут быть вдвинуты в отверстие и отрегулированы в нем по высоте. Другим преимуществом является то, что первая опора для передатчика и вторая опора для приемника имеют, по меньшей мере, по одной юстировочной поверхности для позиционирования с помощью вспомогательного монтажного приспособления. Юстировочные поверхности выполняют в виде паза,отверстия и/или фаски, а вспомогательное монтажное приспособление имеет соответствующие этим поверхностям юстировочные элементы в виде выступов или штифтов. Это упрощает взаимное позиционирование опор для передатчика и приемника. Вспомогательное монтажное приспособление убирают после установки опор. Другим преимуществом является то, что на участке проведения замеров конструктивного элемента установлено несколько опор, причем приемники связаны через блок обработки результатов измерения. Дополнительные возможности дает усовершенствованная конструкция, в которой предусмотрено размещение с противоположных сторон конструктивного элемента нескольких пар передатчиков и приемников. При использовании такого устройства для обмера рельсовых путей предусмотрено размещение пар приемников и передатчиков с противоположных сторон рельса, то есть с правой и левой стороны от продольной оси рельса, эти пары устанавливают вдоль всего измерительного участка рельса длиной от 3 до 30 м. Наконец, еще одним преимуществом является то, что генерируемый приемником измерительный ток в блоке обработке результатов преобразуют в измерительное напряжение, а изменение угла между передатчиком и приемником, от которого зависит изменение напряжения, определяют по формуле-1 005746 В этой связи удобно то, что действующие под прямым углом к продольному направлению активные силы FQ и FY, определяющие деформацию конструктивного элемента, могут быть определены по следующим формулам: Здесь FQ - это сила, действующая в вертикальном направлении, FY - сила, действующая под прямым углом к ней, a 1 и 2 - изменение угла по меньшей мере двух различных пар передатчиков и приемников, размещенных на конструктивном элементе с одной стороны и/или с разных сторон относительно оси Y. Удобно также, что деформация X конструктивного элемента пропорциональна изменению угла, она зависит от длины конструктивного элемента L, причем площадь определенного таким образом графика деформации (зависимости Х от L) нормируют, усредняя Х' всех графиков деформации при одном цикле нагрузки, и вычисляют отношение деформации Х к нормированной деформации Х'. При нормировании усредняют все графики деформации, которые соответствуют нормальной нагрузке. Отклоняющиеся от нормальной деформации графики во внимание не принимают, так как они искажают общий результат усреднения. Таким образом, исключают все внешние воздействия, например, температуру, состояние полотна железной дороги, качество материала и базовую нагрузку конструктивного элемента. Это позволяет получить график деформации конструктивного элемента, которая зависит от базовой нагрузки. Наконец, еще одно преимущество заключается в том, что соединительный элемент состоит из крепежной детали, которая находится под подошвой рельса, и размещенной на ней опорной детали. Опорная деталь может перемещаться по высоте и состоит из двух колен, причем в одно из колен могут быть ввинчены по меньшей мере два винта. Один винт упирается в конструктивный элемент или подошву рельса, а второй служит в качестве жесткой связи между крепежной деталью и конструктивным элементом или рельсом, причем второе колено прижато к крепежной детали по меньшей мере одним винтом. Остальные преимущества и детали изобретения раскрыты в формуле и описании изобретения, а также представлены на чертежах. На чертежах показано следующее: фиг. 1 а - схематичное изображение железнодорожного рельса с передатчиком и приемником; фиг. 1b - схематичное изображение рельса с приемо-передающим устройством; фиг. 2 - схематичное изображение поперечного сечения рельса с опорой и крепежной деталью; фиг. 3 - схематичное изображение рельса с опорой и вспомогательным монтажным приспособлением; фиг. 4 а - схематичное изображение рельса, передатчика, приемника и измерительного луча; фиг. 4b - схематичное изображение передатчика и приемника с измерительным лучом без отклонения; фиг. 4 с - схематичное изображение передатчика и приемника с отклоненным измерительным лучом; фиг. 4d - схематичное изображение передатчика и приемника с отклоненным измерительным лучом(вид сбоку); фиг. 5 - приемник с токосъемом и часть блока обработки результатов измерения; фиг. 6 - схематичное изображение рельса (в поперечном сечении) с расположенными друг против друга приемниками и отклоненным измерительным лучом; фиг. 7 - график: приближение и удаление двух колес; фиг. 8 - схематичное изображение полотна железной дороги с несколькими приемо-передающими устройствами и двумя парами датчиков; фиг. 9 а 1 - график зависимости прогиба от времени t при изгибе между двумя шпалами; фиг. 9 а 2 - график зависимости прогиба от расстояния s при изгибе между двумя шпалами; фиг. 9b1 - график зависимости прогиба от расстояния s при изгибе между двумя шпалами, при наличии выбоины; фиг. 9b2 - скорректированный график зависимости прогиба от расстояния s при изгибе между двумя шпалами; фиг. 9 с 1 - скорректированный график зависимости от расстояния s для нескольких точек измерения; фиг. 9 с 2 - график зависимости от расстояния s для нескольких точек измерения; фиг. 9d - соотношение между графиком зависимости от расстояния s, полученным в результате измерений, и скорректированным графиком; фиг. 9 е 1 - график нагрузки: наплыв на колесе;-2 005746 фиг. 9 е 2 - график нагрузки: угловатое колеса; фиг. 9 е 3 - график нагрузки: овальность колеса; фиг. 9 е 4 - график нагрузки: выбоина на колесе. На фиг. 1 а показана боковая проекция железнодорожного рельса 70 с головкой 71 и подошвой 72. На рельс 70 действует активная сила F со стороны колеса 73 не показанного здесь пассажирского или товарного поезда. Сила F приложена в точке Р рельса. Через точки Р 1 и Р 2, то есть через шпалы 75 и 75' сила F передается в грунт 76 и 76' или полотно железной дороги и создает давление на поверхность. Под действием силы F происходит деформация рельса 70, эта деформация регистрируется с помощью передатчика 2 и приемника 3. Передатчик 2 и приемник 3 размешают на первой опоре 20 и на второй опоре 30, которые установлены на подошве 72 рельса 70 с помощью первой крепежной детали 21 и, соответственно, второй крепежной детали 31. Первая опора 20 и вторая опора 30 следуют за деформацией рельса 70 и подошвы рельса 72, которая возникает вследствие нагрузки F, и тем самым регистрируют цикл деформации. При регистрации цикла деформации между передатчиком 2 или первой опорой 20 и приемником 3 или второй опорой 30 отсутствует передача усилий, так что цикл деформации происходит без потерь и без внешнего влияния. Согласно фиг. 1b приемо-передающее устройство 32 находится в районе подошвы рельса 72. При этом приемо-передающее устройство 32 может быть выполнено в виде тензометрического датчика и/или световода, размещаемого вдоль рельса. На фиг. 1 с два приемо-передающих устройства 32 и 32' размещены по разные стороны продольной оси рельса 70. Крепятся они опять же на соответствующей подошве рельса 72 или 72'. Соответствующее приемопередающее устройство 32 размещено по всей длине между шпалой 75 и шпалой 75'. На фиг. 2 первая опора 20 для передатчика 2 и приемника 3 размещена на подошве 72 рельса 70. Для этого опора 20 имеет винтовое соединение 22 с первой крепежной деталью 21. Кроме винтового соединения 22 первая опора 20 имеет припасовку 40, которая состоит из гребня 42 первой опоры 20 и паза 41 первой крепежной детали 21. Благодаря винтовому соединению 22 гребень 42 вжимается в паз 41 так,что в месте соединения между первой опорой 20 и первой крепежной деталью 21 обеспечивается фиксация положения. Первая опора 20, по существу, имеет L-образную форму, она состоит из первого колена 20.1 и второго колена 20.2. Между вторым коленом 20.2 и первой крепежной деталью 21 предусмотрена припасовка 40 с гребнем 42 и пазом 41. Гребень 42 размещается на втором колене 20.2 первой опоры 20, а паз 41 на первой крепежной детали 21. Благодаря припасовке 40 наряду с винтовым соединением 22 обеспечивается соединение с фиксацией положения первой опоры 20 относительно первой крепежной детали 21. Соединительный элемент может состоять из помещаемой под подошвой рельса крепежной детали и подвижной в вертикальном направлении опоры, устанавливаемой на крепежной детали и состоящей из двух колен. В одно колено могут быть ввинчены, по меньшей мере, два винта, причем один винт может прилегать к конструктивному элементу или подошве рельса, а второй винт создает жесткое соединение между крепежной деталью и конструктивным элементом или рельсом, причем второе колено может быть прижато к крепежной детали, по крайней мере, с помощью одного винта. В первом колене 20.1 первой опоры 20 имеется держатель 24 в виде отверстия, который служит в качестве несущего элемента для передатчика 2 или приемника 3. Для фиксирования передатчика 2 или приемника 3 предусмотрен не изображенный на чертеже фиксатор в виде глухой гайки, этот фиксатор помещается на торце передатчика или приемника. Винт 22 проходит через первое колено 20.1 и входит в зацепление с резьбой 21.1 первой крепежной детали 21. Кроме винтового соединения 22 и припасовки 40 предусмотрен фиксирующий элемент 23, который проходит через резьбу 23.1 до подошвы рельса 72. Таким образом, выполненный в виде винта фиксирующий элемент 23 через первую крепежную деталь 21 стягивает первую опору 20 с подошвой рельса 72. Благодаря припасовке 40 обеспечивается определенное положение второго колена 20.2 относительно первой крепежной детали 21. Благодаря усилию предварительного напряжения, создаваемого фиксирующим элементом 23, изгибающее усилие передается на второе колено 20.2, вследствие чего происходит деформация и юстировка держателя 24 для передатчика 2 или приемника 3. С противоположной стороны рельса 70 в первой крепежной детали 21 имеется второй паз 41', который предназначен для крепления еще одной опоры (эта опора здесь не показана). Согласно фиг. 3 в районе подошвы рельса 72 предусмотрена первая опора 20 и первая крепежная деталь 21. Наряду с первой крепежной деталью 21 на чертеже показана вторая крепежная деталь 31, которая предназначена для крепления опоры 30 для приемника 3. Для позиционирования первой опоры 20 и второй опоры 30 предусмотрено монтажное приспособление 51. Монтажное приспособление 51 имеет юстировочные детали 52 и 52', которые могут входить в контакт с юстировочной поверхностью 50 первой крепежной детали 21 и юстировочной поверхностью 50' второй крепежной детали 31. Юстировочные детали 52 и 52" выполнены в виде выступов, они входят в зацепление с выполненными в виде отверстий котировочными поверхностями 50 и 50'.-3 005746 Согласно фиг. 3 юстировочные поверхности 50 и 50' предусмотрены с нижней стороны первой крепежной детали 21 и второй крепежной детали 31. Юстировочные поверхности 50 и 50' могут быть предусмотрены и на другой боковой поверхности опоры 20 и/или крепежной детали 21. На фиг. 4 а показан рельс 70 с двумя шпалами 75 и 75', передатчиком 2 и приемником 3. Передатчик 2 и приемник 3 установлены на рельсе 70 с помощью первой опоры 20 и, соответственно, второй опоры 30. Пока рельс еще не нагружен, измерительный луч 4, излучаемый передатчиком 2, попадает примерно в центр приемника 3 или не показанной здесь поверхности приемника. Согласно фиг. 4b измерительный луч 4 попадает в точку Е 1 приемника 3, которая представляет собой нулевую точку. Измерительный сигнал не генерируется. На фиг. 4 с показана деформация рельса 70, которая возникает вследствие нагрузки F1. Из-за деформации передатчик 2 и приемник 3 в соответствии с прогибом рельса 70 поворачиваются относительно друг друга на угол 1. Измерительный луч в этом случае попадает в точку Е 2 приемника, которая находится на расстоянии s1 от точки Е 1. При этом генерируется измерительный сигнал, который соответствует расстоянию между точкой Е 1 и точкой Е 2 на приемнике 3 (на поверхности приемника 3.1). Расстояние, которое на фиг. 4d обозначено как s1, пропорционально изменению угла 1 между положением покоя согласно фиг. 4 а и положением в режиме нагрузки согласно фиг. 4 с. На фиг. 5 показано перемещение измерительного луча 4 на приемнике 3 (на поверхности приемника 3.1) из точки Е 1 в точку Е 2. Вследствие этого перемещения генерируется измерительный ток I1 илиI2, который в блоке 60 обработки результатов измерения преобразуется в измерительное напряжение U1 или U2. Изменение угла 1, которое пропорционально деформации или приложенной силе, вычисляют по формуле Согласно фиг. 6 под действием движущегося колеса 73 генерируется как вертикальная сила FQ, так и поперечная сила FY, причем сила FY направлена под прямым углом и к FQ и к продольной оси рельса 70. Для регистрации обеих сил FQ, и FY необходимы два приемо-передающих устройства 32 и 32' с приемниками 3 и 3', которые размещают с разных сторон рельса 70. Соответственно FQ и FY вычисляют по следующим формулам: На фиг. 7 показан измеренный сигнал для цикла нагрузки с разнесенными во времени двумя нагрузками. До того момента, когда колесо достигло точки замера, нагрузка от колеса на рельс генерирует разгрузку рельса 70 возле точки замера, так как при этом нагружается соседний участок рельса. На графике изменения измерительного сигнала имеется провал L1. С достижением точки замера измерительный сигнал в соответствии с величиной нагрузки в этой точке достигает первого максимума M1, затем после прохождения первого колеса уровень сигнала снова падает. После этого при проходе второго колеса измеренный сигнал опять возрастает до второго максимума M2. После прохождения второго колеса сигнал снова падает до уровня, который был до приближения первого колеса. На фиг. 8 показан схематичный вид сверху на полотно железной дороги со шпалой 75 и двумя рельсами 70 и 70'. Слева от приемо-передающего устройства 32 или 32' (по направлению движения поезда) предусмотрен цифровой или аналоговый датчик 80, за которым с каждой стороны рельса установлены шесть приемо-передающих устройств 32. Приемо-передающие устройства 32 размещают попеременно с внутренней и внешней стороны рельса 70. Эти устройства по выбору могут быть установлены только с внутренней или только с внешней стороны. После приемо-передающих устройств размещен еще один датчик 81'. С помощью датчиков 81, 81' можно определить скорость поезда, число и относительное положение колес, они также могут активировать и деактивировать участок проведения замеров. Показанный на фиг. 9 а 1 график G, построенный по результатам измерений между двумя шпалами 75 и 75', то есть между серединами шпал 75 и 75', на фиг. 9 а 2 разбит по пяти точкам измерения. Точки Р 3- Р 7 используют при дальнейшей обработке сигналов или определении корреляции со скорректированным графиком, который представлен на фиг. 9b2. На фиг. 9b1 показан график G с первым относительным максимумом R1 и вторым относительным максимумом R2. Эти относительные максимумы получаются из-за выбоин на колесе и изменяющейся вследствие этого нагрузки на рельс. Выбоина приводит к кратковременному снижению нагрузки, то есть к относительному минимуму F на графике G. Для того, чтобы построить независимый сравнительный график, то есть скорректированный графикK, на основе всех графиков для исправного колеса определяется скорректированный график K, который-4 005746 показан на фиг. 9b2. Скорректированный график K соответствует среднему циклу нагрузки исправного колеса на один датчик и один проход поезда, поэтому на этом графике нет ни относительных максимумов, ни относительных минимумов. На фиг. 9 с 1 показан целый ряд скорректированных графиков K1-K6 для шести следующих друг за другом точек измерения. Точки измерения перекрывают участок рельса длиной примерно 3,60 м. Эта длина соответствует окружности колеса. Участки измерений перекрывают друг друга на 100 мм в обе стороны, это обеспечивает сплошную (без пропусков) регистрацию нагрузки вдоль всего участка рельса. На фиг. 9 с 2 показаны нормальные графики нагрузки N1 - N6, которые были получены для каждой точки измерений 1-6 в результате циклов нагрузки при прохождении колеса. Каждый из графиков N соответствует примерно 1/6 окружности колеса. Таким образом, в соответствии с фиг. 9 с 2 на первой половине колеса имеется выбоина F, за которой согласно фиг. 9b1 следует наплыв А. На фиг. 9d показано отношение нормального графика нагрузки N к скорректированному графику K для окружности колеса. Этот график имеет вид горизонтальной прямой, которая соответствует соотношению в процентах между нагрузкой на рельс и базовой нагрузкой. При этом нормальный график нагрузки N согласно фиг. 9 е представляет собой нормированное среднее значение всех графиков G для одного прохода поезда. Неравномерности соответствующего колеса, то есть графика G, при этом сохраняются. Нормальный график нагрузки N и обратные значения скорректированного графика K накладывают друг на друга согласно фиг. 9 е, в результате получают общее значение S, с помощью которого согласно фиг. 9d определяют соотношение по следующей формуле: Согласно фиг. 9f на основании полученных графиков можно определить специфические дефекты колеса вдоль его окружности. Согласно фиг. 9 е 1 речь идет о наплыве на колесе, который генерирует перегрузку. В случае графика, который представлен на фиг. 9 е 2, речь идет об относительно быстрых симметричных изменениях нагрузки, которые указывают на угловатость колеса. На фиг. 9 е 3 показан типичный признак овальности колеса, в результате которой получается симметричный график с медленными изменениями. На фиг. 9 е 4 показана типичная выбоина на колесе, которая сначала вызывает снижение нагрузки, а затем - перегрузку. Перечень деталей 1 конструктивный элемент 2 передатчик 3 приемник 3' приемник 3.1 поверхность приемника 4 измерительный луч 11 противоположная сторона 12 противоположная сторона 20 первая опора 20.1 первое колено 20.2 второе колено 21 первая крепежная деталь 21.1 резьба 22 винтовое соединение 23 фиксирующий элемент 23.1 резьба 24 держатель 30 вторая опора 31 вторая крепежная деталь 32 приемо-передающее устройство 32' приемо-передающее устройство 40 припасовка 41 паз 41' паз 42 гребень 50 юстировочная поверхность 50' юстировочная поверхность 51 монтажное приспособление 52 юстировочная деталь 52' юстировочная деталь 60 блок обработки результатов измерения-5 005746 70 железнодорожный рельс 70' железнодорожный рельс 71 головка рельса 72 подошва рельса 72' подошва рельса 73 колесо 75 шпала (опора) 75' шпала (опора) 80 датчик 80' датчик 81 датчик 81' датчик ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для регистрации деформации конструктивного элемента (1), имеющее передатчик (2) и приемник (3), в котором передатчик (2) и приемник (3) посредством опор (20, 30) размещены на конструктивном элементе (1) на некотором расстоянии друг от друга, характеризующееся тем, что передатчик(2) посредством первой опоры (20) установлен на первой крепежной детали (21), а приемник (3) посредством второй опоры (30) установлен на второй крепежной детали (31), причем опоры (20, 30) и соответствующие им крепежные детали (21, 31) образуют с конструктивным элементом (1) один или несколько соединительных элементов, либо одно или несколько зажимных соединений с фиксацией позиции, либо связаны клеевым или сварным соединением. 2. Устройство для регистрации деформации железнодорожного рельса (1), имеющее чувствительный элемент датчика деформаций (2), помещенный с помощью опоры (20) на железнодорожном рельсе(1), характеризующееся тем, что чувствительный элемент датчика деформаций (2) помещен непосредственно на подошве рельса (72) вдоль этого рельса. 3. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что опоры (20, 30) и крепежная деталь (21, 31) имеют припасовку (40). 4. Устройство по п.1 или 3, характеризующееся тем, что припасовка (40) выполнена в виде соединения в шпунт и гребень и/или установочного штифта. 5. Устройство по любому из пп.1, 3 или 4, характеризующееся тем, что опоры (20, 30) выполнены в форме уголка и посредством штифтового и/или винтового соединения (22) соединены с крепежной деталью (21, 31). 6. Устройство по любому из пп.1, 3-5, характеризующееся тем, что опора (20, 30) и/или крепежная деталь (21) имеют фиксирующий элемент (23), контактирующий с конструктивным элементом (1). 7. Устройство по любому из пп.1, 3-6, характеризующееся тем, что фиксирующий элемент (23) выполнен в виде болта, винта и/или выступа. 8. Устройство по любому из пп.1, 3-7, характеризующееся тем, что опора (20, 30) имеет держатель(24) для передатчика (2) и/или приемника (3). 9. Устройство по любому из пп.1, 3-8, характеризующееся тем, что держатель (24) представляет собой отверстие и имеет фиксатор передатчика (2) и/или приемника (3) в виде глухой гайки. 10. Устройство по любому из пп.1, 3-9, характеризующееся тем, что первая опора (20) для передатчика (2) и вторая опора (30) для приемника (3) имеют по меньшей мере по одной юстировочной поверхности (50) для позиционирования с помощью монтажного приспособления (51). 11. Устройство по любому из пп.1, 3-10, характеризующееся тем, что юстировочная поверхность(50) выполнена в виде паза, отверстия и/или фаски, причем монтажное приспособление (51) имеет юстировочные элементы (52), которые соответствуют юстировочным поверхностям (50). 12. Устройство по любому из пп.1, 3-11, характеризующееся тем, что на участке проведения замеров конструктивного элемента (1) установлено несколько опор (20, 30), причем приемники связаны через блок (60) обработки результатов измерения. 13. Устройство по любому из пп.1, 3-12, характеризующееся тем, что имеется несколько пар передатчиков (2) и приемников (3), размещенных с противоположных сторон (11, 12) конструктивного элемента (1). 14. Способ измерения деформации конструктивного элемента, включающий следующие шаги: преобразование измерительного тока, генерируемого приемником (3), в измерительное напряжение в блоке обработке результатов (60); определение изменения угла между передатчиком (2) и приемником (3), лежащее в основе изменения напряжения, по следующей формуле:-6 005746 расчет активных сил FQ и FY, действующих под прямым углом к продольной оси конструктивного элемента и вызывающих его деформацию, по следующим формулам: где FQ - это сила, действующая в вертикальном направлении, FY - это сила, действующая перпендикулярно к ней, a 1 и 2 - это изменения угла по крайней мере двух различных пар передатчиков (2) и приемников (3), размещенных на конструктивном элементе с одной стороны или с разных сторон относительно оси Y. 15. Способ по п.14, дополнительно включающий следующие шаги: регистрация деформации конструктивного элемента Х, пропорциональной регистрируемому изменению угла 1 в зависимости от длины конструктивного элемента L,нормирование площади определенного таким образом графика деформации, т.е. зависимости Х отL, посредством усреднения Х' всех графиков деформации, лежащих в основе одного цикла нагрузки,вычисление отношения деформации Х к нормированной деформации Х'. 16. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что соединительный элемент состоит из крепежной детали (21), установленной под подошвой рельса (72), и размещенной на ней опорной детали (20), установленной с возможностью перемещения по высоте и состоящей из двух колен (20.1, 20.2), причем в одно колено ввинчены по меньшей мере два винта (22, 23), причем один винт (23) упирается в конструктивный элемент (1) или подошву рельса (72), а второй винт (22) обеспечивает жесткую связь между крепежной деталью (21) и конструктивным элементом (1) или рельсом (70), причем второе колено (20.2) прижато к крепежной детали (21) с помощью по крайней мере одного винта (22).
МПК / Метки
МПК: G01M 5/00, B61L 1/06, G01B 11/16
Метки: деформации, рельсов, регистрации, устройство
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/13-5746-ustrojjstvo-dlya-registracii-deformacii-relsov.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Устройство для регистрации деформации рельсов</a>
Предыдущий патент: Усовершенствованный сувальдный замок
Следующий патент: Способ лечения гиперхолестеринемии
Случайный патент: Пиразолы и способы их получения и применения