Дефектоскопная тележка
Дефектоскопная тележка, содержащая систему магнитного контроля, снабженную устройством намагничивания рельса, решает техническую задачу повышения эффективности диагностики рельсового пути путем значительного повышения степени намагничивания рельса, благодаря тому, что устройство намагничивания рельса выполнено в виде размещенного над рельсом П-образного сердечника электромагнита, на вертикальных частях которого установлены намагничивающие катушки, под которыми закреплены защитные башмаки, а также снабжено устройством ограничения рассеяния намагничивающих потоков, выполненным в виде катушки электромагнита, размещенной на горизонтальной части П-образного сердечника.
Полезная модель относится к области рельсового транспорта, в частности, к мобильным средствам неразрушающего контроля рельсового пути, использующим системы совмещенного ультразвукового и магнитного контроля, снабженного устройствами намагничивания рельсов.
Известно устройство индукторной тележки, используемой в вагоне-дефектоскопе (см. А.К.Гурвич, «Неразрушающий контроль рельсов», М., Транспорт, 1983, с.100-102). Под вагоном размещается специальная индукторная тележка, которая служит для подвески электромагнитов. Она состоит из плоской рамы, двух крайних колесных пар и двух средних. Между средними колесными парами размещены электромагниты, подвешенные к раме тележки. Распределение нагрузки на колесные пары предотвращает сход тележки с рельсов и сохраняет неизменной величину воздушного зазора между полюсами электромагнита и рельсами.
К недостаткам известного устройства относится низкая интенсивность намагничивания рельса, определяемая относительно малой мощностью электромагнитов и наличием достаточно больших зазоров между электромагнитами и плоскостью катания рельса, при этом намагничивающая система обеспечивает намагничивание относительно легких типов рельсов при низкой скорости движения.
Прототипом заявляемой полезной модели является дефектоскопная тележка для совмещенного магнитного и ультразвукового контроля рельсового пути, включающая раму, опирающуюся на колесные пары, и магнитную систему с намагничивающими катушками, которые расположены соосно на осях колесных пар тележки с минимальными радиальными и торцевыми зазорами посредством комбинированных гидродинамических опор с газостатической системой компенсации нагрузки и наддува опор от попадания в зону трения абразивной пыли, с фиксацией опор от проворота реактивными тягами, а между колесными парами размещена система ультразвукового контроля (патент на изобретение RU 2225308, дата публикации 10.03.2004, МПК В61К 9/08, G01N 29/04, «Дефектоскопная тележка для совмещенного магнитного и ультразвукового контроля рельсового пути»).
Недостатки прототипа заключаются в том, что вследствие недостаточной величины создаваемого магнитного поля, и вследствие размещения электромагнитов на осях колес, а также прохождения магнитного потока по сложному пространственно протяженному магнитному контуру, проходящему через оси колес, диски колес, рельс, не обеспечивается высокая разрешающая способность системы магнитного контроля, при этом магнитные потоки рассеяния составляют значительную долю в сравнении с рабочим намагничивающим потоком.
Существенное намагничивание дисков колес при эксплуатации создают отрицательный эффект прилипания каких-либо металлических предметов, попадающих между колесами и поверхностями катания рельсов. Диски колес с налипшими предметами и продуктами износа затрудняют работу устройства и требуют частого осмотра и трудоемкого процесса его очистки. Кроме того, известное устройство отличается низкой ремонтопригодностью конструкции, сложностью доступа для технического осмотра.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в повышении эффективности диагностики рельсового пути путем значительного повышения интенсивности намагничивания рельса.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в дефектоскопной тележке, содержащей систему магнитного контроля, устройство намагничивания рельса выполнено в виде размещенного над рельсом П-образного сердечника электромагнита, на вертикальных частях которого установлены намагничивающие катушки, под которыми закреплены защитные башмаки, а также снабжено устройством ограничения рассеяния намагничивающих потоков, выполненным в виде катушки электромагнита, размещенной на горизонтальной части П-образного сердечника.
Выполнение устройства намагничивания рельса в виде размещенного над рельсом П-образного сердечника электромагнита, на вертикальных частях которого установлены намагничивающие катушки, обеспечивает применение мощных электромагнитов, размещенных непосредственно над рельсом, что приводит к увеличению глубины промагничивания рельса и, как следствие, выявлению дефектов на более ранней стадии развития, а также выявлению дефектов, залегающих на большей глубине от поверхности рельса.
При этом не происходит намагничивания колес, исключается прилипание на них металлических предметов.
Выполнение устройства намагничивания в виде П-образного сердечника, размещенного непосредственно над рельсом, позволяет максимально увеличить расстояние между вертикальными намагничивающими катушками, увеличить продольный размер устройства намагничивания, в результате чего каждый участок головки рельса дольше находится под воздействием магнитного поля, и требуемое значение магнитной индукции достигается на большей глубине от поверхности головки рельса, кроме того, увеличивается время воздействия магнитного поля на рельс, значительно повышая степень его намагничивания и обеспечивая повышение возможных скоростей перемещения дефектоскопной тележки при проведении неразрушающего контроля рельсового пути.
Наличие устройства ограничения рассеяния намагничивающих потоков, выполненного в виде катушки электромагнита, размещенной на горизонтальной части П-образного сердечника, значительно ограничивает количество магнитных потоков рассеяния, увеличивая тем самым намагничивающее воздействие на рельс и повышая эффективность работы устройства намагничивания.
Защитные башмаки, закрепленные на вертикальных частях П-образного сердечника под вертикальными намагничивающими катушками, обеспечивают их защиту от возможных столкновений с препятствиями, например, со ступеньками на болтовых стыках между соседними рельсами, повышают безопасность работы при прохождении любых рельсовых стрелок, повышая тем самым качество неразрушающего контроля.
Наличие защитных башмаков, расположенных непосредственно над рельсом, облегчает их монтаж и демонтаж, благодаря чему упрощается очистка устройства намагничивания от налипших продуктов износа, повышается эффективность использования дефектоскопной тележки в целом.
Наличие отличительных признаков в заявляемом техническом решении позволяет сделать вывод о его соответствии условию патентоспособности «новизна». Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждено на примере конкретного осуществления.
Сущность нового технического решения поясняется представленными изображениями, где
на фиг.1 - общий вид дефектоскопной тележки;на фиг.2 - общий вид устройства намагничивания рельса;
на фиг. 3 - общий вид П-образного сердечника электромагнита с двумя защитными башмаками.
Дефектоскопная тележка мобильного средства контроля состояния рельсового пути 1 размещена под днищем вагона - дефектоскопа или автомотрисы, она состоит из рамы 2, опирающейся на колесные пары 3.
Дефектоскопная тележка содержит систему магнитного контроля, снабженную устройством намагничивания рельса в виде П-образного сердечника 4, закрепленного на опорах 5 рамы 2 тележки.
На вертикальных частях П-образного сердечника 4 установлены намагничивающие катушки 6, с расположенными на нижних торцах защитными легкосъемными башмаками 7, выполненными в виде массивной детали с отверстиями для позиционирования и закрепления на сердечнике 4.
Дефектоскопная тележка снабжена устройством ограничения рассеяния намагничивающих потоков, выполненным в виде намагничивающей катушки электромагнита 8, размещенной на горизонтальной части П-образного сердечника 4.
При движении дефектоскопной тележки, размещенной под вагоном-дефектоскопом или автомотрисой, на вертикальные намагничивающие катушки 6 устройства намагничивания рельса подается электроток, создающий индукцию магнитного поля в П-образном сердечнике 4. Таким образом, вертикальные катушки 6 образуют магнитный поток.
На выявление дефектов рельсов работает только рабочий магнитный поток, проходящий от одного полюса устройства намагничивания через рельс в другой полюс. Увеличение силы тока не приводит к увеличению рабочего магнитного потока, растут только потоки рассеяния и заполюсный магнитный поток.
Интенсивность намагничивания рельса вертикальными катушками может быть существенно повышена до 20% за счет более рационального распределения магнитного потока, создаваемого устройством намагничивания. С этой целью устройство ограничения рассеяния намагничивающего потока выполнено в виде катушки электромагнита, расположенной на горизонтальном участке П-образного сердечника, назначение этой катушки - снизить интенсивность потоков рассеяния, замыкающихся по воздуху.
Электроток подается на катушку электромагнита 8, расположенную на горизонтальной части П-образного сердечника 4 электромагнита, создает в сердечнике дополнительный магнитный поток, повышая таким образом рабочий магнитный поток и снижая интенсивность потоков рассеяния, замыкающихся по воздуху.
Магнитный поток, образованный вертикальными катушками электромагнита, и скорректированный работой устройства ограничения рассеяния намагничивающих потоков, образует рабочий магнитный поток, проходящий от одного полюса устройства намагничивания через рельс в другой полюс.
Защитные башмаки 7, размещенные под вертикальными катушками 6 устройства намагничивания, в процессе рабочего движения дефектоскопией тележки выполняют защитные функции при возможных столкновениях с препятствиями, например, при ударе башмака 7 о ступеньку на болтовых стыках соседних рельсов 1, а также при прохождении любых рельсовых стрелок.
Простая процедура монтажа - демонтажа защитных башмаков 7 облегчает их очистку от грязи и налипших продуктов износа, возникающих в процессе эксплуатации.
Таким образом, заявляемая полезная модель дефектоскопной тележки с устройством намагничивания рельса, снабженным устройством ограничения рассеяния магнитных потоков, обеспечивает повышение эффективности диагностики рельсов путем значительного повышения степени их намагничивания, а также повышение надежности работы устройства намагничивания благодаря применению защитных башмаков, при этом повышение степени намагничивания рельсов расширяет диапазон скоростей, при которых возможно проведение диагностики.
Дефектоскопная тележка, содержащая систему магнитного контроля, снабженную устройством намагничивания рельса, отличающаяся тем, что устройство намагничивания рельса выполнено в виде размещенного над рельсом П-образного сердечника электромагнита, на вертикальных частях которого установлены намагничивающие катушки, под которыми закреплены защитные башмаки, а также снабжено устройством ограничения рассеяния намагничивающих потоков, выполненным в виде катушки электромагнита, размещенной на горизонтальной части П-образного сердечника.
