ĆWICZENIE 2 PROFILOMIERZ dr inż. Jacek Makuch jacek.makuch@pwr.edu.pl ĆWICZENIE 2 PROFILOMIERZ TRWAŁOŚĆ I NIEZAWODNOŚĆ DRÓG SZYNOWYCH studia II stopnia, specjalność ITS, semestr 3 rok akademicki 2014/15

GENEZA PROBLEMU zużycie szyny – w postaci zmiany kształtu przekroju (głównie ubytku), spowodowanego ścieraniem

OKREŚLANIE ZUŻYCIA SZYNY KOLEJOWEJ instrukcja Id-1

OKREŚLANIE ZUŻYCIA SZYNY KOLEJOWEJ

OKREŚLANIE ZUŻYCIA SZYNY KOLEJOWEJ system ekspercki UNIP (2003):

OKREŚLANIE ZUŻYCIA SZYNY TRAMWAJOWEJ Wytyczne techniczne proj., bud. i utrz. torów tramwajowych 1983, zał.1

CHARAKTERYSTYKA I ZNACZENIE pomiarów zużycia szyn KIEDYŚ: stosowano lekkie typy szyn, których przekroje były obliczone na przenoszenie największych naprężeń zginających z niewielkim zapasem – dopuszczalne zużycie pionowe było jedynym czynnikiem określającym ich trwałość, a przez to miało duże znaczenie OBECNIE: duże natężenie ruchu, duże naciski osi oraz stosowanie stali bardziej odpornej na ścieranie – konieczność wymiany szyn zachodzi często na długo przed osiągnięciem ich dopuszczalnego zużycia pionowego, przez co znaczenie pomiaru tej wielkości zmalało nadal duże pozostaje znaczenie pomiarów zużycia bocznego, szczególnie zaś kąta zużycia, od którego zależy współczynnik wykolejenia definiowany jako stosunek nacisku bocznego działającego na szynę do nacisku pionowego koła przy którym obrzeże koła może „wjechać” na główkę szyny (przykładowo przy zmniejszeniu kąta zużycia z 70º do 50º stosunek maleje o połowę! – o tyle też zmniejsza się bezpieczeństwo ruchu)

PRZEKROJE NOMINALNE SZYN norma: Kolejnictwo – Tor – Szyna – Część 1: Szyny kolejowe Vignole’a o masie 46 kg/m i wiekszej instrukcja Id-1 zał.4

PRZEKROJE NOMINALNE SZYN katalogi producentów: norma: Kolejnictwo – Tor – Szyny specjalne – Szyny rowkowe i związane z nimi profile konstrukcyjne

PRZYRZĄDY POMIAROWE

SUWMIARKI ROZJAZDOWE przed wykonaniem pomiaru należy oczyścić dolną powierzchnię stopki szyny wydłużone szczęki dają dobre oparcie o stopkę i główkę mierząc wysokość szyny i odejmując od wartości nominalnej określamy zużycie pionowe główki szyny obracając suwmiarkę do poziomu możemy zmierzyć zużycie boczne (analogicznie mierząc „szerokość” główki szyny i odejmując od wartości nominalnej) wycięcie w szczękach zaczyna się 15 mm poniżej prowadnicy, dzięki czemu pomiar zużycia bocznego odbywa się stale na jednej wysokości

SUWMIARKI UNIWERSALNE (pomiar szerokości żłobka w dziobie krzyżownicy) 1 – prowadnica, 2 – szczęka dwustronna stała, 3 – szczęka dwustronna ruchoma (suwak), 4 – zacisk z pokrętłem do ustawiania szczęki stałej na zerze, 5 – śruby zaciskowe

APARATY RYLCOWE pozwalają na ustalenie przybliżonego obrysu główki szyny na podstawie ustalenia położenia kilku punktów nazywane są również profilometrami najczęściej umożliwiają pomiar tylko jednego, z góry określonego typu szyny wymagają oparcia o stopkę i szyjkę szyny

aparat opiera się na górnych powierzchniach stopki szyny za pośrednictwem trzech kulek noniusze umożliwiają pomiar z dokładnością do 0,1 mm

umożliwia pomiary dla dwóch typów szyn stosowanych obecnie w Polsce ZALETA: umożliwia pomiary dla dwóch typów szyn stosowanych obecnie w Polsce

angielski TPMM2 posiada czujnik zegarowy na obrotowej głowicy o zmiennym kącie ustawienia (co 2º albo 4º), poziome ramię biegnące w prawo opiera się o przeciwległy tok

PROFILOGRAFY urządzenia mechaniczne (ruch ostrza czujnika prowadzonego ręcznie po powierzchni szyny jest przenoszony na ruch pisaka wykonującego rysunek przekroju poprzecznego szyny) odwzorowują profil szyny w sposób ciągły, w skali 1 : 1 w porównaniu z poprzednimi urządzeniami zapewniają największą szybkość i dokładność pomiarów wymagają zapewnienia stałego styku ostrza czujnika z powierzchnią szyny (co wymaga oczyszczenia zanieczyszczonych szyn) wymagają odwzorowania kształtu przekroju szyny również w miejscu, gdzie nie ulega ona zużyciu - w celu nałożenia odwzorowanego kształtu na profil nominalny (co umożliwi ich porównanie)

japoński Yoshida MR wykreśla przekrój główki szyny na specjalnym papierze kredowanym Sposób prowadzenia ostrza czujnika: obrys górnej powierzchni tocznej obrót pokrętła 1 i obrys prawej strony główki obrót pokrętła 2 i obrys lewej strony główki

PROFILOMIERZE obecnie używana nazwa profilografów elektronicznych, współpracujących z oprogramowaniem komputerowym produkowane w dwóch odmianach: mechaniczno-elektroniczne (ruch ostrza czujnika prowadzonego ręcznie po powierzchni szyny jest zapisywany w formie elektronicznego pliku umożliwiającego w odpowiednim oprogramowaniu komputerowym wykonanie rysunku przekroju poprzecznego szyny) optyczno-elektroniczne (urządzenie samo przy pomocy promienia lasera dokonuje pomiaru kształtu przekroju poprzecznego szyny i poprzez współpracę z odpowiednim oprogramowaniem komputerowym daje możliwość uzyskania wydruków, obliczeń i dalszych analiz)

Profilomierz X-Y do szyn i rozjazdów firmy GRAW (mechaniczno-elektroniczny) praca do 20 godzin przy w pełni naładowanych akumulatorach temperatura pracy: -20°C ÷ +45°C, wilgotność: 15 ÷ 85% (bez kondensacji) masa: profilomierz 3,6 kg; belka ustalająca 3,0 kg; pulpit sterujący 0,8 kg wymiary (wys. x szer. x dług.): profilomierz 240 x 75 x 685 mm; belka ustalająca 165 x 225 x 1910 mm zakres pomiarowy: oś X = 0 ÷ 575 mm; oś Y = 0 ÷ 110 mm dokładność: ±0,1 mm; pojemność 30 000 profili

Laserowa głowica pomiarów profili szyn i rozjazdów do toromierza TEP firmy GRAW praca do 12 godzin przy w pełni naładowanych akumulatorach temperatura pracy: - 20°C ÷ +45°C, wilgotność: 15 ÷ 85% (bez kondensacji) masa: 20 kg oprócz normalnych funkcji toromierza: pomiar i zapis profili poprzecznych szyn co 0,5 m podgląd profili w czasie pomiaru, automatyczna ocena profilu szyny pomiar profilu szyny z dokładnością ± 0.3 mm oprogramowanie umożliwiające: zapis w formacie dxf, porównywanie z profilami wzorcowymi, automatyczne wymiarowanie, edycję, wydruki

Skorpion - profilomierz do szyn i rozjazdów firmy GRAW (optyczno-elektroniczny) praca do 2,5 godzin na pojedynczym zestawie baterii (możliwość ich wymiany bez wyłączania urządzenia) temperatura pracy: -10°C ÷ +50°C obsługa: 2 operatorów pojemność: 100 pomiarów masa: rama nośna 29 kg; głowica pomiarowa 13 kg wymiary (dług. x wys. x szer.): rama 1800 x 610 x 240 mm; głowica pomiarowa 560 x 300 x 320 mm zakres pomiarowy w jednym przejeździe: 1300 x 160 x x70 mm dokładność: ±0,1 mm, krok pomiarowy: 1 – 10 mm maksymalny czas pojedynczego pomiaru: 2 min możliwość łączenia pomiarów częściowych

Profilomierz X-Y firmy GRAW belka ustalająca (lewa podstawa z magnesem, prawa z bolcami pozycjonującymi) moduł pomiarowy (niebieska „skrzynka”, pomarańczowy „garaż” z końcówką pomiarową) rejestrator kabel łączący ładowarka, oprogramowanie, instrukcje obsługi

REJESTRATOR ekran, pulpit przycisków, wejście USB (z boku)

OPIS DZIAŁANIA KLAWISZY

MENU GŁÓWNE: F1 – Pomiar profilu F4 – Menu: WYKONANE POMIARY: PO WŁĄCZENIU: F1 – Pomiar profilu F4 – Menu: WYKONANE POMIARY: menedżer plików: skasuj plik, kopiuj do USB, podgląd pomiaru USTAWIENIA: Opcje interfejsu: dźwięk klawiszy, poziom jasności, czas i tryb wygaszania, automatyczne generowanie nazw plików pomiarowych, wielkość czcionki nagłówka Data i czas: rok, miesiąc, dzień, godzina, minuta Pamięć, bateria Wersja

OBSŁUGA PROFILOMIERZA: ZMONTOWANIE POMIAR: ustawienie urządzenia na torze i włączenie (PWR) wprowadzenie danych opisujących pomiar (F1): kilometr, tok, typ szyny, nr toru, nr linii, nazwa linii, nazwa stacji/sekcji, klient, ID zamówienia, Operator, Operator ID, uwagi start pomiaru (F1); wprowadzenie nazwy pomiaru - max 8 znaków (F1) wysunięcie końcówki pomiarowej (kulki) z „garażu” i ustawienie jej na początku mierzonego profilu, bazowanie głowicy (zerowanie współrzędnych X i Y) (F3), prowadzenie końcówki wzdłuż mierzonego profilu do jego końca, zakończenie pomiaru (F4) zapisanie pliku wyłączenie urządzenia (PWR), zdjęcie z toru ROZMONTOWANIE ZGRANIE PLIKÓW DANYCH DO KOMPUTERA (można wykonać również podczas pomiarów)

wysunięcie końcówki pomiarowej (kulki) z „garażu” w tym celu należy unieść do góry „blaszkę” pod prawym dolnym rogiem modułu rejestrującego

ustawienie końcówki pomiarowej na początku mierzonego profilu w tym momencie wykonujemy bazowanie głowicy

prowadzenie końcówki pomiarowej wzdłuż mierzonego profilu jeżeli końcówka pomiarowa „odskoczy” od powierzchni szyny – cofamy i poprawiamy pomiar

ANALIZA WYNIKÓW POMIARÓW PRZY POMOCY PROGRAMU KOMPUTEROWEGO:

PRZYKŁADY ANALIZ

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ