Új technológiák, technológiák, anyagok a pálya pálya-építésben és fenntartásban szakmai továbbképzés
Dinamikus kerékterhelés mérés Előadó: Somlai Szilárd MÁV Zrt Pályalétesítményi Főosztály Békéscsaba 2011. augusztus 31. – szeptember 1.- 2.
A dinamikus kerékterhelés-mérés szükségessége és célja
olyan diagnosztikai rendszer fejlesztése, amely regisztrálja és kiszűri a közlekedésbiztonság szempontjából veszélyes járművek közlekedését. A rendszer működése növeli a vasúti közlekedés biztonságát, jelentősen csökkenti a járművek műszaki állapotából, helytelen rakodásából eredő baleseti kárhelyreállítási és a vasúti pályahálózat karbantartási költségeket. Információt ad a tényleges kocsi-, valamint szerelvény össztömegére vonatkozóan, ami a hálózat hozzáférési (pályahasználati) díj megállapításának lényeges eleme.
2011.08.31-2011.09.01.-02.
Somlai Szilárd MÁV Zrt PL Főosztály
2
A dinamikus kerékterhelés-mérés lényege A mérések a szerelvény utazó sebessége mellett történjenek Mért paraméterek
Kerék terhelés Tengely terhelés Kocsi terhelés Rakomány tömeg mérése
Diagnosztikai funkciók
2011.08.31-2011.09.01.-02.
Túlterhelés azonosítása Kerékhiba észlelés Terhelési aszimmetria (első/hátsó futómű, bal/jobb oldali kiegyenlítetlenség) Somlai Szilárd MÁV Zrt PL Főosztály
3
Dynamic Railway Diagnosis System
rendszer specifikus előnyei
A szenzorok a síngerincen. Nincs szükség az alépítmény vagy egyéb pályaelem módosítására. Alacsony karbantartási költségek. A síndeformáció mérése digitalizálása és feldolgozása a sínre szerelt modulokban történik: a feldolgozás a szenzoroktól digitális. Különleges zajelnyomás. Nagy teljesítményű processzorok közvetlenül a sínen: nagy számítási teljesítmény a terhelésfüggvények elosztott feldolgozására. A mérési pontosság független a szerelvény sebességétől.
2011.08.31-2011.09.01.-02.
Somlai Szilárd MÁV Zrt PL Főosztály
4
A mérési elv
Nyúlásmérő bélyegek mechanikai deformációt alakítanak át ellenállás-változássá. Működésük az ellenállás értékének geometriai függésén alapul. Ha a test alakváltozást szenved, vele együtt deformálódik a nyúlásmérő bélyeg is, miközben megváltozik a villamos ellenállása.
2011.08.31-2011.09.01.-02.
Somlai Szilárd MÁV Zrt PL Főosztály
5
Mérési elv
Nyúlásmérő ellenállások síngerincre hegesztve deformáció mérés
2011.08.31-2011.09.01.-02.
320 mm 600 mm
Somlai Szilárd MÁV Zrt PL Főosztály
6
Hegesztett szenzor
2011.08.31-2011.09.01.-02.
Somlai Szilárd MÁV Zrt PL Főosztály
7
Jelfeldolgozó modul
2011.08.31-2011.09.01.-02.
Somlai Szilárd MÁV Zrt PL Főosztály
8
Jelfeldolgozó modul
A mérő doboz fogadja a szenzor információkat a vágány szenzoroktól és elemzi a jeleket, amint a vonat kerekek áthaladnak a mérési hely felett Fontos, hogy a mérő doboz biztonságban maradjon és legyen védve a környezet hatásaitól, a speciálisan megtervezett tokozásnak mechanikai védelme is van, és IP65 szigetelésű teljesen automatikus mérési rendszer elemző- szoftver, részletes jelek elemzése és feldolgozása, gyorsan generálva megbízható és pontos jármű információkat, tartalmazva tengelyenként a tengelyterheléseket illetve a hibás értékeket
2011.08.31-2011.09.01.-02.
Somlai Szilárd MÁV Zrt PL Főosztály
9
Jelfeldolgozó modul
A szenzorok kompenzálva (egyenáram) mérőáram és sínhőmérséklet változások miatt. A kalibrálási algoritmus nem csak a jármű súlyán alapszik, hanem a jármű sebességén is. A jármű sebesség viszonylag állandó, nem lehet gyorsítás, fékezés. A járműlengések befolyásolhatják a szenzorok mérési eredményeit, de kellő számú mérési pontot létrehozva a kiértékelő szoftver átlagol és a mérési bizonytalanságon belül ad eredményt. Diagnosztika: Ha bármely kerék ha csak egy impulzust (ütőhatást) ad, nem lesz alakhibaként rögzítve: ez kiküszöböli a helytelen hiba jelzés lehetőségét (pl.: a sín szennyeződése).
2011.08.31-2011.09.01.-02.
Somlai Szilárd MÁV Zrt PL Főosztály
10
Az eredmény pontossága üzemi használatban két kulcs paramétertől függ: a szenzorok számától és a vágány minőségétől A rendszer korszerűsítése nyolcról tizenkét szenzorra növeli a pontosságot, a több szenzor használata a rendszert robosztusabbá és kevésbé érzékennyé teszi a vágány felépítményének minőségére, a zavaró jelekre.
2011.08.31-2011.09.01.-02.
Somlai Szilárd MÁV Zrt PL Főosztály
11
rendszervázlat
Mezőkeresztes-Mezőnyárád-Mezőkövesd között a 1426+67,34 szelvényben (bal vágány) 24000
1200 tengely számláló
3600 Mérőmodul 1
RIASZTÁS
6000 Mérőmodul 1
8400 Mérőmodul 1
10800 Mérőmodul 1
13200 Mérőmodul 1
15600 Mérőmodul 1
18000 Mérőmodul 1
20400 Mérőmodul 1
22800 tengely számláló 1
ERDM.EVOPRO.HU GPRS
DIAGNOSZTIKA
2011.08.31-2011.09.01.-02.
SZIR
KÖFE Somlai Szilárd MÁV Zrt PL Főosztály
12
KÖFE: bemenet: mérés időpontja (első tengely érkezése), helye kimenet:vonat száma (5 jegyű azonosító) (amennyiben nem dönthető el, hogy több vonat közül melyik volt az adott pillanatban a mérőszakaszban, akkor minden lehetséges vonat azonosítóját adja vissza.) SZIR: bemenet: vonatszám kimenet:a vonathoz tartozó információk: vonatszám, indítási dátum, vonat összetétele, vontatójármű típusa, kocsik száma, kocsik tengelyszáma, a kocsikhoz tartozó terhelési engedély
2011.08.31-2011.09.01.-02.
Somlai Szilárd MÁV Zrt PL Főosztály
13
2011.08.31-2011.09.01.-02.
Somlai Szilárd MÁV Zrt PL Főosztály
14
TECHNOLÓGIAI ÉS BIZTONSÁGI PONTOK ELHELYEZKEDÉSE
Miskolc-Rendező Technológiai pont
Emőd Biztonsági pont
Füzesabony Technológiai és biztonsági pont
2011.08.31-2011.09.01.-02.
Somlai Szilárd MÁV Zrt PL Főosztály
15
Riasztási értékek definiálása Pálya paraméter z A 80. sz. fővonal tengelyterhelés: C3 vonalosztály – max. teng. terh.: 21 t. amely túlléphető: Műszaki Táblázatok II. kötet 6.sz. táblázat 10. sz. pontja alapján. z Toleranciaérték: z 2 tengelyes kocsi esetében +0,5 +0,5 tonna (21,5 t ) • 4 tengelyes kocsi esetében +0,25 tonna (21,25 t) • 6 tengelyes kocsi esetében +0,17 tonna (21,17 t) ¾ A paraméter a 2 tengelyes kocsi adatainak alapulvételével kerül rögzítésre. ¾
2011.08.31-2011.09.01.-02.
Somlai Szilárd MÁV Zrt PL Főosztály
16
Riasztási érték meghatározása ¾ ¾ ¾
¾ ¾
Pályára engedélyezett 21,0 tonna Tolerancia érték 0,5 tonna Riasztási érték: (21 tonna + 0,5 tonna) x (1 + mérési hiba határ) Berendezés mérési hibahatára +/ +/-- 2 % 2% mérési hibahatár esetén a riasztási érték: abs)= 21,93 t z (21 t +0,5 t) x (1 + 0,02 (A mérési hibahatárt abszolút értéként kell figyelembe venni)
2011.08.31-2011.09.01.-02.
Somlai Szilárd MÁV Zrt PL Főosztály
17
Mért értékek – riasztás nincs riasztás mért érték < 21,93 tonna 21,93 tonna < mért érték < 22,95 tonna nem Riasztás 1
mért tengelyterhelés < Rk engedélyben engedélyezett x (1 + mérési hiba határ)
igen nincs riasztás
22,95 tonna < mért érték < 24,48 tonna nem Riasztás 2
mért tengelyterhelés < Rk engedélyben engedélyezett x (1 + mérési hiba határ)
mért érték > 24,48 tonna Riasztás 3
igen nincs riasztás
Riasztás 4: egyenlőtlen terhelés Riasztás 4
Járművön belüli tengelyterhelés eltérés 2 tengelyes jármű
2:1
Többtengelyes jármű forgóvázai között 1 tengely kerekei közti eltérés
2011.08.31-2011.09.01.-02.
Somlai Szilárd MÁV Zrt PL Főosztály
3:1 1,25:1
19
járműdiagnosztika Kerék és vágány tökéletes
Vágány hibákkal
Qst
Qdyn
Qst
Qdyn
Kerék hibákkal
2011.08.31-2011.09.01.-02.
Ütéshatás
Qst
Somlai Szilárd MÁV Zrt PL Főosztály
20
járműdiagnosztika
Mindegyik kerékre egy állapot diagnózis készül, ami a csúcserő és a dinamikus erő RMS (négyzetes átlag gyöke, más néven effektív érték) értékének kombinációján alapszik. A hibatípusokat a szoftver pontosan és megbízhatóan meg tudja határozni
Kerék laposodás Sokszögesedés Körkörösségi eltérés
2011.08.31-2011.09.01.-02.
Somlai Szilárd MÁV Zrt PL Főosztály
21
2011.08.31-2011.09.01.-02.
Somlai Szilárd MÁV Zrt PL Főosztály
22
járműdiagnosztika
Első- hátsó forgóváz terhelési aszimmetria Jelentős aszimmetria forgóvázon szemben levő kerék párok között Kiugróan magas legkönnyebb kerék – átlagos kerékterhelés arány Kiugróan magas jobb-bal oldali terhelés aszimmetria
2011.08.31-2011.09.01.-02.
Somlai Szilárd MÁV Zrt PL Főosztály
23
PvTK Miskolc
Köszönöm megtisztelő figyelmüket! 2011.08.31-2011.09.01.-02.
Somlai Szilárd MÁV Zrt PL Főosztály
24
