ZASTOSOWANIE WYBRANYCH CHARAKTERYSTYK WIDMOWYCH SYGNAŁU DRGANIOWEGO DO DIAGNOZOWANIA KOLEJOWEGO HAMULCA TARCZOWEGO

Podobne dokumenty
POJAZDY SZYNOWE 2/2014

Politechnika Poznańska. Streszczenie

ZASTOSOWANIE SYGNAŁU WA DO DIAGNOSTYKI KOLEJOWEGO HAMULCA TARCZOWEGO

POJAZDY SZYNOWE 2/2014

Analiza przebiegów czasowych i amplitudowych sygnałów drganiowych tarczowego układu hamulcowego pojazdu szynowego

OCENA GRUBOŚCI OKŁADZINY CIERNEJ TARCZOWEGO HAMULCA KOLEJOWEGO NA PODSTAWIE ANALIZY CZASOWO-WIDMOWEJ SYGNAŁÓW DRGANIOWYCH

Zastosowanie testów impulsowych do oszacowania częstotliwości rezonansowych wybranych elementów kolejowego układu hamulcowego

Wojciech SAWCZUK * Streszczenie

KONCEPCJA WYKORZYSTANIA WYBRANYCH CHARAKTERYSTYK AMPLITUDOWYCH SYGNAŁU DRGANIOWEGO DO DIAGNOZOWANIA KOLEJOWEGO HAMULCA TARCZOWEGO

Zastosowanie diagnostyki wibroakustycznej w ocenie zużycia okładzin ciernych kolejowego hamulca tarczowego

Koncepcja diagnostyki samochodowego hamulca tarczowego metodą drganiową

ANALIZA DRGA KOLEJOWEGO HAMULCA TARCZOWEGO, JAKO NO NIKA INFORMACJI O STANIE HAMULCA TARCZOWEGO

OKREŚLENIE WPŁYWU WYŁĄCZANIA CYLINDRÓW SILNIKA ZI NA ZMIANY SYGNAŁU WIBROAKUSTYCZNEGO SILNIKA

12/ Badania BADANIE WSPÓŁCZYNNIKA TARCIA KOLEJOWEGO HAMULCA TARCZOWEGO. Wojciech SAWCZUK

Ocena kontaktu okładziny ciernej z tarczą hamulcową metodą termowizyjną

MeToDy DIAgnoZoWAnIA PAR ciernych hamulca TARcZoWego

Badania spiekanych okładzin hamulcowych do pociągów dużych prędkości

DIAGNOSTYCZNE ASPEKTY CZĘSTOTLIWOSCI DRGAŃ WŁASNYCH WYBRANYCH ELEMENTÓW SILNIKÓW SPALINOWYCH 1

WPŁYW WYBRANYCH KONSTRUKCJI PROWADNIKÓW RÓWNOLEGŁOŚCI HAMULCA TARCZOWEGO NA ZUśYCIE OKŁADZIN CIERNYCH

dr inż. Wojciech SAWCZUK

OCENA KLIMATU AKUSTYCZNEGO TRAMWAJU NA POSTOJU I PODCZAS JAZDY ASSESSMENT OF ACOUSTIC CLIMATE OF A TRAM AT A TRAM STOP AND DURING A RIDE

Badania tarcz hamulcowych do pojazdu Desiro Rosja

Badania tribologiczne par ciernych hamulca kolejowego według istniejących regulacji prawnych

ZASTOSOWANIE CHARAKTERYSTYK WIDMOWYCH SYGNA U DRGANIOWEGO DO DIAGNOZOWANIA HAMULCA TARCZOWEGO PRZY JEGO DWÓCH OBCI ENIACH CIEPLNYCH

LABORATORIUM PKM. Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn. Badanie statycznego i kinetycznego współczynnika tarcia dla wybranych skojarzeń ciernych

MODELOWANIE HAMULCA TARCZOWEGO SAMOCHODU OSOBOWEGO Z WYKORZYSTANIEM ZINTEGROWANYCH SYSTEMÓW KOMPUTEROWYCH CAD/CAE

BADANIA POZIOMU KOMFORTU WIBRACYJNEGO W WYBRANYCH TRAMWAJACH

Analiza możliwości ograniczenia drgań w podłożu od pojazdów szynowych na przykładzie wybranego tunelu

Technika KONCEPCJA NOWEJ TARCZY HAMULCOWEJ DO POJAZDÓW SZYNOWYCH. Wojciech SAWCZUK

LABORATORIUM PKM. Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn. Badanie statycznego i kinetycznego współczynnika tarcia dla wybranych skojarzeń ciernych

OCENA ROZKŁADU ŚREDNIEJ TEMPERATURY TARCZOWEGO UKŁADU HAMULCOWEGO PRZY UśYCIU KAMERY TERMOWIZYJNEJ

Temat ćwiczenia. Pomiary drgań

Politechnika Śląska. Katedra Wytrzymałości Materiałów i Metod Komputerowych Mechaniki. Praca dyplomowa inżynierska. Wydział Mechaniczny Technologiczny

SPOSOBY DIAGNOZOWANIA ZUśYCIA PARY CIERNEJ HAMULCA TARCZOWEGO

DIAGNOZOWANIE Ł O Ż YSKA ROLKI NAPINACZA PASKA ROZRZĄ DU SILNIKA SPALINOWEGO PRZY WYKORZYSTANIU DRGAŃ

LABORATORIUM PKM. Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn. Badanie statycznego i kinetycznego współczynnika tarcia dla wybranych skojarzeń ciernych

WYKRYWANIE USZKODZEŃ W LITYCH ELEMENTACH ŁĄCZĄCYCH WAŁY

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 742

Analiza porównawcza metod pomiarowych badań skuteczności układów hamulcowych tramwajów

WHOLE-BODY VIBRATION HAZARD AT THE WORKSTATION IN IN-HOUSE TRANSPORT

Wpływ zanieczyszczenia torowiska na drogę hamowania tramwaju

BADANIE WRAŻ LIWOŚ CI WIBROAKUSTYCZNEJ SYMPTOMÓW MECHANICZNYCH USZKODZEŃ SILNIKÓW SPALINOWYCH

NOWE MOśLIWOŚCI POMIAROWE ZAKŁADU DYNAMIKI BUDOWLI

Diagnostyka drganiowa w ocenie stanu układu hamulcowego pojazdu

BADANIA UKŁADÓW HAMULCOWYCH POJAZDÓW SZYNOWYCH W ZAKRESIE ODPORNOŚCI NA OBCIĄŻENIE CIEPLNE TESTING THE BRAKE SYSTEM ENERGY LIMITS OF RAIL VEHICLES

ANALIZA OBRAZÓW TERMOWIZYJNYCH KOLEJOWEGO HAMULCA TARCZOWEGO W OCENIE ZU YCIA ELEMENTÓW CIERNYCH WOJCIECH SAWCZUK, MARTA PACHOŁEK

TARCZE HAMULCOWE POJAZDÓW SZYNOWYCH

Badania eksploatacyjne par ciernych hamulca kolejowego

OCENA DRGA GENEROWANYCH PRZEZ UK AD HAMULCA TARCZOWEGO DO JEGO DIAGNOZOWANIA PRZY JEGO RÓ NYCH OBCI ENIACH CIEPLNYCH

Pomiary pól magnetycznych generowanych przez urządzenia elektroniczne instalowane w taborze kolejowym

ANALIZA PRZYSPIESZEŃ DRGAŃ PODPÓR W RÓŻ NYCH STANACH PRACY SILNIKA LM 2500

DIAGNOSTYKA INTENSYWNOŚCI ZUŻYCIA OLEJU SILNIKOWEGO W CZASIE EKSPLOATACJI

Tabela 3.2 Składowe widmowe drgań związane z występowaniem defektów w elementach maszyn w porównaniu z częstotliwością obrotów [7],

SYSTEMY HAMOWANIA - HAMULCE TARCZOWE POJAZDÓW SZYNOWYCH

Logistyka - nauka. Utrzymanie zdatności kolejowego systemu transportowego. prof. zw. dr hab. inż. Bogdan Żółtowski UTP Bydgoszcz

BADANIA SYMULACYJNE PROCESU HAMOWANIA SAMOCHODU OSOBOWEGO W PROGRAMIE PC-CRASH

Wprowadzenie do zjawisk nieliniowych występujących w strefie kontaktu okładziny ciernej z tarczą hamulcową pojazdów szynowych

Problemy związane z oceną skuteczności hamulca zespołów trakcyjnych w badaniach i eksploatacji

ZWROTNICOWY ROZJAZD.

TRANSCOMP XIV INTERNATIONAL CONFERENCE COMPUTER SYSTEMS AIDED SCIENCE, INDUSTRY AND TRANSPORT UTRZYMANIE W RUCHU KOLEJOWEGO SYSTEMU TRANSPORTOWEGO

WPŁYW WZROSTU DAWKI PALIWA NA ZMIANY AMPLITUD SKŁADOWYCH HARMONICZNYCH DRGAŃ SKRĘTNYCH WAŁU ZESPOŁU SPALINOWO-ELEKTRYCZNEGO

Czy w przyczepach do podwózki potrzebne są hamulce?

Propozycja Metody Kontroli Współczynnika Skuteczności Hamowania Samochodów z Hydraulicznym Układem Hamulcowym

ZAKŁÓCENIA GENEROWANE DO SIECI TRAKCYJNEJ PRZEZ NOWOCZESNY ELEKTRYCZNY ZESPÓŁ TRAKCYJNY 22 WE ELF

Przekształcenia sygnałów losowych w układach

silnych wiatrach poprzecznych

Analizy numeryczne oraz badania nowej segmentowej tarczy hamulcowej mocowanej do koła zestawu kołowego

Hamulce szynowe magnetyczne

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 150

WERYFIKACJA MODELU DYNAMICZNEGO PRZEKŁADNI ZĘBATEJ W RÓŻNYCH WARUNKACH EKSPLOATACYJNYCH

CIENKOWARSTWOWE CZUJNIKI MAGNETOREZYSTANCYJNE JAKO NARZĘDZIA POMIAROWE W DIAGNOSTYCE TECHNICZNEJ 1. WSTĘP

THE INFLUENCE OF THE ROTATIONAL SPEED OF ENGINE ON VIBRATIONS TRANSFERRED ON VEHICLE CONSTRUCTION

Laboratorium POMIAR DRGAŃ MASZYN W ZASTOSOWANIU DO OCENY OGÓLNEGO STANU DYNAMICZNEGO

Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej. Laboratorium MASZYN I URZĄDZEŃ TECHNOLOGICZNYCH. Nr 2

PRACE NAUKOWE POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ

PRZEGLĄD OBECNIE STOSOWANYCH OKŁADZIN CIERNYCH HAMULCA TARCZOWEGO POJAZDÓW SZYNOWYCH

WPŁYW TEMPERATURY NA WARTOŚĆ WSPÓŁCZYNNIKA TARCIA SAMOCHODOWYCH HAMULCÓW CIERNYCH

Zagadnienia DIAGNOSTYKA TECHNICZNA MASZYN. Rozdział 1 Wprowadzenie 1

(21) Numer zgłoszenia: (54) Sposób stanowiskowej kontroli działania hamulców pojazdów samochodowych

W11 W17 W18 W21 WAGONY TOWAROWE I LOKOMOTYWY KOMPOZYTOWE WSTAWKI HAMULCOWE DO POJAZDÓW SZYNOWYCH KARTA INFORMACYJNA. Zastosowanie:

HAMULEC KLOCKOWY ZACHOWANIE PAR CIERNYCH ŻELIWO STAL, KOMPOZYT STAL W WARUNKACH SKRAJNYCH OBCIĄŻEŃ CIEPLNYCH

Dynamiczne badanie wzmacniacza operacyjnego- ćwiczenie 8

Ćwiczenie - 1 OBSŁUGA GENERATORA I OSCYLOSKOPU. WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYKI AMPLITUDOWEJ I FAZOWEJ NA PRZYKŁADZIE FILTRU RC.

AERODYNAMIKA UKŁADU KOŁO KOLEJOWE - KLOCEK HAMULCOWY I JEJ WPŁYW NA OBCIĄŻENIA TERMICZNE

POMIARY HAŁASU I WIBRACJI W REJONIE PRZYSZŁEJ INWESTYCJI PRZY UL. 29 LISTOPADA W KRAKOWIE

Konrad J. WALUŚ. 1. Wstęp. 2. Czujniki przyspieszeń

Innowacyjne metody diagnostyki rozjazdów kolejowych

MOŻLIWOŚĆ PROGNOZOWANIA ZUŻYCIA OKŁADZIN CIENRYCH HAMULCÓW W SYSTEMIE DIAGNOSTYKI POKŁADOWEJ POJAZDÓW

Ćwiczenie 6 IZOLACJA DRGAŃ MASZYNY. 1. Cel ćwiczenia

1. Wykładzina gniazda skrętu dla wózków wagonów towarowych UIC Y25 2. Wykładzina ślizgu bocznego dla wózków wagonów towarowych UIC Y25.

BADANIA PROCESU HAMOWANIA SAMOCHODÓW NA ŚLISKIEJ NAWIERZCHNI

BADANIA EKSPLOATACYJNE śeliwnych I KOMPOZYTOWYCH WSTAWEK HAMULCOWYCH SERVICE RESEARCH OF CAST IRON AND PLASTIC BRAKE SHOES

Infraszyn Zakopane kwiecień 2017 r. Dr inż. Ewelina Kwiatkowska, Politechnika Wrocławska Katedra Mostów i Kolei

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 504

CAR BRAKE DECELERATION MEASUREMENT - PRECISION AND INCORRECTNESS

ANALIZA SYGNAŁÓW DRGANIOWYCH HYDRAULICZNYCH AMORTYZATORÓW TELESKOPOWYCH UZYSKANYCH NA ZMODYFIKOWANYM STANOWISKU HARMONICZNYM

KLIMAT AKUSTYCZNY W WYBRANYCH TYPACH TRAMWAJÓW NA POSTOJU ACOUSTIC CLIMATE IN SELECTED TYPES OF TRAMS MEASURED AT A TRAM DEPOT

DIAGNOSTYKA MASZYN POMIARY

(54) Sposób pomiaru cech geometrycznych obrzeża koła pojazdu szynowego i urządzenie do

WYBRANE ZAGADNIENIA DIAGNOSTYKI WIELOSTOPNIOWEJ PRZEKŁADNI ZĘBATEJ ZE STOPNIEM PLANETARNYM W UKŁADZIE NAPĘDOWYM KOPARKI KOŁOWEJ. 1.

Transkrypt:

WOJCIECH SAWCZUK, GRZEGORZ SZYMAŃSKI ZASTOSOWANIE WYBRANYCH CHARAKTERYSTYK WIDMOWYCH SYGNAŁU DRGANIOWEGO DO DIAGNOZOWANIA KOLEJOWEGO HAMULCA TARCZOWEGO S t r e s z c z e n i e A b s t r a c t APPLICATION OF SELECTED FREQUENCY CHARACTERISTICS OF VIBRATION SIGNAL TO DIAGNOSE RAILWAY DISC BRAKE W pojazdach szynowych ze względu na coraz to większe prędkości jazdy prowadzi się prace nad udoskonalaniem układów hamulcowych, tak aby zatrzymanie pojazdu odbyło się na możliwie najkrótszej drodze hamowania. Większe wymagania stawiane układom hamulcowym wymusza nie tylko okresowe kontrolowanie stanu pary ciernej, ale również stałego monitorowania zużycia elementów układu hamulcowego. Celem artykułu jest przedstawienie możliwości diagnozowania pary ciernej hamulca tarczowego, wykorzystując wybrane charakterystyki widmowe sygnału drganiowe generowanego przez obsadę hamulcową z okładzinami ciernymi. Słowa kluczowe: kolejowy hamulec tarczowy, diagnostyka hamulca, analiza widmowa In rail vehicles, because of higher and higher ride speeds, there are works carried out to upgrade braking systems to stop the vehicle at shortest possible braking distance. It is required that in braking systems the condition of friction set is periodically controlled and the wear of braking system parts is constantly monitored. The purpose of this article is to present possibility to diagnose the friction set of disc brake by using selected frequency characteristics of vibration signal generated by brake caliper with friction pads. Keywords: railway disc brake, diagnostics of brake, frequency analysis Dr inż. Wojciech Sawczuk, dr inż. Grzegorz Szymański, Instytut Silników Spalinowych i Transportu, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu, Politechnika Poznańska.

92 Oznaczenia f częstotliwość [Hz], v prędkość początku hamowania [km/godz.], D dynamika zmian [db], G (..) grubość okładziny [mm], T czas uśredniania [s], s(t) wartość chwilowa amplitudy przemieszczeń drgań [m/s 2 ]. 1. Wstęp W pojazdach szynowych, ze względu na ciągły wzrost prędkości jazdy w celu uzyskania wymaganej drogi hamowania, stosuje się hamulec tarczowy jako hamulec zasadniczy. Do niewielu wad hamulca tarczowego zalicza się brak możliwości kontroli stanu pary ciernej tarcza-okładzina w całym procesie eksploatacji. Jest to szczególnie zauważalne w wagonach kolejowych, w których tarcze hamulcowe zamocowane są na osi zestawu kołowego między kołami [3]. W celu sprawdzenia zużycia okładzin ciernych i tarcz hamulcowych, konieczne jest wykorzystanie kanału rewizyjnego dla przeprowadzenia kontroli, a w sytuacji osiągnięcia granicznego zużycia elementów ciernych również ich wymiany. W technice kolejowej do diagnozowania zużycia okładzin ciernych stosuje się stanowiska torowe, w których dokonuje się fotograficznej rejestracji obrazu pary ciernej tarcza hamulcowa-okładzina cierna podczas przejazdu pociągu. Następnie na podstawie zarejestrowanych obrazów dokonuje się oszacowania grubości okładzin ciernych hamulca tarczowego. Przy grubości okładzin wynoszącym 10 mm, maszynista pociągu otrzymuje informację o osiągnięciu granicznego dopuszczalnego zużycia okładzin na danej osi zestawu kołowego. Stanowiska torowe do diagnostyki zużycia okładzin ciernych stosowane są m.in. na kolejach niemieckich, angielskich i francuskich. W pojazdach szynowych najczęściej stosowane są układy sygnalizujące proces hamowania oraz luzowania, widoczne dla obsługi ze środka, jak i z zewnątrz pojazdu. Wspomniane układy umożliwiają podczas przejazdu pociągu sprawdzenie, w którym z wagonów jest zablokowany układ hamulcowy. Celem badań jest wykorzystanie sygnału drganiowego obsad okładzin do oceny zużycia okładzin ciernych hamulca tarczowego, wyznaczając charakterystyki w dziedzinie częstotliwości, podczas badań na bezwładnościowym stanowisku hamulcowym. 2. Metodyka i obiekt badań Badania przeprowadzono na bezwładnościowym stanowisku do badań hamulców pojazdów szynowych, obiektem badań była tarcza hamulcowa typu 610 110 z wentylującymi łopatkami firmy Kovis oraz 3 komplety okładzin typu 200 FR20H.2 firmy Frenoplast. Pierwszy komplet nowy o grubości 35 mm oraz 2 komplety zużyte do grubości 25 mm i 15 mm.

Do badań wykorzystano program badawczy C (jazda szybka) zgodnie z wytycznymi zawartymi w Kodeksie UIC 541-3. Hamowania wykonano z prędkości 50, 80, 120, 160 i 200 km/godz. W czasie badań realizowano docisk okładziny do tarczy N wynoszący 44 kn oraz masę hamującą, przypadające na jedną tarczę M = 4,4 t [5]. Przetworniki drgań zamocowano na obsadach okładzin, co przedstawia rysunek 1a za pośrednictwem klipsa montażowego. 93 Rys. 1. Stanowisko do badań kolejowego hamulca tarczowego; a) obsada okładziny z przetwornikiem drgań, b) widok sposobu pomiaru przyspieszeń drgań generowanych przez obasę z okładziną cierną; 1 przetwornik, 2 kaseta pomiarowa typu B&K 3560 C, 3 oprogramowanie systemu PULSE 12.5 Fig. 1. Interial station for tests of railway brakes; a) pad calliper with accelerometer, b) view of measurement set of vibrations generated by calliper with pads; 1 accelerometer, 2 measuring case type B&K 3560 C, 3 system software PULSE 12.5 Podczas badań rejestrowano sygnały przyspieszeń drgań w trzech wzajemnie prostopadłych kierunkach. Do akwizycji sygnałów drgań zastosowano zestaw pomiarowy składający się z: piezoelektrycznych przetworników przyspieszeń drgań, kasety pomiarowej typu B&K 3560 C wraz z oprogramowaniem systemu PULSE 12.5. Tor pomiarowy przedstawiono na rysunku 1b. Przetworniki drgań typu 4504 firmy Brüel&Kjær wybrano na podstawie wytycznych zawartych w pracy [1, 6], liniowe pasmo przenoszenia przetworników wyniosło 13 khz. Podczas badań diagnostycznych rejestrowano sygnały w paśmie od 0,7 Hz do 9 khz [2]. Częstotliwość próbkowania ustawiono na 32 khz. Oznacza to, że pasmo poddane analizie zgodnie z zależnością Nyquista wyniosło 16 khz. Badania przeprowadzono zgodnie z zasadami eksperymentu czynnego. Po wykonaniu serii hamowań przy zadanych prędkościach początku hamowania, docisku okładzin do tarczy oraz masie hamującej, zmieniano okładziny cierne i równocześnie obserwowano zmiany zachodzące w amplitudzie chwilowych przyspieszeń drgań.

94 3. Wyniki badań Celem analizy widmowej sygnałów drgań było wyznaczenie pasm częstotliwości związanych ze zmianą grubości okładziny w czasie pracy układu hamulcowego. Na rys. 2 przedstawiono przykładowe widma amplitudowe przyspieszeń drgań dla różnych grubości okładzin uzyskanych przy hamowaniu z prędkości wynoszącej 120 km/godz. Widmo uzyskano przy pomiarze drgań w kierunku prostopadłym po powierzchni ciernej tarczy (kierunek Y 2 ) przy docisku okładziny do tarczy N = 44 kn i masie hamującej M = 4,4 t. Rys. 2. Zależność amplitudy przyspieszeń drgań od częstotliwości dla różnych grubości okładziny przy prędkości początku hamowania v = 120 km/h dla kierunku Y 2 : P 1 pasmo 4600 5100 Hz, P 2 pasmo 6000 6700 Hz: a) grubość okładziny G1 = 35 mm, b) grubość okładziny G2 = 25 mm, c) grubość okładziny G3=15mm Fig. 2. Dependence of amplitude of vibration accelerations from frequencies for different pad s thicknesses for speed at the beginning of braking v = 120 km/h in direction Y 2 : P 1 frequency band 4600 5100 Hz, P 2 frequency band 6000 6700 Hz: a) pad s thickness G1 = 35 mm, b) pad s thickness G2=25mm, c) pad s thickness G3=15mm

95 Badania pomiaru przyspieszeń drgań obsad hamulcowych w dziedzinie częstotliwości wykazały, że możliwe jest znalezienie pasm częstotliwości, w których obserwuje się zależność wartości skutecznej przyspieszeń drgań a RMS (równanie (1)) od różnych grubości okładzin w rozpatrywanym zakresie prędkości początku hamowania. W tab. 1 przedstawiono zakresy częstotliwości, w których obserwuje się zależność wartości amplitudy przyspieszeń drgań od zużycia okładzin. Dodatkowo przedstawiono dynamikę zmian zgodnie z zależnością (2) [4] badanego parametru diagnostycznego dla danego pasma częstotliwości i przy danej prędkości początku hamowania oraz wartości współczynników korelacji dla liniowej zależności wartości amplitudy przyspieszeń drgań od badanych grubości okładzin ciernych. Na tej podstawie stwierdzono, że diagnozowanie zużycia okładzin ciernych można przeprowadzić niezależnie od prędkości początku hamowania dla wybranych pasm częstotliwości. T a b e l a 1 Zestawienie wyników badań określenia pasm częstotliwości N = 44k N i masie hamującej M = 4,4 t, w których występuje zależność amplitudy przyspieszeń drgań w funkcji grubości okładzin ciernych Prędkość początku hamowania v [km/godz.] Zakres częstotliwości f [Hz] Dynamika zmian D [db] 50 4600 5100 6,26 0,89 80 4600 5100 5,83 0,99 120 4600 5100 2,89 0,93 160 4600 5100 2,68 0,94 200 4600 5100 7,61 0,99 50 6000 6700 5,79 0,99 80 6000 6700 4,75 0,97 120 6000 6700 2,94 0,97 160 6000 6700 3,78 0,97 200 6000 6700 5,08 0,92 Współczynnik korelacji R gdzie: T czas uśredniania, s(t) wartość chwilowa amplitudy przemieszczeń drgań. T 1 2 arms = [ s ( t )] dt T (1) 0 2 D 20lg s = s 1 gdzie: s 1 wartość miary punktowej wyznaczonej dla okładziny G 3 lub G 2, s 2 wartość miary punktowej wyznaczonej dla okładziny G 1. (2)

96 Na rys. 3 przedstawiono zależności grubości okładzin ciernych hamulca tarczowego G od wartości skutecznej przyspieszeń drgań a RMS w rozpatrywanych pasmach częstotliwości. Na podstawie funkcji aproksymujących zużycia okładzin ciernych względem wartości skutecznej przyspieszeń drgań, wyprowadzono zależności liniowe (3 12) dla rozpatrywanych prędkości początku hamowania umożliwiających określenie aktualnej grubości okładziny ciernej. G( v= 50, 4600 5100) = 8, 028 arms ( v= 50) + 50, 395 (3) G( v= 80, 4600 5100) = 7, 929 arms ( v= 80) + 56, 032 (4) G( v= 120, 4600 5100) = 11, 585 arms ( v= 120) + 76, 09 (5) Rys. 3. Zależność grubości okładzin ciernych w funkcji wartości skutecznej przyspieszeń drgań: a) dla pasma częstotliwości 4600 5100Hz, b) dla pasma częstotliwości 6000 6700 Hz Fig. 3. Dependence of pad thickness of RMS value of vibrations accelerations: a) for frequency band 4600 5100Hz, b) for frequency band 6000 6700 Hz

97 G( v= 160, 4600 5100) = 12, 254 arms ( v= 160) + 81, 206 (6) G( v= 200, 4600 5100) = 4,64 arms ( v= 200) + 49,346 (7) G( v= 50, 6000 6700) = 9,07 arms ( v= 50) + 56, 203 (8) G( v= 80, 6000 6700) = 8, 922 arms ( v= 80) + 61, 638 (9) G( v= 120, 6000 6700) = 11, 01 arms ( v= 120) + 80, 528 (10) G( v= 160, 6000 6700) = 8,179 arms ( v= 160) + 68, 484 (11) G( v= 200, 6000 6700) = 5, 28 arms ( v= 200) + 53,16 (12) gdzie: G ( ) grubość okładziny, a RMS( ) wartość skuteczna przyspieszeń drgań w m/s 2 w kierunku Y 1. Weryfikacja badań stanowiskowych na okładzinach o grubości G4 = 21,1 mm i G5 = 16,2 mm wykazała, że błąd diagnozy wynikający z zastosowania zależności (3 12) wyniósł 4 7% dla okładziny G5 i 7 12% dla okładziny G4. Niższe wartości błędu diagnozy uzyskano dla pasma częstotliwosci 6000 6700 Hz. Na tej podstawie stwierdza się, że jest możliwe określenie zużycia okładzin ciernych dla wybranych prędkości początku hamowania, przy znanej wartości skutecznej przyspieszeń drgań, Analiza wyników badań w dziedzinie częstotliwości wykazała, że dla poszczególnych pasm częstotliwości możliwe jest diagnozowanie zużycia okładzin ciernych niezależnie od prędkości początku hamowania. Dynamika zmian wartości skutecznej przyspieszeń drgań dla okładzin G 1, G 2 i G 3 mieści się bowiem w przedziale 2,7 7,6 db. 4. Wnioski Stanowiskowe badania diagnostyczne wykazały, że możliwe jest diagnozowanie zużycia okładzin ciernych hamulca tarczowego, dokonując analizy wartości przyspieszeń drgań obsad z okładzinami w dziedzinie częstotliwości. Analiza drgań obsad w dziedzinie częstotliwości umożliwia diagnozowanie zużycia okładzin ciernych w dwóch pasmach tj. 4600 5100 oraz 6000 6700Hz niezależnie od prędkości początku hamowania. Zmiany postaci widma amplitudowego przyspieszeń drgań w zależności od zużycia okładzin ciernych hamulca są widoczne niezależnie od zamocowania przetwornika drgań na obsadzie hamulcowej od strony tłoczyska lub od strony obudowy cylindra hamulcowego. Dla analizy w dziedzinie częstotliwości, współczynniki dynamiki zmian wynoszą 2,7 7,6 db w zależności od prędkości początku hamowania. Wykorzystując wartość skuteczną przyspieszeń drgań, możliwe jest wykorzystanie modeli diagnostycznych do wyznaczenia zużycia nakładki ciernej przy rozpatrywanych prędkościach początku hamowania.

98 L i t e r a t u r a [1] B r ü e l & K j æ r, Piezoelectric Accelerometer Miniature Triaxial Delta Tron Accelerometer Type 4504A, oferta firmy Brüel & Kjær. [2] B r ü e l & K j æ r, Measuring Vibration, Revision September 1982. [3] G r u s z e w s k i M., Wybrane zagadnienia eksploatacji hamulca tarczowego, Technika transportu Szynowego 6-7/1995, 84-86. [4] G r y b oś R., Drgania maszyn, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2009, 214. [5] KodeksUIC 541-3, Hamulec Hamulec tarczowy i jego zastosowanie. Warunki dopuszczenia okładzin hamulcowych, Wyd. 6, listopad 2006. [6] S a w c z u k W., S z y m ański M.G., Zastosowanie wybranych charakterystyk czasowych sygnału drganiowego do diagnozowania tarczowegohamulca kolejowego, 9-th International Conference Modern Electric Traction MET 2009, 59-63.