RU116436U1 - Трибометрический комплекс для измерения коэффициента трения между колесом и рельсом - Google Patents
Трибометрический комплекс для измерения коэффициента трения между колесом и рельсом Download PDFInfo
- Publication number
- RU116436U1 RU116436U1 RU2012103117/11U RU2012103117U RU116436U1 RU 116436 U1 RU116436 U1 RU 116436U1 RU 2012103117/11 U RU2012103117/11 U RU 2012103117/11U RU 2012103117 U RU2012103117 U RU 2012103117U RU 116436 U1 RU116436 U1 RU 116436U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tribometer
- rail
- measuring
- wheel
- roller
- Prior art date
Links
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
1. Трибометрический комплекс для измерения коэффициента трения между колесом и рельсом, содержащий тележку с колесами и возможностью перемещения по рельсам, установленные на ней роликовый трибометр, оборудование для регистрации и обработки данных в виде датчиков трибометра, например тензометрических, и ЭВМ, а также источник автономного питания, отличающийся тем, что, по крайней мере, одно колесо тележки снабжено сервоприводом в виде шагового двигателя и датчика положений, измерительный ролик трибометра снабжен нагружателем с регулятором нагрузки, а в состав оборудования введены устройства управления и контроля скоростью движения тележки и нагрузкой на ролик. ! 2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что трибометр снабжен механизмом регулировки положения измерительного ролика по горизонту и углу относительно головки рельса. ! 3. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что, по крайней мере, одно колесо тележки снабжено компенсатором колебаний ширины рельсовой колеи, например пружинным. ! 4. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что тележка выполнена складной и с устройством для переноски.
Description
Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к оборудованию для определения коэффициента трения между колесом и рельсом и мест лубрикации с целью поддержания оптимального режима трения на поверхности рельса железнодорожного полотна.
Цель полезной модели - повышение достоверности измерений, надежности в работе и мобильности.
Трибометр [<гр. tribõ растираю+…метр] - прибор для измерения сил трения и износостойкости трущихся поверхностей.
Лубрикатор [<лат.lubricare делать скользким, гладким] - прибор для смазки под давлением трущихся частей машин.
Уровень техники
Известно устройство для измерения коэффициента трения между колесом и рельсом, содержащее П-образную раму с опорными колесами, шарнирно установленный на ней измерительный ролик, прижимаемый к рельсу с помощью сменных грузов и кинематически связанный с затормаживающим механизмом в виде упругой пластины с тензометрическими датчиками, при этом по обеим сторонам ролика установлены щечки с желобами, к которым прикреплен тросик, намотанный на катушку и осуществляющий кинематическую связь измерительного ролика с пластиной, один из датчиков пластины включен в одно из плеч измерительного моста, в другое плечо измерительного моста включен второй датчик пластины, в измерительную диагональ моста включен шлейфовый осциллограф, электрически связанный с датчиком импульсов, установленного на раме для изображения на экране меток пройденного расстояния (А.С. СССР №492412, 1973 г, М.Кл. B61K 13/00, G01N 19/02, опубл. Бюл. №43, 1976 г.) [1].
При работе с известным устройством, предварительно перед началом замера, вращают катушку и наматывают на нее тросик до полного натяжения, затем раму устанавливают на рельс и собирают электрическую схему, присоединяя провода к осциллографу и источнику постоянного тока, перемещают устройство вдоль рельса на опорных колесах. Под действием силы трения измерительный ролик и щечки вращаются, наматывают тросик и вращают катушку, после максимального вытягивания тросика, последний изгибает пластину до тех пор, пока не произойдет срыв измерительного ролика из зацепления с поверхностью головки рельса. Механическая деформация пластины посредством тензометрических датчиков преобразуется в электрические сигналы, подаваемые на диагональ моста, в которую включен осциллограф, регистрирующий полученные данные, время и пройденный путь, по которым определяют значения коэффициента трения между колесом и рельсом.
Недостатками известного устройства являются недостаточные точность и достоверность определения коэффициента трения, а также необходимость предварительной настройки (намотки тросика).
Тензометр [лат. tendere натягивать, напрягать+метр] - прибор для измерения деформаций, вызываемых механическими напряжениями в твердых телах.
За прототип выбран трибометрический комплекс для измерения коэффициента трения на поверхности рельса по Патенту РФ №2390451, 2009 г., МПК B61K 9/00, опубл. 27.05.2010 г. [2].
Комплекс-прототип содержит тележку с опорными роликами и, установленные на ней переносной роликовый трибометр с тензодатчиками, автономный источник питания, например аккумуляторная батарея и оборудование для регистрации и обработки данных, состоящее из ЭВМ, тензоусилителя со встроенным аналого-цифровым преобразователем, соединенного линейным кабелем с датчиками трибометра и подсоединенного к ЭВМ с помощью интерфейса параллельного порта.
Комплекс-прототип работает следующим образом.
Перед проведением измерений осуществляют настройку оборудования комплекса, к тензоусилителю подсоединяют аккумулятор, и соединяют его с ЭВМ через интерфейс параллельного порта, затем включают питание. Все операции по настройке тензоусилителя производят через ЭВМ с помощью специального программного обеспечения. После включения тензоусилителя запускают упомянутую программу, производят в ней регистрацию подключенных устройств и настраивают измерительные каналы. В настройку входят: определение типа датчика, выставление измерительного диапазона, регулировка нуля, определение типа фильтра низких частот и его частоты среза.
После настройки измерительного оборудования комплекса приступают к измерениям.
Принцип действия комплекса заключается в измерении силы трения между измерительным роликом и поверхностью рельса.
Для проведения измерения трения, на выбранном участке пути трибометр снимается оператором с тележки и устанавливается на рельс так, чтобы опорные ролики касались его поверхности.
После того, как устройство устойчиво прижато опорными роликами к рельсу, оператор двигает его относительно рельса. После начала скольжения измерительного ролика для получения достаточной для обработки записи следует двигать комплекс в течение трех-четырех секунд. В это время роликовый трибометр будет фиксировать высокочастотные составляющие импульсов трения и при помощи тензодатчиков получать значения силы трения в виде осциллограммы. Тензодатчики трибометра преобразуют механическую деформацию в электрический сигнал, который проходит через тензоусилитель, АЦП и в цифровом виде записывается на ЭВМ. Тензодатчики таким же образом позволяют фиксировать нормальную силу, действующую на измерительный ролик. Отношение мгновенных значений силы трения и нормальной силы дает значение коэффициента сцепления.
Далее нагрузка снимается, и измерение повторяется заново.
Для обеспечения достаточного для статистической обработки количества значений трения необходимо выполнить 10-15 замеров для выбранного участка, что позволит получить от 10 до 20 точек для каждого замера. По ним определяется как математическое ожидание коэффициентов трения, так и их дисперсия.
Недостатками комплекса-прототипа являются недостоверность измерений, ненадежность в работе (неустойчивость тележки при перемещении) и малая мобильность, обусловленные следующими причинами:
- невозможность перемещения тележки с необходимой, стабильной скоростью из-за отсутствия привода и контроля и управления скоростью движения тележки;
- отсутствие контроля и управления вертикальной нагрузкой на измерительный ролик трибометра;
- невозможность регулировки положения измерительного ролика трибометра по горизонту и углу относительно головки рельса;
- невозможность компенсации колебаний ширины колеи железнодорожного полотна;
- нескладная конструкция тележки и отсутствие устройства переноски.
Указанные недостатки устраняются тем, что в заявляемом трибометрическом комплексе для измерения коэффициента трения между колесом и рельсом, содержащим тележку с возможностью перемещения по рельсам и, установленные на ней, роликовый трибометр, оборудование для регистрации и обработки данных в виде датчиков трибометра, например тензометрических, и ЭВМ, а также источник автономного питания, по крайней мере, одно колесо тележки снабжено сервоприводом в виде шагового двигателя и датчика положений, измерительный ролик трибометра снабжен нагружателем с регулятором нагрузки, например порошковой или электромагнитной муфтой, и механизмом регулировки положения измерительного ролика по горизонту и углу относительно головки рельса, а в состав оборудования введены устройства управления и контроля скоростью движения тележки и нагрузкой на ролик. Кроме того, по крайней мере, одно колесо тележки снабжено компенсатором колебаний ширины рельсовой колеи, например пружинным, а тележка выполнена складной и с устройством для переноски.
Раскрытие полезной модели
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в следующем.
По мере интенсификации применения на железных дорогах смазки рельсов для безопасности и эффективности движения возникает необходимость в измерении коэффициента трения между колесом транспортного средства и головкой рельса железнодорожного полотна и определении мест лубрикации с целью поддержания оптимального режима движения и торможения колесного транспортного средства.
Известные устройства, использующие роликовые трибометры для решения обозначенной задачи, имеют недостатки:
- недостаточная достоверность результатов измерений из-за отсутствия контроля и управления скоростью движения тележки и вертикальной нагрузкой на измерительный ролик трибометра, и невозможность регулировки положения измерительного ролика трибометра по горизонту и углу относительно головки рельса;
- недостаточная надежность перемещения при эксплуатации из-за отсутствия механизма компенсации колебаний ширины колеи, особенно в местах поворота железнодорожного полотна;
- недостаточная мобильность из-за нескладывающейся конструкции и отсутствия устройства переноски.
Цель полезной модели - повышение достоверности измерений, надежности в работе и мобильности.
Для достижения поставленной цели целесообразно обеспечить, по крайней мере, одно колесо тележки приводом, например сервоприводом в виде шагового двигателя и датчика положений, а измерительный ролик трибометра - нагружателем с регулятором нагрузки, например порошковой или электромагнитной муфтой, и механизмом регулировки положения измерительного ролика по горизонту и углу относительно головки рельса, и ввести в состав оборудования устройства управления и контроля скоростью движения тележки и нагрузкой на ролик, а также снабдить, по крайней мере, одно колесо тележки компенсатором колебаний ширины рельсовой колеи, например пружинным, кроме того, тележку выполнить складной и с устройством для переноски.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 изображен трибометрический комплекс для измерения коэффициента трения между колесом и рельсом, общий вид, в изометрии, на фиг.2 - то же, функциональная схема, на фиг.3 - комплекс в собранном виде.
Трибометрический комплекс для измерения коэффициента трения между колесом и рельсом содержит тележку 1 с колесами 2, компенсатором 3 колебаний ширины колеи, сервоприводом (на чертежах не обозначен) в виде шагового двигателя 4 и датчика положений 5 и устройством переноски 6, трибометр (на чертежах не обозначен) с измерительным роликом 7, нагружателем 8, регулятором нагрузки 9 и механизмом 10 регулировки положения измерительного ролика, оборудование для регистрации и обработки данных (на чертежах не обозначено) в виде датчиков 11 трибометра, ЭВМ 12, устройства управления и контроля скоростью движения 13, устройства управления и контроля нагрузкой 14 на ролик 7 и автономный источник питания 15.
Трибометрический комплекс для измерения коэффициента трения между колесом и рельсом работает следующим образом.
Тележку 1 раскладывают и при помощи устройства переноски 6 устанавливают колесами 2 на рельсы железнодорожного полотна (на чертежах не обозначены), регулировкой компенсатора 3 обеспечивают надежный контакт колес 2 с рельсами, устанавливают трибометр и оборудование на тележку, механизмом 10 обеспечивают контакт с рабочей поверхностью рельса и необходимое положение измерительного ролика 7 трибометра по горизонту и углу относительно головки рельса, и подключают источник питания 15 к оборудованию и сервоприводу.
Измерительные и исполнительные узлы комплекса подключают к общей шине (на схеме не показана), при помощи пульта (на чертежах не обозначен) ЭВМ 12 запускают работу процессора (на чертежах не показан) ЭВМ 12, при этом упомянутые узлы взаимодействуют с процессором в пульсовом режиме или по протоколу ModBus, который производит опрос по шине ModBus, выясняя их наличие и работоспособность. Все настройки и проверки узлов производятся с помощью специального программного обеспечения. После инициализации процессор ЭВМ 12 постоянно опрашивает узлы комплекса и определяет их состояние. При работе процессор ЭВМ 12 передает команды на измерительные и исполнительные узлы комплекса и получает от них информацию, которая отображается на экране (на чертежах не обозначен) и записывается в устройстве памяти (на чертежах не показано) ЭВМ 12.
При помощи устройства 13 включают двигатель 4 и перемещают тележку 1 с трибометром и оборудованием по рельсам, нагружателем 8 создают необходимую нагрузку на ролик 7, при этом последний вращается и создает в датчиках 11 механические напряжения, которые преобразуются в электрические сигналы, а затем эти сигналы передаются в ЭВМ 12, где производится их регистрация, обработка и определяется сила нормального давления, действующая на измерительный ролик 7, при достижении определенной величины нагрузки ролик 7 начинает скользить, после начала скольжения ролика 7 тензодатчики 11 таким же образом фиксируют силу трения. Далее нагрузка снимается, и измерения повторяются заново.
В процессе измерения контроль и управление скоростью движения тележки 1 осуществляют устройством 13 посредством шагового двигателя 4 и датчика положений 5 сервопривода, а контроль и управление нагрузкой на измерительный ролик 7 трибометра осуществляют устройством 14 посредством нагружателя 8 и регулятора 9.
Для обеспечения достаточного для статистической обработки количества значений трения необходимо выполнить 10-15 замеров для выбранного участка, из которых 2 игнорируются, а значения последующих усредняются.
Значение коэффициента трения получают из отношения мгновенных значений силы трения и силы нормального давления.
Технический результат от использования заявляемого комплекса заключается в повышении достоверности измерений, надежности в работе и мобильности при измерении коэффициента трения на поверхности колеса и рельса.
Указанный технический результат достигается совокупностью отличительных признаков, а именно обеспечением, по крайней мере, одного колеса тележки приводом, например сервоприводом в виде шагового двигателя и датчика положений, а измерительного ролика трибометра - нагружателем с регулятором нагрузки, например, порошковой или электромагнитной муфтой, и механизмом регулировки положения измерительного ролика по горизонту и углу относительно головки рельса, введением в состав оборудования устройств управления и контроля скоростью движения тележки и нагрузкой на ролик, а также снабжением, по крайней мере, одного колеса тележки компенсатором колебаний ширины рельсовой колеи, например пружинным, и выполнение тележки складной и с устройством для переноски.
Представленные описание и чертежи заявляемого трибометрического комплекса позволяют, используя существующие материалы и покупные комплектующие изделия, изготовить его промышленным способом и использовать для измерения коэффициента трения на поверхности колеса и рельса с целью обеспечения инструментального контроля и получения данных настройки технических средств лубрикации для работы в системе адаптивного управления трением в паре «колесо-рельс».
Claims (4)
1. Трибометрический комплекс для измерения коэффициента трения между колесом и рельсом, содержащий тележку с колесами и возможностью перемещения по рельсам, установленные на ней роликовый трибометр, оборудование для регистрации и обработки данных в виде датчиков трибометра, например тензометрических, и ЭВМ, а также источник автономного питания, отличающийся тем, что, по крайней мере, одно колесо тележки снабжено сервоприводом в виде шагового двигателя и датчика положений, измерительный ролик трибометра снабжен нагружателем с регулятором нагрузки, а в состав оборудования введены устройства управления и контроля скоростью движения тележки и нагрузкой на ролик.
2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что трибометр снабжен механизмом регулировки положения измерительного ролика по горизонту и углу относительно головки рельса.
3. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что, по крайней мере, одно колесо тележки снабжено компенсатором колебаний ширины рельсовой колеи, например пружинным.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012103117/11U RU116436U1 (ru) | 2012-01-30 | 2012-01-30 | Трибометрический комплекс для измерения коэффициента трения между колесом и рельсом |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012103117/11U RU116436U1 (ru) | 2012-01-30 | 2012-01-30 | Трибометрический комплекс для измерения коэффициента трения между колесом и рельсом |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU116436U1 true RU116436U1 (ru) | 2012-05-27 |
Family
ID=46231971
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012103117/11U RU116436U1 (ru) | 2012-01-30 | 2012-01-30 | Трибометрический комплекс для измерения коэффициента трения между колесом и рельсом |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU116436U1 (ru) |
-
2012
- 2012-01-30 RU RU2012103117/11U patent/RU116436U1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109281238B (zh) | 一种轨道检测仪 | |
RU2371337C2 (ru) | Способ динамического управления тяговым усилием колес локомотива | |
CN201857560U (zh) | 一种用于检测轨道平顺的小车 | |
CN102033138A (zh) | 一种基于轨道特征的车速测量装置 | |
AU2017381030B2 (en) | A measuring device and method for recording a track geometry | |
US6192736B1 (en) | Tribometer for testing the efficiency of lubrication upon a railroad track surface | |
CN205711655U (zh) | 一种沥青摊铺机摊铺厚度实时检测装置 | |
RU116436U1 (ru) | Трибометрический комплекс для измерения коэффициента трения между колесом и рельсом | |
RU115748U1 (ru) | Трибометрический комплекс для измерения коэффициента трения между колесом и железнодорожным рельсом | |
RU115316U1 (ru) | Трибометрический комплекс с дистанционным управлением для измерения коэффициента трения между колесом и рельсом | |
CN207208071U (zh) | 一种轨道交通站台限界检测小车 | |
RU115749U1 (ru) | Трибометрический комплекс для измерения коэффициентов трения между колесами транспортного средства и рельсами железнодорожной колеи | |
CN108955521B (zh) | 基于一站两机器人结构的起重机轨道检测装置及方法 | |
RU116435U1 (ru) | Трибометрический комплекс для измерения коэффициента трения между колесом транспортного средства и рельсом железнодорожного полотна | |
RU165080U1 (ru) | Тележка аэродромная тормозная для определения условий торможения авиационных пневматических колес | |
CN107990849A (zh) | 拖车轨道直线度和平行度自动化检测装置及其检测方法 | |
RU118753U1 (ru) | Устройство измерения коэффициента сцепления транспортных колес с аэродромными и автодорожными покрытиями | |
CN201354439Y (zh) | 采用拉线式位移传感器的轨道三维约束测量装置 | |
CN214039906U (zh) | 一种房屋楼板厚度测定仪 | |
RU116434U1 (ru) | Трибометрический комплекс с механизмом реверсивного движения для измерения коэффициента трения между колесом и рельсом | |
CN106197813B (zh) | 铁路垂向轮轨力标定装置、系统及其标定方法 | |
USRE30075E (en) | Method and apparatus for locating improperly positioned or bent rolls | |
CN113859317A (zh) | 基于加速度计辅助的轨道巡检系统时空同步装置 | |
CN201926308U (zh) | 无辊式吸风烧结料层激光测厚装置 | |
JP2012017989A (ja) | 可動式ホーム柵測定装置及び測定方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20130131 |