§ 47. ПУТЕИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТЕЛЕЖКИ И ВАГОНЫ
Путеизмерительными тележками производят непрерывную проверку состояния пути по шаблону и уровню с автоматической записью на бумажной ленте.
Путеизмерительная тележка системы Д. Д. Матвеенко (рис. 156) получила наибольшее распространение.
Механизмом шаблона этой тележки служит трубчатый каркас 1, расположенный на трех колесах 2, наклоненных к горизонту под углом 25° и предназначенных для перемещения тележки и измерения ширины колеи на уровне на 13 мм ниже поверхности катания.
Плотное прижатие реборд колес к боковой грани рельсов обеспечивается пружиной <?, которая одним концом упирается в кольцо трубчатого валика, приваренного к корпусу втулки измерительного колеса, а другим — в упор телескопической трубки каркаса тележки.
С трубчатым валиком жестко соединена тяга, на которой укреплена державка 4 пера для записи ширины колеи на бумажной ленте. Кроме того, на трубке каркаса имеется шкала для контроля ширины колеи.
Положение рельсовых нитей по уровню определяется при помощи маятника, укрепленного на стойке 6 каркаса тележки. С маятником связана державка 5 пера для записи на ленте величин отклонений рельсов по уровню.
Для дополнительного контроля состояния пути по уровню служит цилиндрический уровень, укрепленный на каркасе.
Лентопротяжный механизм, соединенный карданной передачей с одним из колес тележки, обеспечивает равномерное протягивание ленты.
Продольный масштаб записи на ленте составляет 1 : 2 000. Масштаб записи отклонений по ширине колеи 1 : 1, по уровню — 1 : 2. Точность измерений ± 1 мм. Вес тележки 20 кг. Во время работы тележку обслуживает 1 чел., перемещающий ее со скоростью до 5 км/ч. Проверяют и регулируют механизмы измерительной тележки ежемесячно и перед каждым выездом.
Рис. 157. Кинематическая схема механизма шаблона:
1 и 12 — измерительные колеса; 2 и 8 — вертикальные валы; 3, 9 и 15— рычаги; 4—вал; 5 — рычаг пишущего пера; 6 — катаракт; 7 —коленчатый рычаг; 10 и 13 — штанги; 14 — пружина; 11 и 16 — дисковые ролики
Проектно-конструкторским бюро МПС разработана новая путеизмерительная тележка с четырьмя колесами. Такая конструкция устраняет виляние тележки и способствует улучшению записи показателей. Вес тележки 38 кг.
Более полное отражение состояния рельсовой колеи дают путеизмерительные вагоны.
Путеизмеритель системы Т. И. Ляшенко смонтирован на четырехосном пассажирском вагоне, в котором измерительные механизмы и регистрирующая аппаратура размещены на нормально подрессоренной раме вагона. Это дает возможность проверять состояние пути со скоростью до 45 км/ч.
Все показания измерений автоматически записываются на бумажной ленте регистрирующим аппаратом.
Рис. 158. Схема работы маятника: 1 — пол вагона; 2 — маятник
Общий вес путеизмерительного вагона 56 т, нагрузка на ось 14 Т. Механизм измерения ширины колеи (рис. 157) представляет собой специальную тележку, подвешенную к раме вагона, и имеющую два измерительных колеса, наклоненные внутрь колеи. Колеса смонтированы на изогнутых штангах, перемещающихся под воздействием пружин, плотно прижимающих измерительные колеса к рабочим граням рельсов.
На других концах каждой штанги укреплены дисковые ролики для предохранения от заскакивания измерительных колес при проходе по крестовинам стрелочных переводов.
Перемещения штанг в горизонтальной плоскости передаются при помощи валов и системы рычагов на перо регистрирующего аппарата, делающего запись в масштабе 1 : 1. Поднимают и опускают измерительную тележку при помощи пневматического устройства.
Механизм уровня устанавливает положение колесной пары относительно вертикали при помощи физического маятника, состоящего из двух жестко связанных между собой грузов, расположенных по обе стороны от колесной пары вагона.
Рис. 159. Кинематическая схема механизмов уровня, горизонтальных и вертикальных толчков:
1 — измерительная ось вагона; 2 — маятник;
3 — рессора; 4 — катаракты; 5 — уровень пола вагона
Колебания вагона на рессорах не вызывают изменения угла наклона относительно маятника, в то время как регистрирующий аппарат, расположенный внутри кузова вагона, изменяет свое положение (рис. 158). При помощи шарнирно-рычажной системы измеряется суммарный угол а между отвесом маятника и осью колесной пары по сумме углов ос, и а2. Результат измерений передается на перо регистрирующего аппарата. Для предохранения маятника от раскачивания и вредных колебаний механизма уровня установлены масляные катаракты.
Система этого механизма (рис. 159) использована и для измерений уровня и толчков (горизонтальных и вертикальных), величина которых зависит от амплитуды колебаний рессор, расположенных над одной колесной парой.
Для измерения амплитуды колебаний рессор служат вертикальные тяги, расположенные над обеими буксами одной колесной пары и связанные с пишущим аппаратом при помощи шарнирно-рычажной системы.
Амплитуда рессор автоматически суммируется по уравнениям для горизонтальных толчков
Результаты измерений по уровню и толчкам записываются в масштабе 1 : 2.
Механизм измерения кривизны пути в плане состоит из трех специальных тележек, одна из которых одновременно является механизмом шаблона.
Перемещения всех измерительных колес по горизонтали передаются системой рычагов и струнок, натянутых вдоль вагона на пишущий аппарат, и суммируются по уравнению
Величины перемещений записываются в масштабе 1 : 4.
Механизм измерения просадок рельсовой нити позволяет установить величину понижения одной из осей вагона относительно двух крайних осей. Для этого к буксам трех вагонных колес путеизмерителя, расположенных по правой рельсовой нити, прикреплены вертикальные тяги, а на раме вагона установлена система передающих рычагов и тяг, связанных с пером пишущего аппарата.
Величина вертикального перемещения всех трех измерительных колес автоматически суммируется но уравнению
где х, у, ζ — перемещения вагонных колес в вертикальной плоскости в мм; т, п —расстояния ст крайних измерительных колес до среднего в мм.
В кузове путеизмерительного вагона установлен регистрирующий аппарат, записывающий все измерения одновременно на двух бумажных лентах шириной 420 мм.
Скорость движения путеизмерителя на любом участке пути может быть определена по засечкам, которые наносятся на ленте через равные интервалы времени при помощи специального электромагнитного устройства. Эту скорость в км/ч определяют по формуле 
где 1 — протяжение ленты между засечками в см;
t — время в сек, соответствующее принятым засечкам (6 или 12 сек);
d — продольный масштаб ленты.
Вагон-путеизмеритель ЦНИИ МПС предназначен для работы со скоростью до 100 км/ч. Основной его особенностью является механизм уровня с гироскопическим устройством. Ось гироскопа, вращающегося с угловой скоростью 6 900 об/мин, сохраняет постоянное горизонтальное положение (искусственный горизонт).
Для передачи показаний от рабочих механизмов к регистрирующему аппарату служит блочно-тросовая система, которая обеспечивает безынерционное действие механизмов, что необходимо в условиях работы на больших скоростях.
Этот путеизмеритель позволяет проверять рихтовку пути и определять величину просадки рельсов не по одной, а по каждой рельсовой нити отдельно, причем расшифровку ведут обычно по рихтовочной нити.
Кроме основных записей, на ленту автоматически наносятся границы пикетов, километров, а также нулевые линии и линии, ограничивающие допускаемые отклонения от норм содержания пути.
Масштабы записей на ленте: продольный 1 : 2 000, ширины колеи 1:1, положения рельсов по уровню 1 : 2, рихтовки пути 1 : 2,5, просадок рельсовых нитей 1:1.
Рис. 160. Механизм измерения и записи положения рельсов по уровню путеизмерителя ЦНИИ МПС:
1—гироскоп; 2 — коромысло-повторитель; 3— регистрирующий аппарат; 4, 6 — блочнотросовая система для передачи изменения положения букс измерительной оси относительно кузова: 5 —рычажный механизм, связанный с буксой; 7 —суммирующее коромысло; 8 -коленчатый рычаг; 9 — коромысло гироскопа
Рис. 161. Принципиальная кинематическая схема шаблона на путеизмерителе ЦНИИ МПС: 1 —рама; 2 — измерительные ролики; 3, 14 — направляющие блоки; 4—тросы; 5 — пружины; 6, 8, 11 — рычаги; 7 —трубчатые тяги (тросы): 9, 13 — тросы; 10 —двуплечий рычаг; 12 — натяжная пружина; 15 — перо
Механизм измерения и записи положения рельсов по уровню вагона-путеукладчика представлен на рис. 160.
Ось гироскопа 1 вместе с коромыслом 9 всегда находится в горизонтальном положении. Над коромыслом гироскопа размещено второе коромысло 2, связанное посредством блочно-тросовой системы 4 и 6 с измерительной вагонной осью, что обеспечивает их параллельность независимо от колебаний кузова вагона.
Угол между коромыслом гироскопа и повторным коромыслом определяет истинное возвышение одной рельсовой нити над другой. Значение тангенса этого угла записывается на ленте регистрирующим аппаратом.
Механизм измерения шаблона (рис. 161) состоит из двух измерительных роликов 2, связанных с тросами 4, которые проходят через блоки 3 и другими концами соединены с рычагами 6. Вертикальные плечи рычагов 6 при помощи пружин 5 прижимают ролики 2 к внутренним боковым граням головок рельсов. Ролики 2 подвешены к раме 1, установленной на буксах измерительных тележек вагона. Перемещение измерительных роликов при изменении ширины колеи через горизонтальные плечи рычагов 6, тросы 7, .9, рычаг 8 и двуплечий рычаг 10, укрепленный на трехплечном рычаге 11, вызывает поворот последнего и регистрирующего пера 15.
Общий вес вагона-путеизмерителя ЦНИИ 70 т нагрузка на ось 17,5 Т, обслуживающий персонал 7 чел.