методички / 4038

Средство измерения: оптический прибор ПРП, диапазон измерений просадок от 0 до 100 мм, сдвижек от 0 до 200 мм.

В качестве базы для проведения лабораторной работы является учебный полигон, где расположены прямые участки пути.

Теоретические сведения

Прибор ПРП состоит из зрительной трубы 1, корпуса призмы 2, колонки 3 с вертикальной осью, стойки 18 (рис. 1), штанги 13 и башмака 14.

Зрительная труба представляет собой телескопическую оптическую систему с внутренней фокусировкой. Фокусируют на предмет, вращая кольцо 10 кремальеры, при этом фокусирующая линза, расположенная внутри трубы между объективом и сеткой нитей, перемещается поступательно.

Объектив состоит из трех несклеенных линз, помещенных в оправу, которая ввернута в корпус зрительной трубы. Между оправой объектива и корпусом трубы вложено компенсационное кольцо, с помощью которого устанавливают коэффициент дальномера.

11

10	1

														18
																			17
							2
	9														12
																			16
																			13
									3
									4
													15
																				14
8
									5
7
					6
						Рис. 1. Оптический прибор ПРП

В фокальной плоскости объектива зрительной трубы помещена сетка нитей, на которой нанесены горизонтальный и вертикальный штрихи, а также два коротких дальномерных штриха. Горизонтальный штрих используют при отсчете по вертикальной шкале рейки, вертикальный штрих – при отсчете по горизонтальной шкале. Окуляр зрительной трубы устанавливают по глазу до резкой видимости штрихов сетки вращением диоптрийного кольца окуляра 11.

Зрительная труба скреплена с корпусом 2, внутри которого установлена прямоугольная призма, изменяющая направление визирной оси 900. Зрительная труба вместе с корпусом призмы вращается в вертикальной плоскости на двух полуосях,

31

установленных в колонке 3. Зрительную трубу в вертикальной плоскости вращают с помощью винта 7 и пружины, расположенной внутри выступа 6. Ход находящего винта 5 регулируют, вращая втулку 8. Поворот зрительной трубы в горизонтальной плоскости осуществляется наводящим винтом 5.

На хвостовике корпуса призмы установлен уровень 9 (уровень или трубе). Юстировочный винт и гайки предназначены для юстировки уровня.

Прибор имеет коническую вертикальную ось, бакса которой скреплена с колонкой, а конус – со стойкой 18 (рис. 1). С помощью маховичков 16 стойку выдвигают из штанги, изменяя высоту прибора, а после установки необходимой высоты закрепляют винт 12. Для выдвижения стойки из штанги имеется зубчатое зацепление, шестерня находится на оси маховичков 16, а рейка прикреплена внутри стойки 18. Штанга жестко соединена с башмаком 14, с помощью которого прибор устанавливают на головку рельса и закрепляют уровень 17. Ось прибора устанавливается вертикально.

Измерительная рейка. Рейка имеет шкалу, штангу с рукояткой, уровень и башмак с пружиной. При необходимости к рейке прикрепляют горизонтальную шкалу 6.

Шкала 1 (рис. 2, а) окрашена в два цвета – белый и желтый, что дает возможность

исключить ошибки при снятии отсчетов.
						Вертикальный	осевой	штрих	является
	а)			б)		одновременно нулевым штрихом при рихтовке пути.
						Штанга 2, на которой находится шкала, жестко
						скреплена с башмаком 5. С помощью башмака рейку
						устанавливают на головке рельса и фиксируют
						пружиной 4. Регулируют пружину винтами 3.
						Рабочая рейка. Рабочая рейка (рис. 2, б) –
						дополнительное приспособление для проведения работ
						по рихтовке и выправке путей. Рейка имеет круглую
						марку с концентрическими окружностями желтого и
		Рис. 2. Рейки:				черного цвета, штангу с рукояткой, уровень и башмак с
а – измерительная;				б – рабочая		пружиной.

Основные технические характеристики оптического прибора приведены в прилож. 6 и в [5].

Условия работы с прибором. Прибор и рейки при работе устанавливают отвесно

– по круглым уровням, имеющимся на штангах (пузырек уровня не должен выходить за пределы большой окружности), на одну рельсовую нить с обязательным опиранием внутренней шаровой поверхности башмака на головку рельса.

При производстве работ в зависимости от условий можно пользоваться одной рейкой и двумя. На длинных отрезках и на участках с интенсивным движением поездов необходимо работать с обеими рейками.

32

Работами с применением оптического прибора руководит дорожный мастер или бригадир пути. В зависимости от условий с рейками работает один или двое рабочих. Наибольшая длина выправляемой просадки с одной стоянки прибора 60 м, длина рихтуемого участка – 200 м.

При подъемке и рихтовке пути необходимо следить за тем, чтобы при работе в непосредственной близости от зрительной трубы и рейки (если она устанавливается для контроля) не нарушить их положения. Во избежание этого зрительную трубу и рейку (контрольную) необходимо устанавливать на таких расстояниях от нулевых точек, при которых не нарушится их положение и максимально используется прибор. Эти расстояния зависят от величины подъемки или сдвижки пути. Если нельзя удалить прибор или рейку от нулевой точки, то их снимают, и остающийся до нулевой точки участок выправляют на глаз. При работе с оптическим прибором необходимо соблюдать инструкции и указания по обеспечению безопасности движения поездов и технике безопасности [6].

Поверка прибора. Перед началом работы с прибором необходимо произвести следующие поверки:

а) ось круглого уровня прибора должна быть параллельна образующей штанги. Для поверки этого условия необходимо установить штангу параллельно нитяному отвесу, подвешенному рядом со штангой. Если пузырек уровня вышел за пределы второй (дальней) окружности, то следует, придерживая одной рукой прибор, второй рукой юстировочными винтами вывести пузырек на середину в пределы внутренней окружности;

б) ось круглого уровня рейки должна быть параллельна образующей штанги. Поверка производится, как указано в п. (а);

в) ось уровня при трубе должна быть параллельна визирной оси зрительной трубы. Для поверки этого условия необходимо: вдвинуть стойку в штангу до упора, выровняв этим высоту прибора и рейки. Установить прибор на рельсе и на расстоянии до 60 м от него рейку. Вывести пузырек уровня при трубе на середину, навести объектив на рейку и, глядя сверху в окуляр, снять отсчет по рейке h1. Далее, не сдвигая стойки относительно штанги, поменять местами прибор и рейку. Вывести пузырек уровня при трубе на середину и снова снять отсчет по рейке h2. При непараллельности оси уровня визирной оси зрительной трубы сумма этих отсчетов будет отличаться от нуля на величину

x = h1 + h2 .

Для исправления ошибки необходимо половину величины x вычесть из последнего отсчета, снятого по рейке, навести трубу на вычисленный отсчет и юстировочными винтами уровня вывести пузырек на середину. После этого повторить поверку, добиваясь того, чтобы сумма отсчетов была равна нулю.

Поверка по п. (в) производится во время профилактического ремонта инструмента.

33

Применение прибора при выправке просадок пути. В прямых участках пути просадки выправляют с применением оптического прибора – по повышенной нити, а в кривых – по нити, требующей первоочередной выправки. Отступления другой нити измеряют и выправляют по уровню шаблона.

До начала визирования прибором руководитель работ определяет точки начала и конца каждой просадки на участке работ и отмечает их мелом на шейке рельса нулями. Затем в точке начала просадки или на некотором расстоянии от ее на рельс устанавливает вертикально (по круглому уровню) зрительную трубу и закрепляет ее зажимным винтом, а рабочий в точке конца просадки устанавливает по уровню измерительную или рабочую рейку в зависимости от того, с одной измерительной рейкой будет вестись работа или требуется для контроля установка рабочей рейки.

После этого руководитель работ горизонтальным и вертикальным наводящими винтами 12 и 14 (см. рис. 1) поворачивает трубу до тех пор, пока вертикальная нить сетки трубы не совместиться с вертикальной линией шкалы измерительной рейки или условной вертикальной диагональю верхнего ромба рабочей рейки, а горизонтальная нить сетки – с горизонтальной нулевой линией измерительной рейки или условной горизонтальной диагональю верхнего ромба рабочей рейки.

Далее, по указанию руководителя работ рабочий переносит измерительную рейку с нулевой точки в сторону прибора на промежуточную точку и устанавливает ее на рельсе вертикально по круглому уровню.

Если для контроля установлена рабочая рейка, она остается на месте (рис. 2, б). Руководитель работ берет отсчет и через оптическую трубу контролирует высоту

подъемки. Когда горизонтальная нить оптической трубы совместиться с горизонтальной нулевой линией измерительной рейки, подъемка пути прекращается. Необходимый запас на осадку должен учитываться руководителем работ.

Отступление второй рельсовой нити измеряют и выправляют по уровню шаблона. Затем рабочий переносит измерительную рейку в следующую точку. В такой последовательности проводятся работы до полного исправления просадки по всей длине. Для пропуска поезда оптический прибор и рейки снимают с рельса, а после его прихода снова устанавливают в начальной точке зрительную трубу и в конечной точке просадки – контрольную рейку. Руководитель работ повторяет установку зрительной трубы и винтами совмещает пересечение нитей сетки трубы с горизонтальной и вертикальной нулевыми линиями измерительной рейки. Выправку просадки продолжают с той точки, на которой были прекращены работы перед пропуском поезда.

На участках пути с раздельным скреплением и на пучинистых местах оптическим прибором замеряют отклонения в профиле на каждой шкале с тем, чтобы правильно подобрать толщину прокладок и карточек.

Применение прибора при рихтовке прямых. Порядок рихтовки пути с применением оптического прибора следующий. Руководитель работ на длине около 200

34

м просматривает в бинокль рихтовочную рельсовую нить и выбирает на ней крайние точки рихтуемого участка (рихтовочный створ). После этого в одном конце участка в точке 1 устанавливают на головку рельса зрительную трубу, а на другом конце, в точке 2 – измерительную рейку (рис. 2, а). После приведения в вертикальное положение по уровню зрительной трубы и измерительной рейки на концах рихтуемого участка руководитель работ, вращая трубу прибора поочередно (или одновременно) двумя наводящими винтами – горизонтальным 12 и вертикальным 14 (см. рис. 1), совмещает пересечение нитей трубы с нулевыми линиями измерительной рейки.

Зрительная труба и измерительная рейка, установленные в концах створа в точках 1 и 2, остаются на месте на все время производства сдвижки пути в пределах выбранного участка и снимаются только для пропуска поездов. Вторую рейку, рабочую, в процессе сдвижки пути переставляют в фиксированные точки А, Б, В, Г, назначаемые руководителем работ. Таким образом, точка 3 установки рабочей рейки перемещается в створе по его длине. Рабочую рейку оставляют на месте в каждой точке до тех пор, пока вертикальная нить трубы при сдвижке пути при снятых усилиях с гидравлических рихтовочных приборов или других рихтовочных приспособлений не совместится с условной вертикальной линией, проходящей через вертикальные углы нижнего черного ромба рабочей рейки. При этом надо знать, что расположение вертикальной нити сетки трубы справа от условной вертикальной диагонали ромба требует рихтовки вправо, а расположение ее слева – рихтовки влево.

Взависимости от извилин на рельсовой нити точки для перестановки рабочей рейки в процессе сдвижки выбирает руководитель работ по мере надобности, а при сплошной сдвижке их назначают не реже чем через 5 м при рельсах Р50 и тяжелее и через 2,5 м – при рельсах Р43 и легче.

При рихтовке малыми бригадами можно работать оптическим прибором с применением только одной рабочей рейки с отвлечением одного рабочего на ее перестановку. В этом случае рейку после установки ее в створ оптического прибора переносят по участку сдвижки так, как это было описано выше. Очень важно при этом не нарушить направление створа и при работе пользоваться только вертикальным наводящим винтом 14 (см. рис. 1) и кольцом кремальеры 17 трубы для наведения резкости.

Вобоих случаях при работе как с двумя рейками, так и с одной рабочей рейкой необходимо в процессе сдвижки пути постоянно следить за положением круглого уровня на рейках. Для пропуска поезда прибор снимают, а после его прохода последовательность операции начинается снова с установки рихтовочного створа.

35

Порядок выполнения работы

1.Изучить теоретическую часть работы.

2.Подготовить отчет по лабораторной работе (название работы, цель работы, устройство прибора, порядок измерения величин сдвижки и просадки, юстировка прибора, выводы по всем пунктам проделанной работы).

3.Ответить на контрольные вопросы.

Содержание отчета

1.Результаты измерений просадок и сдвижек железнодорожного пути в заданных

точках.

2.Выводы о величине просадок и сдвижек и способах их устранения.

Контрольные вопросы

1.Назначение оптического прибора.

2.Из каких основных частей состоит комплект прибора?

3.Какая шкала прибора служит для отсчета величины просадки?

4.Какая шкала прибора служит для отсчета величины сдвижек?

5.Как устанавливается прибор при выправке пути?

6.Как устанавливается прибор при рихтовке пути?

7.Порядок поверки прибора.

8.Цена деления горизонтальной шкалы.

Лабораторная работа № 5

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ КОМПЛЕКС НАТУРНОГО ОСМОТРА ПУТИ АКНОП

Цель работы: изучить конструкцию АКНОП и освоить приемы его применения для контроля состояния ширины рельсовой колеи и взаимного положения рельсовых нитей по уровню.

Задание: измерить АКНОП ширину рельсовой колеи, взаимное расположение рельсовых нитей по уровню.

Средство измерения: АКНОП.

36

Шаг регистрации данных по координате пути, м	0,25
Погрешность измерения пройденного пути, %	5
Емкость памяти регистратора для хранения результатов
измерения, км пройденного пути	100
Диапазон измерения уровня рельсовых нитей, мм	160
Диапазон допустимой погрешности измерения уровня, %	1,5
Диапазон измерения ширины колеи, мм	1505…1560
Диапазон допустимой погрешности измерения ширины
колеи, мм	1

В качестве базы для проведения лабораторной работы является учебный полигон, где расположены прямые участки пути № 1–5 и стрелочные переводы № 1–3.

Теоретические сведения

Автоматизированный комплекс натурного осмотра пути АКНОП предназначен для контроля, регистрации и цифровой индикации значений текущей координаты пути, ширины рельсовой колеи (шаблона) и взаимного превышения одной рельсовой нити относительно другой (уровня) в процессе строительства, эксплуатации и ремонтновосстановительных работ железнодорожного пути.

Автоматизированный комплекс натурного осмотра пути состоит из модернизированной тележки путеизмерительной ПТ-7МК и наладонного компьютера с предустановленным специализированным программным обеспечением для считывания и расшифровки параметров пути и управления путеизмерительной тележкой (система анализа данных тележки путеизмерительной ПТ-7МК «САД-ПТ», рис. 1).

Датчиковая аппаратура тележки включает в себя датчик пройденного пути, датчик ширины рельсовой колеи и датчик уровня рельсовых нитей. Для запоминания, анализа и индикации показаний датчиков используется микропроцессорный регистратор с тремя четырехзначными цифровыми табло. Управление микропроцессорным блоком осуществляется с помощью четырех кнопок, либо дистанционно при помощи наладонного компьютера. Для питания электронной аппаратуры используются автономные аккумуляторные батареи. В комплект поставки входят также устройства подзарядки аккумуляторных батарей от сети переменного напряжения 220 В.

Тележка может применяться как на оборудованных, так и на необорудованных автоблокировкой участках железной дороги с укладкой пути железнодорожными рельсами типа Р50 ГОСТ 7174-75, Р65 ГОСТ 8161-75 и Р75 ГОСТ 16210-77.

Микропроцессорный регистратор тележки имеет энергонезависимую память, интерфейс для передачи данных через адаптер связи в компьютер предприятия путевого

37

хозяйства или в компьютерную базу данных Департамента пути и сооружений ОАО «РЖД» и беспроводной интерфейс взаимодействия с системой САД-ПТ.

Рис. 1. Общий вид комплекса АКНОП

Составные части АКНОП изготовлены в климатическом исполнении «У» для категории размещения 1.1, группа условий эксплуатации С4 по ГОСТ 15150-69 и сохранять работоспособность (кроме карманного компьютера) при температуре окружающей среды от минус 30 оС до плюс 40 оС и относительной влажности воздуха 95% при температуре +25 оС (карманный компьютер комплекса типа PocketPC должен сохранять работоспособность при температуре окружающей среды от минус 5 оС до плюс 40 оС и относительной влажности воздуха 95% при температуре +25 оС).

Автоматизированный комплекс натурного осмотра пути состоит из следующих подсистем:

тележка путеизмерительная ПТ-7МК;

система анализа данных тележки путеизмерительной ПТ-7МК «САД-ПТ». Тележка путеизмерительная ПТ-7МК состоит из следующих основных узлов:

шасси, включающего раму, телескоп, колеса и ручку;

датчиков пройденного пути, уровня и ширины рельсовой колеи;

микропроцессорного регистратора с энергонезависимой памятью и цифровой индикацией текущей координаты пути, значений уровня и ширины колеи;

адаптера для подключения регистратора с персональным компьютером;

аккумуляторной батареи и устройства для ее подзарядки.

Система анализа данных тележки путеизмерительной ПТ-7МК «САД-ПТ» состоит из следующих основных узлов:

наладонный компьютер класса PocketPC;

устройство подзарядки аккумуляторной батареи;

38

программное обеспечение для компьютеров PocketPC-TelegaPPC.Net и WayMeter.Net.

	Технические характеристики АКНОП
1.	Тип наладочного компьютера – система класса PocketPC.
2.	Переноска и перемещение тележки вдоль железнодорожной колеи	- ручное
3.	Скорость перемещения тележки, км/ч,	- до 5
4.	Шаг регистрации данных по координате пути, м,	- 0,25
5.	Погрешность измерения пройденного пути, %,	5
6.	Емкость памяти регистратора для хранения
	результатов измерения, км пройденного пути,	100
7.	Диапазон измерения уровня рельсовых нитей, мм,	160
8.	Диапазон допустимой погрешности измерения уровня, %,	1,5
9.	Диапазон измерения ширины колеи, мм ,	1505…1560
10. Диапазон допустимой погрешности измерения ширины колеи, мм		1
11. Габаритные размеры, мм, не более,
	- длина	1620
	- ширина	580
	- высота (без сигнала)	450
12. Масса комплекса, кг, не более,		17

Устройство путеизмерительной тележки ПТ-7МК

Ходовая часть тележки (шасси) представляет собой цельносварную раму, опирающуюся на четыре колеса, два из которых закреплены на подпружиненной телескопической вилке, обеспечивающей постоянное боковое прижатие и контакт колес с рельсами. Для перемещения тележки в рабочем положении вдоль рельсового пути и переноса ее к месту работы служит шарнирно закрепленная на раме ручка. В рабочем положении ручку устанавливают вдоль рельсового пути, а при переносе тележки и снятии ее с пути ручку разворачивают вдоль рамы и запирают в этом положении защелкой. Ручка расположена несимметрично относительно оси рельсовой колеи и вращается относительно вертикали на 360о.

Для измерения уровня рельсовых нитей внутри рамы размещен маятниковый датчик (датчик линии уровня), который работает по принципу маятника, отслеживая направление гравитационной вертикали в поперечном сечении пути. Датчик уровня неподвижно закреплен на раме тележки. Его выходной сигнал прямо пропорционален поперечному углу крена рамы тележки относительно линии горизонта. По измеренному углу крена рамы бортовой микропроцессор вычисляет значение уровня.

39

Для измерения ширины рельсовой колеи внутри рамы тележки размещен датчик линейных перемещений. Микропроцессор вычисляет величину перемещения по количеству импульсов.

Датчик пройденного пути установлен на правом переднем колесе тележки. Он состоит из двух расположенных рядом датчиков Холла. Зазор датчика перекрывается сектором, вращающимся вместе с колесом. Датчик определяет величину и направление перемещения тележки, а также выдает синхронизирующие импульсы для работы микропроцессорного регистратора с шагом 0,25 м по координате пути.

На правом заднем колесе расположен откидной фиксатор-защелка, который стопорит вращение этого колеса при стоянке тележки на продольном уклоне рельсового пути.

На раме тележки установлены легкосъемная аккумуляторная батарея с кнопкой включения, регистратор для запоминания результатов измерения пройденного пути, ширины и уровня рельсовой колеи. На нем имеются три четырехзначных цифровых

табло для индикации результатов измерения и четыре кнопки для	управления
регистратором и начальной установки цифровых табло.
Для лучшей видимости тележки при работе на рельсовом пути она	окрашена в

желтый или оранжевый цвет, а при установке тележки в путь на ее раме выставляют предупреждающий сигнал в виде красного круглого диска.

Работа путеизмерительной тележки ПТ-7МК. При установке тележки в путь под действием пружины телескопа все четыре колеса прижимаются к боковым граням головок рельсов. Датчик уровня преобразует угол поперечного крена рамы тележки относительно линии горизонта в электрический сигнал, пропорциональный превышению одного рельса над другим. После масштабирования сигнала результат измерения уровня выдается на цифровое табло в виде трехзначного десятичного числа со знаком и с дискретностью 1 мм. Нулевое значение уровня устанавливают и контролируют на испытательном стенде при метрологической калибровке тележки.

В процессе движения тележки вдоль пути шток телескопа постоянно перемещается относительно ее рамы, отслеживая ширину колеи. Датчик линейных перемещений преобразует осевое перемещение штока относительно рамы тележки в последовательность электрических импульсов, с помощью которой микропроцессор вычисляет значения шаблона. Значения шаблона выдаются на цифровое табло и записываются в память регистратора. Шаблон выдается на табло в виде четырехзначного десятичного числа с дискретностью 1 мм. Начальное значение шаблона устанавливают и контролируют на испытательном стенде при метрологической калибровке тележки.

Датчик пройденного пути, который установлен на переднем правом колесе, представляет собой спаренный датчик Холла. За один оборот колеса он формирует четыре импульса, которые используются для подсчета текущей координаты пути и для синхронизации работы регистратора. Текущая координата выдается на цифровое табло.

40