Казанские ученые запатентовали устройство для контроля рельсового пути
Специалисты Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева (КНИТУ-КАИ) разработали и запатентовали изобретение для контроля рельсового пути по его поперечному уровню. Новая технология не дает искажений в измерении поперечного уровня при движении по любым путям, в том числе с продольными уклонами и поворотами, и дает возможность существенно повысить точность измерений.
По поперечному уровню (профилю) можно судить о взаимном положении рельсов, геометрии пути, безопасности движения поездов и даже — эффективности эксплуатации магистрали. Новая информационно-измерительная система предназначена для точного определения поперечного уровня железнодорожного полотна. Благодаря ей можно выяснить, насколько один рельс выше другого в вертикальной плоскости. Но без гиростабилизатора — устройства для стабилизации отдельных предметов или приборов и определения угловых отклонений объектов, — достоверные данные собрать не удастся.
Аспирант кафедры автоматики и управления КНИТУ-КАИ Кирилл Лукин и его научный руководитель доцент Сергей Кривошеев разработали серию гиростабилизаторов для малогабаритного путеизмерителя. Система устанавливается на специальном подрессоренном вагоне-путеизмерителе, который ездит по путям. Основной элемент системы — одноосный силовой горизонтальный гиростабилизатор на основе трехстепенного гироскопа в кардановом подвесе, который стабилизирует наружную раму независимо от тряски вагона. Система фиксирует отклонения рельсов, «привязывает» их к пройденному расстоянию и сохраняет данные для ремонта путей.
Для устранения влияния качки подрессоренного вагона на точность измерения поперечного уровня ученые ввели электрическую систему компенсации, состоящую из двух датчиков линейных перемещений, кинематически включенных между корпусом вагона и буксами колес (букса — связующее звено между колесной парой и рамой вагона — прим. ред.), которые измеряют вертикальные колебания корпуса вагона относительно колесной пары.
«Их сигналы и сигнал от системного датчика угла обрабатывает микроконтроллер, который выдает информацию о линейном превышении рельсовых ниток. Микроконтроллер вычисляет пройденный путь и скорость. Расстояние равно числу импульсов, помноженных на радиус колеса и на шаг импульса. Микроконтроллер корректирует гиромаятник по скорости, а измерения (угол и превышение рельсов в миллиметрах) записывает на USB-флешку с привязкой к километражу. В итоге путейщики получают точные графики отклонений, без влияния качки вагона и поворотов на виражах», — пояснил Кирилл Лукин.
В целом, изобретение ученых КНИТУ-КАИ исключает влияние колебаний вагона, повышает точность измерения на 20-50 %. Сама система — компактная и пригодна для использования в малогабаритных путеизмерителях.
Разработка велась в поддержку национального проекта «Промышленное обеспечение транспортной мобильности».