Inteligentna tehnologija nadzora predopterećenja i shema ranog upozorenja o stanju kolosijeka za sustave pričvršćivanja
Koji su glavni uzroci i opasnosti slabljenja prednaprezanja u sustavima spojnica?
Glavni uzroci slabljenja prednaprezanja u sustavima za spajanje uključujuotpuštanje vijaka, zamor elastične šipke i čimbenici okoliša. Otpuštanje vijaka uglavnom je uzrokovano visoko{1}}vibracijama koje stvara rad vlaka, što će smanjiti trenje između navoja vijaka i uzrokovati postupni gubitak predopterećenja. Elastične šipke proizvest će deformaciju uslijed zamora pod dugotrajnim-izmjeničnim opterećenjima, modul elastičnosti se smanjuje, a izvorno predopterećenje ne može se održati, ovo slabljenje je nepovratno. Čimbenici okoline kao što su visoke temperature, niske temperature i promjene vlažnosti dovest će do toplinskog širenja i skupljanja komponenti spojnica, uništiti ravnotežu naprezanja sustava spojnica i ubrzati slabljenje predopterećenja. Slabljenje predopterećenja dovest će do labavljenja veze između tračnice i praga, povećanja uzdužnog i bočnog pomaka tračnice te prekoračenja geometrijskih parametara kao što su širina i visina pruge. U teškim slučajevima, to će uzrokovati kvarove kao što su puzanje tračnica i lom spojnica, pa čak i dovesti do iskakanja vlaka iz tračnica, što će rezultirati velikim sigurnosnim nesrećama i ekonomskim gubicima.
Koja je osnovna senzorska tehnologija za inteligentno praćenje prednaprezanja sustava spojnica?
Osnovne senzorske tehnologije za inteligentno praćenje predopterećenja sustava spojnica susenzorsku tehnologiju vlakana Braggove rešetke i piezoelektričnu keramičku senzorsku tehnologiju. Fiber Bragg rešetkasti senzori imaju karakteristike male veličine, anti-elektromagnetskih smetnji i otpornosti na koroziju, koji se mogu ugraditi u elastične šipke ili vijke. Predopterećenje se izračunava detekcijom promjene valne duljine rešetke, a točnost mjerenja može doseći ±1%. Vrijeme odziva senzora je manje od ili jednako 10 ms, što može uhvatiti dinamičku promjenu predopterećenja u stvarnom vremenu i pogodno je za korištenje u željezničkom okruženju s jakim elektromagnetskim smetnjama. Piezoelektrični keramički senzori temelje se na piezoelektričnom efektu. Kada predopterećenje djeluje na senzor, on će generirati signal punjenja proporcionalan tlaku. Podaci o predopterećenju dobivaju se detekcijom intenziteta signala naboja, a mjerni raspon je 0-100kN, što zadovoljava potrebe praćenja različitih sustava spojnica. Oba senzora mogu realizirati pasivni dizajn bez vanjskog napajanja i slati podatke u pozadinski sustav putem bežičnih prijenosnih modula, smanjujući poteškoće pri instalaciji i održavanju na licu mjesta.
Kakav je sastav i princip rada inteligentnog sustava za nadzor predopterećenja za sustave spojnica?
Inteligentni sustav nadzora predopterećenja za sustave spojnica sastoji se od četiri dijela:senzorska jedinica, jedinica za prikupljanje podataka, jedinica za bežični prijenos i jedinica za analizu pozadine. Senzorska jedinica sastoji se od vlaknastih Braggovih rešetkastih senzora ili piezoelektričnih keramičkih senzora, ugrađenih između elastične šipke i mjernog bloka ili na glavi vijka za izravno očitavanje promjene predopterećenja. Jedinica za prikupljanje podataka pojačava, filtrira i pretvara slab izlazni signal senzora u digitalni signal kroz sklop za kondicioniranje signala, frekvencija uzorkovanja se kontrolira na 100 Hz kako bi se osigurao kontinuitet i točnost podataka. Jedinica za bežični prijenos usvaja tehnologiju LoRa ili NB-IoT za slanje prikupljenih podataka baznoj stanici, s udaljenošću prijenosa do 5 km, zadovoljavajući potrebe nad-nadzora željezničkih pruga na velikim udaljenostima. Jedinica za analizu pozadine provodi-analizu podataka predopterećenja u stvarnom vremenu na temelju algoritama velikih podataka, uspostavlja model prigušenja predopterećenja. Kada je predopterećenje niže od postavljenog praga, sustav će automatski poslati signal ranog upozorenja kako bi obavijestio osoblje za održavanje da to riješi na vrijeme.
Koje su razlike u postavljanju praga za nadzor prednaprezanja sustava spojnica u različitim vrstama linija?
Razlike u postavljanju praga za nadzor prednaprezanja sustava spojnica u različitim vrstama linija uglavnom su određeneosovinsko opterećenje, radnu brzinu i radno okruženje linije. Brze-željeznice imaju veliku brzinu rada vlakova i visoku frekvenciju vibracija te imaju visoke zahtjeve za stabilnost predopterećenja. Prag ranog upozorenja predopterećenja postavljen je na 80% nazivnog predopterećenja, to jest, kada predopterećenje oslabi na 80% nazivne vrijednosti, sustav šalje rano upozorenje, a nazivno predopterećenje je općenito 35-40kN. Te{11}}željeznice imaju veliko osovinsko opterećenje vlaka i veliki utjecaj opterećenja, a brzina slabljenja predopterećenja je velika. Prag ranog upozorenja postavljen je na 75% nazivnog predopterećenja, a nazivno predopterećenje je 45-50kN kako bi se osiguralo da se tračnica neće olabaviti pod velikim opterećenjem. Željeznice obične brzine imaju nisku radnu brzinu i osovinsko opterećenje, a zahtjev za predopterećenjem je relativno nizak. Prag ranog upozorenja postavljen je na 70% nazivnog predopterećenja, a nazivno predopterećenje je 25-30 kN. Linije gradskog željezničkog prijevoza imaju česta pokretanja i zaustavljanja vlakova i mnoge utjecaje vibracija, prag ranog upozorenja postavljen je na 85% nazivnog predopterećenja, a nazivno predopterećenje je 30-35 kN. Osim toga, prag predopterećenja alpskih konopa treba odgovarajuće povećati, jer će niske temperature dovesti do smanjenja elastičnosti elastične šipke i ubrzati slabljenje predopterećenja.
Kakav je utjecaj tehnologije inteligentnog nadzora predopterećenja za sustave spojnica na način održavanja linije?
Inteligentna tehnologija nadzora prednaprezanja za sustave spojnica promiče transformaciju načina održavanja linije izperiodično održavanje do preventivnog održavanja. Tradicionalni način periodičkog održavanja provjerava i održava sustav pričvršćivača u skladu s fiksnim ciklusom, koji ima probleme nedovoljnog održavanja ili pretjeranog održavanja, uz nisku učinkovitost održavanja i visoku cijenu. Način preventivnog održavanja temelji se na-podacima nadzornog sustava u stvarnom vremenu i izvodi samo ciljano održavanje spojnih elemenata s prekomjernim slabljenjem predopterećenja, izbjegavajući nediferenciranu sveobuhvatnu inspekciju i uvelike smanjujući troškove rada i materijala za održavanje. Tehnologija nadzora također može ostvariti digitalno upravljanje radom održavanja. Pozadinski sustav može zabilježiti trend promjene predopterećenja svakog spojnog elementa, pružiti podatkovnu podršku za formuliranje planova održavanja i učiniti rad održavanja znanstvenijim i ciljanijim. Osim toga, preventivno održavanje može učinkovito smanjiti kvarove na liniji uzrokovane prigušenjem predopterećenja, smanjiti vrijeme ispada linije, poboljšati učinkovitost i sigurnost rada linije i ostvariti optimalnu kontrolu troškova životnog-ciklusa linije.