М9. Техническая диагностика вагонов ПР

Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра "Вагонное хозяйство и наземные транспортные комплексы"

Техническая диагностика вагонов

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
для выполнения практических работ
для слушателей дополнительной профессиональной программы
профессиональной переподготовки «Грузовые вагоны»

Составители: А. Ю. Половинкина

Самара 2024

Введение

От технического состояния и надежности вагонного парка во многом зависит
ритмичная и экономичная работа транспорта.

Вагонный парк постоянно обновляется современными большегрузными и
специализированными вагонами. Вагонное хозяйство совершенствуется путем внедрения
прогрессивных технологических процессов и повышения эффективности ремонтно-
технической базы. Современное состояние науки и техники позволяет создавать
разнообразную контрольную и диагностическую аппаратуру для решения практически
любых возникающих задач, а также для предвидения, прогнозирования новых проблем.
Это дает возможность оценки критических условий эксплуатации подвижного состава и
возможность находить способы оценки технического состояния объекта.

Техническая диагностика обеспечивает раннее обнаружение дефектов и
неисправностей объекта в условиях ремонта и эксплуатации, что повышает надежность
и эффективность эксплуатации вагонов, а также дает возможность эксплуатации
технических систем ответственного назначения по техническому состоянию, то есть
осуществлять ремонт по техническому состоянию узлов.

В настоящее время накоплен большой опыт в области использования методов
технического диагностирования и неразрушающего контроля при техническом обслужива-
нии и ремонте вагонов. Работа в этой области проводится по четырем важным
направлениям: разработка методов и средств неразрушающего контроля и технической
диагностики, разработка единой системы контроля объектов, совершенствование
диагностических технологий и организационное обеспечение неразрушающего контроля и
технической диагностики.

При создании технических средств неразрушающего контроля и технической
диагностики реализован переход от ручного сканирования к механизированному и
автоматизированному, разработана эксплуатационно-технологическая документация,
программное обеспечение. Сложилась система методов неразрушающего контроля и
технической диагностики сборочных единиц и деталей вагонов, обеспечивающая
высокую степень защиты от аварийных ситуаций в условиях эксплуатации. Поэтому
чрезвычайно важно выявлять скрытые дефекты (поверхностные и внутренние трещины,
раковины и т. д.) в предаварийном состоянии на стадии их зарождения.

Правильно поставленный контроль и испытание качества являются важными
факторами повышения работоспособности и технико-экономической эффективности
используемых деталей и узлов после ремонта. Внедрение в практику системы
технической диагностики и контроля позволяет получить как технико-экономический,
так и социальный эффекты. Надежность ответственных деталей конструкции вагонов
имеет прямую связь с безопасностью движения, что позволит увеличить межремонтные
пробеги, сократить затраты на ремонт вагонов, повысить скорости движения поездов,
других показателей..

Цель и задачи дисциплины «Техническая диагностика вагонов» ‒ формирование
базовых понятий и изучение терминологии в области оценки технического состояния
узлов и деталей вагонов, а также организации процесса диагностирования вагонов;

знаний и умений в области классификации и выбора методов неразрушающего контроля
с возможностью пояснения процесса его организации на предприятии вагонного
комплекса; принципов построения информационных систем управления и контроля
подвижного состава; разработки диагностических моделей и построения блочно-
функциональной декомпозиции объекта диагностирования; владения и применения

нормативной базы и руководящих документов по неразрушающему контролю и
дефектоскопии узлов вагонов.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

• - знать: основные задачи и терминологию технической диагностики; методы
  неразрушающего контроля, их физическую основу и особенности применения при
  диагностировании узлов вагонов; порядок организации неразрушающего контроля на
  предприятии; назначение и принципы построения информационных систем управления и
  контроля подвижного состава; назначение и структуру диагностических комплексов по
  оценке технического состояния грузовых вагонов в эксплуатации;
• - уметь: выбирать и анализировать диагностические параметры; разрабатывать
  диагностические модели и строить блочно- функциональную декомпозицию объекта
  диагностирования; определять и анализировать природу дефектов узлов вагонов;
  определять назначение, пояснять принцип действия и правила размещения
  автоматизированных средств контроля технического состояния вагонов в эксплуатации;

-владеть: математическим аппаратом технической диагностики, навыками

использования вероятностных методов при постановке диагноза; навыками; навыками
организации неразрушающего контроля на предприятиях вагонного хозяйства;
способностью выбора методов и средств неразрушающего контроля для
диагностирования узлов вагонов; навыками применения нормативных и руководящих
документов по неразрушающему контролю и дефектоскопии узлов вагонов; навыками
построения и анализа схем информационных потоков от устройств контроля в системе;
способностью применения нормативных и руководящих документов по организации
контроля технического состояния вагонов в эксплуатации с применением
автоматизированных систем.

Полученные в процессе изучения дисциплины знания и практические навыки также
могут быть применены при изучении последующих дисциплин Образовательной
программы и при разработке и защите выпускной квалификационной работы.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

ПОСТРОЕНИЕ И АНАЛИЗ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО
ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ГРУЗОВОГО ВАГОНА.

РАЗРАБОТКА КЛАССИФИКАЦИИ ДЕФЕКТОВ ВАГОНОВ. ПОСТРОЕНИЕ
БЛОЧНО-ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ МОДЕЛИ ВАГОНА КАК ОБЪЕКТА
ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

Цель работы: изучить структуру технической диагностики, методы неразрушающего
контроля узлов и деталей подвижного состава; основные виды и элементы систем
диагностирования подвижного состава как неотъемлемой составляющей эксплуатации и
технологического процесса ремонта подвижного состава. Ознакомиться с
последовательностью построения блочно-функциональной модели вагона как объекта
диагностирования.

• 1 Теоретические сведения
  • 1.1 Общие положения и задачи технической диагностики. Диагностирование
    подвижного состава (ПС) – процесс установления и изучения признаков,

характеризующих технического состояние локомотива, дизель-, электропоезда, вагона, а
также любого их элемента по внешним признакам или параметрам.

Диагностирование подвижного состава предназначено для быстрого обнаружения
отказов и восстановления работоспособности оборудования, отдельного узла, агрегата и
подвижного состава в целом; измерений требуемых параметров; накопления
информации о техническом состоянии оборудования и последующей обработки;
изучения результатов измерений с целью распознавания параметрических отказов и
восстановления технического характеристик оборудования; контроля функционирования
системы управления и её составляющих для обнаружения отклонений от норм
параметров и режимов.

Диагностирование подвижного состава – технологический элемент технического
обслуживания и ремонта, проводится с целью определения необходимости ремонтных
работ и прогнозирования момента отказа или неисправности, создания рациональной
системы ремонта подвижного состава с учётом его фактического технического состояния.

Проводят тестовое и функциональное диагностирование подвижного состава. Для
тестового диагностирования характерна подача специальных воздействий от средств
диагностирования на оборудование. Функциональное диагностирование осуществляется
в ходе проверки работоспособности оборудования подвижного состава в процессе его
эксплуатации.

Технические средства диагностирования подвижного состава могут быть
внешними, не имеющими пост связи с оборудованием и стыкующимися с ним только на
период определения диагноза, и встроенными, устанавливаемыми непосредственно на
подвижном составе.

Наличие скрытых дефектов в деталях новых, с износом, но находящихся в
пределах допуска и восстановленных тем или иным способом создает предпосылки к
возникновению отказов в работе узлов и агрегатов ПС. Методы и приемы контроля
качества без разрушения изделия позволяют, в большинстве случаев, исключить
использование деталей со скрытыми дефектами. Теорию, методы и средства определения
технического состояния объекта охватывает техническая диагностика. Структуру,
область исследований и задачи технической диагностики в общем случае можно
представить в виде схемы (рисунок 1.1).

Результатом диагностирования является т.н. диагноз, т.е. заключение о
техническом состоянии объекта. Процесс постановки и виды диагноза приведены на
рисунке 1.2.

Рисунок 1.1 - Структура технической диагностики

Рисунок 1.2 - Процесс постановки и виды диагноза технического состояния

• 1.2 Методы неразрушающего контроля и дефектоскопия. Методы
  неразрушающего контроля качества группируют по способу обнаружения дефектов.
  Широкое распространение получили визуальные (оптические), акустические (ультразву-
  ковые), электромагнитные (токовые, волновые, диэлектрические), термические
  (инфракрасные), проникающие (рентгеновские, изотопные) и др. методы контроля (рис.
  1.3). Эти методы позволяют оценить параметры состояния поверхности детали, форму и
  геометрические размеры, величины напряжений и прочностные характеристики, кон-
  центрацию напряжений и зарождение трещин, однородность структуры и многое другое,
  что характеризует качество детали.

Контрольные испытания проводятся для выявления дефектов сборки, оценки
правильности взаимодействия деталей в сопряжениях, контроля состояния отдельных
элементов или конструкций в целом, а также для оценки соответствия испытуемого изделия
техническим требованиям. В целях достижения большей уверенности в полученных
результатах испытания обычно моделируют условия эксплуатационной работы. При
испытаниях часто создают условия более тяжелые и сложные, чем в реальной обстановке, и
на основании полученных результатов выносят суждение о запасе прочности, устойчивости
либо других физических характеристиках. Выявленные в процессе испытания дефекты
устраняют, что повышает работоспособность и надежность испытываемых узлов и
агрегатов.

Правильно поставленный контроль и испытание качества являются важными
факторами повышения работоспособности и технико-экономической эффективности
используемых деталей и узлов после ремонта.

Надежность ответственных деталей конструкции ПС имеет прямую связь с
безопасностью движения. Поэтому чрезвычайно важно выявить скрытые дефекты
(поверхностные и внутренние трещины, раковины и т. д.).

Дефектоскопия – это распространенный вид методов неразрушающего контроля
качества изделий. Методы дефектоскопии классифицированы на рисунке 1.3. На рисунке
1.3 также показаны особенности применения каждого метода, его разновидности,
контролируемые параметры и физические явления, на которых основаны.

Внедрение в практику системы технической диагностики и контроля позволяет
получить как технико-экономический, так и социальный эффекты.

Рисунке 1.3 - Методы неразрушающего контроля

• 1.3 Типы систем диагностирования ПС. По степени автоматизации системы
  диагностирования подвижного состава подразделяются на автоматические,
  автоматизированные и ручные.

Наиболее перспективными являются автоматические системы диагностирования
подвижного состава, организованные по принципу автоматизированных рабочих мест
(АРМ) на базе профессионально-персонального компьютера.

Автоматизированная система диагностирования ПС – комплекс приборов на базе
агрегатированной системы электроизмерительных средств с автоматическими
регистрацией данных измерений. Система объединена посредством устройств
коммутации в единый комплекс средств измерений, используемый в соответствии с
поставленной задачей диагностирования подвижного состава.

В ручных системах используют переносные, цифровые и аналоговые приборы для
измерения параметров механического, электрического оборудования, осуществляющие
т. и. допусковую оценку параметров технического состояния подвижного состава.

• 1.4 Диагностика технического состояния грузового поезда. В основе
  функционирования транзитного пункта ТО (ПТО) лежит кардинальное изменение
  технологии дефектоскопирования технического состояния грузовых вагонов. Работа
  осмотрщиков вагонов заменяется использованием автоматизированных систем
  неразрушающего контроля, осуществляющих определение дефектов вагонов на ходу
  поезда при подходе к станции. При этом отбраковка узла или детали вагона
  производится автоматически без участия оператора. Это накладывает жёсткие
  требования к надёжности, быстродействию и условиям эксплуатации используемых
  диагностических средств. На центральный пункт управления ПТО должны передаваться
  данные от каждой диагностической системы. Далее по ним принимается решение о
  необходимости ремонта или отцепки забракованного вагона. Данные о параметрах
  каждого проконтролированного поезда регистрируются для последующего хранения,
  часть из них передаётся на следующий ПТО, так как их наличие увеличивает
  достоверность диагностирования многих дефектов.

Автоматизированные диагностические комплексы контроля технического
состояния вагона на ходу поезда должны выявлять следующие неисправности вагонов:

• • контроль температуры буксового узла и заторможенных колёс;
• • контроль волочения;
• • контроль габаритных размеров вагонов;
• • контроль дефектов колеса по кругу катания;
• • контроль геометрических параметров колеса;
• • контроль параметров ударно тягового механизма;
• • контроль параметров тележек грузовых вагонов;
• • контроль параметров тормозного оборудования грузовых вагонов;
• • контроль неравномерности загрузки вагонов;
• • контроль сползания буксы с шейки оси и др.

• 1.5 Блочно-функциональная декомпозиция объекта диагностирования.
  Подвижной состав (вагон) представляет собой сложную многофункциональную систему,
  которую можно разделить на ряд более простых объектов для целей диагностирования.
  При проверке работоспособности и поиске дефектов разделение (декомпозиция)
  производится по блочно-функциональному принципу.

Вертикальная декомпозиция единицы подвижного состава приводит к построению
иерархии связей его компонентов. Древовидная форма иерархии связей конструктивных

компонентов подвижного состава предопределяет такую же форму соподчинения
алгоритмов диагностирования.

При горизонтальной декомпозиции подвижного состава выделяют отдельные его
составляющие по основному признаку физического процесса или принципу
технического исполнения, на которых основано их функционирование. При
диагностировании каждой из этих составляющих среди нескольких используемых
физических методов диагностирования всегда можно выделить доминирующий. Таким
образом, блочно-функциональная декомпозиция подвижного состава по вертикали
позволяет установить иерархии связей компонентов, а значит, и иерархии
диагностических целей и алгоритмов; по горизонтали – выбрать и разработать, прежде
всего, доминирующий физический метод диагностирования.

Блочно-функциональная система декомпозиции нетягового подвижного состава
представлена на примере декомпозиции грузового вагона в общем виде на рисунке 1.4.

Рисунок 1.4 - Декомпозиция грузового вагона как объекта диагностирования

• 1.6 Диагностические параметры. Все неисправности и отказы, возникающие при
  эксплуатации подвижного состава, сопровождаются изменением зазоров в сопряжениях,
  износом, шумами, вибрациями, нарушениями температурных режимов, пульсациями
  давления, изменениями функциональных показателей (снижением мощности,
  производительности, давления) и т.д. Эти сопутствующие неисправностям и отказам
  признаки могут служить параметрами технического состояния и часто могут оцениваться
  количественно.

Параметры технического состояния бывают структурные и диагностические.

Структурные параметры: износ, зазор, натяг в сопряжениях и др. –
непосредственно характеризуют работоспособность объекта диагностирования.

Диагностические параметры: температура, шум, вибрация, расход топлива,
пульсация давления и др. – косвенно характеризуют работоспособность объекта
диагностирования.

На практике используют параметры, отвечающие требованиям однозначности,
широты измерения (рисунке 1.5), а также доступности и удобства измерения,
информативности, технологичности. При этом в первую очередь учитывают параметры,
которые характеризуют наиболее часто повторяющиеся отказы и неисправности.

Под однозначностью понимают соответствие каждому значению диагностического
параметра только одного вполне определенного значения параметра выходного процесса
(состояния диагностируемого объекта).

Широта измерения (чувствительность) – это наибольшее отклонение
диагностического параметра при заданном изменении структурного параметра (ДП). Она
характеризуется отношением изменения диагностического параметра к
соответствующему структурному параметру.

а) б)

Рисунок 1.5 - Диаграмма для определения однозначности (а) и широты измерения
(чувствительности) (б) диагностических параметров D по отношению к структурному
параметру S: 1 – неоднозначная зависимость; 2 – однозначная зависимость; 3 – более
чувствительный; 4 – менее чувствительный (ΔD^’>ΔD^’’)

Доступность и удобство измерения диагностического параметра определяются
конструкциями объекта диагностирования и диагностического средства.

Информативность параметра определяется снижением неопределенности знаний о
техническом состоянии объекта после использования информации по результатам
диагностирования.

Технологичность измерения параметра определяется удобством подключения
диагностической аппаратуры, простотой измерения и обработки результатов измерений. В
целом технологичность измерения характеризует трудоемкость и стоимость
диагностирования.

Диагностические параметры подразделяют на частные и общие. Частный параметр
указывает на вполне определенную неисправность или отказ объекта диагностирования.
Общие параметры характеризуют общее техническое состояние диагностируемого объекта.

Диагностические параметры бывают зависимые и независимые. Каждый
независимый параметр указывает на конкретную неисправность, отдельный зависимый

диагностический параметр не определяет неисправности или отказа. Зависимые
параметры можно определить при измерении и сопоставлении нескольких параметров.

По характеру информации параметры подразделяют на три группы:
параметры, обеспечивающие получение информации о техническом состоянии
диагностируемого объекта, но не характеризующие его функциональные возможности;
параметры, обеспечивающие получение информации о функциональных возможностях
диагностируемого объекта, но не дающие информации о его техническом состоянии;
комбинированные параметры, обеспечивающие получение информации как о
функциональных возможностях, так и о техническом состоянии объекта
диагностирования.

Связи между структурными и диагностическими параметрами могут быть
простейшими (когда одному структурному параметру соответствует один
диагностический, и наоборот), множественными (одному структурному параметру
соответствует несколько диагностических), неопределенными (одному
диагностическому параметру соответствует несколько структурных) и
комбинированными.

Выбор и обоснование основных диагностических параметров подвижных единиц
базируется на частоте проявления неисправностей и отказов, анализе признаков и
экономических факторов. сопутствующих им. При выборе предпочтение отдают
параметрам диагностирования систем, влияющих на безопасность движения и работы, а
также непосредственно на окружающую среду, и параметрам, характеризующим
неисправности и отказы, для устранения которых необходимы наибольшие
материальные и трудовые затраты.

Если неисправность или структурный параметр можно оценить несколькими
диагностическими параметрами, то предпочтение отдают тому, который более точно
оценивает определенную величину, измерение которого связано с меньшими затратами и
с помощью которого можно оценить несколько структурных или функциональных
параметров транспортного средства.

• 1.7 Нормативные значения диагностических параметров. Объективная
  количественная оценка технического состояния транспортных средств по текущим
  значениям диагностических параметров может быть получена в том случае, если
  правильно и обоснованно установлены их характеристические значения. Заложенные в
  правила технического обслуживания и ремонта подвижного состава, эти значения ДП
  являются нормативными, обязательными для проверки и соблюдения при проведении
  ТО и ТР.

Параметры технического состояния узла, агрегата, элемента подразделяют по
важности на две группы. К первой группе относятся параметры, связанные с
безопасностью эксплуатации транспортного средства, а также параметры, от которых
зависят эргономические показатели – шум, вибрация, токсичность отработавших газов.
Как правило, ДП этих механизмов хорошо отражают выходные (рабочие) показатели
(тормозной путь, время срабатывания тормозов и т.д.) и могут быть измерены
непосредственно. Ко второй группе относятся параметры, связанные с технико-
экономическими показателями.

Важнейшим этапом разработки системы технической диагностики (СТД) –
определение нормативных значений структурных и диагностических параметров
технического состояния элементов подвижного состава, обеспечивающих постановку
диагноза технического состояния.

К нормативным значениям относятся номинальные z_н, предельные z_п

и

допускаемые zд значения.

Номинальное значение параметра соответствует новым, технически исправным
транспортным средствам, агрегатам, узлам, элементам.

Предельное значение параметра соответствует такому состоянию объекта, когда
его дальнейшая эксплуатация становится технически невозможной или экономически
невыгодной.

Допускаемое значение параметра представляет собой ужесточенное предельное
значение, при котором обеспечивается заданный либо экономически оптимальный
уровень вероятности отказа на предстоящей межконтрольной наработке.

При системе технического обслуживания по состоянию допускаемое значение
параметра является основным управляющем показателем. Сравнивая в момент контроля
текущее значение диагностических параметров с допускаемыми, выносят решение об
исправности объекта либо необходимости проведения технического воздействия –
предупредительного ремонта или регулирования. Номинальные и предельные значения
структурных параметров элементов транспортных средств устанавливается
изготовителями в отраслевой нормативно-технической документации.

• 2 Порядок выполнения работы

• 1. Изучить теоретическую часть работы.
• 2. Используя рисунок 1.3, составить классификационную схему методов НРК,
  применяемых для диагностирования основных узлов грузовых вагонов (с указанием
  элементов, узлов и вида НК, которым производится контроль данного узла).
• 3. Построить блочно-функциональную декомпозицию грузового вагона по заданному
  преподавателем варианту в соответствии с таблицей 1.1 (приведена ниже). За основу
  взять блочно-функциональную декомпозицию грузового вагона, изображенную на
  рисунке 1.4, и дополнить ее в соответствии с особенностями конструкции модели вагона,
  выданной по заданию. Указать уровни декомпозиции.
• 4. Выбрать параметры технического состояния (поделив на структурные и
  диагностические) для контроля узлов (элементов, агрегатов и пр.) вагонов в соответствии
  со своим вариантом, дать характеристику выбранным диагностическим параметрам.
• 5. Указать методы (способы, виды) диагностирования технического состояния узлов
  вагонов (по своему варианту).
• 6. Определить, с помощью какого оборудования, технологической оснастки, средств
  контроля производится диагностика технического состояния заданных узлов вагона.
  Привести полное название с указанием модели технологического средства, назначение
  данного средства контроля, кратко описать устройство, указав роль в технологическом
  процессе участка, в котором данное устройство осуществляет свою работу.
• 7. Ответить на контрольные вопросы.
• 8. Оформить отчет по работе.

Таблица 1.1

Варианты заданий для практичекой работы

3 Содержание отчета

Отчет выполняется на листах формата А4 с применением ПК. Отчет на листах
формата А4 должен содержать титульный лист установленного образца (приводится
только один раз перед первой практической работой, остальные работы подшиваются

далее в последовательности выполнения), где указывается кафедра, название модуля, вид
работы (практические работы), а также шифр студентов , Ф.И.О. студента и ведущего
преподавателя; номер практической работы, тему и цель практической работы,
выполненные задания, приведенные в разделе 2 каждой работы, ответы на контрольные
вопросы для самоподготовки с необходимыми поясняющими рисунками.

Контрольные вопросы для самоподготовки

• 1. Поясните, что такое диагностирование подвижного состава.
• 2. Укажите, какие задачи решает техническая диагностика. С какой целью
  проводится диагностирование ПС при ремонте и в процессе эксплуатации?
• 3. Приведите и поясните структуру технической диагностики.
• 4. Приведите и поясните схему процесса постановки диагноза технического
  состояния.
• 5. Поясните понятие неразрушающего контроля. Назовите основные методы НРК. На
  каких физических явлениях (процессах) основываются акустические, магнитные,
  тепловые и вихретоковые методы НРК.
• 6. Поясните, какой социальный и технико-экономический эффект может быть
  получен от внедрения и совершенствования средств технической диагностики в
  технологические процессы эксплуатации и ремонта подвижного состава.
• 7. Назовите основные типы систем диагностирования. Укажите их достоинства и
  недостатки.
• 8. Назовите основные неисправности вагонов, которые должны выявляться
  автоматизированными диагностическими комплексами контроля технического состояния
  вагона на ходу поезда.
• 9. Поясните, что такое блочно-функциональная декомпозиция объекта
  диагностирования. По какому принципу строятся вертикальная и горизонтальная
  декомпозиции? Что такое уровни декомпозиции?
• 10. Поясните, с помощью каких параметров оцениваются неисправности и отказы ПС.
• 11. Приведите основные требования, предъявляемые к диагностическим параметрам.
• 12. Поясните основные принципы выбора диагностических параметров.
• 13. Какие значения параметров относятся к нормативным? Как учитываются эти
  значения при проведении диагностирования объектов (элементов, узлов, агрегатов
  и пр.) в процессе эксплуатации и ремонта ПС?

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2

УЗЛЫ И ДЕТАЛИ ВАГОНОВ, ПОДЛЕЖАЩИЕ НЕРАЗРУШАЮЩЕМУ
КОНТРОЛЮ

Цель работы: ознакомиться с общими положениями по неразрушающему контролю
вагонов, их деталей и составных частей при ремонте.

1 Теоретические сведения

В настоящее время неразрушающий контроль (далее – НК)‒ одно из необходимых
условий безопасности эксплуатации объектов.

Неразрушающий контроль - это регулярная проверка прочности деталей и
оборудования, которые требуют особой надежности. Он используется при строительстве
крупных объектов, при эксплуатации опасных производственных объектов в таких
сферах, как машиностроение, энергетика, металлопроизводство и других.

В процедуру неразрушающего контроля входит описание всех основных параметров
и мероприятий, которые следует соблюдать при использовании техники
неразрушающего контроля для решения конкретной задачи в соответствии с
установленными стандартом, нормами или техническими условиями.

Процедура неразрушающего контроля может вовлечь применение более чем одного
метода неразрушающего контроля или техники.

Неразрушающий контроль деталей позволяет оценить непосредственные
физические свойства, так или иначе характеризующие прочность или надежность
соединений. Существующие изменения этих свойств обычно связаны с наличием
дефектов, которых при таком типе, как неразрушающий контроль металла успешно
можно избежать.

К средствам неразрушающего контроля относят контрольно-измерительную
аппаратуру, в которой используют проникающие поля, излучения и вещества для
получения информации о качестве исследуемых материалов и объектов.

В настоящее время накоплен большой опыт в области использования методов
неразрушающего контроля (НК) при техническом обслуживании и ремонте вагонов.

Работа в этой области проводится по четырем важным направлениям:

• 1) разработка методов и средств НК,
• 2) разработка единой системы контроля объектов,
• 3) совершенствование диагностических технологий;
• 4) организационное обеспечение НК.

При создании технических средств НК реализован переход от ручного
сканирования к механизированному и автоматизированному, разработана
эксплуатационно-технологическая документация, программное обеспечение.

Сложилась система методов НК сборочных единиц и деталей вагонов,
обеспечивающая высокую степень недопущения аварийных ситуаций в условиях
эксплуатации.

В основу решения диагностических задач положен выбор такого физического
явления, которое дает наиболее полную информацию о параметре диагностирования.

Сегодня на первый план выдвигается задача не только фиксации дефектов, но и
исследование других явлений, предшествующих времени перехода материалов и
изделий в «дефектное» состояние.

Неразрушающий контроль в зависимости от физических явлений (ГОСТ 18353-
81), положенных в его основу, подразделяется на виды, которые в свою очередь
разделяются на методы, различающиеся характером взаимодействия физических полей
или веществ с контролируемым объектом, первичным информативным параметром и
способом получения первичной информации.

В практике НК деталей вагонов наибольшее распространение получили
ультразвуковой, зеркально-теневой, эхо-метод, магнитопорошковый,
феррозондовый, вихретоковый, тепловой, электрический методы.

Неразрушающий контроль деталей и узлов выполняется согласно требованиям
документа «Правила по неразрушающему контролю вагонов, их деталей и составных
частей при ремонте. Общие положения ПР НК В.1» (далее – Правила) в редакции с
учетом извещения об изменении, утвержденного Советом по железнодорожному

транспорту государств-участников Содружества (протокол от 15-16 октября 2019г. №
71).

Правила разработаны с учетом ГОСТ 1.5 и распространяются на неразрушающий
контроль деталей, соединений и составных частей вагонов магистральных железных
дорог широкой колеи 1520 (1524) мм.

Правила являются частью единого и систематизированного свода правил, который
устанавливает общие и специальные требования к неразрушающему контролю деталей,
соединений и составных частей вагонов, выполняемому при ремонте вагонов в
соответствии с требованиями технической документации, и включает следующие
нормативные документы:

• - ПР НК В.1 «Правила неразрушающего контроля вагонов, их деталей и составных
  частей при ремонте. Общие положения»;
• - ПР НК В.2 «Правила неразрушающего контроля деталей и составных частей
  колесных пар вагонов при ремонте. Специальные требования»;
• - ПР НК В.3 «Правила неразрушающего контроля деталей тележек вагонов при
  ремонте. Специальные требования»;
• - ПР НК В.4 «Правила неразрушающего контроля деталей сцепных устройств,
  транспортера, тормозного и электрического оборудования и других деталей вагонов при
  ремонте. Специальные требования»;
• - ПР НК В.5 «Правила неразрушающего контроля сварных соединений при
  ремонте вагонов. Специальные требования».

Правила регламентируют общие требования к организации и применяемым видам
(методам) неразрушающего контроля, условия и порядок выполнения неразрушающего
контроля, а также устанавливают общие требования к технологической документации по
неразрушающему контролю, средствам неразрушающего контроля и квалификации
персонала по неразрушающему контролю.

Неразрушающий контроль, выполняемый при ремонте вагонов, должен
соответствовать требованиям Правил и действующих межгосударственных стандартов,
которые обязательны для всех работников, связанных с ремонтом вагонов.

Неразрушающий контроль является частью технологий изготовления, ремонта и
технического обслуживания вагонов и выполняется с целью своевременного выявления в
объектах контроля дефектов, указанных в нормативной и/или конструкторской
(ремонтной, эксплуатационной) документации, для принятия необходимых мер по
обеспечению технической и экологической безопасности железнодорожного транспорта.

Система НК деталей и составных частей вагонов реализуется в деятельности
предприятий, производящих работы по изготовлению, ремонту вагонов, их деталей и
составных частей (далее - предприятия), а также железнодорожных администраций и
компаний – собственников инфраструктуры железнодорожного транспорта.

Система НК деталей и составных частей вагонов при ремонте базируется на:

• - конструкторской (ремонтной, эксплуатационной) документации на детали и
  составные части вагонов, регламентирующей требования к типам и характеристикам
  дефектов в объектах контроля и видам (методам) НК для их обнаружения;
• - нормативной и технологической документации на НК объектов контроля,
  устанавливающей основные параметры, методики, применяемые средства и технологии
  НК, а также требования к организации НК;
• - средствах НК, дефектоскопических материалах, оборудовании и условиях
  труда персонала, обеспечивающих выполнение технологий НК;
• - подразделениях (лабораториях) НК;
• - квалифицированном персонале по НК;
• - системе управления качеством НК (организация экспертизы и испытаний
  методик, средств и технологий НК; проверка наличия средств и условий выполнения НК
  и мониторинг достоверности результатов НК), отвечающей требованиям ИСО/МЭК
  17020 и/или ИСО/МЭК 17025 и реализуемой с участием независимых экспертных
  организаций, обладающих необходимыми методиками, оборудованием, образцами,
  квалифицированными экспертами, а также процедурами, гарантирующими
  независимость и объективность оценок.

НК при изготовлении и ремонте вагонов может выполняться с использованием
следующих стандартизованных видов и методов НК:

• - акустический (ультразвуковые методы отраженного и прошедшего

излучения, акустико-эмиссионный метод);

• - вихретоковый;
• - магнитный (методы магнитопорошковый и феррозондовый);
• - оптический (визуально-оптический метод);
• - проникающими веществами (методы капиллярный и течеискания);
• - радиационный;
• - тепловой.

Применяемые виды (методы) НК должны обеспечить достоверное выявление
дефектов в объектах контроля с учетом их контролепригодности (в том числе, состояния
поверхности).

Основанием для введения в технологические процессы ремонта технологий НК
являются требования нормативной и/или конструкторской документации на
изготовление, ремонт или эксплуатацию деталей и составных частей вагонов,
предусматривающие проведение контроля качества методами НК.

Условием для выполнения на предприятии НК деталей и составных частей
вагонов является наличие подразделения (лаборатории) НК.

Лаборатория НК должна быть оснащена технологической документацией на НК
конкретных объектов, необходимыми средствами НК и вспомогательным оборудованием
на рабочих местах контроля, обладать производственными площадями, условиями труда
и квалифицированным персоналом для выполнения НК.

Способность лаборатории НК, выполнять НК продукции в соответствии с
требованиями действующей нормативной, конструкторской и технологической
документации (компетентность лаборатории НК) должна быть подтверждена по
результатам аттестации лаборатории НК в соответствии с «Положением по аттестации
подразделений (лабораторий) неразрушающего контроля» или путем аккредитации по
ИСО/МЭК 17025, ПМГ 15 в порядке, установленном национальным законодательством и
нормативными документами.

НК объектов вводится распоряжением руководителя предприятия (главного
инженера или другого уполномоченного лица), в котором должны быть указаны:

• - перечень объектов контроля;
• - технологические процессы, в которые вводится НК объектов;
• - перечень утвержденной технологической документации по НК объектов
  конкретными средствами НК;
• - порядок сбора, хранения и анализа результатов НК, а также необходимость,
  объем и порядок проведения инспекционного НК;
• - лаборатория НК, на которую возложено выполнение НК в соответствии с
  действующей технологической документацией, а также структурные подразделения
  предприятия, на которые возлагается подготовка объектов к НК, техническое и
  метрологическое обеспечение НК.

Комплекс документации, регламентирующий НК деталей и составных частей
вагонов при ремонте, включает:

• - нормативную документацию – межгосударственные и национальные
  стандарты, стандарты организаций, а также другие нормативные документы органов
  государственной власти;
• - технологическую документацию по ГОСТ 3.1102 – технологические
  инструкции по НК объектов конкретными средствами НК и/или операционные
  (технологические) карты по НК объектов.

Нормативная документация по НК устанавливает:

• - общие требования к организации, средствам, метрологическому обеспечению,
  технологическим процессам и персоналу по НК, а также правилам и порядку
  подтверждения их соответствия установленным требованиям;
• - основные понятия, положения и области применения видов и методов НК
  конкретных объектов контроля (типов, групп объектов) в технологических процессах;
• - технические требования к методам, средствам и способам (методикам) НК
  конкретных объектов контроля (типов, групп объектов);
• - типовые методики выполнения НК конкретных объектов контроля (типов, групп
  объектов) конкретными видами и методами НК без описания технологических процессов
  выполнения НК с использованием конкретных средств НК.

Нормативная документация по НК объектов контроля разрабатывается с учетом
требований, содержащихся в стандартах, технической документации на изготовление,
ремонт и техническое обслуживание вагонов.

Технологическая документация по НК – технологические инструкции и/или
операционные (технологические) карты, регламентирует процедуры подготовки и
проведения НК объектов конкретными методиками (методами, видами) НК с
использованием средств НК конкретных типов и в условиях конкретных
производственных процессов.

Технологическая документация по НК объектов контроля разрабатывается
применительно к НК объектов (или группы объектов) одним видом НК с использованием
средства НК конкретного типа и должна гарантировать полное и точное выполнение
требований нормативной документации по НК с целью обеспечения достоверности и
воспроизводимости результатов и оценки качества объектов НК.

Технологическая инструкция по НК регламентирует:

• - типы объектов контроля, на НК которых распространяется технологическая
  инструкция, и требования к их контролепригодности (в том числе – загрязненности,
  состоянию покрытия и шероховатости поверхности по ГОСТ 2789);
• - перечень нормативной документации, требования которой реализует
  технологическая инструкция;
• - зоны контроля и типы выявляемых дефектов;
• - типы применяемых средств НК с указанием обозначений технических условий, а
  также типы или чертежи вспомогательного оборудования;
• - требования к квалификации персонала, выполняющего НК и оценку результатов
  НК;
• - значения основных параметров контроля, методики их настройки,

периодичность, порядок и последовательность выполнения операций настройки;

• - характеристики, однозначно определяющие реализуемые способы и

последовательность проведения операций НК;

• - способы интерпретации результатов НК, в том числе методы выделения
  полезных сигналов на фоне помех;
• - критерии оценки качества объектов по результатам НК (браковочные критерии);
• - перечень регистрируемых параметров и результатов НК, формы и сроки
  хранения протоколов НК и журналов регистрации результатов НК, а также форматы
  выходных данных для передачи электронных протоколов НК от средств НК в базу
  данных результатов НК предприятия (если применяемое средство НК реализует эти
  функции);
• - требования по организации рабочего места НК по ГОСТ 12.2.003, ГОСТ
  12.1.003, ГОСТ 12.2.049, ГОСТ 12.3.020 или по действующим национальным стандартам;
• - требования по электробезопасности по ГОСТ 12.1.019 и пожарной безопасности
  по ГОСТ 12.1.004 или по действующим национальным стандартам;
• - требования санитарных норм и правил, других нормативных документов по
  безопасности труда при выполнении НК.

Технологическая инструкция по НК утверждается руководителем (главным

инженером или другим уполномоченным лицом) предприятия.

Технологическая инструкция по НК подлежит согласованию в порядке,
установленном национальными стандартами и нормативными документами
железнодорожных администраций.

Технологические (операционные) карты по НК объектов разрабатываются на
основании утвержденной технологической инструкции.

Допускается разработка технологических (операционных) карт на основании
нормативной документации, содержащей типовую методику выполнения НК объекта
контроля. В таком случае технологическая (операционная) карта должна соответствовать
типовой методике НК, однозначно регламентировать все технологические операции НК
и может применяться без технологической инструкции.

Технологические (операционные) карты по НК объектов утверждаются
руководителем (главным инженером или другим уполномоченным лицом) предприятия.

Средства НК включают:

• - аппаратуру НК (дефектоскопы, намагничивающие устройства, аппаратно-
  программные комплексы, электронные блоки автоматизированных или
  механизированных установок, толщиномеры, первичные преобразователи,
  вспомогательные измерительные приборы);
• - вспомогательное оборудование (средства сканирования, размещения и
  перемещения объекта контроля; светильники, ультрафиолетовые облучатели и
  устройства для осмотра объекта контроля; средства передачи, архивирования и хранения
  данных и протоколов НК);
• - дефектоскопические материалы;
• - средства метрологического обеспечения НК (стандартные образцы по ГОСТ
  8.315 или международным стандартам, меры, контрольные и настроечные образцы для
  НК).

Средства НК должны обеспечивать возможность реализации требований
нормативной документации и технологической документации на НК деталей и
составных частей вагонов, что должно быть подтверждено сертификацией

(подтверждением соответствия) в порядке, установленном национальными стандартами
и нормативными документами органов государственной власти, и функциональными
испытаниями, проведенными с привлечением независимых экспертных организаций.

Средства НК, являющиеся средствами измерений, должны быть поверены
(калиброваны) или аттестованы в установленные сроки в соответствии с требованиями
национальных норм.

Средства НК должны проходить ежесменную проверку работоспособности и
проверку (настройку) основных параметров контроля в соответствии с технологической
инструкцией или операционной (технологической) картой, а также подвергаться
техническому обслуживанию и ремонту в установленные сроки в соответствии с
требованиями эксплуатационных документов на них.

Персонал, осуществляющий: разработку технологической документации по НК,
выполнение НК, оценку качества деталей и составных частей вагонов по результатам
НК, должен пройти обучение в области НК.

Обучение, повышение квалификации, периодическая проверка знаний и сертификация
персонала по НК должны осуществляться в соответствии с «Положением о подготовке,
повышении квалификации, периодической проверке знаний и сертификации персонала
по неразрушающему контролю».

• 2 Порядок выполнения работы

• 1. Изучить теоретическую часть данных методических указаний и материал,
  приведенный по данной тематике в конспекте лекций; выполнить конспект
  теоретической части в форме отчета, отразив основные положения.
• 2. В виде блок-схемы изобразить методы неразрушающего контроля и выделить те
  виды, которые стандартизированы при изготовлении и ремонте вагонов. По каждому
  методу привести, на какие виды он подразделяется, на чем основан метод, параметры,
  диагностируемые явления, диагностируемые изделия / узлы (материалы).
• 3. В каждом методе контроля (диагностирования) привести в качестве примера
  оборудование, применяемое для диагностических испытаний в ремонтных
  подразделениях (в ВЧДР / ВРЗ).
• 4. В виде блок-схемы изобразить, что включают в себя средства НК.
• 5. Привести ответы на контрольные вопросы.
• 6. Оформить отчет по работе.

• 3 Содержание отчета

Отчет должен содержать номер, тему и цель практической работы, конспект
теоретической части в виде ответов на контрольные вопросы для самоподготовки,
выполненных заданий в виде блок-схем в соответствии с п.2.

Контрольные вопросы для самоподготовки

• 1. Назначение неразрушающего контроля деталей вагонов.
• 2. Какими документами регламентирован неразрушающий контроль деталей вагонов.
• 3. Что регламентирует нормативная документация по НК?
• 4. Что регламентирует технологическая инструкция по НК?
• 5. Какие виды и методы неразрушающего контроля применяются для контроля
  основных деталей вагонов (перечислить узлы и методы их контроля)?
• 6. Что относится к средствам неразрушающего контроля?
• 7. Каким образом происходит проверка работоспособности средств НК?

Практическая работа № 3

ОРГАНИЗАЦИЯ МОНИТОРИНГА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
РЕСУРСА КОЛЕСНЫХ ПАР В ПУТИ СЛЕДОВАНИЯ СОВРЕМЕННЫМИ

ДИАГНОСТИЧЕСКИМИ КОМПЛЕКСАМИ

Цель работы: ознакомиться с принципом работы диагностических комплексов контроля
колесных пар в пути следования

Краткие сведения из теории

В целях повышения качества контроля неисправностей грузовых вагонов на ходу
поезда, для осуществления технического обслуживания грузовых вагонов на полигонах
железных дорог применяются различные средства технической диагностики.

К основным техническим средствам контроля колесных пар подвижного
состава, используемых на сети железных дорог РФ, относятся:

• – КТСМ – комплекс технических средств многофункциональный (аппаратура для
  теплового контроля буксовых узлов разработан на ООО «Инфотэкс AT» г.
  Екатеринбург);
• – ПАК – пост акустического контроля (система акустического контроля для
  выявления неисправности буксового узла, разработанная АО «ГРЦ Макеева» г. Миасс);
• – КТИ («КОМПЛЕКС») комплекс для измерения геометрических параметров
  колесных пар (разработанный ООО «Сибирский центр новых транспортных
  технологий», г. Новосибирск);
• - «ПАУК-11^К» - пост акустического ультразвукового контроля экипажной части
  подвижного состава для мониторинга и диагностики технического состояния
  поверхности катания колесных пар подвижного состава железных дорог (разработан
  компанией ООО "МЕТКАТОМ", г. Санкт-Петербург);

– «ППСС» - интегрированный пост автоматизированного приема и диагностики
подвижного состава на сортировочных станциях ( разработка АО «НИИАС» г. Москва).

• 1 . Комплекс технических средств многофункциональный КТСМ-03

Цель создания пункта контроля. Основные технологические задачи, решаемые
системой. Основные характеристики аппаратуры контроля

Аппаратурой контроля оснащают удлиненные участки безостановочного следования
поездов с тяжелыми эксплуатационными и климатическими условиями, влияющими на
надежность работы буксовых узлов. Аппаратура контроля в первую очередь должна
устанавливаться перед крупными станциями с достаточным путевым развитием, на
которых имеется штат осмотрщиков вагонов с тем, чтобы задержки поездов по
показаниям аппаратуры оказывали минимальное влияние на своевременное следование
поездов, а обнаруженные неисправности могли бы быть устранены в кратчайший срок.

Аппаратура контроля должна устанавливаться перед станциями, расположенными
непосредственно перед крупными искусственными сооружениям (мостами, тоннелями и

др.), если они находятся на расстоянии более 30 км от последнего пункта контроля или
ПТО, а также перед конечными станциями движения пассажирских поездов.

Перегонное оборудование должно располагаться:

• - на прямых участках пути, не менее чем за 500 метров от кривых радиусов менее
  1200 метров по ходу движения поездов;
• - на той части перегона, где по тяговым расчетам не применяется служебное
  торможение (систематическая проверка действия тормозов) и не происходят частые
  остановки поездов;
• - в местах, удобных для установки оборудования поста контроля и доступа
  обслуживающего персонал (наличие остановочных пунктов, но не ближе 100 метров от
  них, возможность подъезда автотранспорта и т.п.).

Место для установки напольного оборудования не должно быть подвержено
снежным и песчаным заносам, скоплению талых и ливневых вод, на здоровом
устойчивом земляном полотне не подверженном пучению и разжижению балластного
слоя.

Напольные камеры и датчики счета осей должны устанавливаться не ближе 10
метров от рельсовых стыков, включая сварные.

В соответствии с Инструкцией по сигнализации на железных дорогах Российской
Федерации, место установки напольного оборудования ограждается сигнальным знаком
«С» - подача свистка, в зимнее время сигнальными знаками: «Поднять нож. Закрыть
крылья» - на расстоянии 30 метров от начала участка контроля и «Опустить нож.
Открыть крылья» - на расстоянии 10 метров после участка контроля.

Размещение постового оборудования в помещениях и в специализированных
шкафах производится в соответствии с монтажными чертежами и технической
документацией.

Основной целью создания пункта контроля является повышение безопасности
движения за счет выявления неисправностей ходовых частей, тормозного оборудования
и элементов кузова подвижных единиц при движении поезда по участку контроля.

Аппаратура контроля подвижного состава в пути следования КТСМ является
дополнительным средством повышения безопасности движения поездов.

Основные технологические задачи, решаемые системой КТСМ:

• - определение занятости участка контроля;
• - выделение и определение типа каждой подвижной единицы (локомотив, грузовой
  вагон, пассажирский вагон и пр.) в контролируемом поезде;
• - определение типа буксового узла грузовых вагонов;
• - выявление нагрева буксовых узлов вагонов;
• - выявление нагрева буксовых узлов локомотивов;
• - выявление заторможенных колесных пар;
• - выявление схода подвижного состава и волочащихся элементов конструкции
  подвижных единиц;
• - контроль температуры рельсовых плетей;
• - контроль качества электроэнергии на питающих фидерах, переключение между
  ними и переход на встроенный резервный источник при отключении обоих фидеров;
• - автоматическое восстановление функционирования после возобновления подачи
  питающего напряжения (по крайней мере, по одному из фидеров);
• - подключение дополнительных устройств и подсистем контроля по стыкам: «RS-
  232C» («С2» по ГОСТ 23675-79) с возможностью работы на скоростях1200 бит/с, 9600

бит/с, 38400 бит/с, 57600 бит/с; «CAN» с физическим уровнем в соответствии с “ISO
11898” и возможностью работы на скоростях 500 кбит/с и 1000 кбит/с.

Основные характеристики аппаратуры контроля

Комплекс КТСМ предназначен для функционирования в непрерывном
(круглосуточном) режиме с кратковременным отключением для выполнения
регламентных работ.

Комплекс является измерительным, и внесен в Государственный реестр средств
измерения с абсолютной погрешностью измерения температуры букс:

• - камерами КНМ-05 не более ±4°С;
• - камерами КНМ-90 не более ±2°С.

Диапазон скоростей контролируемых поездов – от 0 до 350 км/ч.

Расстояние между станционным и перегонным оборудованием – не более 30 км.

Постовое оборудование КТСМ предусматривает установку на перегонах, как в
существующих помещениях пунктов контроля, так и в специализированных шкафах,
исключающих возможность несанкционированного доступа к аппаратуре посторонним
лицам.

Структура технических средств контроля подвижного состава

Аппаратура КТСМ состоит из станционного и перегонного комплектов
оборудования, которые объединяются между собой каналами или линиями связи, по
которым осуществляется передача информации, телефонная связь и оперативно
технологическая связь, структурная схема показана на рисунке 1.

Рисунок 1 – Структурная схема постов контроля

Станционное оборудование СТК (регистрирующее и сигнализирующее)
устанавливается на ближайшей станции у ДСП. Допускается установка дополнительного
станционного оборудования СТК в служебном помещении ПТО (ПОТ, ППВ) у лиц,
ответственных за снятие показаний с этого оборудования.

Перегонный комплект КТСМ подразделяется на постовое оборудование, напольное
оборудование, кабельное хозяйство и вспомогательные устройства.

Предусматриваются следующие варианты размещения перегонного оборудования:

• 1) при организации поста контроля (новое строительство) его местоположение
  определяется требованиями Инструкции по размещению, установке и эксплуатации
  средств автоматического контроля технического состояния подвижного состава на ходу
  поезда, утвержденной распоряжением №469р от 18.03.2016г. В этом случае, постовое
  оборудование устанавливается в специальный шкаф с системой поддержания и
  регулирования температуры внутреннего отсека;
• 2) при модернизации существующего поста контроля, постовое оборудование может
  устанавливаться в имеющемся помещении поста, при этом следует принимать во

внимание информацию, изложенную в разделе руководства «Требования к размещению
постового оборудования в помещении»;

• 3) при контроле четного и нечетного направления двухпутного участка напольное
  оборудование устанавливается на четном и нечетном пути.

Постовое оборудование комплекса состоит из блоков, которые устанавливаются в
шкаф или стойку и соединяются между собой сигнальными и питающими кабелями,
перечень блоков приведен в руководстве по эксплуатации ИН7.460.200.000 РЭ.

Напольные устройства закрепляются на рельсах или устанавливается в балластную
призму в непосредственной близости от железнодорожного полотна, перечень
напольного оборудования приведен в руководстве по эксплуатации ИН7.460.200.000 РЭ.

Кабели, по которым осуществляется связь постового оборудования с напольными
устройствами, прокладываются в полиэтиленовых гофрированных трубах (входят в
комплект поставки) уложенных в балластную призму.

К вспомогательным устройствам относятся:

• - вводно-распределительное устройство (используется только при размещении
  аппаратура в помещении);
• - устройство защиты линии связи;
• - аспирационный контейнер с датчиком температуры наружного воздуха;
• - калибратор.

В помещении поста контроля (при его использовании) должны быть установлены
приборы освещения, а также электронагреватели, системы вентиляции и
кондиционирования (неосновные потребители), обеспечивающие требуемый
температурный режим помещения. Неосновные потребители, не требующие
гарантированного питания, подключаются к соответствующим выводным портам ВРУ
основного или резервного фидера. Необходимость и способы обеспечения
гарантированным питанием неосновных потребителей определяются проектом.

Принципы функционирования КТСМ-03

Принцип функционирования КТСМ-03 выполняется согласно требований
руководства по эксплуатации ИН7.460.200.000 РЭ и сводного руководства по
эксплуатации на подсистемы ИН7.460.300.000 РЭ.

В процессе работы при отсутствии поезда на участке контроля КТСМ осуществляет
автоматическую диагностику узлов и подсистем в составе комплекса. В случае
обнаружения неисправности информация передается в АРМ ЛПК для оповещения
обслуживающего персонала и своевременного устранения неисправности.

При заходе поезда на участок контроля, КТСМ производит обработку сигналов,
поступающих от датчиков счета осей ДО1 - ДО4, осуществляет синхронизацию работы
подсистем, а также осуществляет выделение подвижных единиц в составе поезда с
определением их типа.

Если движение поезда осуществляется в направлении от датчика ДО1 к датчику
ДО4, то такое направление движение принимается «правильным», которое для
двухпутных участков является основным направлением движения. Движение от датчика
ДО4 к датчику ДО1 направлении принимается «неправильным».

Напольные камеры ЛНК(Б) и ПНК(Б) подсистемы контроля букс (основная
подсистема) ориентированы на низ корпуса буксовых узлов, по степени нагрева которых
осуществляют тепловой контроль букс с левой и правой стороны подвижного состава.

Напольные камеры ЛНК(Т) и ПНК(Т) подсистемы выявления заторможенных
колесных пар (дополнительная подсистема) ориентированы на ступицы колеса, по
нагреву которых осуществляют контроль заторможенности колес.

Напольные камеры ЛНК(Л) и ПНК(Л) подсистемы контроля букс локомотивов
(дополнительная подсистема) ориентированы на корпуса буксовых узлов, по степени
нагрева которых осуществляют тепловой контроль букс с левой и правой стороны
локомотивов в правильном направлении движения. При движении в неправильном
направлении контроль букс локомотивов не производится.

Датчики К1-К6 подсистемы контроля колес (дополнительная подсистема)
определяют уровень динамического воздействия колеса на рельс, которое значительно
повышается при наличии дефектов по кругу катания колеса.

Датчики В1-В5 подсистемы контроля нижнего габарита и схода (дополнительная
подсистема) обеспечивают контроль нижнего очертания габарита «С» приближения
строений и выявляют волочащиеся и свисающие детали подвижных единиц, а также сход
подвижного состава.

Датчики ДТР1-ДТР4 подсистемы контроля температуры рельсов (СКТР
дополнительная подсистема) обеспечивают выявление возможных механических
напряжений в рельсах. На однопутных участках контроля используются только два
датчика ДТР1 и ДТР2. КТСМ производит обработку и передачу информации от
подсистемы СКТР периодически с интервалами, установленными в конфигурации АРМ
ЛПК (АРМ ПЧ) независимо от нахождения поезда на участке контроля.

Комплектация комплекса КТСМ

Подсистемы КТСМ-03Б, КТСМ-03Т, КТСМ-03Л предназначены для применения в
составе комплекса технических средств многофункционального КТСМ-03 совместно с
программно-аппаратным комплексом АРМ ЛПК. Кроме того, результаты контроля
элементов подвижного состава могут использоваться техническими и программными
средствами автоматизированной системы контроля подвижного состава АСК ПС на базе
сети передачи данных линейных предприятии СПД ЛП.

Комплектация комплекса определяется требованиями конкретного проекта по
оснащению подходов к станции средствами автоматической диагностики подвижного
состава в пути следования.

На станции устанавливается АРМ ЛПК один для всех пунктов контроля,
находящихся на подходах к станции.

На крупных сортировочных станциях, при наличии более одного парка прибытия,
допускается установка нескольких АРМ ЛПК.

Подсистемами КТСМ-03Б (Т, Л) производится измерение разности температуры
между элементами подвижного состава (измерение превышения температуры буксового
узла над температурой рамы тележки (окружающего воздуха)).

Таким образом, выявление дефектов производится путем бесконтактного
считывания и анализа теплового излучения от буксовых узлов и иных элементов
подвижного состава.

Функциональное назначение подсистем:

• 1) КТСМ-03Б – с напольными камерами КНМ-05, ориентированными на нижнюю
  часть корпуса буксы, для определения нагрева буксовых узлов, при этом для некоторых
  серий локомотивов контроль буксовых узлов невозможен, так как они закрыты для
  обзора различными конструктивными элементами (балки, рессоры, балансиры и др.).

Дополнительная функция – выявление заторможенных тележек грузовых вагонов по
косвенным признакам;

• 2) КТСМ-03Т – с напольными камерами КНМ-05, ориентированными на ступицу
  колеса, для определения заторможенных колесных пар;
• 3) КСТМ-03Л – с напольными камерами КНМ-05-01, ориентированными на
  смотровую крышку буксового узла, для определения нагрева буксовых узлов
  локомотивов, закрытых для обзора снизу.

В типовой комплект поставки входят станционное оборудование и необходимое
количество комплексов КТСМ-03 (базовый комплект с подсистемой контроля букс
КТСМ-03Б (ИН7.460.300, согласно сводного руководства по эксплуатации на
подсистемы ИН7.460.300.000 РЭ.)

Дополнительные подсистемы контроля (тормозов, букс локомотивов и т.д.)
поставляются по отдельному заказу.

При заказе указывается: предприятие-изготовитель, тип аппаратуры, индекс
подсистемы, индекс длины кабелей между постовым и напольным оборудованием.

Длина кабеля определяется проектом и выбирается из ряда 5, 10, 15, 20, 25, 30
метров.

Состав станционного оборудования:

• 1) АРМ ЛПК – на базе персональной электронно-вычислительной машины (ПЭВМ)
  с установленной операционной системой и специализированным программным
  обеспечением (ПО) «АРМ ЛПК».
• 2) ПЭВМ должна обеспечивать установку и работу операционной системы
  семейства Windows актуальной версии и ПО АРМ ЛПК. Кроме того, в состав ПЭВМ
  должны входить – клавиатура, манипулятор «мышь» и монитор с размером экрана не
  менее 15’’. Системный блок должен быть оборудован встроенным последовательным
  портом COM1.
• 3) Релейная плата – для подключения и передачи информации РИ.
• 4) Концентратор КИ-6МЕ – для организации информационной связи между АРМ
  ЛПК и постовым оборудованием, а также для подключения комплекса КТСМ к СПД ЛП.
• 5) Устройство бесперебойного питания УБП – для обеспечения работоспособного
  состояния станционного оборудования при отсутствии напряжения сети переменного
  тока.

Состав постового оборудования при типовой комплектации:

• 1) Стойка – для размещения блоков аппаратуры КТСМ, поставляется при
  организации поста контроля в помещении.
• 2) Шкаф аппаратуры – шкаф для размещения блоков аппаратуры КТСМ. Шкаф
  термостатированный, оснащён системами обогрева, охлаждения (при необходимости) и
  вентиляции.
• 3) Устройство защиты – для защиты аппаратуры от перенапряжений в лини связи,
  устанавливается в непосредственной близости от кабельного ввода.
• 4) Контейнер аспирационный – предназначен для размещения датчика
  температуры наружного воздуха, его защиты от воздействия солнечной радиации,
  атмосферных осадков и механических повреждений. Аспирационный контейнер
  устанавливается на внешней стороне стенки шкафа или стены помещения поста
  контроля не имеющей окон и дверей (рекомендуется установка со стороны ж.д. полотна).
  Для исключения влияния восходящих потоков прогретого воздуха на показания ДТНВ,
  аспирационный контейнер устанавливается на высоте 2000 ÷ 2500 мм. относительно
  уровня земли.
• 5) Вводно-распределительное устройство ВРУ – содержит элементы защиты от
  атмосферных и коммутационных перенапряжений, приборы учета электроэнергии,
  автоматы аварийного отключения с которых напряжение поступает на постовое

оборудование, осветительные и электронагревательные приборы. ВРУ поставляется при
организации поста контроля в помещении.

• 6) Комплект экранированных соединительных кабелей для межблочных
  подключений.

Состав напольного оборудования при типовой комплектации:

• 1) Коробки соединительные – для подключения напольных устройств и датчиков к
  кабельным коммуникациям постового оборудования.
• 2) Муфты кабельные – для подключения удаленных датчиков счета осей (ДО1 и
  ДО4, см. приложение А) к соединительной коробке.
• 3) Датчики счета осей ДПЭП-М5 – для счета осей и формирования сигналов
  синхронизации для работы базового комплекса, и всех подсистем контроля.
• 4) Камеры напольные малогабаритные КНМ-05 – для считывания теплового
  излучения от корпусов букс и других элементов подвижного состава. Устанавливаются
  на специальных устройствах, закрепленных за подошву рельсов.
• 5) Комплект экранированных соединительных кабелей для взаимной коммутации
  напольного и постового оборудования.

Состав подсистемы контроля букс на базе напольных камер КНМ-90:

• 1) Блок управления – для управления работой напольных камер КНМ-90 (постовое
  оборудование).
• 2) Камеры напольные малогабаритные КНМ-90 – для считывания теплового
  излучения от корпусов букс и других элементов подвижного состава. Устанавливаются
  на специальных устройствах, закрепленных за подошву рельсов.
• 3) Коробки соединительные – для подключения напольных камер к кабельным
  коммуникациям постового оборудования.
• 4) Комплект экранированных соединительных кабелей для взаимной коммутации
  напольного и постового оборудования.

Подсистема контроля состояния тормозов КТСМ-03Т (ИН7.460.300-01, согласно
сводного руководства по эксплуатации на подсистемы ИН7.460.300.000 РЭ.)

Состав подсистемы контроля тормозов:

• 1) Блоки управления – для управления работой и обогревом напольных камер
  КНМ-05 (постовое оборудование).
• 2) Камеры напольные малогабаритные КНМ-05 – для считывания теплового
  излучения от подступиц или дисков колес. Устанавливаются на специальных
  устройствах, закрепленных за подошву рельсов.
• 3) Коробки соединительные – для подключения напольных камер к кабельным
  коммуникациям постового оборудования.
• 4) Комплект экранированных соединительных кабелей для взаимной коммутации
  напольного и постового оборудования.

Подсистема контроля букс локомотивов КТСМ-03Л (ИН7.460.300-02, согласно
сводного руководства по эксплуатации на подсистемы ИН7.460.300.000 РЭ.)

Состав подсистемы контроля букс локомотивов:

• 1) Блоки управления – для управления работой и обогревом напольных камер
  КНМ-05 (постовое оборудование).
• 2) Камеры напольные малогабаритные КНМ-05 – для считывания теплового
  излучения от корпусов букс локомотивов и других элементов подвижного состава.
  Устанавливаются на специальных устройствах, закрепленных за подошву рельсов.
• 3) Коробки соединительные – для подключения напольных камер к кабельным
  коммуникациям постового оборудования.
• 4) Комплект экранированных соединительных кабелей для взаимной коммутации
  напольного и постового оборудования.

Состав подсистемы контроля нижнего габарита (СКНГ):

• 1) Контроллер СКНГ – для сбора и обработки сигналов от датчиков волочения и
  схода (напольное оборудование).
• 2) Датчики контроля нижнего габарита – для выявления свисающих и волочащихся
  элементов подвижного состава, а также выявления схода подвижного состава с рельсов.
• 3) Коробка соединительная – для подключения напольных устройств к кабельным
  коммуникациям постового оборудования.
• 4) Комплект экранированных соединительных кабелей для взаимной коммутации
  напольного и постового оборудования.

Состав подсистемы контроля колес (СКСК):

• 1) Контроллер СКСК – для сбора и обработки сигналов от датчиков контроля колёс
  (напольное оборудование).
• 2) Датчики контроля колес – для выявления дефектов колес (ползунов, наваров) по
  силе динамического воздействия на рельс.
• 3) Коробки соединительные – для подключения напольных устройств к кабельным
  коммуникациям постового оборудования.
• 4) Комплект экранированных соединительных кабелей для взаимной коммутации
  напольного и постового оборудования.

Состав подсистемы контроля температуры рельсов (СКТР):

• 1) Контроллер СКТР – для обработки сигналов от датчиков контроля температура
  рельсов (напольное оборудование).
• 2) Датчики контроля температура рельсов.
• 3) Коробка соединительная – для подключения напольных устройств к кабельным
  коммуникациям постового оборудования.
• 4) Комплект экранированных соединительных кабелей для взаимной коммутации
  напольного и постового оборудования.

Структурные схемы размещения оборудования поста контроля:

Структурные схемы размещения оборудования в шкафу, в помещении и при
контроле двух путей показаны на рисунках 2-4.

Шкаф аппаратуры

Рисунок 2 – Размещение оборудования в шкафу

Помещение поста контроля

Рисунок 3 – Размещение оборудования в помещении

Рисунок 4 – Размещение оборудования при контроле двух путей

На рисунках 2-4 приняты следующие обозначения:

• - левая ЛНК (Б) и правая ЛНК (Б) напольные камеры подсистемы контроля букс;
• - левая ЛНК (Л) и правая ЛНК (Л) напольные камеры подсистемы контроля букс
  локомотивов;
• - левая ЛНК (Т) и правая ЛНК (Т) напольные камеры подсистемы контроля

заторможенных колес;

• - коробки соединительные напольных камер КС-НК;
• - датчики счета осей ДО1-ДО4;
• - коробка соединительная датчиков осей КС-ДО;
• - кабельные муфты УКМ;
• - датчики контроля колес К1.1-К1.6 и К2.1-К2.6;
• - коробки соединительные подсистемы контроля колес КС-К;
• - датчики волочения и схода В1.1-В1.5 и В2.1-В2.5;
• - коробка соединительная подсистемы контроля волочения и схода КС-В;
• - датчики температуры рельсов ДТР1-ДТР4;
• - коробка соединительная подсистемы контроля температуры рельсов КС-ТР.

КТСМ-03 – это современный комплекс, в состав которого входят новые
электронные блоки в сравнении с предшествующими моделями аналога.

Оборудование размещается не в посту (модуле), а в антивандальном шкафу и
позволяет контролировать поезда чётного и нечётного направлений (см. рисунок 5).

Рисунок 5– Антивандальный шкаф

Размещение напольного оборудования (см. рисунок 6) позволяет производить
контроль буксовых узлов при движении поезда как в правильном (прямом), так и в
неправильном (обратном) направлениях без использования дополнительного напольного
и постового оборудования на однопутных участках и участках с двухсторонней
автоблокировкой.

Рисунок 6 – Расположение напольного оборудования

В системе КТСМ-03 применяется напольная камера КНМ-90 с оптикой, имеющей
угол ориентации к пути и к горизонту 90 градусов (см. рисунок 7), и современный без
инерционный охлаждаемый приёмник ИК излучения. Данное решение дает возможность
при контроле букс подвижного состава исключить срабатывание аппаратуры под
влиянием прямого и отражённого солнечного излучения и, соответственно, избежать
необоснованных остановок поездов.

Рисунок 7– Напольная камера КНМ-90 с оптикой, имеющей угол ориентации к пути и к горизонту

90 градусов

В КТСМ-03 основная часть информации, принимаемой от контролируемого
подвижного состава, обрабатывается на почтовом уровне, что позволяет существенно
снизить трафик по существующим каналам связи. В качестве каналов связи для передачи
данных используют волоконно-оптическую линию связи (ВОЛС), радиоканал или
Internet (см. рисунок 8).

Рисунок 8 – Схема использования каналов связи

Оборудование радиоканала сети передачи данных выдержало этап
эксплуатационных испытаний (см. рисунок 9 – Антенна радиоканала). При

использовании оборудования радиоканала сети передачи данных при строительстве
новых участков КТСМ значительно снижаются капитальные затраты. Сокращается
время восстановления работоспособности радиоканала сети данных при возможных
авариях. Использование оборудования радиоканала позволит организовать резервные
каналы передачи данных на существующих участках.

Рисунок 9 – Антенна для радиоканала

Внедрение КТСМ-03 повысило качество диагностики подвижного состава и
пропускную способность, а также уменьшило время передачи информации
пользователям автоматизированной системы контроля подвижного состава (АСК ПС).

Улучшена система СКНГ-КТСМ, предназначенная для выявления схода подвижного
состава, а также для обнаружения в движущихся поездах волочащихся деталей
посредством контроля нижнего габарита.

3D модель напольного оборудования системы СКНГ-КТСМ с детализацией
конструкции секции датчика показана на рисунке 10. Датчик построен по принципу «Два
в одном», имеет совмещенные в одной конструкции элемент регистрации ударных
воздействий и элемент контроля деформации корпуса.

Система контроля нижнего габарита, сочетает в себе возможность обнаружения
волочащихся предметов и схода подвижного состава. Основная особенность –
неразрушаемость, при контроле нижнего габарита (волочение). Система имеет развитые
средства самокалибровки и самодиагностики. Система легко адаптируется под местные
условия и может работать с числом датчиков от двух до пяти.

Рисунок 10 – Система СКНГ-КТСМ

Компанией «Инфотэкс АТ» совместно с Внедренческим научно-техническим
центром «Уралжелдоравтоматизация» выполнены работы по адаптации датчиков счёта
осей ДПЭП-М для работы в составе КТСМ.

Замена датчиков ДМ-95 на ДПЭП-М повышает стабильность работы отметчика
вагонов, что в свою очередь даёт возможность надёжно контролировать поезда на
скоростях следования от 0 км/ч. У датчиков ДМ-95, широко используемых в настоящее
время, нижний порог скорости при гарантированной работоспособности равен 5 км/ч
(см. рисунок 11).

Рисунок 11 – Датчики ДМ-95 и ДПЭП-М

Примером расширения функциональных возможностей постов контроля КТСМ
можно считать систему КТСМ-Р (УКТР).

Система УКТР в составе комплексов КТСМ-03 предназначена для непрерывного
круглогодичного контроля температуры рельсовых плетей при выполнении регламентов,
предусмотренных Техническими указаниями по устройству, укладке, содержанию и
ремонту бесстыкового пути (см. рисунок 12).

Рисунок 12 – Система КТСМ-Р

• 2 . Система акустического контроля технического состояния (диагностики)
  буксовых узлов колёсных пар ПАК

Статистика последних событий показывает, что развитие дефекта в буксовом узле,
вплоть до горячего излома шейки оси, может носить лавинообразный характер.

Тепловые методы диагностирования подвижного состава на ходу поезда выявляют
критические состояния буксовых узлов. Для обнаружения дефектов на зарождающейся
стадии предложено исследовать шумы и вибрации от дефектов, возникающих в
подшипниках буксовых узлов в эксплуатации.

В процессе эксплуатации подшипников поверхности дорожек качения на внешних и
внутренних кольцах, по которым перекатываются ролики, повреждаются механически
(вследствие проникновения в подшипник посторонних частиц или грязи). Как
исправные, так и дефектные подшипники качения, при вращении излучают шум (т. е.
имеет место акустическая эмиссия) и вибрация. Такой подход, подтвержденный
зарубежным опытом использования акустических систем как средством ранней
диагностики, позволил в значительной мере снизить срабатывания тревожной системы
КТСМ.

Таким образом, наряду с КТСМ, являющейся тревожной системой,
регистрирующей уже образовавшийся, устойчивый дефект в буксовом узле, необходимы
системы ранней диагностики предотказного состояния. Одной из подобных систем
стала система акустического контроля ПАК. Данная система была разработана
специалистами АО «ГРЦ Макеева» совместно с ОАО «НИИАС».

Система ПАК предназначена для акустического контроля технического состояния
(диагностики) буксовых узлов колёсных пар подвижного состава, выявления дефектов
буксовых узлов по звуковым сигналам, полученным при прохождении
железнодорожного состава через напольное оборудование.

Система обеспечивает непрерывный процесс измерений, регистрации информации и
оперативной диагностики в процессе прохождения состава по измерительному участку.

ПАК позволяет выявлять дефекты буксовых узлов на ранней стадии их развития
путем измерения и анализа акустических шумов, излучаемых подшипниками буксовых
узлов поездов, проходящих мимо поста контроля.

Особенность данной системы состоит в том, что она настраивается на дефект
программным путём и определёнными конструктивными решениями, обеспечивающими
направленность и усиление определённых частот. Такое сочетание позволяет оптимально
настроить систему на определённые виды дефектов при минимальном количестве
микрофонов.

ПАК размещают в стратегических по интенсивности движения пунктах сети дорог.
Одним постом обеспечивается измерение ходовых частей вагонов в зоне движения
поездов до нескольких тысяч километров.

ПАК обеспечивает:

• – автоматическое обнаружение дефектов подшипников буксовых узлов вагонов,
  включая дефекты роликов, сепаратора, внутреннего и наружного колец;
• – регистрацию порядкового номера вагона с головы поезда, порядкового номера
  колёсной пары в вагоне и стороны вагона, в котором обнаружен дефект.

Основные технические характеристики ПАК:

• – диапазон скорости движения грузовых поездов по участку контроля - 30–90 км/ч;
• – рабочая температура окружающей среды ºС:

напольного оборудования от –40 до +70;

постового оборудования от +10 до +40.

Система работоспособна в условиях электромагнитных помех, существующих на
электрифицированных участках железной дороги.

Система ПАК состоит:

• 1) из придорожного оборудования, которое включает в себя следующие блоки:
  измерения акустического шума; управления измерительных боксов; поддержания
  температурного режима микрофонов;
• 2) постового оборудования, состоящего из модулей: блок логических модулей;
  система управления и регистрации;
• 3) кабельной сети, соединяющей придорожное и постовое оборудование.

Блок измерения акустического шума представляет собой готовый набор
стандартных средств измерений, производимых компанией «Brüel & Kjаеr»:
измерительные микрофоны 4938А-01 – 12 штук; предварительные усилители
(предусилители) микрофонные 2670 – 12 штук; микрофонные кабели – 12 штук;
кондиционирующие усилители NEXUS 2690A – ОS4 – 3 штуки.

Измерительные микрофоны и предусилители монтируются в измерительные боксы,
расположенные вдоль полотна железной дороги на расстоянии 1,7 м от рельса в
количестве 12 штук, по 6 штук с каждой стороны, с шагом 1,42 м. Каждый микрофон
установлен в индивидуальном боксе, закрепленном на одной из двух рам по обеим
сторонам железнодорожного полотна. Микрофоны установлены в горизонтальном
направлении, на расстоянии 470 мм (по высоте) от головки рельса (см. рисунок 13).

Сигналы с микрофонов усиливаются с помощью предварительных усилителей и
передаются по экранированным кабелям на кондиционирующие усилители,
расположенные в помещении КТСМ, вместе с системой сбора и обработки данных (см.
рисунок 14).

Рисунок 13 – Общий вид придорожного оборудования системы ПАК
(измерительные микрофоны и предусилители в измерительных боксах)

Рисунок 14 – Общий вид постового оборудования системы ПАК

Аналоговые сигналы от акустической измерительной системы по кабельным линиям
передаются на устройство ввода в ПК L-783, которое выполняет аналого-цифровое
преобразование измерительной информации и ввод её в персональный компьютер
постового оборудования. В дальнейшем полученная измерительная информация

обрабатывается, сохраняется и выдается в виде протокола результатов диагностирования
подшипников буксовых узлов.

Модуль управления измерительных боксов предназначен для управления
положением шторок измерительных боксов.

Наличие данной системы вызвано необходимостью защиты чувствительных
элементов измерительных микрофонов от длительного воздействия факторов внешней
среды.

В состав системы входят: электромеханический привод защитной шторки
измерительного бокса; система управления приводом.

Электромеханический привод защитной шторки смонтирован внутри
измерительного бокса. Привод механизма изменения положения шторки приводится в
действие вращением вала реверсивного коллекторного двигателя постоянного тока.

Момент начала и окончания работы автоматики системы управления положением
защитных шторок измерительных боксов определяется по сигналу магнитного датчика,
который находится непосредственно возле полотна железной дороги на расстоянии 100 м
от измерительного участка ПАК.

При прохождении рядом с датчиком колеса вагона, датчик формирует электрический
сигнал, поступающий в шкаф ШЛУ на вход модуля I-7065. Модуль в соответствии с
программой формирует команду на открывание шторок измерительных боксов. По команде
ПК модуль I-7065 формирует на выходе команды управления для исполнительных устройств
автоматики системы.

Необходимость создания системы поддержания температурного режима
микрофонов (система термостатирования) вызвана тем, что микрофоны, используемые в
системе измерения акустического шума, предназначены для работы в более узком
диапазоне температур, чем тот, в котором предполагается эксплуатировать систему ПАК.

Блок логических модулей предназначен для формирования сигналов и команд
управления, необходимых для согласованной работы всех устройств и систем ПАК, в
соответствии с программой работы системы. Элементы блока логических модулей
смонтированы в шкафу ШЛУ.

Система регистрации регистрирует информацию измерительных акустических
микрофонов системы ПАК, а также проводит обработку и анализ полученной
информации, опираясь на базу данных звуковых сигнатур.

Используя данные анализа измерительной информации, система формирует базу
данных о состоянии буксовых узлов колесных пар вагонов.

Для качественной обработки измерительной информации определяется положение
буксового узла колесной пары вагона относительно измерительных микрофонов. Для
определения положения колесной пары относительно микрофонов на измерительном
участке ПАК используются сигналы двух магнитных датчиков, расположенных возле
полотна железной дороги в начале и в конце измерительного участка, напротив первого и
последнего измерительного бокса.

Сигналы магнитных датчиков поступают на формирователь, находящийся в шкафу
ШЛУ. Преобразованный формирователем сигнал поступает в ПК и на АЦП системы
регистрации и используется при последующей обработке и анализе измерительной
информации.

В системе ПАК через компьютерную сеть предусмотрена возможность
дистанционно управлять режимами работы системы регистрации и управления и
передачи по сети данных анализа и обработки данной информации потребителю.

Полученная измерительная информация обрабатывается, сохраняется и выдается в
виде протокола результатов диагностирования подшипников буксовых узлов (см.
рисунок 15).

Рисунок 15 – Амплитудно-частотные характеристики (сигнатуры) дефектов

подшипников – скол внутреннего кольца

В протоколе (см. рисунок 15) указываются: время прохождения поезда; номер
поезда; номер вагона, номер колесной пары с дефектом по порядку; серийный номер
вагона; сторона дефектного узла; вид и степень дефекта.

ПАК позволяет обнаруживать дефекты на самых ранних стадиях, задолго до
возникновения риска отказа и начала перегрева подшипника. Проводится идентификация
дефектов, протокол о дефектах выдается через 5–15 мин в зависимости от длины поезда,
проходящего вдоль придорожного оборудования системы со скоростью 30–90 км/ч.

При работе с данной системой необходимо учитывать, что система не обрабатывает
пассажирские поезда, локомотивы без вагонов, составы, скорость которых ниже 30 км/ч,
а также составы, скорость которых изменилась более чем на 10 км/ч за время
прохождения мимо ПАК.

Система функционирует как самостоятельная установка, соединенная с
компьютерной сетью железной дороги, и позволяет обмениваться данными с другими
системами контроля.

Многолетний опыт эксплуатации аналогичной системы TADS, разработанной в
США, позволил настроить отечественную систему на наиболее часто встречающиеся
виды дефектов подшипника буксового узла.

Система ПАК выделяет буксовые узлы с дефектными подшипниками, шум которых
по измерениям на прокруточном стенде составляет 90–95 дБ. Шумовой фон
«недефектного» колеса, катящегося по рельсовому пути, не должен превышать 100–105
дБ, а шум вагонной тележки – не более 110–120 дБ.

Практика показывает, что отечественный грузовой парк по сравнению с зарубежным
создает более высокий шум, достигающий 140 дБ и более при скоростях 50–65 км/ч. При
таких уровнях шума поезда обнаружить зарождающиеся дефекты подшипника
затруднительно.

Для этой цели было предложено применять новые конструктивные разработки,
основанные на использовании многомикрофонной акустической антенны –
фазированной решетки (см. рисунок 16). Обладая узкой диаграммой направленности и
высоким подавлением боковых лепестков, решётки с программным фазированием
позволяют значительно усилить «сигнатуры» звукового сигнала от неисправных
подшипников и повысить степень выявляемости дефектов.

Измерительные микрофоны для этого должны быть расположены в виде матрицы,
из которой конфигурируются линейные решётки нужной направленности и частоты.
Перенастройка системы на новый дефект не требует конструктивных изменений поля
микрофонов. Требуется лишь внести изменения в программу обработки сигналов.

Фазированная решётка акустической системы позволяет дополнить используемый
метод детектирования «ударных импульсов» методом «акустических шумов»:
определить самые незначительные дефекты поверхностей катания подшипника, такие,
как шелушение, накат, а также сильноразвитые дефекты, ведущие к нагреву подшипника
буксы.

Рисунок 16 – Фазированная решётка акустической системы

Аналогом подобной системы служит система «RailBAM» компании «Engineering &
Scientist Ltd» (Австралия), у которой в общем случае измерительные микрофоны
располагаются в виде матрицы, из которой конфигурируются линейные решётки нужной
направленности и частоты.

Важной особенностью фазированной решётки является возможность в одном
устройстве реализовать различные функции:

– контроль дефектов, вызывающих нагрев буксы;

• – контроль сдвига буксы (сдвиг корпуса буксы может вызывать дополнительные
  вибрации в месте установки буксы при вращении колесной пары, а также удары от
  смещения буксы, что приводит к росту общего вибрационного и акустического сигнала,
  и появлению дополнительных гармоник в спектре огибающей акустического сигнала);
• – контроль поверхности катания колеса;
• – контроль дефектов тележки (рыскание).

Уровень гармонических составляющих спектра огибающей акустических сигналов,
получаемых с ПАК, определяющих вид и степень дефекта буксовых узлов и поверхности
катания колесных пар, зависит от веса вагона, так как при большем весе вагона
увеличиваются силы, действующие на элементы качения (внешнее и внутреннее кольцо,
ролики буксового подшипника, точки контакта поверхности катания колесной пары с
рельсом). Увеличение действующих сил приводит к росту амплитуд ударных импульсов
и к росту порождаемых ударами акустических сигналов.

Поэтому в алгоритм расчета спектра огибающей акустического сигнала необходимо
ввести функцию влияния веса вагона. Функция влияния веса вагона может быть
определена для различных видов дефектов экспериментальным путем при ходовых
испытаниях груженых и порожних вагонов.

Ожидаемый эффект от внедрения акустической системы должен обеспечить:

• – повышение безопасности движения железнодорожного транспорта;
• – возможность планирования технического обслуживания буксовых узлов и
  производства ремонта не по пробегу, а по фактическому состоянию буксового узла.

Планируется, что показания ПАК помогут разработать и внедрить единую базу
дефектных вагонов, которая позволит следить за тенденцией развития дефектов
буксовых узлов по всему маршруту их следования для организации планирования
технического обслуживания буксовых узлов не по пробегу, а по их фактическому
состоянию.

Для этой цели создан Комплексный диагностический центр, что продиктовано
необходимостью накопления и систематизации информации о большом количестве
вагонов с дефектами буксовых подшипников на ранних стадиях развития до уровней
тревоги Т2.

Анализ накопленной информации совместно с математическими методами
моделирования процессов позволил определить основные факторы, влияющие на развитие
дефекта подшипника, выработать критерии их комплексного влияния на процесс развития и
в полной мере реализовать важнейшую функцию Комплексного диагностического центра –
прогноз остаточного пробега вагона по состоянию подшипника, а также решение вопросов
по передаче данных о ресурсе буксового узла в информационные системы ЦВ и ЦД.

В перспективе система ПАК с учетом того, что данные системы размещаются в
стратегических по интенсивности движения пунктах на сети дорог и предназначены для
измерения ходовых частей вагонов в зоне движения поездов до нескольких тысяч
километров, будет рассматриваться как составная часть единого сетевого Комплексного
диагностического центра автоматизированной системы диагностики с выполнением
следующих функций:

• – мониторинг результатов диагностики на местах, сравнительный анализ с
  предшествующим состоянием, прогнозирование ресурса при соответствующих
  динамических нагрузках;
• – статистическая обработка информации о дефектах, определение функции их
  распределения с учетом по времени эксплуатации, времени года и других показателей;
• – ведение базы данных по каждому элементу и единице подвижного состава,
  представление информации на соответствующий уровень управления;
• – оперативная поддержка систем автоматического ввода данных с линейных
  устройств, накопление, статистическую обработку, классификацию и архивирование
  информации для дальнейшего представления результатов по соответствующим запросам;
• – математическое моделирование процессов развития дефектов, прогнозный
  контроль надежности эксплуатации подвижного состава;
• – выявление дефектов на ранней стадии с прогнозированием их развития и
  повреждений, с выдачей рекомендаций для проведения технического обслуживания и
  ремонта подвижного состава «по состоянию».

Технико-экономическая эффективность от внедрения комплексных диагностических
центров подвижного состава на ходу поезда по расчетным данным будет выражаться:

• – в сокращении количества неплановых остановок поездов;
• – в уменьшении времени на обслуживание и ремонт технических средств;
• – в удлинении контрольных плеч в 2–3 раза за счет возможности выявления
  ранней стадии развития и прогнозирования отказа и в сокращении затрат на содержание
  промежуточных ПТО;
• – в сокращении затрат на заводской ремонт за счет раннего выявления дефекта;
• – в повышении безопасности движения поездов путем сокращения вероятности
  возникновения опасных ситуаций и повышения вероятности обнаружения опасных
  дефектов.

Существующие системы контроля технического состояния буксовых узлов
колесных пар подвижного состава достаточно эффективно эксплуатировались на всей
сети ОАО «РЖД» и за это время выявили тысячи неисправных буксовых узлов.

В 2020-2022 годах при поддержке Северо-Кавказской железной дороги коллективом
Ростовского филиала НИИАС под руководством заместителя директора по комплексным
диагностическим системам Василия Шаповалова был разработан и введен в опытную
эксплуатацию первый образец ПАК-М.

Модернизированный пост акустического контроля (ПАК-М) прошел приемочные
испытания на железнодорожной станции Батайск.

Модернизированный пост акустического контроля (ПАК-М) имеет следующие
преимущества:

• - во-первых, ПАК-М эффективнее существующей системы. За время
  эксплуатационных испытаний ПАК-М выявил в 3 раза больше неисправных буксовых
  узлов, чем находящийся в эксплуатации ПАК;
• - во-вторых, ПАК-М обеспечит единство измерений, необходимое при построении
  предиктивной аналитики, что также должно существенно увеличить выявляемость
  неисправностей буксовых узлов и в ближайшей перспективе позволить перейти на их
  обслуживание по фактическому состоянию.

Результаты, полученные в процессе опытной эксплуатации ПАК-М, показывают,
что такой подход позволяет достичь снижения количества неисправностей буксового
узла, требующих немедленного устранения, до начала его нагрева и возникновения
аварийной ситуации до 95%. В будущем это позволит снизить эксплуатационные и
капитальные затраты по содержанию и строительству систем теплового контроля.

Преимущества модернизированного поста акустического контроля (ПАК-М)
достигнуты за счет внедрения инновационных запатентованных технических решений и
нейросетевых методов обработки акустических сигналов, разработанных с учетом
многолетнего опыта в области интеллектуальных методов обработки информации,
которые институт применяет в различных практических приложениях на
железнодорожном транспорте.

В настоящее время планируется модернизация 20 существующих систем начиная с
2023 года. При этом по расчетам специалистов имеется существенный потенциал
повышения эффективности предиктивного диагностирования при увеличении
количества точек контроля.

В настоящее время с целью повышения уровня безопасности движения поездов и
снижения денежных расходов ОАО «РЖД», ОАО «НИИАС» успешно внедряет на сети
железных дорог РФ системы технической диагностики подвижного состава. Так, на
текущий момент железнодорожная сеть страны успешно эксплуатирует:

• ‒ 20 ед. постов акустического контроля (ПАК);
• ‒ 1 пост комплексного контроля (ПКК), который обладает функциям ПАК и
  дополнительно за счет системы контроля вертикальных динамических нагрузок
  (СКВДН) имеет возможность также автоматизированно и на полном ходу поезда
  выявлять дефекты поверхности катания колес, существенно облегчая поиск
  выбраковочных дефектов осмотрщикам вагонов в ВЧДЭ.

Названные системы диагностики очень хорошо справляются с задачей поиска
дефектов, благодаря отработанному алгоритму обработки сигналов, представляющих
собой акустический шум и ударные нагрузки.

Использован источник [7].

• 3 . Автоматизированная диагностическая система «Комплекс» (КТИ)

Автоматизированная диагностическая система контроля параметров колесных
пар вагонов «Комплекс» предназначена для измерений геометрических параметров
цельнокатаных колес, измерений расстояния между внутренними гранями ободьев колес
на подходах к станции, регистрации неисправностей колесных пар и оперативной
передачи полученной информации на ближайший пункт технического обслуживания.

В основе технического решения по контролю геометрических параметров колесной
пары положен принцип самосканирования колес, каждое из колес параллельно и
независимо сканируется двумя колесными датчиками (внутренним и наружным).
Последующая совместная обработка данных позволяет определить профиль поверхности
катания в системе отсчета колеса, после чего рассчитать значения контролируемых
геометрических параметров. При использовании интерполяционного алгоритма
обработки сигнала точность повышается в 2–3 раза. Структурная схема системы
«Комплекс» приведена на рисунке 17.

Система состоит из следующих узлов и блоков.

Датчики буксовые – предназначены для измерения профиля поверхности
смотровой и крепительной крышек буксового узла.

Датчики температуры – предназначены для контроля температурного режима
внутри датчика.

Модуль сбора данных (МСД) представляет собой электронное устройство,
предназначенное для ожидания сигнала дальнего оповещения о приближающемся
составе. По получению сигнала дальнего оповещения система контроля переводится в
готовность, устанавливается связь с «Сервером». Связь осуществляется по сети Ethernet.

Во время движения поезда MCD выполняют необходимое количество циклов
сбора данных по осям. После прохождения поезда все блоки данных по контролю
колесной пары передаются в ПК Сервера, система переходит в режим ожидания поезда.

• 1 – датчик буксовый правый; 2 и 3 – датчики колесный внешний и внутренний; 4 – датчик
  температуры для термостабилизации систем; 5 – магнитная педаль; 6 – блок сбора данных;
• 7 – сигнал наличия поезда на участке – LN; 8 – АСУ ПТО; 9 – блок синхронизации;

10 – АРМ оператора ПТО (SWITCH коммутатор); 11 – вычислитель (персональный компьютер)

Рисунок 17 – Структурная схема системы «Комплекс»

«Сервер» - представляет собой сервер накопления информации для получения,
сохранения и обработки информации, поступающей с МСД, осуществляет обработку
результатов измерений по контролю колесной пары и вычисление необходимых параметров
для последующей передачи ее в АСУ ПТО.

АРМ оператора безопасности - автоматизированное рабочее место оператора на
базе ПЭВМ, осуществляющее по запросу получение от «Сервера» результатов
измерения, отображение результатов контроля в удобном для оператора виде, а также
отображение данных статистики. Кроме того, АРМ оператора позволяет вести
оперативный контроль состояния измерительного устройства, оперативно изменять
параметры его настройки (при отладке работы системы). Основной режим работы АРМ
– автоматический, без участия оператора, с выдачей тревожных сообщений (на монитор
и принтер) о зарегистрированных дефектных осях с точным указанием номера поезда,
порядкового и инвентарного номера вагона и порядкового номера оси в вагоне.

Блок синхронизации - предназначен для обработки сигналов с двух магнитных
педалей (для выделения полезного сигнала) и обработки сигнала дальнего оповещения с
выдачей соответствующих прерываний на МСD.

Магнитные педали - формируют импульс в момент прохождения колесной пары
над ней.

Такая структура позволяет получать данные о техническом состоянии колесных
пар и производить замер линейно-геометрических параметров колесных пар:

• – толщину и высоту гребня;
• – ширину и толщину обода;
• – диаметр колеса по поверхности катания;
• – расстояние между внутренними гранями колес;
• – наличие дефектов на поверхности катания (навары, ползуны, выщербины и др.)

Контроль производится при скорости движении поезда 15–60 км/ч. Диапазон
рабочих температур от –50 до +50 °С.

Для перевода комплекса из режима ожидания в режим измерения используется
сигнал дальнего оповещения о подходе поезда, а для передачи информации в АСУ ПТО
– локальная сеть.

По получении сигнала дальнего оповещения блок сбора данных переводит в
готовность систему контроля и устанавливает связь с «вычислителем». Во время
прохождения поезда блок выполняет необходимое количество циклов сбора данных по
колесным парам с учетом скорости движения поезда. Для этой цели каждое колесо
параллельно и независимо сканируется двумя измерительными датчиками (внутренним
и наружным). Последующая совместная обработка позволяет определить профиль в
системе отсчета колеса, после чего рассчитать значения требуемых геометрических
параметров.

Полученное изображение в непрерывном режиме обрабатывает компьютер,
который определяет состояние всей системы (готовность к работе, режимы измерений и
испытаний, наличие блокирующего воздействия) и контролирует работоспособность
всех измерительных модулей. Рельсовые педали на входе и выходе установки посылают
сигналы базовому модулю о прохождении поезда через измерительный участок.

Последующая совместная обработка позволяет определить параметры колесной
пары.

На экран оператора ПТО выводится визуализация профилей колесной пары с
дефектом, который сравнивается с базовым. По результату их анализа принимаются
решения о возможности дальнейшей эксплуатации колесной пары.

Методика вычисления контролируемых параметров на основе известного профиля
в основном повторяет подходы, заложенные в контактных измерителях аналогичных
параметров. Результаты измерения геометрических параметров колесных пар
проходящего состава накапливаются в компьютере – «вычислителе», размещенном в
помещении (контейнере), и потом передаются по протоколу TCP/IP в АСУ ПТО.

Результаты всех измерений в виде таблицы выводятся на АРМ оператора ЦПУ
(центрального пункта управления). Тревожная информация выделяется в таблице
красным цветом на мониторе принимающего компьютера «Комплекса».

Для идентификации номера поезда (при сбое программного обеспечения СКАТ)
по правому полю монитора размещено видеоизображение локомотива с программным
меню увеличения размера изображения с целью определения номера локомотива (см.
рисунок 18).

Рисунок 178 – Фрагмент рабочего окна АРМ с результатами контроля
геометрии колесных пар

Оператору ЦПУ ПТО передаются дата и время входа и выхода поезда на пост
контроля, порядковый номер оси с головы, признак неисправности колесной пары с
указанием браковочного параметра и его фактической измеренной величины.

На печатающее устройство системы «Комплекс» выводится только тревожная
информация. По окончании смены оператор ЦПУ снимает регистрационную ленту с
устройства для учета и хранения.

Вся поступившая информационная база данных по конкретному
проконтролированному поезду перерабатывается в автоматическом режиме системой
СКАТ и отражается отдельной строкой «Колесо» с передачей информации в АСУ ПТО.
Оператор ЦПУ в программном обеспечении АСУ ПТО формирует «Смотровой лист» и
пересылает на АРМ оператора парка ПТО.

Комплекс цифровой диагностический для измерений геометрических параметров
колесных пар подвижного состава - «Комплекс-2» является модернизированной версией
базового «Комплекса» в цифровом исполнении с более высокой точностью измерений и с
возможностью оснащения дополнительными опциями. Функциональная схема «Комплекс-2»
показана на рисунке 19.

Отличительные особенности «Комплекс-2» - бесконтактное измерение

геометрических параметров колесных пар подвижного состава на ходу поезда при
скоростях до 80 км/час в различных климатических условиях.

Дополнительные опции, разработанные к ранее установленным системам, которые
можно модернизировать:

• 1) автоматическое устройство для контроля сдвига буксы с шейки оси («Букса»);
• 2) система контроля дефектов на поверхности катания колес («Развертка»);
• 3) оборудование для режима ночной съемки изображений вагонов («Ночная
  камера»);
• 4) система считывания бортовых номеров вагонов («Система считывания»);
• 5) система распознавания бортовых номеров вагонов;
• 6) система мониторинга износа колесных пар вагонов («Система мониторинга»);
• 7) система контроля силового воздействия колеса на рельс («Тензо»);
• 8) система «Датчик поезда».

Возможно дооснащение системы эксплуатируемой системы «Комплекс»
дополнительными опциями, которые встраиваются в существующую систему без
изменения АРМ оператора безопасности; монтируются на стандартный путь; аппаратная
часть унифицирована с системой «Комплекс».

Автоматическое устройство для контроля сдвига буксы с шейки оси («Букса»)
предназначено для выявления на ходу поезда роликовых букс грузовых вагонов,
имеющих разрушение торцевого крепления и сдвиг корпуса буксы с шейки оси (без
нагрева буксового узла), регистрации таких букс и оперативной передачи полученной
информации на ближайший ПТО.

Отличительной особенностью подсистемы «Букса» является бесконтактное
измерение геометрических параметров колесных пар подвижного состава на ходу поезда
при скоростях до 60 км/час в различных климатических условиях.

Применение системы позволяет повысить надежность эксплуатации подвижного
состава и максимально устранить вероятность возникновения аварийных ситуаций на
железной дороге, вызванных дефектами колесных пар.

Внешний вид напольного оборудования «Комплекса» с подсистемой «Букса»
показан на рисунке 20.

Напольное оборудование

Рисунок 19 – Функциональная схема «Комплекс-2»

Рисунок 20 – Внешний вид напольного оборудования «Комплекса»
с подсистемой «Букса»

В основе технического решения контроля сдвига буксы лежит идея
«бесконтактного штангенциркуля», реализованного с помощью двух высокоскоростных
триангуляционных датчиков на основе PSD-линеек.

Каждый из этих датчиков предназначен для измерения расстояния до поверхностей
крепительных крышек букс колесной пары. Последующая совместная обработка
сигналов обоих датчиков позволяет определить расстояние между крепительными
крышками, а, следовательно, и регистрировать отклонение этого расстояния от
допускаемого.

Для получения дополнительной информации (в случае превышения отклонения
допускаемой величины) о «проблемной» буксе используются триангуляционные
датчики, находящиеся внутри колеи и измеряющие расстояние до внутренней
поверхности колес колесной пары.

Вид окна АРМ оператора показан на рисунке 21. Результаты измерения колесных
пар проходящего состава накапливаются в компьютере и передаются по протоколу
TCP/IP в АСУ ПТО.

Оператору передаются дата и время входа и выхода поезда на пост контроля,
порядковый номер оси с головы, признак сдвига буксы.

Технические данные подсистемы «Букса»:

• 1) линейная скорость перемещения колесной пары при измерениях
  от 10 до 60 км/час;
• 2) потребляемая мощность 500 Вт;
• 3) напольное оборудование (монтируется на полотне);
• 4) постовое оборудование (в отапливаемом помещении);
• 5) компьютер с установленным АРМ для отображения результатов контроля;
• 6) управляющая программа.

Рисунок 21 – Вид окна АРМ оператора

Подсистема контроля дефектов на поверхности катания колес («Развертка») выявляет
на ходу поезда такие дефекты, как ползун, навар, неравномерный прокат, производит их
регистрацию и оперативную передачу тревожной информации на ближайший пункт
технического обслуживания (ПТО).

Отличительной особенностью подсистемы «Развертка» является бесконтактное
измерение дефектов колесных пар подвижного состава на ходу поезда при скоростях до
60 км/час в различных климатических условиях.

Применение подсистемы «Развертка» позволяет повысить надежность
эксплуатации подвижного состава и максимально устранить вероятность возникновения
аварийных ситуаций на железной дороге, вызванных дефектами колесных пар.

Внешний вид подсистемы показан на рисунке 22.

Подсистема создана на основе индуктивных быстродействующих датчиков
приближении. Общее количество датчиков – 32 (по 16 датчиков на каждую сторону).
Датчики закреплены на рельсе на расстоянии 30 см друг от друга.

Каждый датчик представляет собой индуктивный четырехкатушечный мост,
выполненный на ферритовом сердечнике с питанием от обмотки возбуждения (частота
100 кГц). В исходном состоянии выходной сигнал переменного тока равен нулю.

Приближение к датчику металлического предмета вызывает изменение
индуктивности соответствующей пары катушек, что приводит к разбалансу моста и
появлению на выходе датчика сигнала переменного тока, величина которого зависит от
расстояния между датчиком и гребнем.

Рисунок 22 – Внешний вид подсистемы «Развертка»

Технические характеристики подсистемы «Развертка»:

• 1) линейная скорость перемещения колесной пары при измерениях -
  от 10 до 60 км/час;
• 2) рабочий интервал температур - от –50 до +50 °C;
• 3) напряжение питания – 220 В;
• 4) потребляемая мощность - 500 Вт;
• 5) напольное оборудование (монтируется на полотне);
• 6) постовое оборудование (устанавливается в отапливаемом помещении);
• 7) управляющая программа (устанавливается на управляющий компьютер
  «Комплекса»).

Оборудование для режима ночной съемки изображений вагонов «Ночная камера»
необходимо для предоставления возможности оператору проверять правильность

автоматической привязки поездов и соответствия натурных листов фактическому
положению вагонов в поезде.

Штатно установленные камеры на системах «Комплекс» не позволяли проводить
съемку в ночное время из-за недостаточной чувствительности, а как показала
эксплуатация, возможность идентификации необходима как в дневное, так и в ночное
время.

С этой целью была произведена доработка системы видеонаблюдения,
позволяющая производить съемку в надлежащем качестве и в ночное время. Данная
доработка системы видеонаблюдения представлена дополнительной опцией для систем
«Комплекс»

Отличительной особенностью оборудования «Ночная камера» является
видеосъемка на ходу поезда при скоростях до 60 км/час в различных климатических
условиях.

Система считывания бортовых номеров вагонов является подсистемой
«Автоматизированного диагностического комплекса для измерения геометрических
параметров колесных пар вагонов» и «Комплекса цифрового диагностического для
измерений геометрических параметров колесных пар подвижного состава».

Система предназначена для фиксации бортовых номеров вагонов, их
распознавания и передачи в ПО «Комплекса». Отличительные особенности - линейная
скорость перемещения вагона при считывания бортовых номеров
от 10 до 80 км/час в различных климатических условиях.

Применение системы позволяет для «Комплекс» в автоматическом режиме
выбрать наиболее правильный натурный лист.

Технические характеристики оборудования «Ночная камера»:

• 1) видеофиксация бортовых номеров вагонов в круглосуточном режиме;
• 2) распознавание бортовых номеров вагонов;
• 3) передача информации о распознанных номерах в ПО «Комплекс»;
• 4) сопоставление распознанных номеров натурным листам, полученным из
  внешней АСУ;
• 5) отображение в АРМ оператора информации о распознанных номерах (см.
  рисунок 7.9);
• 6) считывание производится на скоростях движения поезда - до 80 км/ч;
• 7) температура окружающего воздуха в отапливаемом помещении
  от +10 °С до +35 °С;
• 8) относительная влажность в отапливаемом помещении при +30 °С и более низких
  температурах, без конденсации влаги не более 75 %.

Система считывания предназначена для фиксации бортовых номеров вагонов, их
распознавания и передачи в ПО «Комплекс»; может поставляться в одно- или
двухканальной комплектации. Отличительные особенности – линейная скорость
перемещения вагона при считывания бортовых номеров от 10 до 80 км/час в различных
климатических условиях.

Применение системы позволяет для «Комплекс» в автоматическом режиме
выбрать наиболее правильный натурный лист. Видеофиксация бортовых номеров
вагонов, контролируемых «Комплекс», выполняется в круглосуточном режиме, затем
производится распознавание бортовых номеров вагонов и передача информации о
распознанных номерах в ПО «Комплекс», где выполняется сопоставление распознанных
номеров натурным листам, полученным из внешней АСУ.

Окно АРМ подсистемы распознавания бортовых номеров вагонов показано на
рисунке 23.

Оборудование эксплуатируется в закрытых отапливаемых помещениях и
устойчиво к воздействию следующих климатических факторов: температура
окружающего воздуха от плюс 10 °С до плюс 35 °С; относительная влажность при плюс
30 °С и более низких температурах, без конденсации влаги не более 75 %. Средний срок
службы - не менее 3 лет.

Система распознавания бортовых номеров вагонов может работать как
самостоятельно, так и совместно с существующими «Комплекс» или «Комплекс-2».

Система мониторинга износа колесных пар вагонов («Система мониторинга»)
предназначена для хранения, обработки и отображения информации о параметрах
колесных пар вагонов, измеренных «Комплекс» или «Комплекс-2», и выдачи
предупреждений о сверхнормативном износе в АРМ оператора.

Рисунок 23 – Окно АРМ подсистемы распознавания бортовых номеров вагонов

Применение системы мониторинга износа колесных пар вагонов позволяет по
запросу оператора по идентификационному номеру вагона выдавать следующую
информацию:

• 1) данные о геометрических параметрах колесных пар, зарегистрированных
  «Комплексами» за год;
• 2) отображать в справке данные о пробеге вагона за этот период, при условии
  обеспечения взаимодействия с базой данных;
• 3) выдавать предупреждение о наличии в вагоне колесных пар со

сверхнормативным износом;

• 4) выдавать сообщение о колесных парах, параметры которых близки к
  недопустимым под погрузку.

Подсистема контроля силового воздействия колеса на рельс «ТЕНЗО» (см. рисунок
24) монтируется к существующему «Автоматизированному диагностическому комплексу

для контроля геометрических параметров колесных пар вагонов» или «Комплексу
цифровому диагностическому для измерений геометрических параметров колесных пар
подвижного состава».

Подсистема выявляет на ходу поезда такие дефекты, как ползун, навар, выщербина
и неравномерный прокат, осуществляет контроль веса вагона, нагрузка на ось вагона,
сверхнормативное воздействия колеса на рельс, распределение веса вагона.

Система регистрирует и оперативно передает информацию на ближайший ПТО.

Принцип действия подсистемы «ТЕНЗО» основан на лазерном бесконтактном
контроле геометрии движущихся трехмерных объектов с помощью тензометрических
датчиков.

Отличительной особенностью является бесконтактное измерение на ходу поезда
при скоростях до 60 км/час в различных климатических условиях.

Рисунок 24 – Внешний вид напольного оборудования «ТЕНЗО»

Применение подсистемы «ТЕНЗО» позволяет повысить надежность эксплуатации
подвижного состава и максимально устранить вероятность возникновения аварийных
ситуаций на железной дороге, вызванных силовым воздействием колеса на рельс.

Основные контролируемые параметры подсистемой «ТЕНЗО»:

• 1) сверхнормативное воздействие колеса на рельс в диапазоне – 25–50 т;
• 2) контроль веса вагона в диапазоне – 10–100 т;
• 3) нагрузка на ось вагона в диапазоне – 1–30 т;
• 4) фактическое распределения веса вагона по колесам (%).

Система «Датчик поезда» является дополнительной опцией «Автоматизированного
диагностического комплекса для измерения геометрических параметров колесных пар
вагонов» или «Комплекса цифрового диагностического для измерений геометрических
параметров колесных пар подвижного состава» и служит для определения наличия
подвижного состава и направления его движения в зоне контрольного участка пути.

Отличительной особенностью является бесконтактное измерение на ходу поезда
при скоростях до 120 км/час в различных климатических условиях.

Оборудование «Датчик поезда» имеет два выходных сигнала, представляющих из
себя сухие контакты: первый – наличие поезда на участке; второй – направление его
движения.

Технические характеристики подсистемы «Датчик поезда»: измерения
производится на скоростях движения поезда до 120 км/ч; рабочий интервал температур
от ‒50 до +50 °C; электропитание осуществляется от электропитания «Комплекса»;
средний срок службы не менее 10 лет.

Внедрение «Комплекса цифрового диагностического для измерений
геометрических параметров колесных пар подвижного состава» с подсистемами на сети
дорог позволит:

• 1) существенно повысить безопасность движения поездов за счёт:

• а) повышения качества обслуживания вагонов на ПТО при сокращении
  времени осмотра;
• б) выявления неисправностей на ранней стадии путём анализа динамики
  изменений параметров;
• в) формирования прогноза гарантированного пробега и организации
  планового ремонта;

• 2) более точно планировать и осуществлять поставки колёсных пар для замены за
  счёт анализа объективной инструментальной статистики по состоянию колёсных пар;
• 3) осуществлять подбор вагонов по состоянию колесных пар для формирования
  составов.

Для повышения качества контроля неисправностей колесных пар грузовых вагонов
на ходу поезда и с целью выполнения технических мероприятий ЦВ, направленных на
повышение надежности технических средств, предполагается модернизировать ранее
установленные системы «Комплекс» на участках с интенсивным движением поездов.
Применение системы «Комплекс-2» позволит повысить надежность эксплуатации
подвижного состава и максимально устранить вероятность возникновения аварийных
ситуаций на железной дороге, вызванных дефектами колесных пар [8].

• 4. Пост акустического ультразвукового контроля экипажной части
  подвижного состава «ПАУК-11^K».

Пост акустического ультразвукового контроля экипажной части подвижного состава
«ПАУК-11^К» ТУ 4276-002-94655322-2016 (далее – комплекс «ПАУК-11^К») предназначен
для мониторинга и диагностики технического состояния поверхности катания колесных
пар подвижного состава железных дорог (локомотивов, пассажирских и грузовых
вагонов, мотор-вагонного подвижного состава и ССПС), автоматизированного
формирования баз данных и рекомендаций по эксплуатационным режимам и
необходимому сервисному обслуживанию.

«ПАУК-11^К» решает задачи, направленные на повышение уровня безопасности
движения и обеспечения сохранности верхнего строения железнодорожного пути;
обеспечивает автоматизированное выявление дефектов поверхности катания колесных
пар (выщербины, сколы, навары, ползуны) согласно требованиям «Руководящего
документа по ремонту и техническому обслуживанию колесных пар с буксовыми узлами
грузовых вагонов магистральных железных дорог колеи 1520 (1524 мм)» (далее –
Руководящий документ).

Пост акустического ультразвукового контроля экипажной части подвижного состава
«ПАУК-11K» работает в полностью автоматическом режиме с формированием базы
данных и передачей результатов в вычислительный центр железной дороги или центр

управления перевозками транспортной или логистической компании, поездному
диспетчеру (дежурному по станции) по следующим уровням:

• - красный – аварийное (критическое) состояние поверхности катания колесной
  пары подвижного состава в соответствии с требованиями Руководящего документа по
  колесным парам (п.20.1 в части дефектов поверхности катания);
• - зеленый – допустимая (устойчивая) эксплуатация колесной пары в соответствии
  с требованиями Руководящего документа по колесным парам (п.20.1 в части дефектов
  поверхности катания).

Структурная схема комплекса «ПАУК-11^К» показана на рисунке 25.

Комплекс «ПАУК-11^К» обеспечивает:

• - достоверность постановки диагноза – не менее 98%;
• - исключение человеческого фактора из процесса диагностики состояния
  поверхности катания колесных пар и принятия окончательного диагностического
  решения;
• - автоматизацию процесса диагностики состояния поверхности катания колесных
  пар;
• - защищенность от внешних помех;
• - возможность работы в едином информационном пространстве c
  существующими на РЖД информационными ресурсами;
• - создание и сохранение базы данных на основе результатов диагностики
  колесных пар;
• - исключение возможности несанкционированного изменения программного
  обеспечения;
• - блочно-модульное исполнение, представляющее возможность оперативного
  монтажа и демонтажа комплекса.

Кюк-анялпзлтор АРП-11

Участок

Рисунок 25 – Структурная схема комплекса «ПАУК-11^К»

Место монтажа и эксплуатации поста акустического ультразвукового контроля
экипажной части подвижного состава «ПАУК-11^К» должно отвечать следующим
требованиям:

• - прямой в плане и профиле участок железнодорожного пути;
• - тип рельса – Р65, Р75 ГОСТ Р 51685-2013;
• - тип шпал – железобетонная ГОСТ Р 54747-201 тип I, II, III;
• - длина рельса – не менее 12,5 м;
• - развернутая зона установки комплекса «ПАУК-11^К» - 4,0 ± 0,5 м;
• - не допускается наличие дефектов рельсов и шпал в зоне монтажа и эксплуатации
  комплекса;
• - рельсовый путь в зоне монтажа и эксплуатации комплекса «ПАУК-11^К» должен
  соответствовать инструкции по текущему содержанию пути;
• - верх головок рельсов должен находиться на одном уровне;
• - скорость движения подвижного состава от 25 до 300 км/ч;
• - режим движения – тяга или выбег, преимущественно без торможения;
• - электропитание – переменное напряжение U=220 ± 10 В;
• - потребляемая мощность – не более 1 кВт;
• - канал передачи информации – Ethernet – сеть, Wi-Fi, GSM 2G,3G, 4G;
• - размещение оборудования – металлический закрытый от атмосферных осадков и
  несанкционированного доступа шкаф, геометрическими размерами не менее h (высота) =
  1500 мм, a (длина) = 1000 мм, b (ширина) = 800 мм; Шкаф закрепляется посредством
  приварки к металлическому основанию, зафиксированному в свою очередь в грунте в
  непосредственной близости от датчиков и размещается согласно требованиям габарита
  приближения строений «С» на расстоянии не менее 2,5 м от наружной грани головки
  крайнего рельса;
• - размещение датчиков (см. рисунок 26) – закрепляются на шейку рельсов двумя
  способами:

• a) посредством специальных магнитных креплений с шагом 300–400 мм, данный
  способ крепления применяется на период проведения эксплуатационных испытаний;
• б) посредством вворачивания в специальные монтажные втулки, приваренные в
  свою очередь к шейке рельса с шагом 300–400 мм, данный способ крепления
  применяется при постоянной эксплуатации комплекса;

Рисунок 26 – Размещение датчиков «ПАУК-11^К» на рельсе

Идентификация колесных пар по их порядковому расположению (номеру) в поезде
при счете с головы выполняется посредством специального индуктивного счетчика,
устанавливаемого и закрепляемого на рельс (см. рисунок 27).

Рисунок 27 – Размещение счетчика осей колесных пар поезда на рельсе

Состав комплекса «ПАУК-11^К»:

• - блок-анализатор АРП-11 ТУ 4276-002-94655322-2016 – 10 ед.;
• - измерительный канал (кабель) в защитном металлорукаве или трубке – 10 ед.;
• - пьезоэлектрические датчики, устанавливаемые на шейку рельса – 10 ед.;
• - индуктивный счетчик осей колесных пар – 1 ед.;
• - блок питания – 1ед.;
• - центральный ПК комплекса «ПАУК-11^К» – 1 ед.;
• - программное обеспечение комплекса «ПАУК-11^К» инсталировано на ПК.

Технические характеристики комплекса «ПАУК-11^К»:

• - характеристика блока-анализатора АРП-11: количество аналоговых входов – 1;
  интерфейс подключения к ПК USB; тип разъема, подключаемого кабеля USB – тип B;
  совместимость с ОС Windows – Windows 7,8; габаритные размеры корпуса – 140×110×35
  мм; масса – не более 500 г; время оценки технического состояния колесных пар поезда –
  не более 200 с;
• - условия эксплуатации: рабочая температура окружающей среды

• - 40 ºС до +50 ºС;
• - характеристика центрального ПК «ПАУК-11^К»: процессор – 1,5 ГГц, кэш-память
  – 2 уровня 512 кБ; ОЗУ – 1G; опциональные накопители – 80 ГБ; разрешение 1024×600
  точек (WVGA);
• - защищен от воздействий внешней среды, электромагнитных и радиоизлучений;
  cоответствует IP 66 стандарта IEC60529.

Комплекс «ПАУК-11^К» является полностью автоматизированной системой и при
исправной работе не требует управляющих действий.

Комплекс «ПАУК-11^К» обеспечивает устойчивое измерение и обработку уровня
акустико-эмиссионных сигналов от диагностируемых колесных пар узлов в диапазоне
скоростей от 30 км/час до 250 км/ч.

Комплекс «ПАУК-11^К» автоматически осуществляет самодиагностику при
включении и работе системы, с выдачей управляющих воздействий о необходимости
проверки состояния блоков или датчиков.

При прохождении поездом по участку железнодорожного пути оборудованному
комплексом «ПАУК-11^К», он автоматически запускается и производит оценку состояния
поверхности катания проходящих колесных пар посредством измерения уровня
акустико-эмиссионных сигналов от линейки пьезоэлектрических датчиков,
установленных на шейках соответственно правого и левого рельса. Идентификация
колесных пар осуществляется посредством индуктивного счетчика осей, при счете с
головы поезда.

Информация представляется пользователям в виде диаграмм состояния
(см. рисунок 28) с рекомендациями по необходимым действиям.

Колесная пара № 26 с
головы поезда левая
сторона - критический
дефект поверхности
катания

Рисунок 28 – Диаграмма технического состояния поверхности катания поезда

Обработанная информация непосредственно после прохождения поезда поста
ПАУК-11^К передается по каналам связи в вычислительный центр железной дороги или в
центр управления перевозками транспортной или логистической компании, поездному
диспетчеру (дежурному по станции) и представляется на дисплее в виде диаграммы
технического состояния, с дифференциацией следующих уровней:

• - красный – аварийное (критическое) состояние поверхности катания колесной
  пары;
• - зеленый – допустимая (устойчивая) эксплуатация колесной пары.

Накопление информации осуществляется на сервере «ПАУК-11^К» или ВЦ в объеме,
согласованном с заказчиком.

Предусмотрена возможность пользовательского вызова текущей диагностической
информации на дисплей с ее постоянным отображением непосредственно в момент
прохождения поездом «ПАУК-11^К».

Информация об аварийном состоянии колесной пары дублируется звуковым
зуммером.

Дистанционная информация, полученная с помощью приборов промышленного
тепловидения, позволяет оценить распределение температурных полей работающих
элементов ходовых частей вагонов при их движении в составе поезда и позволяет в
автоматическом режиме сформировать отчет о техническом состоянии буксового узла,
колесной пары, тормозной системы и грузовой тележки в целом.

Основные типы определяемых неисправностей:

• 1) наличие трещин и концентраторов напряжений дисков колес;
• 2) соотношения сил тормозного нажатия колесных пар;
• 3) наличие греющихся букс;
• 4) заторможенных колес;
• 5) неравномерного проката;
• 6) неисправностей в элементах автотормозного оборудования;
• 7) наличия неисправной работы колеса из-за: перекоса тележки; разницы диаметра
  колесных пар на тележке и на вагоне; наличия зазоров в скользунах.

Программное обеспечение комплекса «ПАУК-11^К» имеет блочно-модульную
структуру и единый эргономичный графический интерфейс.

Совместимость с программным обеспечением других интеллектуальных систем
ОАО «РЖД» обеспечивается возможным применением согласованных протоколов
обмена информацией по внутренним каналам связи.

Программное обеспечение структурирует решение задач технической диагностики
поверхности катания колесных пар и выдачу заключения.

Программное обеспечение комплекса обеспечивает контроль достоверности и
целостности данных, обрабатываемых системой.

Средняя наработка на отказ составных элементов комплекса в целом не ниже 10 000
часов.

Наладка и ввод в эксплуатацию системы выполняется

ООО «МЕТКАТОМ». Доступ к аппаратуре «ПАУК-11^К» производится под контролем
специалистов ООО «МЕТКАТОМ».

Ремонт и техническое обслуживание комплекса ПАУК-11^К, а также
перепрограммирование обеспечивается специалистами ООО «МЕТКАТОМ» на условиях
договора сервисного обслуживания.

Гарантийный срок эксплуатации комплекса «ПАУК-11^К» -18 месяцев, с даты ввода
комплекса в эксплуатацию. Срок эксплуатации комплекса ПАУК-11К при соблюдении
инструкции – не менее 10 лет.

• 5. «ППСС» - интегрированный пост автоматизированного приема и
  диагностики подвижного состава на сортировочных станциях ( разработка АО
  «НИИАС» г. Москва).

Подробное описание интегрированного поста подробно приведено в Лекции №12.

Порядок выполнения работы

• 1. Описать в отчете назначение, устройство и принцип работы каждого
  диагностического комплекса, приведенного в теоретической части работы; указать
  технические характеристики и особенности работы для каждого.
• 2. Указать достоинства и недостатки для каждого комплекса контроля.
• 3. Составить схему информационных потоков каждого комплекса контроля;
• 4. Сделать выводы о работе.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ УСТРОЙСТВА ПОДГОТОВКИ И КОНТРОЛЯ
КАЧЕСТВА ТОРМОЗОВ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Цель работы: ознакомиться с принципом работы устройств зарядки и опробования
тормозов с регистрацией и сохранением в электронном виде отчетов

Краткие сведения из теории

• 1. Устройство зарядки и опробования тормозов с регистрацией
  модернизированное (УЗОТ-РМ) предназначено для зарядки и опробования тормозов
  подвижного состава железных дорог в пунктах технического обслуживания грузовых
  вагонов с формированием и сохранением в электронном виде отчетов по обработке
  тормозов поезда в форме справки ВУ-45, суточных отчетов и передачей данных в
  систему АСУ ПТО.

Устройство позволяет автоматизировать процессы подготовки тормозов
подвижного состава в парках отправления, осуществлять контроль качества подготовки
тормозов и соблюдения технологической дисциплины в парке.

Устройство обеспечивает:

• - выполнение одновременной обработки составов на 20 путях;
• - контроль пневматической части тормозов локомотива, в том числе (от любой
  колонки);
• - продувку тормозной магистрали сжатым воздухом давлением 1,6 – 1,9 кгс/см²
  при соединении тормозных рукавов;
• - ускоренную (за 8-20 минут) зарядку тормозной магистрали завышенным
  давлением с последующей автоматической ликвидацией его темпом, не приводящим к
  срабатыванию тормозов;
• - проверку тормозов на «мягкость» с контролем срабатывания при ликвидации
  сверхзарядного давления темпом «мягкости» (0,2 кгс/см² за 80-120 с);
• - выявление самопроизвольного срабатывания;
• - проверку плотности тормозной сети состава длиной до 580 осей в
  автоматическом и ручном режимах; при зарядном давлении и при ступени торможения;
• - определение воздухораспределителей, имеющих замедленный отпуск;
• - проверку целостности тормозной магистрали состава при продувке тормозной
  магистрали открыванием концевого крана хвостового вагона;
• - проверку автоматических тормозов на торможение ступенями;
• - проверку автоматических тормозов на отпуск зарядным давлением;
• - непрерывный контроль плотности и давления воздуха в ТМ;
• - непрерывный контроль давления воздуха в напорной магистрали парка с
  сигнализацией снижения давления;
• - регистрацию хода опробования и параметров тормозных процессов в составе;
• - формирование и сохранение в электронном виде отчетов по обработке тормозов
  поезда, справок ВУ-45, суточных отчетов;
• - печать форм отчетности на бумажном носителе;
• - передачу форм отчетности в АСУ ПТО.

Устройство может работать в ручном или автоматическом режиме. Основным
режимом является автоматический. В ручном режиме управление производится с
помощью органов управления, расположенных на лицевой панели электронного блока
управления ЭБУ. В автоматическом режиме управление производится с помощью
ПЭВМ. ЭБУ управляет работой электропневматического блока и обеспечивает
обработку составов на 5 путях.

Технические характеристики устройства показаны в таблице 4.1.

Таблица 4.1 – Технические характеристики

Разработка и производство устройства УЗОТ-Р началось в 1990 г. ЗАО НПП
«Тормо», а с 2004 года выпускается усовершенствованный вариант устройства – УЗОТ-
РМ. При сотрудничестве НПП «Тормо», ЗАО «Челябинский компрессорный завод» и
НТЦ «Вагон-Тормоз» разработан вариант УЗОТ с управлением пневматическим блоком
«удаленным доступом по радиоканалу» – УЗОТ-Радио.

На рисунках 4.1 и 4.2 показаны общий вид блока управления ЭБУ и общий вид
блока электропневматического ЭПБ.

Рисунок 4.1 – Общий вид блока управления ЭБУ

Рисунок 4.2 – Общий вид блока электропневматического ЭПБ

• 2. Устройство зарядки и опробования тормозов с регистрацией по радиоканалу
  УЗОТ-Радио предназначено для автоматического формирования и измерения давления
  сжатого воздуха и неплотности в питательной и тормозных магистралях
  железнодорожных составов с регистрацией результатов измерений на электронном
  носителе.

Устройство УЗОТ-Радио размещается на ПТО в парках отправления с
формированием и сохранением в электронном виде отчетов по обработке тормозов в
поездах, справок ВУ-45, суточных отчетов и передачей данных в систему АСУ ПТО.

Устройство УЗОТ-Радио автоматически формирует давление сжатого воздуха в
уравнительных резервуарах пневматического повторителя электропневматического
блока в зависимости от режима работы, задаваемого оператором. УЗОТ-Радио позволяет
производить зарядку и полное опробование тормозов железнодорожных составов
одновременно на нескольких путях парка отправления – по количеству каналов (от трех
до шести).

Устройство состоит (см. рисунок 4.3) из электропневматического блока,
электронного блока правления и пульта оператора парка.

1 – электропневматический блок; 2 – электронный блок управления;

3 – пульт оператора парка

Рисунок 13.3 – Общий вид УЗОТ-Радио

Связь электронного блока управления с пультом оператора парка и блоком
хвостового вагона осуществляется по радиоканалу; с электропневматическим блоком –
по проводной.

Преобразование сигналов датчиков давления и расходомерных устройств,
формирование управляющих сигналов осуществляет электронный блок управления.

Давление в уравнительных резервуарах каждого канала электропневматического
блока регулируется электропневматическими вентилями – нагнетающим и
стравливающим.

Вентили срабатывают по командам, формируемым центральным процессором
электронного блока управления в зависимости от установок, задаваемых оператором, и
результатов измерения давления.

Результаты измерения давления в тормозной магистрали проверяемого состава
выводятся на экран монитора пульта оператора парка и регистрируются в памяти
компьютера.

Программное обеспечение устройства обеспечивает формирование заданного
давления сжатого воздуха в тормозной магистрали состава, измерение и регистрацию
давления в различных режимах работы проверяемой тормозной сети, регистрацию и
хранение результатов проверки и, при необходимости, вывод на печатающее устройство.
Результаты измерений выводятся на экран монитора пульта оператора или печатающее
устройство в числовом виде и в виде диаграмм.

Преимущества устройства УЗОТ-Радио:

• 1) обмен данными между блоками устройства производится по радиоканалу с
  использованием помехозащищенного кодирования информации, в результате чего
  устройство позволяет сократить дополнительные расходы при внедрении устройства, т.к.
  не требуется прокладка линии между связи блоками устройств, и исключается влияние
  помех на результат измерения;
• 2) устройство позволяет сократить время опробования состава, за счет применения
  новых блоков и функциональных возможностей:

• - определение наличия и места самопроизвольного срабатывания
  тормозов в составе в ходе его обработки;
• - выявление вагонов с замедленным отпуском тормозов;
• - дистанционное измерение давления тормозной магистрали
  хвостового вагона;
• - автоматическое проверка целостности тормозной магистрали.

Состав устройства:

• 1) пульт оператора парка, имеющий в составе: персональный компьютер, принтер
  (для печати справки ВУ-45), радиостанцию для дистанционного управления
  электропневматическими блоками и блоками хвостового вагона;
• 2) устройство зарядки и опробования тормозов УЗОТ расположенное в горловине
  парка имеющее в составе: электронный блок управления для с радиостанцией для связи с
  пультом оператором парка.

Техническое решение представляет собой компрессорную станцию блок-
контейнерного типа, с установленным внутри устройством для ускоренной зарядки и
опробования УЗОТ-Радио.

Общий вид блок-контейнера с УЗОТ-Радио показан на рисунке 4.4.

воздухосборники

осушитель адсорбционного типа

компрессорная
установка ДЭН 55Ш

устройство ускоренной зарядки и опробования
тормозных систем (УЗОТ-Радио)

Блок-контейнер оснащён:

- Охранно-пожарная сигнализация

- Системы освещения и отопления

Рисунок 4.4 ˗ Общий вид блок-контейнера с УЗОТ-Радио

Основные преимущества использования БКК с встроенным устройством УЗОТ-
РМ:

• 1) значительное снижение стоимости сооружения (не требуется проектирование
  здания, капитальное строительство);
• 2) несравнимо меньшие сроки возведения (стандартная компрессорная станция
  проектируется и строится минимум год, БКК поставляется в полной заводской
  готовности и вводится в эксплуатацию за несколько дней);
• 3) мобильность конструкции, позволяющая при реконструкции путей легко
  перемещать оборудование. Возможность установки в непосредственной близости от
  потребителя сжатого воздуха;
• 4) отсутствуют протяжные трубопроводы между компрессорной и устройством
  УЗОТ, что исключает утечки и отсутствует перепад давления;
• 5) отсутствуют потери в трубопроводах, вследствие их незначительной длины,
  система отопления станции позволяет экономить энергоресурсы, т.к. электрические
  обогреватели используются только при запуске станции, а при дальнейшей работе
  обогрев станции производится за счет горячего воздуха, выходящего из компрессорных
  установок;
• 6) автоматическая система отопления и пожаротушения;
• 7) управление компрессорами и устройства УЗОТ производится дистанционно с
  одного операторского места – с диспетчерского пункта управления;
• 8) система осушки и очистки, установленная в блок-контейнере, обеспечивает
  высокое качество сжатого воздуха, что снижает износ оборудования, исключает
  замерзание влаги в пневмопроводах, тем самым уменьшая их коррозию [9].

• 3. Автоматизированная система диагностики тормозов АСДТ предназначена
  для опробования тормозов в полном соответствии с инструкцией по эксплуатации
  тормозов подвижного состава с целью выявления неисправностей тормозного
  оборудования состава или отдельных групп вагонов в пунктах технического
  обслуживания, и инструкцией по эксплуатации данной системы АЭК 43.00.000 РЭ.

Автоматизированная система диагностики тормозов грузовых составов содержит
питающие колонки (рисунок 4.5), размещенные в междупутье парка, каждая колонка
включает пневматический блок, к которому подключен радиомодем и блок контроля и
управления. С помощью трубопроводов колонки сообщаются с напорной магистралью.

На хвостовом вагоне грузового состава установлен мобильный измеритель давления с
радиомодемом.

Рисунок 4.5 – Архитектурная схема автоматизированной системы диагностики
тормозов грузовых составов

В помещении оператора парка размещены устройство обработки и отображения
данных, выполненное в виде компьютера, и стационарная радиостанция. Для
обеспечения автономного электропитания пневматического блока, радиомодема и блока
контроля и управления в каждой питательной колонке в трубопроводе размещен
турбогенератор. В колонке также размещен аккумулятор, который подзаряжается от
турбогенератора через блок питания и заряда.

Система (рисунок 4.6) состоит из центрального поста оператора ПТО,
пневматической установки, автоматических стационарных измерителей давления,
расположенных в питающей колонке, и мобильных измерителей давления тормозной
магистрали, а также узлов приёмопередающей радиоаппаратуры.

Центральный пост состоит из персональной ЭВМ со специализированным
программным обеспечением. ЭВМ оснащена цветным монитором, принтером и модулем
связи с исполнительными блоками установки. Система может интегрироваться с
системой управления на пунктах технического обслуживания.

Рисунок 4.6 – Состав системы

Пневмоустановка состоит из секций тормозов (рисунок 4.7), функционально
представляющих собой электронный кран машиниста с дистанционно регулируемыми
параметрами (темпы изменения давления при торможении, зарядки, отпуске; величина
давления в режиме продувки тормозной магистрали, а также величины зарядного
давления и ступени торможения).

Рисунок 4.7 – Пневмоустановка системы АСДТ

Принципиальная схемы системы АСДТ показана на рисунке 4.8 [10, 11].

Рисунок 4.8 – Принципиальная схемы системы АСДТ

Комплекс технических средств системы, принципиальная схема которой
изображена на рисунке 4.8, включает в себя следующие единицы:

• - помещение для установки аппаратов пневматического оборудования;
• - сопряжения с ресивером емкостью 1000 литров секции плотности;
• - блок секций тормозов;
• - коммутатор электропневматический;
• - блок разводки труб от пневматического оборудования до входа траншеи
  воздухопроводов:
• - воздухопроводы и трубопроводы связи;
• - колонки питающие простые;
• - колонки, питающие с термостатической камерой и печатающим устройством;
• - датчики давления радиопередающие мобильные;
• - радиоканал (набор радио ретрансляторов, репитеров);
• - центральный блок управления;
• - компьютер и периферийные средства поста оператора ПТО.

В общем виде технологический процесс опробования тормозов и их диагностики,
осуществляемый системой, сводится к выполнению следующих операций в
определённой последовательности и с соответствующими параметрами:

• 1) зарядку тормозной магистрали до заданного давления указанным темпом;
• 2) снижение давление в тормозной магистрали до заданной величины указанным
  темпом;
• 3) выбор обрабатываемого пути;
• 4) измерение давления в головной и хвостовой частях состава;
• 5) измерение темпа изменения давления в головной и хвостовой частях состава;
• 6) регистрация времён изменения давления;
• 7) регистрацию времени начала и окончания режимов;
• 8) синхронизация стационарных и мобильных устройств.

Стационарные и мобильные измерители давления служат для контроля давления
непосредственно в «голове» и «хвосте» состава и служат для наиболее точной и
эффективной реализации режимов проверки целостности тормозной магистрали,
контроля её зарядки. Также они используются для выявления самопроизвольного
срабатывания тормозов и локализации вагона, чьи тормоза чувствительны к темпу
мягкости.

Стационарные измерители располагаются непосредственно в питающих колонках,
а мобильный представлен ниже на рисунке 4.9.

Рисунок 4.9 – Мобильный измеритель хвостового вагона.

Система обеспечивает дистанционное управление каждой из следующих операций:

• 1) продувку тормозной магистрали пониженным давлением;
• 2) используется при соединении рукавов при формировании состава;
• 3) зарядку тормозной сети состава до установленного давления;
• 4) при значительном числе осей в составе возможно применение ускоренной
  зарядки тормозной магистрали с последующей ликвидацией сверхзарядного давления до
  установленного;
• 5) проверку плотности тормозной магистрали в состоянии отпуска;
• 6) торможение;
• 7) проверку плотности тормозной магистрали в состоянии заторможенности;
• 8) отпуск тормозов. при значительном числе осей в составе возможно применение
  ускоренного отпуска;
• 9) система обеспечивает дополнительные диагностические операции и
  режимы:

• - автоматическое измерение давления в тормозной магистрали
  хвостового вагона с сопоставлением нормативу;
• - автоматическую проверку целостности тормозной магистрали с
  выдачей результатов в компьютер на этапе зарядки тормозной сети;
• - автоматическую оценку заужения тормозной магистрали;
• - обнаружение замедленного отпуска одного или нескольких вагонов;
• - возможно оснащение питающих колонок системы печатающим
  устройством для формирования и печать формы справки о тормозах у
  локомотива. формирование формы ВУ-45 осуществляется с автоматическим
  подсчётом требуемого и фактического нажатия тормозных колодок на
  основании введённой оператором информации о составе (вес состава и число
  гружённых/порожних вагонов;

• 10) система может оснащаться электропневматическим коммутатором для
  подключения любого числа путей к пневмоустановке с небольшим числом каналов;
• 11) система может интегрироваться в работу АСУ-ПТО для автоматического
  информационного обмена и документирования;
• 12) при наличии в составе системы технологической радиосети возможно
  выполнять:

• - автоматический контроль окончания процессов зарядки, отпуска и
  торможения;
• - автоматическую локализацию вагона с самопроизвольно
  срабатывающими тормозами чувствительными к темпу мягкости;
• - автоматическую локализацию пробки в тормозной магистрали;
• - автоматическое определение факта перекрытия концевых кранов в
  процессе опробования тормозов с локализацией перекрытого крана.

Основные технические характеристики и технические данные автоматизированной

системы диагностирования тормозов приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Технические характеристики АСДТ-5К

Особенности системы АСТД:

• - высокая производительность пневматического оборудования системы, более
  эффективно производится зарядка тормозной сети;
• - работа с произвольным числом путей за счёт использования
  электропневматического коммутатора;
• - сокращение временных затрат на зарядку, торможение, отпуск. Достигается за
  счёт автоматического контроля окончания указанных процессов. Также позволяет
  повысить достоверность дальнейших этапов опробования и диагностики тормозов;
• - автоматическая выдача справки ВУ-45 возле локомотива. Печатающее
  устройство располагается внутри питающей колонки вместе элементами подогрева. К
  напечатанной справке обеспечивается удобный доступ;
• - связь исполнительных и управляющих узлов системы по радиоканалу. К таким
  узлам относятся измерительные блоки (блоки измерения и обработки давления в
  тормозной магистрали последнего вагона);
• - ремонтопригодность – возможен ремонт (замена) одного или более блоков
  формирования радиосети без остановки работы системы.

Порядок выполнения работы

• 1. Описать в отчете назначение систем диагностирования тормозов, состав, краткий
  принцип работы, их достоинства и недостатки.
• 2. В виде блок-схемы привести последовательность зарядки, полного опробования и
  диагностики тормозов состава с использованием УЗОТ (выполняют нечетные
  номера вариантов) или АСДТ (четные номера вариантов).
• 3. Используя нормативную и учебную литературу и документацию, составить карту
  неисправностей тормозной системы грузового состава.

• 3. Сделать выводы

Контрольные вопросы

• 1. Поясните, что такое полное и сокращенное опробование тормозов. Какими
  нормативными документами и инструкциями регламентируются эти процессы?
• 2. В каких случаях проводится полное или сокращенное опробование тормозной
  системы?
• 3. Укажите функциональные возможности системы УЗОТ-РМ и ее основные
  отличия от системы УЗОТ-РАДИО.
• 4. Укажите функциональные возможности системы АСДТ и ее основные отличия
  от системы УЗОТ-РМ.
• 5. Какие параметры тормозной системы контролируются УЗОТ-РМ и какие
  неисправности выявляются?
• 6. Какие параметры тормозной системы контролируются АСДТ и какие
  неисправности выявляются?

Список использованных источников

• 1) Зыков Ю.В. Теоретические основы технической диагностики вагонов:
  учебное пособие. – Екатеринбург: УрГУПС, 2007. – 101 с.
• 2) Техническая диагностика вагонов: учебник: в 2 ч. Ч.2 Диагностирование узлов и
  деталей вагонов при изготовлении, ремонте и в условиях эксплуатации./ Р.А.
  Ахмеджанов и др.; под ред. В.Ф. Криворудченко. – М.: ФГБОУ «Учебно-методический
  центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2013. – 315 с.
• 3) Техническая диагностика подвижного состава: методические указания к выполнению
  практических работ для обучающихся по специальности 23.05.03 – Подвижной состав
  железных дорог, специализация «Вагоны» очной и заочной форм обучения /
  составители : В.И. Бородулин, В.В. Корбан, С.В. Коркина, П.В. Куприянов. – Самара :
  СамГУПС, 2016. – 42 с.
• 4) Техническая диагностика подвижного состава: методические указания к выполнению
  лабораторных работ для обучающихся по специальности 23.05.03 «Подвижной состав
  железных дорог», специализация «Вагоны» очной и заочной форм обучения /
  составители : В.В. Корбан, В.И. Бородулин, С.В. Коркина, П.В. Куприянов. – Самара :
  СамГУПС, 2015. – 39 с.
• 5) Автоматизированные средства технической диагностики и неразрушаю-щего контроля
  деталей и узлов подвижного состава: учебно-методическое по-собие к лабораторным и
  практическим занятиям / В.Ф. Криворудченко, Л.Г. Северинова, О.В. Кибальченко,
  А.В. Селезнев; ФГБОУ ВО РГУПС. – Ростов н/Д, 2016. – 56 с. – Библиогр.: с. 55.
• 6) Дефектоскопия подвижного состава железнодорожного транспорта : учеб. пособие / О.
  В. Холодилов ; М-во трансп. и коммуникаций Респ. Беларусь, Белорус. гос. ун-т
  трансп. – Гомель : БелГУТ, 2020. – 326 с.
• 7) https://niias.ru/news/section-news/neyroseti-pomogut-postam-diagnostirovaniya-vagonov/ от
  21-09-2022
• 8) http://www.labracon.ru/ru/products/complex
• 9) http://tormo.su/prod4.html
• 10) https://all-pribors.ru/opisanie/15284-13-uzot-rm-7729#ot
• 11) Автоматизированная система диагностики тормозов грузовых составов «АСДТ»
  Руководство по эксплуатации АЭК78.00.000 РЭ.

Перечень использованной нормативной документации

• 1) ГОСТ Р 56542-2019 «Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов »
• 2) ПР НК В.1 «Правила неразрушающего контроля вагонов, их деталей и составных
  частей при ремонте. Общие положения»;
• 3) ПР НК В.2 «Правила неразрушающего контроля деталей и составных частей колесных
  пар вагонов при ремонте. Специальные требования»;
• 4) ПР НК В.3 «Правила неразрушающего контроля деталей тележек вагонов при ремонте.
  Специальные требования»;
• 5) ПР НК В.4 «Правила неразрушающего контроля деталей сцепных устройств,
  транспортера, тормозного и электрического оборудования и других деталей вагонов
  при ремонте. Специальные требования»;
• 6) ПР НК В.5 «Правила неразрушающего контроля сварных соединений при ремонте
  вагонов. Специальные требования».
• 7) ГОСТ 24346-80 «Вибрация. Термины и определения»
• 8) ГОСТ ИСО 10816-3-2002 «Вибрация. Контроль состояния машин по результатам
  измерений вибрации на невращающихся частях». Часть 3.
• 9) ТИ НК В.21-1.2019 Технологическая инструкция по неразрушающему контролю
  деталей и составных частей колесных пар вагонов при ремонте. Ультразвуковой метод.
  Утвержд. 09.12.2019г. АО «НИИ мостов»
• 10) ГОСТ Р 55724-2013 «Контроль неразрушающий. Соединения сварные.Методы
  ультразвуковые.