Испытания вагонов

Тензометрическая колесная пара (ТКП) для испытания вагонов

В компетенции «Тихвинского центра испытаний железнодорожной техники» — проведение любых видов испытаний железнодорожного оборудования (колесные пары и оси, собственно вагоны, тележки, колесные пары, надрессорные балки, боковые рамные конструкции, и др.). Целью испытаний может быть оценка эксплуатационных и прочностных характеристик вновь разрабатываемых изделий, сертификационные испытания, мониторинг фактического состояния узлов и агрегатов, а также регламентные работы по подтверждению уровня качества продукции.

Заказать звонок Отправить заявку

Что измеряется

При проведении испытании вагонов подвижных составов на предмет надежности и безопасности при различных скоростях движения и уровнях загрузки, одними из основных измеряемых величин являются уровни воздействия на путь системы вертикальных и боковых нагрузок, передаваемых колесной парой на железнодорожное полотно.

Испытания вагона

Зачем измерять дистанционно

Даже при статических испытаниях колесных пар при измерении параметров состояния осей колесных пар используется ультразвуковая (бесконтактная) система измерения параметров, хотя применению проводных технологий испытаний в этом случае ничто не мешает. У экспериментаторов есть простое правило, количество ошибок в работе персонала возрастает в геометрической прогрессии от количества проводов, "опутывающих" испытываемый объект. Кроме того, провода - это всегда источник дополнительных помех. Не случайно в проводных системах используется технология токовой петли, по которой на датчик подается питание, и по этой же паре проводов во входной интерфейс испытательной системы возвращается сигнал с датчика. Поэтому применение технологии бесконтактных дистанционных телеметрических измерений на движущихся/вращающихся узлах машин и оборудования в известной мере даже упрощает задачу испытаний.

Проблемы дистанционных измерений

При этом на первый план выходит задача обмена информацией и подача электроэнергии к вращающимся датчикам. Благодаря многолетней исследовательской работе компаний-лидеров этого направления, в число которых входит и KMT, эти вопросы для большинства практических применений можно считать решенными. В качестве примера можно привести задачи испытания наиболее ответственного узла вагонов - осей колесных пар.
Измерение деформаций колесной пары вагона проводят при помощи тензорезисторов, которые приклеиваются на колеса. Самая большая проблема – передача данных с тензорезисторов при движении поезда.

токосъемник

Подключить датчики с помощью проводов не представляется возможным. Использовать для измерений контактные токосъемники – не целесообразно из-за их ненадежности и качества контакта (малейшее изменение сопротивления в контактах влияет на результат измерений).

Существуют портативные регистраторы с записью данных с датчиков на карту памяти и питанием от аккумулятора. Такие системы не позволяют контролировать результаты измерений в реальном времени, и ограничены по времени работы.
Для измерения деформаций на колесной паре вагона мы предложили инженерам испытательного центра ТИЦ ЖТ многоканальную телеметрическую систему MTP. Эта система наилучшим образом подходит для передачи сигналов с датчиков, установленных на вращающихся узлах.

Тензометрическая колесная пара

Питание этих систем осуществляется без проводов и токосъемников индуктивным способом, что делает время их работы неограниченным, а также удешевляет эксплуатацию системы (отсутствуют расходные материалы: щетки, аккумуляторы). Также это позволяет расширить диапазон рабочих температур, т.к. отсутствует аккумулятор.

тензометрия

Данные передаются непрерывно в режиме реального времени и с высокой частотой опроса датчиков (1500 Гц на канал для данной системы сбора данных).
Данная система дистанционного/телеметрического измерения напряженно-деформированного состояния узлов железнодорожной колесной пары может быть легко смонтирована на колесную пару с помощью материалов, которые поставляются в комплекте.

колесная пара

На данный момент появилась и более совершенная система многоканальной телеметрии: MTP-NT, которая обладает более широким функционалом при меньших габаритных размерах.

Заглядывать в будущее не повредит

Есть еще одна причина для того, чтобы воспользоваться для испытания узлов вагонов телеметрическими технологиями KMT. Дело в том, что купить систему бесконтактного телеметрического измерения при испытаниях вагонов не сложно. Сложно сделать такой выбор, чтобы через пять-десять лет не пришлось её выбрасывать и заменять на более совершенную.
В этом плане надо ориентироваться на тенденции в развитии измерительной электроники, систем беспроводного обмена как данными с датчиков, так и технологий доставки электроэнергии на движущийся объект. А тенденции таковы, что энергии для питания электроники на валу будет требоваться на порядки меньше чем сейчас. И дело недалекого времени, когда энергии вибраций осей колесных пар будет достаточно для питания датчиков на осях. Микросхемы, преобразующие механическую энергию колебаний в электричество, уже продаются серийно и цена их по меркам стоимости испытательного оборудования просто смехотворна.

монтаж тензорезисторов

Другим способом подачи энергии на вращающиеся датчики является лазерный, ведутся работы по приемникам этой энергии на основе бескорпусных фотодиодов и даже топологических наноструктур.

Для специалистов Промтекс эти тенденции не являются секретом. Поэтому вопрос малозатратной модернизации в будущем стенда испытания вагонов мы имеем в виду, когда предлагаем свои услуги по проведению испытаний, проектированию и изготовлению стендового оборудования.