Интеллектуальная технология контроля предварительной нагрузки и система раннего предупреждения о состоянии пути для систем крепления
Каковы основные причины и опасности ослабления преднатяга в крепежных системах?
К основным причинам ослабления преднатяга в крепежных системах относятся:ослабление болтов, усталость эластичного стержня и факторы окружающей среды. Ослабление болтов в основном вызвано высокочастотной-вибрацией, возникающей при работе поезда, которая снижает трение между резьбами болтов и вызывает постепенную потерю предварительного натяга. Эластичные стержни вызывают усталостную деформацию при длительных-переменных нагрузках, модуль упругости снижается, и первоначальная предварительная нагрузка не может быть сохранена, это ослабление необратимо. Факторы окружающей среды, такие как высокая температура, низкая температура и изменения влажности, приведут к тепловому расширению и сжатию компонентов крепежа, нарушат баланс напряжений крепежной системы и ускорят ослабление предварительной нагрузки. Ослабление преднатяга приведет к ослаблению соединения рельса со шпалой, увеличению продольных и поперечных смещений рельса, превышению таких геометрических параметров, как колея и уровень пути. В тяжелых случаях это приведет к таким неисправностям, как проскальзывание рельсов и разрушение крепежных элементов, и даже приведет к сходу поезда с рельсов, что приведет к серьезным авариям и экономическим потерям.
В чем заключается основная технология интеллектуального контроля преднатяга крепежных систем?
Основные сенсорные технологии для интеллектуального контроля преднатяга крепежных систем:Технология волоконно-оптических решеток Брэгга и технология пьезоэлектрических керамических датчиков. Датчики с волоконной брэгговской решеткой обладают характеристиками небольшого размера, защитой от -электромагнитных помех и коррозионной стойкостью и могут быть встроены в упругие стержни или болты. Предварительная нагрузка рассчитывается путем обнаружения изменения длины волны решетки, а точность измерения может достигать ± 1%. Время отклика датчика меньше или равно 10 мс, что позволяет фиксировать динамическое изменение предварительной нагрузки в режиме реального времени и подходит для использования на железных дорогах с сильными электромагнитными помехами. Пьезоэлектрические керамические датчики основаны на пьезоэлектрическом эффекте. Когда на датчик действует предварительная нагрузка, он генерирует сигнал заряда, пропорциональный давлению. Данные о предварительной нагрузке получаются путем определения интенсивности сигнала заряда, а диапазон измерения составляет 0-100 кН, что соответствует потребностям мониторинга различных систем крепежа. Оба датчика могут реализовать пассивную конструкцию без внешнего источника питания и отправлять данные в фоновую систему через модули беспроводной передачи, что снижает сложность установки и обслуживания на месте.
Каков состав и принцип работы интеллектуальной системы контроля преднатяга крепежных систем?
Интеллектуальная система контроля преднатяга для крепежных систем состоит из четырех частей:сенсорный блок, блок сбора данных, блок беспроводной передачи и блок фонового анализа. Чувствительный блок состоит из датчиков с волоконной брэгговской решеткой или пьезоэлектрических керамических датчиков, установленных между упругим стержнем и измерительным блоком или на головке болта для непосредственного определения изменения предварительного натяга. Блок сбора данных усиливает, фильтрует и преобразует слабый сигнал, выдаваемый датчиком, в цифровой сигнал через схему формирования сигнала, частота дискретизации контролируется на уровне 100 Гц, чтобы обеспечить непрерывность и точность данных. Устройство беспроводной передачи использует технологию LoRa или NB-IoT для отправки собранных данных на базовую станцию с расстоянием передачи до 5 км, что отвечает потребностям мониторинга железнодорожных линий на больших-расстояниях. Блок фонового анализа проводит-анализ данных предварительной нагрузки в режиме реального времени на основе алгоритмов больших данных и устанавливает модель затухания предварительной нагрузки. Когда предварительная нагрузка ниже установленного порога, система автоматически отправляет сигнал раннего предупреждения, чтобы уведомить обслуживающий персонал о необходимости своевременно принять меры.
Каковы различия в настройке пороговых значений для контроля преднатяга систем крепления на разных типах линий?
Различия в настройке порогов контроля преднатяга крепежных систем в разных типах линий в основном определяютсянагрузка на ось, рабочая скорость и условия эксплуатации линии. Высокоскоростные-железные дороги характеризуются высокой скоростью движения поездов и высокой частотой вибрации, а также предъявляют высокие требования к стабильности предварительного натяга. Порог раннего предупреждения о предварительной нагрузке установлен на уровне 80 % от номинальной предварительной нагрузки, то есть, когда предварительная нагрузка снижается до 80 % от номинального значения, система отправляет раннее предупреждение, а номинальная предварительная нагрузка обычно составляет 35-40 кН. Тяжелые-железные дороги имеют большую нагрузку на ось поезда и сильное воздействие нагрузки, а скорость ослабления предварительной нагрузки быстрая. Порог раннего предупреждения установлен на уровне 75 % номинальной предварительной нагрузки, а номинальная предварительная нагрузка составляет 45-50 кН, чтобы гарантировать, что рельс не ослабнет при тяжелых нагрузках. Обыкновенные железные дороги имеют низкую рабочую скорость и нагрузку на ось, а требования к предварительной нагрузке относительно невелики. Порог раннего предупреждения установлен на уровне 70 % от номинальной предварительной нагрузки, а номинальная предварительная нагрузка составляет 25–30 кН. На линиях городского железнодорожного транспорта частые старты и остановки поездов, а также большое количество вибрационных воздействий, порог раннего предупреждения установлен на уровне 85% от номинальной предварительной нагрузки, а номинальная предварительная нагрузка составляет 30-35 кН. Кроме того, порог предварительной нагрузки альпийских строп должен быть соответствующим образом увеличен, поскольку низкая температура приведет к снижению эластичности эластичного стержня и ускорит ослабление предварительной нагрузки.
Каково влияние интеллектуальной технологии контроля предварительной нагрузки на системы крепежа в режиме оперативного технического обслуживания?
Интеллектуальная технология контроля предварительной нагрузки для систем крепления способствует преобразованию режима линейного технического обслуживания сот периодического обслуживания до профилактического обслуживания. Традиционный режим периодического обслуживания проверяет и обслуживает систему крепления в соответствии с фиксированным циклом, что приводит к проблемам недостаточного или чрезмерного обслуживания, низкой эффективности обслуживания и высокой стоимости. Режим профилактического обслуживания основан на данных системы мониторинга в реальном-времени и выполняет целенаправленное обслуживание только крепежных элементов с чрезмерным ослаблением предварительного натяга, избегая недифференцированного комплексного контроля и значительно сокращая трудозатраты и материальные затраты на техническое обслуживание. Технология мониторинга также может реализовать цифровое управление работами по техническому обслуживанию. Фоновая система может регистрировать тенденцию изменения предварительной нагрузки каждого крепежа, обеспечивать поддержку данных для составления планов технического обслуживания и делать работу по техническому обслуживанию более научной и целенаправленной. Кроме того, профилактическое обслуживание может эффективно уменьшить количество неисправностей линии, вызванных ослаблением предварительной нагрузки, сократить время простоя линии, повысить эффективность и безопасность ее работы, а также обеспечить оптимальный контроль затрат на жизненный-цикл линии.