Разработка системы магнитоиндукционных датчиков для диагностирования износа гребней колесных пар подвижного состава

Рассмотрены два варианта устройства, содержащие по четыре или шесть малогабаритных магнитоиндукционных датчиков, закрепленных на подошве рельса. Устройство предназначено для диагностирования формы гребня колесных пар в процессе движения подвижного состава над датчиками по прямолинейному рельсовому пути. Предложен алгоритм вычисления параметров профиля гребней колесных пар, позволяющий идентифицировать координаты центра и радиус гребня, форма которого описывается уравнением второго порядка, т.е. модель вершины гребня имеет форму полукруга, соответствующего стандартному профилю колеса. Кроме того, реализован алгоритм тестирования адекватности полученной параметрической модели. Предложен алгоритм идентификации износа вертикального подреза гребней колесных пар на основе использования подходов, аналогичных методам инструментального контроля, с применением стандартных шаблонов, которые разработаны в соответствии со стандартом „Колеса цельнокатаные“. Предложенная математическая модель, описывающая процесс износа вертикального подреза гребня, позволяет автоматизировать диагностирование состояния профиля колесных пар при движении состава над трехточечной системой магнитоиндукционных датчиков и имитацию процедуры инструментального контроля параметров гребней колес. Алгоритмы, заложенные в предлагаемой математической модели и реализованные на основе микропроцессорного контроллера, позволяют автоматизировать процесс приборного контроля состояния гребней колес в режиме реального времени, вычислять и прогнозировать сроки технического обслуживания или необходимого ремонта колесных пар подвижного состава железнодорожного транспорта.

1. Байбаков А. Н., Кучинский К. И., Патерикин В. И., Плотников С. В., Сотников В. В. Опыт разработки и эксплуатации лазерных автоматизированных диагностических комплексов для бесконтактного контроля параметров колес грузовых вагонов // Измерительная техника. 2010. № 4. С. 61—64.

2. Педали и датчики [Электронный ресурс]: http://scbist.com/spravochnik/1/pedali_datchiki1.htm. (дата обращения: 25.03.2022).

3. Петров К. С., Окишев А. С., Петров В. В. Математическая модель выходного сигнала магнитоиндукционного датчика осей подвижного состава железнодорожного транспорта на основе стигматического подхода // Известия Транссиба. 2020. № 2(42). С. 131—140.

4. Орлова А. М., Саидова А. В. Прогноз износа профилей колес с использованием динамических моделей // Транспорт Российской Федерации. 2013. № 3(46). С. 51—53.

5. Пат. РФ 193429, МПК B61K 9/12. Устройство для определения положения колесных пар подвижного состава относительно прямолинейного рельсового пути / Е. В. Кондратенко, В. В. Петров, К. С. Петров. Заяв. № 2019118943, 17.06.2019. Опубл. 29.10.2019.

6. Петров К. С., Петров В. В. Астигматическая модель сигнала магнитоиндукционного датчика осей подвижного состава железнодорожного транспорта на основе дискретного подхода // Известия Транссиба. 2021. № 2(46). С. 125—135.

7. Пат. РФ 192859, B61K 9/12. Устройство контроля технического состояния тележек подвижного состава / Е. В. Кондратенко, В. В. Петров, К. С. Петров. Заяв. № 2019118942, 17.06.2019. Опубл. 03.10.2019.

8. Классификатор неисправностей вагонных колесных пар и их элементов [Электронный ресурс]: http://www.rcit.su/techinfo51.html. (дата обращения: 25.03.2022).

9. Петров К. С., Окишев А. С., Петров В. В. Применение трехточечной системы индукционных датчиков для оценки параметров профиля гребня колес подвижного состава на основе модели эквивалентной круговой формы // Инновационные проекты и технологии в образовании, промышленности и на транспорте: матер. науч. конф. Омск: Омский гос. ун-т путей сообщения, 2022. С. 385—391.

10. Матяш Ю. И., Брылова Т. Б., Кирпиченко Е. М., Кондратенко Е. В. Визуальный метод неразрушающего контроля деталей железнодорожного подвижного состава: учеб.-метод. пос. для выполнения лабораторных работ. Ч. 1. Омск: Омский гос. ун-т путей сообщения, 2018. 37 с.