本文摘要：Network Rail公司負責(zé)管理英國數(shù)千英里的鐵路，隨著鐵路乘客的不斷增長，該公司已開始實施一項長期預(yù)防性維護計劃。 協(xié)助Network Rail公...

Network Rail公司負責(zé)管理英國數(shù)千英里的鐵路，隨著鐵路乘客的不斷增長，該公司已開始實施一項長期預(yù)防性維護計劃。
 
    協(xié)助Network Rail公司探查并監(jiān)測軌道裂隙的是總部設(shè)在英國的Sperry Rail International公司。該公司在其新型手杖式軌道裂紋掃描儀中安裝了RE22磁旋轉(zhuǎn)編碼器，用來幫助在軌道出現(xiàn)故障之前就確定缺陷的準確位置，做到防患于未然。
 
    軌道裂紋的源頭
 
    Sperry公司現(xiàn)場服務(wù)經(jīng)理George Dodd說：“軌道裂紋通常由兩個原因造成，一是生產(chǎn)過程中軌道存在的固有缺陷，二是過往鐵路機車車輛對鐵軌造成的損壞。”
 
    Dodd說，螺栓孔和其它配件也可能成為應(yīng)力性裂紋的關(guān)鍵原因，但裂紋是如何擴散的，并沒有明顯的模式。 它們?nèi)Q于諸多因素，包括交通流量、車輛載重以及極端天氣。 他還說：“裂紋通常與車輛的正常運行方向形成20度角，但雙向線路在兩個方向都會出現(xiàn)裂紋。”
測試裝置
 
    測試軌道的最常用裝置是一種超聲工具，它可以探測軌頭、軌腰、軌底存在的缺陷。 步行式操作裝置的標準裂紋檢測方法稱為A型掃描，超聲反射顯示在屏幕上。
 
    使用B型掃描裂紋探測器 (BSFD) 時，接收的信號以另外一種形式顯示在屏幕上，但也可以被采集并存儲在一個文件中，用于日后分析和檢驗。 BSFD可以存儲多個數(shù)據(jù)集。
Sperry裝置的優(yōu)勢
 
    Sperry手杖式軌道裂紋掃描儀是一種步行式檢測工具，操作員推著該裝置沿鐵路線行進，可以A型掃描或B型掃描模式作業(yè)。 Dodd說：“我們的手杖式軌道裂紋掃描儀有一個輥子搜索裝置，還有9個傳感器可從預(yù)定角度將聲波投射到軌道中，繼而從裂紋缺陷上產(chǎn)生反射。”
 
    用于軌道檢測的“手杖”有各種形式，問世已經(jīng)25年有余。 Sperry裝置與眾不同，它采用含有液體的聚亞安酯輪胎,與固定的非接觸式探頭集成一體。 Dodd說：“有一個‘零度’探頭與軌底垂直，還有幾個探頭與路軌呈37度折射角，這些探頭可以探測軌腰和軌底中的缺陷。”
 
    RSU輪胎沿著路軌在薄薄的一層水和防凍劑上滾動，排出所有空氣，并將聲波清晰地傳遞到軌道中，然后再傳出聲波。
 
    集團系統(tǒng)總監(jiān)Graham Dale說：“Sperry的手杖式軌道裂紋掃描儀可對軌頭、軌頭、軌腰和軌腳進行檢測。 它利用Renishaw RE22磁旋轉(zhuǎn)編碼器測量行程。 我們以前開發(fā)的手杖式軌道裂紋掃描儀采用的是其它廠商的編碼器，這是我們首次采用Renishaw的編碼器。
 
    引入Renishaw編碼器
 
    他說：“我們知道我們不能使用那種安裝在軌行式檢測裝置上的編碼器，因為它們又大又重，而且耗電驚人。 我們在與其它客戶的合作中對Renishaw的編碼器有所了解。我們知道Renishaw RE22磁編碼器的重量、尺寸、分辨率、能耗以及輸入/輸出配置都符合我們的要求。 當然，成本也是一個考慮因素，但編碼器的總體性能對我們的應(yīng)用更為關(guān)鍵，這是我們選擇RE22的主要原因。”
 
    記錄數(shù)據(jù)
 
    Sperry手杖式軌道裂紋掃描儀使用多種系統(tǒng)記錄可疑信號的位置。 磁編碼器在一個固定點，即零點啟動，這樣當分析人員對進行數(shù)據(jù)時，就可以看到詳盡的編碼器計數(shù)，然后這些計數(shù)可以轉(zhuǎn)換為鐵路里程，也就是到檢測起點的距離。 Dale說：“該機型的顯著優(yōu)點在于它可以記錄可追蹤數(shù)據(jù)。” “利用標準手杖式軌道裂紋掃描儀，操作員通過缺陷形式記錄裂紋位置，但這種形式可能丟失或被破壞。 這種特型BSFD用于采集數(shù)據(jù)，留作日后分析使用。”
 
    GPS(全球定位系統(tǒng))和距離記錄
 
    檢測過程的每一秒都下載GPS信號，并記錄到數(shù)據(jù)文件上。 當測試結(jié)束時，可疑數(shù)據(jù)被發(fā)送回門戶系統(tǒng)，由Sperry為客戶建立并保留這些數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)經(jīng)過分析后，可疑讀數(shù)被重新加載到門戶系統(tǒng)。 客戶可以參考門戶系統(tǒng)，利用合并的GPS數(shù)據(jù)和Renishaw旋轉(zhuǎn)磁編碼器提供的線性位置數(shù)據(jù)，可以準確地看到缺陷的位置。
 
    預(yù)期軌道缺陷
 
    鐵路軌道的維護非常昂貴，尤其是英國鐵路網(wǎng)的線路總長達到22 000多英里。 Sperry手杖式軌道裂紋掃描儀與其它機械化方法相比，成本較低，但每天檢測的軌道仍可達到8公里長，非常適合對極易受損或使用強度大的路段進行日常檢查。 采用此裝置，可在缺陷變成嚴重威脅之前預(yù)先對缺陷進行標記、監(jiān)測和處理。
 
    Dodd說：“去年全英鐵路軌道破損的發(fā)生率已降為零，當人們想到這個國家的一些線路已有60年歷史時，這無疑表明軌道檢測技術(shù)卓有成效，而這要歸功于Network Rail公司。” 對于每天乘坐英國鐵路系統(tǒng)出行的數(shù)百萬乘客來說，零破損率是個很有說服力的數(shù)字。
 
    Renishaw磁編碼器
 
    RE22是Renishaw與其總部設(shè)在斯洛文尼亞的關(guān)聯(lián)公司RLS d.o.o.密切合作共同開發(fā)的眾多磁編碼器系列產(chǎn)品中的一個。 RE22是一款結(jié)構(gòu)輕巧的高速磁旋轉(zhuǎn)編碼器，安裝方便，適合用于惡劣的環(huán)境。 磁鐵安裝在設(shè)計緊湊的22 mm直徑編碼器本體內(nèi)的軸上。磁鐵的旋轉(zhuǎn)由編碼器本體內(nèi)的一個用戶定制的編碼器芯片感應(yīng)。 編碼器芯片處理接收的信號，提供13位的分辨率(每轉(zhuǎn)8192個脈沖數(shù))，工作速度達30 000 rpm，以工業(yè)標準的絕對式、增量式或模擬格式提供輸出信號。
 
    RE22抗污染能力強，防護等級達IP68，可應(yīng)用于船舶、醫(yī)學(xué)、印刷、吹煉、工業(yè)自動化、金屬加工及儀表制造等廣泛領(lǐng)域。