Способ определения неровностей железнодорожного пути

Способ определения неровностей железнодорожного пути

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области измерения геометрических параметров железнодорожного пути и может быть использовано для измерения неровностей рельсов в продольном профиле, плане и по уровню. Цель изобретения - повышение достоверности результатов путем измерения неровностей относительно средней линии большой протяженности . Измерительную базу выбранной длины разбивают на определенное количество участков до точки, в которой измеряют неровность, и равное им количество участков после этой точки, замеряют углы наклона участков до указанной точки и поеле нее относительно условного или реального горизонта, затем в масштабе определяют ординату точки, в которой замеряют неровность, и ординату проекции этой точки на среднюю линию, предварительно построив среднюю линию, соединяющую крайние точки базы, определяют неровность , сравнивая ординату указанной точки с ординатой ее проекции, а величину кривой линии рельса определяют по формуле i т/2р2 I- Г a(n+I-т/2-1 ) 2R X I т Х

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО ЦИАЛ И СТИЧ Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ

ВСггОС(, A t(AR

ПАТЕНтц, 1-ПХ": ЧЕС(4я (21) 4746303/11 (22) 27.06.89 (46) 23,05,92, Бюл. ¹ 19 (71) Ленинградский институт инженеров железнодорожного транспорта им. акад.

В,Н.Образцова (72) B.B.Äëîóãèé, А.E.Àëåêñååâ, А,В,Мочалов и А.П.Попов (53) 625.144.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N431278,,кл,,Е 01 В 35/06, 1970, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕРОВНОСТЕЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ (57) Изобретение относится к области измерения геометрических параметров железнодорожного пути и может быть использовано для измерения неровностей рельсов в продольном профиле, плане и по уровню. Цель изобретения — повышение достоверности результатов путем измерения неровностей относительно средней линии большой протяженности, Измерительную базу выбранной длины разбивают на определенное количество участков до точки, в которой измеряют неровность, и равное им количество участков после этой точки, замеряют углы наклона участков до указанной точки и поИзобретение относится к области измерения геометрических параметров железнодорожного пути и может быть использовано для измерения неровностей рельсов в продольном профиле, плане и по уровню (в продольной, поперечной и горизонтальной плоскостях), Целью изобретения является повышение достоверности результатов путем измерения неровностей относительно средней линии большой протяженности, „„ Ы„„1735476 А1 сле нее относительно условного или реального горизонта, затем в масштабе определяют ординату точки, в которой замеряют неровность, и ординату проекции этой точки на среднюю линию, предварительно построив среднюю линию, соединяющую крайние точки базы, определяют неровность, сравнивая ординату указанной точки с ординатой ее проекции, а величину кривой линии рельса определяют по формуле

i =m/2

Р2

Н,„=f g а(п+ -m/2 — 1)- 2R х

1 =m х «» (2 m+1 — 21) a(rt+im/2 — 1), 1 где : — длина участка, на котором измеряют угол наклона пути, например, к горизонту; а- угол наклона на участке до соответствующей точки, в которой измеряют неровность, к условному или реальному горизонту; R — база измерений; m — количество участков измерений, входящих в базу измерений R; п — порядковый номер точки, в которой измеряют неровность; i — порядковый номер измерительного участка (пути на базе измерения R (от 1 до m). 5 ил„1 табл, На фиг. 1 представлен график измерений неровности пути в продольном направлении; на фиг. 2-4 — графики к математическому обоснованию новой математической зависимости; на фиг. 5 — график для расчета неровности к примеру конкретного выполнения.

Под неровностью пути согласно схеме на фиг, 2 понимается отключение рельсовой нити НР„в точке Х> от расчетной прямой линии, которая проведена так(В,-Вк) что площади кривой пинии, лежащие выше и

1735476 ниже указанной прямой линии, равны между собой. Длина расчетной линии однозначно определена длиной базового участка пути R, длина которого неизменена и определена выбором, Величина неровности Н» на абсциссе Хп, соответствующей середине базовой и расчетной прямым линиям, определяется по формуле

Hpn = Yn Ycn, где Yn — ордината точки на линии рельса;

Ycn — ордината середины расчетной прямой линии, На фиг. 3 указаны обозначения для определения текущего значения ординаты Yi через текущие значения угла наклона кривой и линии рельса в точке с координатой X по формуле л

YI = YO+ f XIdX, (1)

Хо где Y — начальная ордината.

Используя формулу (1), величину неровности пути Н» определим зависимостью

Н рп = Yn Уcn (2) при этом величина У, определяется по формуле

Х, й)+ f x

2 R

Х (n — — ) г х di(Xi) dX, (3) гДе Y (и 1 — оРДината нити пУти, соот2) ветствующая абсциссе в начальной точке базовой линии пройденного пути R, Величина Усп, как ордината средней точки с на на фиг. 4, определяется из того условия, что расчетная измерительная линия В,-В» должна разделить кривую линию рельса Yi = f(Xi) таким образом, чтобы сумма площадей, ограниченных кривой и лежащей выше расчетной линии (со знаком "+" на фиг, 4) была бы равна сумме площадей, лежащих ниже расчетной линии (co знаком

"-"), т,е, выполнялось условие

Х (n + — )

f (Yj(Xj) — Yj P(Õ)) dX = 0, (4)

Х(п — — )

R где Yi Р— текущая ордината прямой Ân-Вк.

Кроме условия (4) необходимо. чтобы площадь трапеции Вд — В к — X (и )—

2 — Х (и была бы равна площади фигуры, 2) образованной линией Y (n ) с осью аб2 сцисс (базовым отрезком пути R), линией

Y (и» 1 и кривой Yi=f(Xi), Этоаналогич2) но тому, что выполняется условие

Х (n + — )

Yi(Xi)dX = YcnR, (5)

Х(п — — )

R г

Система уравнений (4) и (5) полностью определяет положение измерительной прямой линии, проведенной через точки У,„, Bii, Вк.

Из выражения (5) определяем числен10 ное значение

X(n+ — )

Yi(Xi) dX. (6)

X(n — — )

2

В выражение (6) вместо Yj(Xj) подставляется его значение Yi из (3), тогда получаем

Х (n + — )

Vcn R f (У („)+

R 2

Х(п — — ) г

Х(+-, )

+ f а; (Х;) dX) dX, (7)

Х (и — — )

Ycn =

25 г

Х(п+ — )

Ycn = Y (и-Й) + — ) x и-2 В R

Х(п — — )

40

X(n+ — ") х f (di(Xi)) dX dX, Х(п — — )

2

Подставляя в формулу (2) значение Уп и в формулу (3) значение Усп из (1), окончательно получаем величину неровности Нр линии рельса

Ап 1

Н» = . (di(Xj)) 1".1Х вЂ” — x

Х(п — — )

Х(п+ — ) х ) 1 pQj (Xj)) dX бХ. (8)

Х(п — — )

R г

Более удобно использовать измеритель угла не в аналоговой форме, а в дискретной, так как последующая обработка данных предполагается осуществляться ЭВМ. В этом случае полученная математическая зависимость в дискретной форме примет вид

I =—

Н» = (; a(o +1 — -1) „Х

55 х,>, (2m+ 1 — 21) а(п + i — — — 1), (9)

1

В окончательную формулу (9) начальные ординаты измерительного участка не входят, т,е. от указанных ординат величина не1735476 ровности не зависит, Для определения величины неровности рельсовой нити в заданной точке Хп необходимо лишь знать функцию а- — f(X ) на длине пройденного базового участка R.

Пример. Способ определения неровностей железнодорожного пути опробован в лабораторных условиях. Для реализации способа используют макет измерительной тележки с базой измерительного участка I =

=2 м. В процессе измерения неровности пути выбрана база измерения R = 16 м, т.е, m =R/I 8, Измерения производят на общей длине пути 20 м, с условными точками пути от i =

=24 до i = 45.

На макете измерительной тележки устанавливают один лазерный гироскоп, подключенный к реверсивному счетчику, выход которого подключен к самописцу. К самописцу подключают датчик пройденного пути. Вычисления производят с помощью

ЭВМ, которая находится вне макета измерительной тележки.

Для участка пути 20 м вычислены неровности на основе геодезических замеров ординат пути. По полученным значениям построен график Hp„= 1(п)(фиг, 5). Согласно предлагаемому способу производится за мер глубины местных неровностей на измерительной базе определенной длины.

Фиксируется равное число участков до точки, в которой измеряется неровность, и равное число участков после нее, т,е. m =

=-I/R, где R = 16 м, I = 2 м, т,е. m = 8; m/2 = 4.

Фиксирование участков производится по числу оборотов колесной пары макета измерительной тележки. Углы наклона участков а2э...а46, определяются с помощью лазерного гироскопа, установленного на макете измерительной тележки, Для ординат от Узз до У42 с помощью Э ВМ на основе новой математической зависимости определяются неровности пути.

В таблице приведены искомые значения, полученные в результате эксперимента.

Сопоставление указанных величин в таблице и на графике (фиг,5) Фоказывает их полное соответствие.

Формула изобретения

Способ определения неровностей железнодорожного пути, включающий в себя

5 измерение местных неровностей на измерительной базе определенной длины и фиксирование результатов измерения в масштабе, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результа10 тов путем измерения неровностей относительно средней линии большой протяженности, измерительную базу выбранной длины разбивают на определенное количество участков до точки, в которой из15 меряют неровность, и равное им количество участков после этой точки, замеряют углы наклона участков до указанной точки и после нее относительно условного или реального горизонта, затем в масштабе

20 определяют ординату точки, в которой замеряют неровность,и ординату проекции этой точки на среднюю линию, предварительно построив среднюю линию, соединяющую крайние точки базы, определяют неров25 ность, сравнивая ординату указанной точки с ординатой ее проекции, а величину неровности кривой линии рельса определяют по формуле

30 2

Hpn t . а(п +! — m/2 — 1) — — х

1 ! =m х, >, (2 m + 1 — 2 i ) a(n + i m/2 — 1 ), 1

35 где f — длина участка, на котором измеряют угол наклона пуги, например, к горизонту; а — угол наклона на участке до соответ40 ствующей точки, в которой измеряют неровность, к условному или реальному горизонту;

R — база измерений;

m — количество участков измерений, 45 входящих в базу измерений R; п — порядковый номер точки, в которой измеряют неровность;

i — порядковый номер измерительного участка i пути на базе измерения R (от 1 до

50 п1) 1735476

Номер участка У>

НеровНОСТЬ Hpn

Угол

У1 — Уг

Разность

У1 У2

Орди ната, мм! „ а(n+ I — — — 1)—

1

2 г (2m+ 1 — 2i) х

2R х a(n+ i — -2- — 1)

1=4

i =8

Г

1.

У,,(l

У у. бр. 7 ... - с

/ с

29

31

32

33

34

36

37

38

39

41

42

43

44

73,5

69,5

78

83

86

93

92

108

101

96

88

72

83

85,5

86 — 4

8,8

3

7 — 1

8 — 7 — 5 — 8 — 16

13

0 — 2 — 2,5

0,5 — 11

0,2

0,425

0,28

0,15

0,35 — 0,05

0,4

0,4 — 0,35 — 0,25 — 0,4

-0,8

0,65

0 — 0,1

0,125

0,025 — 0,55

16,5

2,5

10,5

12,5

23,5

14

17

22

4 — 12 — 36 — 13 — 11 — 5

13,5

15,87

9,31

11,44

8,12

13,03

21,15

15,75

12,19

8,62

0,25

0,31

--9,19 — 19.66 — 15 — 12,25

--6,31

8,56 — 5,25 — 0,53

2,34 — 1,75

4,8

13,4

7,75

3,69 — 2,81 — 16,34

173547б

) (f: .- Р (/- J х

Фиг. 5 х(лil/ ) 10

1735476 + !

=Г

1 л

/ /

Составитель Л, Петрухин

Редактор С. Пекарь Техред М.Моргентал Корректор А. Осауленко

Заказ 1798 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101