Метод виміру і вимірювальні засоби

Відстань між точками виміру зносів рейки залежить від мети виміру і розкиду результатів. Бічний знос вимірюють завжди на одній висоті – нижче поверхні катання на13 мм. Найпростішим вимірювальним засобом є штангенциркуль, також існує прибор для виміру зносів рейок конструкції ЦНИИ МШС (рама, 2 ноніуси лінійки зі шкалою, дві кульки з кроком 37мм) точність виміру 0,1мм. Цей інструмент призначений для виміру тільки одного типу рейок.

Особливу групу засобів для виміру зносу складають пристрою для перевірки перетину головки. Їх можна розділити на засоби для визначення тільки положення (координат) заданої кількості окремих крапок, що утворять перетин головки рейки (профілометри), і на прилади, за допомогою яких цей профіль одержують безпосередньо безупинним способом (профілографи). Важливою особливістю профілографа є креслення значної частини головки, де рейка не піддавалася зносу, тобто з нижньою поверхнею, що сполучається із шийкою. Завдяки цьому, наклавши побудований профіль на номінальний, можна визначити значення зносу і кут бічного зносу.

Для виміру хвилеподібного зносу застосовують вимірювальні засоби, що дозволяють визначати їхній подовжній профіль у збільшеному масштабі. До таких засобів відносяться, зокрема, прилад «Матиса», що будує креслення в М по довжині 1:10 і по висоті 5:1.Прилад жорстко встановлюється на головці рейки, а каретка, що знаходиться на ньому, переміщається на довжині 1м. Для виміру хвилеподібного зносу на більшій довжині прилад переустановлюють. Для цієї ж мети використовують прилад Пушачи, що одночасно вичерчує подовжній профіль головки рейки в трьох перетинах. За допомогою цього приладу можна вимірювати і зменшення висоти рейки. Це здійснюється за допомогою оптичної системи, що направляють на точку у виді конусного отвору, попередньо відзначеного кернером на внутрішній бічній поверхні головки рейки. Повторний вимір через якийсь час дозволяє визначити зменшення висоти рейки. З упровадженням сучасних досягнень техніки, такий вимір роблять за допомогою цифрової оптичної зйомки, розташованої на спеціальному візку, запис вимірів фіксується на двох стрічках (на дискету), нерівності на обох нитках записуються в М горизонтальному 1:200 і вертикальному 2:1, для точності виміру візок обладнаний гіроскопом.

Найпростішим і одночасно надійним способом виміру нерівностей у стику з чи накладками в звареному стику є виміру за допомогою сталевої лінійки довжиною 1 м (установивши опори, уздовж лінійки переміщають головку з глибиноміром; у кожнім положенні на двох взаємно перпендикулярних ноніусах зчитують значення ординати (уздовж рейки) і абсциси (перпендикулярно рейці) і щупа, або штангенциркуль.

Температуру рейок вимірюють незалежно від інших діагностичних досліджень верхньої будови колії в двох випадках:

1) при монтажі вбк чи до нього, якщо атмосферні і місцеві умови створюють небезпека значної зміни подовжніх сил у колії;

2) при сильній жарі, коли навіть без проведення яких-небудь проведення робіт у верхній будівлі зростає небезпека викиду колії.

Для виміру температури рейок варто застосовувати тільки рейкові і термоелектричні прилади.

Найпростішим термометром є термометр розширення (з чи спиртом ртуттю як термометричну рідину), що вставляють у короткий відрізок рейки.

Більш доцільне застосування магнітних термометрів. Термометричним тілом у ньому є металевий стрижень, з'єднаний за допомогою підоймової системи з покажчиком. Температуру зчитують після декількох хвилин після додатка термометра до рейки.

Швидкий відлік забезпечують термоелектричні термометри. Датчиком у такому термометрі є термоелемент, тобто Система двох провідників (наприклад, залізо-константан), у якій виникає електрорушійна сила. Термопара, з'єднана проводами з електровимірювальним приладом, градуйованим в одиницях температури. Сила струму в ланцюзі пропорційна різниці температур між спаєм і вільними кінцями. Контакт термопари з рейкою приводить до миттєвого відхилення стрілки і дозволяє швидко зняти відлік.

Такими ж функціональними властивостями володіють термісторні термометри, у яких використовується властивість деяких напівпровідників (термісторів) зменшувати опір при підвищенні температури. Такі термометри виготовляються у виді переносних приладів розміром з фотоапарат.

ВИМІР ПОДОВЖНІХ СИЛ

Викид колії завжди є результатом перевищення подовжніх сил над опором, створюваним конструкцією вбк. Виїзд поїзда на колії з викидом колії чи викид колії під проїжджаючим поїздом майже рівнозначний його сходу з рейок. Кривизна колії на ділянці викиду дуже великий (її радіус досягає кілька кілометрів). Крім того, викид супроводжується іншими деформаціями, наприклад прямими і різнобічними перекосами, подовжніми нерівностями, ушкодженнями скріплень і т.п.

Попередження викиду колії включає дві дії: по-перше, створення максимальне можливих опорів вбк; по-друге, виключення надмірне високих подовжніх сил.

Виміру подовжніх сил, незважаючи на його величезне значення, усе ще не перейшло з області науково-дослідних робіт у діагностичну практику.

Застосування в діагностиці вбк можуть знайти тільки ті способи виміру подовжніх сил (чи визначення напруг), що засновані на наступних передумовах:

1) дійсна температура в момент закріплення рейок до шпал у безстиковій колії невідома, оскільки можливі випадки видалення раптово лопнули і зламаних рейок можуть не бути відбиті в документації, що описує зміст даної ділянки шляху;

2) широке використання безстикової колії вимагає його перевірки в жаркі періоди року; засобу для таких вимірів повинні бути мобільними, легко доступними і відносно дешевими.

Робляться спроби використовувати тензометричні методи (ґрунтується на порівнянні подовжніх деформаціях рейки з його поперечними деформаціями; недолік – дозволяє визначити приріст напруг між двома послідовними вимірами), і такі фізичні явища, як, наприклад, магнітострикція (при пружних деформаціях феромагнітних матеріалів змінюється їхня магнітна проникність. Зовнішні сили, що діють на кристал, сприяють пружної деформації його ґрат, що у свою чергу викликає зміну напрямку легкого і важкого намагнічування).

ДЕФЕКТИ

Дефекти рейок відносяться до альтернативних характеристик вбк. Усі дефекти й ушкодження рейок приведені в «класифікація і каталог дефектів і пошкоджень елементів стрілочних переводів та рейок залізниць України».

Структура кодового позначення наступна: перша цифра коду позначає вид чи дефекту ушкодження (1-викрашування, 2-поперечна тріщина, 3-подовжня тріщина, 4-вм'ятини і знос, 8-скривлення, 9-інші дефекти) і місце його появи (1-4-головка, 5-шийка, 6-підошва, 7-перетин цілком;), друга цифра визначає різновид чи дефекту ушкодження з урахуванням основної причини його зародження і розвитку, третя цифра характеризує розташування дефекту по довжині рейки (1-дефекти в стиках на відстані до 750 мм від кінця рейки, 2-дефекти на іншій довжині).

СУТНІСТЬ ДЕФЕКТОСКОПІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

Рейкова дефектоскопія – одна з галузей методів контролю, що не руйнують, що охоплює виявлення внутрішніх дефектів рейок і їхньої структурної неоднорідності (тріщин, флокенів, неметалічних включень, не проплавлений у зварених з'єднаннях і т.п.).

Дефектоскопічні дослідження рейок включають три етапи:

1) виявлення дефекту;

2) оцінку їхньої небезпеки;

3) ухвалення рішення щодо дефектної рейки.

Вирішальне значення для виявлення дефекту мають тип і якість дефектоскопа. Від цього в більшому ступені залежить і оцінка небезпеки дефекту, хоча тут уже зростає роль оператора. Незважаючи на швидкий розвиток автоматики в дефектоскопії, у функції оператора входить ухвалення рішення про те, що потрібно зробити з рейкою, у якому виявлений дефект. Правильність рішення залежить від безлічі факторів.

Дія рейкових дефектоскопів засновано на різних методах контролю, що не руйнують, матеріалів, частіше на ультразвуковому і магнітному методах. Інші методи, вчасності метод електричного опору, застосовують рідше.

Найпоширенішим методом, застосовуваним у дефектоскопах у діагностиці вбк, є універсальний і високочутливий ультразвуковий метод, вірніше один з його варіантів – імпульсний луна-метод. Усередину досліджуваного предмета посилають ультразвукові хвилі і спостерігають сигнали, відбиті від чи дефекту, при його відсутності, від протилежної границі предмета. Частоту ультразвукових хвиль підбирають так, щоб відбитий сигнал устигав повернутися в головку, перш, ніж буде висланий наступний. Ця частота і швидкість поширення ультразвуку і визначає теоретичну область дії дефектоскопа.

Частота сигналів, що висилаються, коливається в межах 0,2-2,0 кГц. При цьому частота механічних коливань у кожнім сигналі, що висилається, дорівнює частоті електричних імпульсів і складає трохи МГц.

Електричні імпульси перетворюються в механічні коливання в перетворювачі. У залежності від типу (для кварцового перетворювача в залежності від напрямку розрізки кристала) перетворювач може коливатися в напрямку, перпендикулярному до його головної поверхні, виробляючи подовжні хвилі (хвилі стиску), чи рівнобіжному, виробляючи поперечні хвилі (хвилі зрушення). Швидкість поширення цих хвиль у сталі відповідно 5900 і 3200 м/с. Зустрівши з границею двох середовищ з різним акустичним опором (великими скупченнями неметалічних чи включень тріщин), хвилі відбиваються під тим же кутом і повертаються в перетворювач. При цьому він виконує протилежну функцію – перетворить механічні коливання в електричні імпульси, що після посилення надходять в осцилоскоп, де них спостерігають у виді вертикальних імпульсів (луни) від горизонтальної світлової лінії, називаною тимчасовим розгорненням. Крім перетворювачів, що використовують явище п'єзоелектрики (утворення електричних зарядів на поверхні визначених чи кристалів керамічних матеріалів, що піддаються чи стиску розтяганню), в ультразвуковому методі застосовують, хоча і рідше, перетворювачі, принцип дії яких заснований на явищі магнітострикції. Це явище полягає в змінах довжини феромагнітного стрижня, викликаних змінами магнітного полючи, спрямованого уздовж його осі. Магнітострикція, як і п'єзоелектрика, має оборотність.

Перетворювач з корпусом називають ультразвуковою головкою. Дефектоскоп може мати одну чи трохи приємопередавальних головок.

У магнітному методі, що знаходить застосування в рейковій дефектоскопії, використовуються явище деформації силових ліній магнітного полючи, викликаної дефектом усередині чи рейки на його поверхні. Існують два способи намагнічування: полюсний і круговий. При полюсному намагнічуванні силові лінії магнітного полючи переміщаються уздовж рейки. Ризики і поперечні тріщини, що знаходяться на колії, викликають місцеве ущільнення силових ліній, що вказує на дефект. Полюсне намагнічування виконують за допомогою котушок, що знаходяться на кінцях ярма електромагніта.

При круговому намагнічуванні досліджувана ділянка рейки стає частиною ланцюга постійний чи перемінний токи, що протікає між електричними щітками, що сковзають по поверхні катання. Магнітні силові лінії, охоплюючи рейку, виявляють насамперед подовжні дефекти.

Дата добавления: 2014-01-03