Полученное распределение температур подтверждено стендовыми испытаниями буксового узла с измерениями в разных сечениях температур деталей подшипников и наружных поверхностей буксового узла во времени.

Рисунок 6.4 - Температурные поля нагрева буксового узла

Испытания проводились посредством задания частоты вращения оси колесной пары, соответствующей скорости поезда 60 км/ч, при различных значениях вертикальной (от 0 до 7,5 тс на подшипник) и осевой нагрузок (от 0 до 1,5 тс) с помощью штатных средств испытательного стенда.

Для имитации охлаждения корпуса буксы встречным воздухом создавался принудительный обдув с одной стороны буксового узла. При испытаниях регистрировались следующие параметры:

- время работы стенда

- температура посадочной поверхности наружного кольца переднего и заднего подшипника в восьми сечениях (восемь точек на каждое кольцо)

- температура корпуса буксы в восьми точках, в районе просверленных отверстий бесконтактным термометром RAYMX4P;

- температура крепительной и смотровой крышки буксового узла.

Результаты показывают, что верхняя зона буксы и менее нагретая нижняя часть корпуса нагреваются выше, чем крепительная крышка, причем в диапазоне, предшествующем заклиниванию подшипника и связанного с этим аварийного интенсивного нарастания температуры градиент температуры по корпусу значительно выше, чем у крышки буксы.

Полученные выводы говорят о том, что в качестве зоны тепловой

диагностики подшипников целесообразно использовать корпус буксы, так как приемник инфракрасного сигнала получал бы более мощный сигнал, который пропорционален температуре нагрева наружных колец подшипников. Поскольку верхняя часть корпуса буксы может быть не доступна для прямого сканирования (эта зона частично закрыта рамой тележки или открытыми бортами платформ), то целесообразно использовать наиболее нагретую - нижнюю доступную часть корпуса буксы.

Схема установки болометра и его ориентация показана на рисунке 6.5. Конструкция напольной камеры КТСМ-02 обеспечивает осмотр нижней и частично задней (по ходу движения) стенок корпуса буксового узла. При такой ориентации обеспечивается стабильность геометрии положения напольной камеры и приемника ИК относительно контролируемых объектов, наименьшее расстояние до объекта контроля. При этом исключаются ложные показания аппаратуры на рабочий нагрев шкивов и редукторов привода подвагонных генераторов, на нагрев обода колес, возникающий при торможении поезда, и на отраженное от корпусов букс солнечное излучение.

Рисунок 6.5 - Модель, демонстрирующая обзор буксы приемником ИК-излучения в КТСМ-02

В результате проведенного исследования можно сказать, что ориентация приемников ИК-излучения аппаратуры обнаружения перегретых букс с напольными камерами от ПОНАБ и ДИСК под углами 34 град. к горизонту и 13 (20) град. к оси пути обеспечивает сканирование лишь смотровой (при угле 13 град.) и частично крепительной (при угле 20 град.) крышек корпуса буксы.

Уровень сигнала приемника ИК-излучения при такой ориентации существенно зависит от диаметра колеса и сочетания динамических перемещений буксового узла в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Возможны неблагоприятные сочетания указанных параметров, приводящие к уменьшению сигнала в 5…7 раз по отношению к идеальному результату сканирования буксовых узлов и пропуску аварийно нагретых букс.

Смотровая крышка является самой холодной частью корпуса буксы при движении вагона. Распределение температур по деталям корпуса буксы таково, что крышка в 1,5 - 2 раза нагрета менее, чем нижняя и боковая цилиндрические части корпуса буксы. Интенсивность изменения температуры нагрева смотровой крышки намного ниже, чем у нижней части корпуса буксы при аварийном нагреве (перед заклиниванием) подшипника.

При ориентации приемника ИК-излучения на нижнюю цилиндрическую часть корпуса буксы в сечении между передним и задним подшипниками с креплением напольной камеры непосредственно к подошве рельса как в аппаратуре КТСМ-02, обеспечивается:

- формирование более мощного (в 1,5…1,8 раза) теплового сигнала;

- стабильность положения напольной камеры c приемником ИК-излучения относительно корпуса буксы;

- наименьшее расстояние до поверхности корпуса буксы; исключение ложных показаний аппаратуры на рабочий нагрев шкивов и редукторов привода подвагонных генераторов, на прямое и отраженное от букс излучение солнца.

8. Сравнительная характеристика существующей системы ДИСК и КТСМ-02

В данном разделе подведем характеристики существующей системы ДИСК и заменяемой её аппаратуры КТСМ-02 и определим целесообразность данной замены.

Ежегодно ведутся работы по модернизации устаревшей и отработавшей свой нормативный срок службы аппаратуры ДИСК на устройства КТСМ-02. КТСМ-02 являются современными техническими средствами для обнаружения перегретых букс, которые выполнены на новой элементной базе и в полной мере отвечают требованиям к аппаратуре, обеспечивающей безопасность движения поездов. Поэтому применение КТСМ-02, будет целесообразно, так как оно позволяет при минимальных затратах получить современную аппаратуру контроля.

Сравнительные характеристики систем контроля нагрева букс сведем в таблицу 2.

Таблица 2 - Сравнительные данные по системам контроля нагрева буксовых узлов и заторможенных колесных пар

Из таблицы 2 следует, что система КТСМ-02 БТ превосходит систему ДИСК2-БТ по многим критериям.

Основными критериями являются:

- перспективная элементная микропроцессорная база;

- повышение надежности;

- увеличение дальности передачи информации с перегона на станцию;

- контролирование поездов в двух направлениях;

- повышение процента выявления перегретых букс;

- снижение потребляемой мощности;

Указанные критерии определяют целесообразность модернизации аппаратуры ДИСК на перегоне Зябровка - Тереховка на систему КТСМ-02.

Размещено на Allbest.ru