Inteligentna tehnologija praćenja predopterećenja i šema ranog upozorenja o stanju na stazi za sisteme pričvršćivanja
Koji su glavni uzroci i opasnosti slabljenja prednaprezanja u sistemima zatvarača?
Glavni uzroci slabljenja prednaprezanja u sistemima zatvarača uključujuotpuštanje vijaka, zamor elastične šipke i faktori okoline. Otpuštanje vijka je uglavnom uzrokovano visoko-vibracijom visoke frekvencije koju stvara rad vlaka, što će smanjiti trenje između navoja vijaka i uzrokovati postepeni gubitak prednaprezanja. Elastične šipke će proizvesti deformaciju zamora pod dugotrajnim-izmjeničnim opterećenjima, modul elastičnosti se smanjuje, a prvobitno predopterećenje se ne može održati, ovo slabljenje je nepovratno. Faktori okoline kao što su visoka temperatura, niske temperature i promjene vlažnosti dovest će do termičkog širenja i kontrakcije komponenti zatvarača, uništiti ravnotežu naprezanja u sistemu zatvarača i ubrzati slabljenje prednaprezanja. Slabljenje predopterećenja će dovesti do labavljenja veze između šine i praga, povećanja uzdužnog i bočnog pomaka šine, te prekoračenja geometrijskih parametara kao što su širina i nivo pruge. U teškim slučajevima, to će uzrokovati greške kao što su puzanje tračnica i lom učvršćivača, pa čak i dovesti do iskliznuća vlaka, što će rezultirati velikim sigurnosnim nesrećama i ekonomskim gubicima.
Koja je osnovna tehnologija senzora za inteligentno praćenje prednaprezanja sistema zatvarača?
Osnovne tehnologije senzora za inteligentno praćenje prednaprezanja sistema zatvarača suTehnologija senzora za Braggovu rešetku i piezoelektrična keramička senzorska tehnologija. Fiber Bragg rešetkasti senzori imaju karakteristike male veličine, anti-elektromagnetnih smetnji i otpornosti na koroziju, koji se mogu ugraditi u elastične šipke ili vijke. Predopterećenje se izračunava otkrivanjem promjene talasne dužine rešetke, a tačnost mjerenja može doseći ±1%. Vrijeme odziva senzora je manje od ili jednako 10ms, što može uhvatiti dinamičku promjenu predopterećenja u realnom vremenu i pogodno je za korištenje u željezničkom okruženju sa jakim elektromagnetnim smetnjama. Piezoelektrični keramički senzori su bazirani na piezoelektričnom efektu. Kada predopterećenje djeluje na senzor, on će generirati signal punjenja proporcionalan pritisku. Podaci o predopterećenju se dobijaju detekcijom intenziteta signala punjenja, a opseg mjerenja je 0-100kN, što zadovoljava potrebe praćenja različitih sistema zatvarača. Oba senzora mogu realizovati pasivni dizajn bez eksternog napajanja i slati podatke u pozadinski sistem preko modula bežičnog prenosa, smanjujući poteškoće instalacije i održavanja na licu mesta.
Koji su sastav i princip rada inteligentnog sistema za nadzor predopterećenja za sisteme zatvarača?
Inteligentni sistem za nadzor prednaprezanja za sisteme pričvršćivača sastoji se od četiri dela:senzorska jedinica, jedinica za prikupljanje podataka, jedinica za bežični prijenos i jedinica za analizu pozadine. Senzorna jedinica se sastoji od vlaknastih Bragg rešetkastih senzora ili piezoelektričnih keramičkih senzora, instaliranih između elastične šipke i mjernog bloka ili na glavi vijka kako bi direktno osjetili promjenu prednaprezanja. Jedinica za akviziciju podataka pojačava, filtrira i pretvara slab izlazni signal senzora u digitalni signal kroz krug za kondicioniranje signala, frekvencija uzorkovanja se kontrolira na 100 Hz kako bi se osigurao kontinuitet i tačnost podataka. Jedinica za bežični prijenos koristi LoRa ili NB-IoT tehnologiju za slanje prikupljenih podataka do bazne stanice, sa razdaljinom prijenosa do 5 km, zadovoljavajući potrebe- daljinskog praćenja željezničkih pruga. Jedinica za analizu pozadine provodi-analizu u realnom vremenu predopterećenja podataka na osnovu velikih algoritama podataka, uspostavlja model slabljenja predopterećenja. Kada je predopterećenje niže od postavljenog praga, sistem će automatski poslati signal ranog upozorenja kako bi obavijestio osoblje za održavanje da se pozabavi time na vrijeme.
Koje su razlike u postavljanju praga za praćenje prednaprezanja sistema zatvarača u različitim tipovima linija?
Razlike u postavljanju praga za praćenje prednaprezanja sistema zatvarača u različitim tipovima linija uglavnom su određeneosovinsko opterećenje, radnu brzinu i radno okruženje linije. Brze{1}}željeznice imaju veliku brzinu rada voza i visoku frekvenciju vibracija, te imaju visoke zahtjeve za stabilnost predopterećenja. Prag ranog upozorenja predopterećenja je postavljen na 80% nominalnog predopterećenja, odnosno kada se predopterećenje smanji na 80% nominalne vrijednosti, sistem šalje rano upozorenje, a nazivno predopterećenje je općenito 35-40kN. Željeznice za teške{11}}voze imaju veliko osovinsko opterećenje voza i veliki utjecaj opterećenja, a brzina slabljenja predopterećenja je velika. Prag ranog upozorenja je postavljen na 75% nazivnog predopterećenja, a nazivno predopterećenje je 45-50kN kako bi se osiguralo da se šina neće olabaviti pod velikim opterećenjem. Željeznice obične brzine imaju nisku radnu brzinu i osovinsko opterećenje, a zahtjev predopterećenja je relativno nizak. Prag ranog upozorenja je postavljen na 70% nazivnog predopterećenja, a nazivno predopterećenje je 25-30kN. Gradske željezničke tranzitne linije imaju česta pokretanja i zaustavljanja vozova i mnogo uticaja vibracija, prag ranog upozorenja je postavljen na 85% nominalnog predopterećenja, a nazivno predopterećenje je 30-35kN. Osim toga, prag prednaprezanja alpskih pruga treba na odgovarajući način povećati, jer će niska temperatura dovesti do smanjenja elastičnosti elastične šipke i ubrzati slabljenje prednaprezanja.
Kakav je uticaj inteligentne tehnologije praćenja predopterećenja za sisteme pričvrsnih elemenata na režim održavanja?
Inteligentna tehnologija praćenja prednaprezanja za sisteme zatvarača promoviše transformaciju načina održavanja linije odperiodično održavanje do preventivnog održavanja. Tradicionalni režim periodičnog održavanja proverava i održava sistem zatvarača prema fiksnom ciklusu, koji ima probleme nedovoljnog održavanja ili prekomernog održavanja, sa niskom efikasnošću održavanja i visokim troškovima. Režim preventivnog održavanja je zasnovan na-podacima sistema za nadzor u realnom vremenu, i vrši samo ciljano održavanje spojnih elemenata sa prekomjernim slabljenjem prednaprezanja, izbjegavajući nediferencirane sveobuhvatne inspekcije i značajno smanjujući troškove rada i materijala za održavanje. Tehnologija nadzora takođe može realizovati digitalno upravljanje poslovima održavanja. Pozadinski sistem može snimiti trend promjene predopterećenja svakog zatvarača, pružiti podršku podacima za formuliranje planova održavanja i učiniti radove na održavanju naučnijim i ciljanijim. Osim toga, preventivno održavanje može efikasno smanjiti kvarove na liniji uzrokovane slabljenjem predopterećenja, smanjiti vrijeme nestanka linije, poboljšati efikasnost i sigurnost rada linije i ostvariti optimalnu kontrolu troškova životnog{6}}ciklusa linije.