RU2724986C1 - Method of measuring vertical, longitudinal and lateral forces acting on side frame of bogie from axle box unit during car movement, and device for implementation thereof - Google Patents

Method of measuring vertical, longitudinal and lateral forces acting on side frame of bogie from axle box unit during car movement, and device for implementation thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2724986C1
RU2724986C1 RU2019118833A RU2019118833A RU2724986C1 RU 2724986 C1 RU2724986 C1 RU 2724986C1 RU 2019118833 A RU2019118833 A RU 2019118833A RU 2019118833 A RU2019118833 A RU 2019118833A RU 2724986 C1 RU2724986 C1 RU 2724986C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
side frame
output signals
longitudinal
vertical
trolley
Prior art date
Application number
RU2019118833A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Павлович Бороненко
Рустам Вячеславович Рахимов
Анфиса Сергеевна Даукша
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-внедренческий центр "Вагоны" (АО "НВЦ "Вагоны")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-внедренческий центр "Вагоны" (АО "НВЦ "Вагоны") filed Critical Акционерное общество "Научно-внедренческий центр "Вагоны" (АО "НВЦ "Вагоны")
Priority to RU2019118833A priority Critical patent/RU2724986C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2724986C1 publication Critical patent/RU2724986C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/16—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

FIELD: physics.SUBSTANCE: invention relates to the field of technical diagnostics and can be used in railway transport, namely for measurement and recording of vertical, longitudinal and lateral forces acting on side frame of bogie from wheel pair, at movement of railway cars. At least four strain gauges are installed on the upper part of the side frame in the area between the jaw guides limiting wheel pair movements. Connection circuit of resistive strain gauges allows receiving at least four output signals. Processing of output signals for restoration of values of vertical, longitudinal and lateral force for any moment of time is performed through summation of products of constant coefficients, which are part of pseudoinverse matrix to matrix of influence, made during calibration loads, on values of output signals from installed resistive strain gauges.EFFECT: technical result is higher accuracy of measurements of vertical, longitudinal and lateral forces transmitted to side frame of bogie from wheel pair, and thereby higher safety of cars by improving quality of diagnosis.2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области технической диагностики и может быть использовано в сфере железнодорожного транспорта, а именно для измерения и регистрации вертикальных, продольных и боковых сил, действующих на боковую раму тележки от колесной пары.The invention relates to the field of technical diagnostics and can be used in the field of railway transport, namely, for measuring and recording vertical, longitudinal and lateral forces acting on the side frame of the trolley from the wheelset.

Известен способ измерения вертикальных сил (Ушкалов В.Ф. К вопросу о влиянии продольных усилий, действующих на боковую раму тележки грузового вагона, на показатели его вертикальной динамики / В.Ф. Ушкалов, Ю.С. Ромен, А.В. Заверталюк, В.И. Рубан // Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта. - 2005. - №8. - С. 112-114), включающий в себя установку двух тензорезисторов (активного и компенсационного) на верхнюю наружную часть верхнего пояса боковой рамы, в надбуксовой зоне, в сечении вертикальной внутренней челюстной направляющей. При этом тензорезисторы устанавливаются Т-образно по отношению друг к другу или в виде креста. Активный тензорезистор устанавливается вдоль направления движения, а компенсационный - поперек.A known method of measuring vertical forces (V. Ushkalov. On the effect of longitudinal forces acting on the side frame of a freight wagon trolley on the indicators of its vertical dynamics / V.F. Ushkalov, Yu.S. Romen, A.V. Zavertalyuk, V.I. Ruban // Science and transport progress.Vestnik of Dnepropetrovsk National University of Railway Transport. - 2005. - No. 8. - P. 112-114), which includes the installation of two strain gages (active and compensation) on the upper outer part of the upper the belt of the side frame, in the over-box zone, in the cross section of the vertical inner jaw guide. In this case, the strain gauges are installed T-shaped in relation to each other or in the form of a cross. The active strain gauge is installed along the direction of movement, and the compensation - across.

Известен способ измерения вертикальных сил (ГОСТ 33788-2016. Вагоны грузовые и пассажирские. Методы испытаний на прочность и динамические качества), включающий в себя установку двух активных тензорезисторов на поверхности радиуса образованного зоной перехода от верхнего пояса к наклонному поясу боковой рамы, и двух компенсационных тензорезисторов.A known method of measuring vertical forces (GOST 33788-2016. Freight and passenger cars. Test methods for strength and dynamic quality), including the installation of two active strain gauges on the radius surface formed by the transition zone from the upper belt to the inclined belt of the side frame, and two compensation strain gages.

Общим недостатком известных способов является погрешность при определении вертикальных сил, связанная с влиянием продольных и боковых сил, действующих на боковую раму тележки со стороны буксы при движении в кривых участках пути и при изменении скорости движения.A common disadvantage of the known methods is the error in determining the vertical forces associated with the influence of longitudinal and lateral forces acting on the side frame of the trolley from the axle side when moving in curved sections of the track and when the speed of movement changes.

Известен способ измерения вертикальных сил (Ушкалов В.Ф. К вопросу о влиянии продольных усилий, действующих на боковую раму тележки грузового вагона, на показатели его вертикальной динамики /В.Ф. Ушкалов, Ю.С. Ромен, А.В. Заверталюк, В.И. Рубан // Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта. - 2005. - №8. - С. 112 - 114), включающий в себя установку восьми тензорезисторов. При этом первые четыре тензорезистора устанавливаются на верхнюю и нижнюю наружные части верхнего пояса боковой рамы, в надбуксовой зоне, в сечении вертикальной внутренней челюстной направляющей. Оставшиеся четыре тензорезистора устанавливаются на верхнюю и нижнюю наружные части верхнего пояса боковой рамы, на расстоянии 575 мм от средней поперечной плоскости симметрии боковой рамы.A known method of measuring vertical forces (V. Ushkalov. On the effect of longitudinal forces acting on the side frame of a freight wagon trolley on the indicators of its vertical dynamics / V.F. Ushkalov, Yu.S. Romen, A.V. Zavertalyuk, V.I. Ruban // Science and transport progress.Vestnik of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport. - 2005. - No. 8. - P. 112 - 114), which includes the installation of eight strain gauges. In this case, the first four strain gages are installed on the upper and lower outer parts of the upper belt of the side frame, in the over-box zone, in cross section of the vertical inner jaw guide. The remaining four strain gages are mounted on the upper and lower outer parts of the upper belt of the side frame, at a distance of 575 mm from the middle transverse plane of symmetry of the side frame.

Недостатком указанного способа является погрешность при определении вертикальных сил, связанная с влиянием продольных сил, действующих на боковую раму тележки со стороны буксы при движении в кривых участках пути и при изменении скорости движения.The disadvantage of this method is the error in determining the vertical forces associated with the influence of longitudinal forces acting on the side frame of the trolley from the axle side when moving in curved sections of the track and when the speed of movement changes.

Известен способ измерения вертикальных сил (Манашкин Л.А. Об измерении вертикальных сил в тележках грузовых вагонов / Л.А. Манашкин, С.В. Мямлин, Е.А. Письменный // Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта. 2004. №5. - С. 132 - 135), принятый в качестве прототипа, включающий в себя установку трех тензорезисторов. Один активный тензорезистор устанавливается на верхнюю наружную часть верхнего пояса боковой рамы, в надбуксовой зоне, в сечении вертикальной внутренней челюстной направляющей. Два компенсационных тензорезистора устанавливаются на боковых поверхностях зоны перехода от верхнего пояса к наклонному поясу в том же сечении, что и первый тензорезистор.A known method of measuring vertical forces (Manashkin L.A. About measuring vertical forces in trucks of freight cars / L.A. Manashkin, S.V. Myamlin, E.A. Pismenny // Science and Transport Transport. Bulletin of the Dnipropetrovsk National University of Railway Transport 2004. No. 5. - S. 132 - 135), adopted as a prototype, including the installation of three strain gages. One active strain gage is installed on the upper outer part of the upper belt of the side frame, in the over-box zone, in cross section of the vertical inner jaw guide. Two compensation strain gages are installed on the lateral surfaces of the transition zone from the upper belt to the inclined belt in the same section as the first strain gage.

Недостатком указанного способа является погрешность при определении вертикальных сил, связанная с влиянием боковых сил, действующих на боковую раму тележки со стороны буксы при движении в кривых участках пути, и отсутствие возможности определить численные значения продольной силы.The disadvantage of this method is the error in determining the vertical forces associated with the influence of lateral forces acting on the side frame of the trolley from the axle side when moving in curved sections of the track, and the inability to determine the numerical values of the longitudinal force.

Решаемой технической проблемой является отсутствие достоверных способов измерений вертикальных, продольных и боковых сил, действующих на боковую раму тележки от колесной пары при движении вагона.The technical problem to be solved is the lack of reliable methods for measuring vertical, longitudinal and lateral forces acting on the side frame of the trolley from the wheelset when the car moves.

Заявленные способ и устройство направлены на реализацию возможности измерения вертикальных, продольных и боковых сил, передающихся от колеса на боковую раму тележки при движении железнодорожных вагонов.The claimed method and device are aimed at realizing the possibility of measuring vertical, longitudinal and lateral forces transmitted from the wheel to the side frame of the trolley during the movement of railway cars.

Технический результат заключается в повышении точности измерений вертикальных, продольных и боковых сил, передающихся на боковую раму тележки от колесной пары, и повышении безопасности движения вагонов путем улучшения качества диагностирования.The technical result consists in increasing the accuracy of measurements of vertical, longitudinal and lateral forces transmitted to the side frame of the trolley from the wheelset, and improving the safety of movement of cars by improving the quality of diagnosis.

Указанный технический результат достигается тем, что на верхней части боковой рамы в зоне между челюстными направляющими, ограничивающими перемещения колесной пары, устанавливаются не менее четырех тензорезисторов таким образом, чтобы схема подключения тензорезисторов позволяла получать не менее четырех выходных сигналов.The specified technical result is achieved by the fact that at least four strain gages are installed on the upper part of the side frame in the area between the jaw guides that limit the movement of the wheelset so that the strain gauge connection scheme allows receiving at least four output signals.

При диагностировании вагонов, после математического преобразования значений выходных сигналов тензорезисторов, судят о величине вертикальных, продольных и боковых сил, действующих на боковую раму тележки от колесной пары.When diagnosing cars, after the mathematical conversion of the values of the output signals of the strain gauges, judge the magnitude of the vertical, longitudinal and lateral forces acting on the side frame of the trolley from the wheelset.

Величину вертикальной, продольной и боковой силы для любого момента времени определяют по общей формуле через суммирование произведений постоянных коэффициентов, входящих в состав псевдообратной матрицы к матрице влияния, составленной при проведении градуировочных нагружений, на значения выходных сигналов от установленных тензорезисторовThe magnitude of the vertical, longitudinal and lateral forces for any moment of time is determined by the general formula by summing the products of the constant coefficients that make up the pseudoinverse matrix to the influence matrix compiled during calibration loads on the values of the output signals from the installed strain gauges

Figure 00000001
Figure 00000001

где P(t) - вертикальная, продольная или боковая силы, действующие на боковую раму тележки от колесной пары, определяемые в заданный момент времени; P'(t) - вектор регистрируемых усилий в боковой раме тележки; P'(t)T - транспонированный вектор регистрируемых усилий в боковой раме тележки; [W] - матрица суммирования, позволяющая просуммировать некоторых восстановленных при диагностировании сил для определения их фактического значения; а11…а nn - постоянные коэффициенты, входящие в состав псевдообратной матрицы [G]+ к матрице влияния, составленной при проведении градуировочных нагружений; S1(t)…Sn(t) - выходные сигналы от установленных тензорезисторов в заданный момент времени; n - количество выходных сигналов, получаемых от установленных тензорезисторов.where P (t) is the vertical, longitudinal or lateral forces acting on the side frame of the trolley from the wheelset, determined at a given point in time; P '(t) is the vector of recorded forces in the side frame of the trolley; P '(t) T is the transposed vector of the recorded forces in the side frame of the trolley; [W] - a summation matrix that allows you to summarize some of the forces recovered during diagnosis to determine their actual value; and 11 ... and nn are the constant coefficients that make up the pseudoinverse matrix [G] + to the influence matrix compiled during the calibration loads; S 1 (t) ... S n (t) - output signals from installed strain gages at a given point in time; n is the number of output signals received from the installed strain gages.

Сущность заявляемого изобретения поясняются графическим материалом.The essence of the invention is illustrated by graphic material.

На фигуре 1 показан вид буксовой зоны боковой рамы тележки грузового вагона с установленными тензорезисторами.The figure 1 shows a view of the axle box zone of the side frame of the truck wagon with installed strain gages.

На фигуре 2 показана схема соединения тензорезисторов в измерительный мост.The figure 2 shows the connection diagram of the strain gauges in the measuring bridge.

На фигуре 3 показана схема соединения тензорезисторов в измерительный мост.The figure 3 shows the connection diagram of the strain gauges in the measuring bridge.

На фигуре 4 показана схема соединения тензорезисторов в измерительный мост.The figure 4 shows the connection diagram of the strain gauges in the measuring bridge.

На фигуре 5 показана схема соединения тензорезисторов в измерительный мост.The figure 5 shows the connection diagram of the strain gauges in the measuring bridge.

Способ измерения вертикальных, продольных и боковых сил, действующих на боковую раму тележки от колесной пары при движении вагона заключается в том, что на боковую раму 1 (фиг. 1) тележки (на фиг. не показана) устанавливают по крайней мере четыре тензорезистора 2, 3, 4, 5 на верхней наружной части верхнего пояса боковой рамы 1, в надбуксовой зоне, при этом два тензорезистора 2 и 3 располагают в сечении вертикальной внутренней челюстной направляющей 6, два других тензорезистора 4 и 5 располагают в сечении вертикальной наружной челюстной направляющей 7. При этом тензорезисторы 2, 3, 4, 5 соединяют в четыре измерительных моста и каждый измерительный мост содержит по одному рабочему тензорезистору 2 (фиг. 2), 3 (фиг. 3), 4 (фиг. 4) или 5 (фиг. 5) и по три компенсационных тензорезистора 8, которые через тензоусилители 9 подключены к регистрирующим устройствам 10, что позволяет получать не менее четырех выходных сигналов.The method of measuring the vertical, longitudinal and lateral forces acting on the side frame of the trolley from the wheelset when the car moves is that at least four strain gages 2 are installed on the side frame 1 (Fig. 1) of the trolley (not shown in Fig.), 3, 4, 5 on the upper outer part of the upper belt of the side frame 1, in the over-box zone, while two strain gages 2 and 3 are arranged in cross section of the vertical inner jaw guide 6, two other strain gages 4 and 5 are arranged in cross section of the vertical outer jaw guide 7. In this case, the strain gauges 2, 3, 4, 5 are connected into four measuring bridges and each measuring bridge contains one working strain gauge 2 (Fig. 2), 3 (Fig. 3), 4 (Fig. 4) or 5 (Fig. 5 ) and three compensation strain gages 8, which are connected through strain gauges 9 to recording devices 10, which allows receiving at least four output signals.

На следующем шаге проводятся градуировочные нагружения с составлением матрицы [G] влияния. Количество градуировочных нагружений зависит от количества выходных сигналов.At the next step, calibration loads are carried out with the preparation of the matrix [G] of influence. The number of calibration loads depends on the number of output signals.

В случае использования четырех выходных сигналов от установленных тензорезисторов для составления матрицы [G] влияния осуществляется четыре отдельных градуировочных нагружения со следующими комбинациями действующих сил:In the case of using four output signals from installed strain gages to compile the matrix [G] of influence, four separate calibration loads are carried out with the following combinations of acting forces:

1. Вертикальная сила Рв;1. The vertical force P in ;

2. Одновременное действие вертикальной силы Рв и продольной силы Рпр;2. The simultaneous action of the vertical force P in and the longitudinal force P CR ;

3. Одновременное действие вертикальной силы Рв, продольной силы Рпр и боковой силы Рб;3. The simultaneous action of the vertical force P in , the longitudinal force P CR and the lateral force P b ;

4. Одновременное действие вертикальной силы Рв и боковой силы Рб.4. The simultaneous action of the vertical force P in and lateral forces P b .

В результате градуировочных нагружений по выходным сигналам S11…S44 установленных тензорезисторов определяются коэффициенты g11…g44 матрицы [G] влиянияAs a result of calibration loads, the coefficients g 11 ... g 44 of the influence matrix [G] are determined by the output signals S 11 ... S 44 of the installed strain gages

Figure 00000002
Figure 00000002

где S11…S14 - выходные сигналы тензорезисторов при нагружений боковой рамы тележки вертикальной силой Рв; S21…S24 - выходные сигналы тензорезисторов при одновременном нагружений боковой рамы вертикальной силой Рв и продольной силой Рпр; S31…S34 - выходные сигналы тензорезисторов при одновременном нагружений боковой рамы вертикальной силой Рв, продольной силой Рпр и боковой силой Рб; S41…S44 - выходные сигналы тензорезисторов при одновременном нагружений боковой рамы вертикальной силой Рв и боковой силой Рб.where S 11 ... S 14 are the output signals of the strain gages when loading the side frame of the trolley with a vertical force P in ; S 21 ... S 24 - output signals of strain gages while simultaneously loading the side frame with a vertical force P in and a longitudinal force P CR ; S 31 ... S 34 - output signals of strain gauges with simultaneous loading of the side frame with a vertical force P in , longitudinal force P CR and lateral force P b ; S 41 ... S 44 - output signals of strain gauges with simultaneous loading of the side frame with a vertical force P in and lateral force P b .

Далее вычисляется псевдообратная матрица по отношению к известной матрице [G] влиянияNext, the pseudoinverse matrix is calculated with respect to the known influence matrix [G]

Figure 00000003
Figure 00000003

Таким образом, постоянные коэффициенты а 11…а 44, входящие в состав псевдообратной матрицы [G]+, используются при восстановлении значений сил, действующих на боковую раму тележки от колесной пары, при проведении диагностирования вагона во время движения. Восстановление значений вертикальной силы Рв(t), продольной силы Рпр(t) и боковой силы Рб(t) по поступающим сигналам тензорезисторов осуществляется по следующим математическим формуламThus, the constant coefficients a 11 ... a 44 , which are part of the pseudo-inverse matrix [G] + , are used to restore the forces acting on the side frame of the trolley from the wheelset when diagnosing the car during movement. The restoration of the values of the vertical force P in (t), the longitudinal force P CR (t) and the lateral force P b (t) from the incoming signals of the strain gauges is carried out according to the following mathematical formulas

Figure 00000004
Figure 00000004

или в матричном видеor in matrix form

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

где Рв(t) - вертикальная сила, действующая на боковую раму тележки от колесной пары в требуемый момент времени; Рпр(t) - продольная сила, действующая на боковую раму тележки от колесной пары в требуемый момент времени; Рб(t) - боковая сила, действующая на боковую раму тележки от колесной пары в требуемый момент времени; Рб1(t) - боковая сила, возникающая при одновременном вертикальном и продольном нагружений; Рб2(t) - боковая сила, возникающая при одновременном вертикальном нагружений; а 11…а 44 - постоянные коэффициенты, входящие в состав псевдообратной матрицы [G]+; S1(t), S2(t), S3(t), S4(t) - выходные сигналы тензорезисторов в требуемый момент времени; P'(t) - вектор регистрируемых усилий в боковой раме тележки; P'(t)T - транспонированный вектор регистрируемых усилий в боковой раме тележки; [W] - матрица суммирования, позволяющая просуммировать некоторых восстановленных при диагностировании сил для определения их фактического значения.where P in (t) is the vertical force acting on the side frame of the trolley from the wheelset at the required time; P CR (t) is the longitudinal force acting on the side frame of the trolley from the wheelset at the required time; P b (t) is the lateral force acting on the side frame of the trolley from the wheelset at the required time; P b1 (t) is the lateral force arising from simultaneous vertical and longitudinal loading; P b2 (t) is the lateral force arising from simultaneous vertical loading; a 11 ... a 44 - constant coefficients that make up the pseudoinverse matrix [G] + ; S 1 (t), S 2 (t), S 3 (t), S 4 (t) are the output signals of the strain gauges at the required time; P '(t) is the vector of recorded forces in the side frame of the trolley; P '(t) T is the transposed vector of the recorded forces in the side frame of the trolley; [W] - a summation matrix that allows you to sum up some of the forces recovered during diagnosis to determine their actual value.

Устройство для измерения вертикальных, продольных и боковых сил, действующих на боковую раму тележки от колесной пары при движении вагона, содержит боковую раму 1 (фиг. 1) тележки (на фиг. не показана), по крайней мере четыре тензорезистора 2, 3, 4 и 5, установленные на верхней части боковой рамы в зоне между челюстными направляющими 6 и 7, ограничивающими перемещения колесной пары. Для получения не менее четырех выходных сигналов тензорезисторы 2, 3, 4 и 5 подключаются в четыре измерительных моста и каждый мост содержит по одному рабочему тензорезистору 2 (фиг. 2), 3 (фиг. 3), 4 (фиг. 4) или 5 (фиг. 5) и по три компенсационных тензорезистора 8, связанные с усилителями 9 и регистрирующими устройствами 10.A device for measuring vertical, longitudinal and lateral forces acting on the side frame of the trolley from the wheelset when the car moves, contains a side frame 1 (Fig. 1) of the trolley (not shown in Fig.), At least four strain gauges 2, 3, 4 and 5 mounted on the upper part of the side frame in the area between the jaw guides 6 and 7, restricting the movement of the wheelset. To obtain at least four output signals, the strain gages 2, 3, 4 and 5 are connected to four measuring bridges and each bridge contains one working strain gage 2 (Fig. 2), 3 (Fig. 3), 4 (Fig. 4) or 5 (Fig. 5) and three compensation strain gages 8, associated with amplifiers 9 and recording devices 10.

В случае использования более четырех выходных сигналов от установленных тензорезисторов, количество комбинаций действующих сил при градуировочных нагружениях должно соответствовать количеству этих выходных сигналов, так как псевдообратная матрица может существовать только по отношению к квадратной матрице.In the case of using more than four output signals from installed strain gages, the number of combinations of acting forces under calibration loads should correspond to the number of these output signals, since a pseudo-inverse matrix can exist only with respect to the square matrix.

Таким образом достигается технический результат, заключающийся в повышении точности измерений вертикальных, продольных и боковых сил, передающихся на боковую раму тележки от колесной пары, и повышении безопасности движения вагонов путем улучшения качества их диагностирования.Thus, a technical result is achieved, which consists in increasing the accuracy of measurements of vertical, longitudinal and lateral forces transmitted to the side frame of the trolley from the wheelset, and improving the safety of movement of cars by improving the quality of their diagnosis.

Claims (4)

1. Способ измерения вертикальных, продольных и боковых сил, действующих на боковую раму тележки от буксового узла при движении вагона, заключающийся в установке на боковой раме тележки тензорезисторов с дальнейшей обработкой их выходных сигналов, поступающих при проведении диагностирования, отличающийся тем, что на верхней части боковой рамы в зоне между челюстными направляющими, ограничивающими перемещения колесной пары, устанавливаются не менее четырех тензорезисторов таким образом, чтобы схема подключения тензорезисторов позволяла получать не менее четырех выходных сигналов, при этом обработка выходных сигналов для восстановления значений вертикальной, продольной и боковой силы для любого момента времени происходит через суммирование произведений постоянных коэффициентов, входящих в состав псевдообратной матрицы к матрице влияния, составленной при проведении градуировочных нагружений, на значения выходных сигналов от установленных тензорезисторов по общей формуле1. The method of measuring the vertical, longitudinal and lateral forces acting on the side frame of the trolley from the axle box when the car moves, which consists in installing strain gages on the side frame of the trolley with further processing of their output signals during diagnostics, characterized in that on the upper part of the side frame in the area between the jaw guides restricting the movement of the wheelset, at least four strain gages are installed so that the connection circuit of the strain gages allows receiving at least four output signals, while processing the output signals to restore the values of vertical, longitudinal and lateral forces for any moment of time occurs by summing the products of constant coefficients that are part of the pseudoinverse matrix to the influence matrix compiled during the calibration loads on the values of the output signals from the installed strain gages according to the general formula
Figure 00000007
Figure 00000007
 где P(t) - вертикальная, продольная или боковая силы, действующие на боковую раму тележки от колесной пары, определяемые в заданный момент времени; P'(t) - вектор регистрируемых усилий в боковой раме тележки; P'(t)T - транспонированный вектор регистрируемых усилий в боковой раме тележки; [W] - матрица суммирования, позволяющая просуммировать некоторые восстановленные при диагностировании силы для определения их фактического значения; а 11…а nn - постоянные коэффициенты, входящие в состав псевдообратной матрицы [G]+ к матрице влияния, составленной при проведении градуировочных нагружений; S1(t)…Sn(t) - выходные сигналы от установленных тензорезисторов в заданный момент времени; n - количество выходных сигналов, получаемых от установленных тензорезисторов.where P (t) is the vertical, longitudinal or lateral forces acting on the side frame of the trolley from the wheelset, determined at a given point in time; P '(t) is the vector of recorded forces in the side frame of the trolley; P '(t) T is the transposed vector of the recorded forces in the side frame of the trolley; [W] - a summation matrix that allows you to sum up some of the forces recovered during diagnosis to determine their actual value; and 11 ... and nn are the constant coefficients that make up the pseudoinverse matrix [G] + to the influence matrix compiled during the calibration loads; S 1 (t) ... S n (t) - output signals from installed strain gages at a given point in time; n is the number of output signals received from the installed strain gages. 2. Устройство для измерения вертикальных, продольных и боковых сил, действующих на боковую раму тележки от буксового узла при движении вагона, содержащего тензорезисторы, подключенные в измерительные мосты, связанные с усилителями и регистрирующими устройствами, отличающееся тем, что устройство содержит не менее четырех тензорезисторов, установленных на верхней части боковой рамы в зоне между челюстными направляющими, ограничивающими перемещения колесной пары, и подключенных в измерительные мосты таким образом, чтобы схема подключения тензорезисторов позволяла получать не менее четырех выходных сигналов.2. A device for measuring vertical, longitudinal and lateral forces acting on the side frame of the trolley from the axle box during the movement of a car containing strain gages connected to measuring bridges connected to amplifiers and recording devices, characterized in that the device contains at least four strain gages, mounted on the upper part of the side frame in the area between the jaw guides restricting the movement of the wheelset, and connected to the measuring bridges so that the strain gauge connection scheme allows receiving at least four output signals.
RU2019118833A 2019-06-17 2019-06-17 Method of measuring vertical, longitudinal and lateral forces acting on side frame of bogie from axle box unit during car movement, and device for implementation thereof RU2724986C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019118833A RU2724986C1 (en) 2019-06-17 2019-06-17 Method of measuring vertical, longitudinal and lateral forces acting on side frame of bogie from axle box unit during car movement, and device for implementation thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019118833A RU2724986C1 (en) 2019-06-17 2019-06-17 Method of measuring vertical, longitudinal and lateral forces acting on side frame of bogie from axle box unit during car movement, and device for implementation thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2724986C1 true RU2724986C1 (en) 2020-06-29

Family

ID=71510107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019118833A RU2724986C1 (en) 2019-06-17 2019-06-17 Method of measuring vertical, longitudinal and lateral forces acting on side frame of bogie from axle box unit during car movement, and device for implementation thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2724986C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2749445C1 (en) * 2020-07-23 2021-06-10 Акционерное общество "Научно-внедренческий центр "Вагоны" (АО "НВЦ "Вагоны") Method for measuring vertical and lateral forces impacting side frame of carriage from the wheelset when car is moving

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030084870A (en) * 2003-10-15 2003-11-01 한국철도기술연구원 Load testing system of bogie frame for rolling stock
RU2633001C2 (en) * 2015-10-30 2017-10-11 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Test bench for side frames of railway rolling stock trolleys
WO2018232137A1 (en) * 2017-06-15 2018-12-20 Amsted Rail Company, Inc. Railway freight car coupling force monitoring system
US20190078951A1 (en) * 2013-10-05 2019-03-14 Bertec Limited Force Measurement System and a Method of Calibrating the Same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030084870A (en) * 2003-10-15 2003-11-01 한국철도기술연구원 Load testing system of bogie frame for rolling stock
US20190078951A1 (en) * 2013-10-05 2019-03-14 Bertec Limited Force Measurement System and a Method of Calibrating the Same
RU2633001C2 (en) * 2015-10-30 2017-10-11 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Test bench for side frames of railway rolling stock trolleys
WO2018232137A1 (en) * 2017-06-15 2018-12-20 Amsted Rail Company, Inc. Railway freight car coupling force monitoring system

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГОСТ 33939-2016 Детали литые тележек железнодорожных грузовых вагонов. Методы ресурных испытаний. Часть 1, разделы 7, 8, 2016. *
ГОСТ 33939-2016 Детали литые тележек железнодорожных грузовых вагонов. Методы ресурных испытаний. Часть 1, разделы 7, 8, 2016. Ю.П. БОРОНЕНКО и др. Разработка новых модов измерения вертикальных сил, действующих на боковую раму тележки от колесной пары при движении вагона, Известия Петербургского университета путей сообщения, СПб, ПГУПС, 2020, т. 17, вып. 1, с. 7-22. *
Ю.П. БОРОНЕНКО и др. Разработка новых модов измерения вертикальных сил, действующих на боковую раму тележки от колесной пары при движении вагона, Известия Петербургского университета путей сообщения, СПб, ПГУПС, 2020, т. 17, вып. 1, с. 7-22. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2749445C1 (en) * 2020-07-23 2021-06-10 Акционерное общество "Научно-внедренческий центр "Вагоны" (АО "НВЦ "Вагоны") Method for measuring vertical and lateral forces impacting side frame of carriage from the wheelset when car is moving

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rahimov et al. Measuring scheme for determination of loads acting on the side frame of the bogie from a wheelset
KR20120009729A (en) Apparatus for loading test of railroad bridge, method for calculating load carrying capacity of railroad bridge and method for measuring drooping of railroad bridge
CN107314838B (en) Force measuring wheel set for measuring axle load spectrum
CN111238837A (en) Wheel set damage identification test bed for high-speed train based on wheel vibration acceleration response
CN108491594B (en) Method for reversely solving acting force between wheel and steel rail based on data acquired by strain gauge arranged on rail side
AT500769B1 (en) METHOD FOR DETECTING STRENGTHS OF ELASTIC DEFORMATION IN AT LEAST ONE RAIL AND ONE SURFACE
RU2724986C1 (en) Method of measuring vertical, longitudinal and lateral forces acting on side frame of bogie from axle box unit during car movement, and device for implementation thereof
CZ282525B6 (en) Method of determining operational state of railway lines and apparatus for making the same
US4627170A (en) Shaft guide alignment measurement
Boronenko et al. Experimental determination of forces through measurements of strains in the side frame of the bogie
Stoilov et al. Comparative analysis of the results of theoretical and experimental studies of freight wagon Sdggmrss-twin
RU2659365C1 (en) Method of evaluating stress-strain state of a track
Boronenko et al. Continuous monitoring of the wheel-rail contact vertical forces by using a variable measurement scale
RU155518U1 (en) RAIL SCALES FOR WEIGHING MOBILE RAILWAY OBJECTS IN MOVEMENT
Srinivas et al. Evaluation of longitudinal force on a railway bridge based on strain measurements
RU2749445C1 (en) Method for measuring vertical and lateral forces impacting side frame of carriage from the wheelset when car is moving
RU2720188C1 (en) Method of measuring lateral forces acting from wheel to rail, and device for implementation thereof
Rahimov et al. Development of a new measuring scheme for determining the indicators of horizontal and vertical dynamics of a subway car
Rahimov et al. A new way to determine the indicators of vertical and horizontal of a subway car
RU2143359C1 (en) Device for checking deformation of rails in vertical plane
Boronenko et al. Experimental determination of vertical and lateral loads on the bogie side frame of a freight wagon
RU206048U1 (en) Weighing device for railway rolling stock
Orlova et al. Improvements in strain gage technology to measure dynamic forces acting on bogie parts and rails
HU208174B (en) Method and device for measuring gross mass of raiway vehicles per wheal while advancement of the vehicles
JP7361631B2 (en) A method for measuring the contact position between a wheel of a railway vehicle and a rail, and a method for measuring lateral force on a railway vehicle using the same