RU122771U1

RU122771U1 - STAND FOR TESTING THE COMPONENT PARTS OF RAILWAY CARS

Info

Publication number: RU122771U1
Application number: RU2012131841/11U
Authority: RU
Inventors: Владислав Петрович Клюка; Виктор Константинович Кучеренко; Юрий Иванович Матяш; Александр Дмитриевич Родченко; Дмитрий Николаевич Шлома
Priority date: 2012-07-24
Filing date: 2012-07-24
Publication date: 2012-12-10

Abstract

Стенд для диагностирования тележки пассажирского вагона, состоящий из основания фундамента с конусной поверхностью, на который через тела качения оперта опорная плита, отличающийся тем, что имеет П-образный портал, в центре которого закреплен гидравлический домкрат, способный через динамометр нагружать тележку опорой на пятник, стойку с установленным на ней асинхронным трехфазным двигателем, передающим крутящий момент на ось испытуемой колесной паре через карданный вал; две ригельные поперечины с расположенными на них светильниками и видеокамерами; устройство имитации внешнего воздействия (снег и наледь в зимнее время, влага и пыль - в летнее, ветер) на область контакта поверхности катания колесной пары и тормозной колодки; пост оператора стенда, содержащий информационную панель с порядком проведения испытаний; систему управления стендом, состоящую из ЭВМ, управляющей устройством сбора данных с датчиков (температуры, относительной влажности и скорости атмосферного воздуха и воздуха, обдуваемого тормозные колодки, температуры поверхностей букс, температуры контактной поверхности тормозных колодок и поверхности катания колесных пар, вибрации букс), выполняющей обработку и визуальное отображение полученной с них информации и формирующей электронный паспорт тележки железнодорожного вагона.A stand for diagnosing a bogie of a passenger car, consisting of a foundation base with a tapered surface, on which a base plate is supported through the rolling bodies, characterized in that it has a U-shaped portal, in the center of which a hydraulic jack is fixed, capable of loading the bogie with a center plate through a dynamometer, a rack with an asynchronous three-phase motor installed on it, which transmits torque to the axle of the tested wheelset through the cardan shaft; two crossbars with lamps and video cameras located on them; a device for simulating external influences (snow and ice in the winter, moisture and dust in the summer, wind) on the contact area of the rolling surface of the wheelset and the brake shoe; the stand of the stand operator, containing an information panel with the test procedure; a stand control system, consisting of a computer that controls a device for collecting data from sensors (temperature, relative humidity and speed of atmospheric air and air blown through the brake pads, temperature of the axle box surfaces, temperature of the contact surface of brake pads and the rolling surface of wheel pairs, vibration of axle boxes), processing and visual display of the information received from them and forming an electronic passport of the railway carriage bogie.

Description

1.1 Область техники, к которой относится полезная модель1.1 The technical field to which the utility model relates.

Полезная модель относится к области вагонного хозяйства, в частности, к контрольно-испытательному оборудованию, предназначенному для испытания составных частей тележек железнодорожных вагонов.The utility model relates to the field of carriage facilities, in particular, to test equipment intended for testing the components of railroad carriages.

1.2 Уровень техники1.2 prior art

Известен стенд для диагностики и испытания колесных пар железнодорожного подвижного состава, содержащий привод для вращения колесной пары и органы управления, снабженные ЭВМ и многоканальным дистанционным измерителем температуры. (Патент полезной модели RU 85420 U1, 10.08.2009).A known stand for the diagnosis and testing of wheelsets of railway rolling stock, containing a drive for rotating the wheelset and controls equipped with a computer and a multi-channel remote temperature meter. (Patent of utility model RU 85420 U1, 08/10/2009).

Недостаток такого стенда заключается в том, что на нем можно диагностировать только колесные пары мотор-вагонного подвижного состава, поскольку крутящий момент диагностируемой колесной паре передается через мотор-редуктор буксы колесной пары.The disadvantage of such a stand is that only wheel sets of a motor-car rolling stock can be diagnosed on it, since the torque of the diagnosed wheelset is transmitted through the gearbox of the wheel axle box.

Наиболее близким к предлагаемому является стенд для диагностирования тележки пассажирского вагона, состоящий из основания фундамента с конусной поверхностью, на который, через тела качения, оперта опорная плита с опорными роликами, взаимодействующими с колесами тележки. (Патент RU 2315276 С1, 20.01.2008).Closest to the proposed one is a stand for diagnosing a carriage of a passenger carriage, consisting of a foundation foundation with a conical surface, on which, through rolling bodies, a support plate with support rollers interacting with the wheels of the carriage is supported. (Patent RU 2315276 C1, 01.20.2008).

Недостатком такого стенда является невозможность испытания составных частей (колесные пары, буксы, тормозные колодки) тележек железнодорожных вагонов, отсутствие устройств имитации внешнего атмосферного воздействия (снег и наледь в зимнее время, влага и пыль - в летнее, ветер) на область контакта поверхности катания колесной пары и тормозной колодки, и автоматизированных средств сбора, обработки и визуального отображения информации о проведенных испытаниях и последующего формирования электронного паспорта тележки железнодорожного вагона.The disadvantage of such a stand is the impossibility of testing the components (wheelsets, axle boxes, brake pads) of railway carriage bogies, the lack of devices to simulate external atmospheric effects (snow and ice in winter, moisture and dust in summer, wind) on the contact area of the rolling surface couples and brake pads, and automated means for collecting, processing and visual display of information about the tests and the subsequent formation of an electronic passport of the railway carriage rut.

1.3 Раскрытие полезной модели1.3 Disclosure of utility model

Целью полезной модели является повышение безопасности движения подвижного состава за счет прогнозирования остаточного ресурса колесных пар, букс и тормозных колодок и эффективности работы тормозного оборудования вагона за счет выработки методики управления автотормозами при различных климатических условиях в эксплуатации, а также возможности испытания составных частей тележек железнодорожных вагонов.The purpose of the utility model is to increase the safety of rolling stock by predicting the residual life of wheelsets, axle boxes and brake pads and the efficiency of the car’s brake equipment by developing methods for controlling auto brakes under various climatic conditions in operation, as well as the ability to test the components of railway carriages.

Указанная цель достигается тем, что стенд имеет основание в виде плиты, на которой установлены: два катковых устройства с возможностью продольного перемещения и взаимодействия с поверхностью катания испытуемой колесной пары; два отрезка рельсов для второй колесной пары тележки, удерживаемой от продольного перемещения захватами и башмаками; П-образный портал, в центре которого закреплен гидравлический домкрат, способный через динамометр нагружать тележку опорой на пятник; стойка с закрепленным на ней пневматическим цилиндром, связанным с тормозной системой тележки и питающимся от воздушного компрессора через запасной резервуар; кран машиниста с манометром для контроля давления; стойка с установленным на ней асинхронным трехфазным двигателем, передающим крутящий момент на ось испытуемой колесной паре через карданный вал; аппаратный шкаф в котором располагаются: частотный преобразователь, клеммные рейки, автоматические выключатели, магнитный пускатель, блок питания видеокамер, электрические обогреватели и вентилятор приточного воздуха с сетчатым фильтром; силовой шкаф в котором располагаются: устройства коммутации, понижающий трансформатор и выпрямитель; две ригельные поперечины с расположенными на них светильниками и видеокамерами, оценивающими степень износа контактируемых поверхностей колесных пар и тормозных колодок; устройство имитации внешнего воздействия (снег и наледь в зимнее время, влага и пыль - в летнее, ветер) на область контакта поверхности катания колесной пары и тормозной колодки; пост оператора стенда, содержащий информационную панель с порядком проведения испытаний; система управления стендом, состоящая из ЭВМ, управляющей устройством сбора данных с датчиков (температуры, относительной влажности и скорости атмосферного воздуха и воздуха, обдуваемого тормозные колодки, температуры поверхностей букс, температуры контактной поверхности тормозных колодок и поверхности катания колесных пар, вибрации букс), выполняющей обработку и визуальное отображение полученной с них информации и формирующей электронный паспорт тележки железнодорожного вагона.This goal is achieved by the fact that the stand has a base in the form of a plate on which are installed: two roller devices with the possibility of longitudinal movement and interaction with the rolling surface of the test wheelset; two pieces of rails for the second wheel pair of the trolley, held from longitudinal movement by grippers and shoes; A U-shaped portal, in the center of which a hydraulic jack is fixed, capable of loading the trolley with a support on Friday through a dynamometer; a rack with a pneumatic cylinder fixed to it, connected to the brake system of the trolley and powered by an air compressor through a spare tank; driver’s crane with pressure gauge for pressure control; a rack with an asynchronous three-phase motor installed on it, transmitting torque to the axis of the test wheel pair through the driveshaft; the hardware cabinet in which are located: a frequency converter, terminal rails, circuit breakers, a magnetic starter, a video camera power supply, electric heaters and a supply air fan with a mesh filter; power cabinet in which are located: switching devices, step-down transformer and rectifier; two crossbar crossbars with lamps and video cameras located on them, evaluating the degree of wear of the contacting surfaces of the wheelsets and brake pads; a device for simulating external effects (snow and ice in the winter, moisture and dust in the summer, wind) on the contact area of the rolling surface of the wheelset and the brake pad; stand operator post containing an information panel with the order of testing; a bench control system consisting of a computer that controls a device for collecting data from sensors (temperature, relative humidity and speed of atmospheric air and air, blown brake pads, temperature of axlebox surfaces, contact surface temperature of brake pads and wheel pair surface, axle box vibration), which performs processing and visual display of the information received from them and forming the electronic passport of the railway carriage cart.

1.4 Краткое описание чертежей1.4 Brief Description of the Drawings

На фиг.1 представлен главный вид предлагаемой конструкции стенда, на фиг.2 - вид сверху, на фиг.3 - температурные датчики, установленные на буксе, тормозной колодке и колесной паре.Figure 1 presents the main view of the proposed design of the stand, figure 2 is a top view, figure 3 - temperature sensors mounted on the axle box, brake pad and wheelset.

На плите (1), усиленной ребрами жесткости (2), через шумопоглощающие прокладки (3) установлены два Катковых устройства (4), на которые опирается испытуемая колесная пара (5). Другая колесная пара (9) опирается на два отрезка рельсов (10), также установленных на плите и выбранных такой длины, чтобы можно было устанавливать на стенд тележки с различными базами. От продольного перемещения тележка удерживается четырьмя струбцинами (6), связывающими боковые рамы (7) тележки с плитой и четырьмя башмаками (8). На П-образном портале (16), жестко связанным с плитой (1), закреплен гидравлический домкрат (14), опирающийся при работе на пятник (13) тележки. Между опорной поверхностью портала (16) и гидравлическим домкратом (14) установлен динамометр (15) для контроля величины нагружения тележки. На металлической стойке (11) закреплен пневматический цилиндр (12), связанный с тормозной рычажной передачей (31) тележки. На стойке (23) через шумопоглощающую прокладку (22) закреплен асинхронный трехфазный электродвигатель (21) с частотой вращения, регулируемой частотным преобразователем, передающим крутящий момент через карданный вал (20) на ось испытуемой колесной пары (5). В правой части стенда находится система управления автотормозами (30) включающая в себя воздушный компрессор, запасной резервуар и кран машиниста; пост оператора стенда (28) с информационной панелью (27); система управления стендом, включающая в себя устройство сбора данных и ЭВМ (29); в левой части - силовой (24) и аппаратный (25) шкафы с элементами защиты. Над стендом на двух ригельных поперечинах (19) располагаются видеокамеры (32) и светильники (33). В левой нижней части стенда находится устройство имитации внешнего воздействия (18). На буксах испытуемой колесной пары (5) установлены датчики температуры (36) и вибрации (37), на оси - датчик частоты вращения (34). В ободе дисков испытуемой колесной пары (5), а также в верхней и нижней части тормозной колодки (26) просверлены сквозные отверстия и установлены датчики температуры (35) и (38) контактных поверхностей системы «Колесо-тормозная колодка», а возле буксовых узлов - датчик скорости движения воздуха(17).On the plate (1), reinforced with stiffeners (2), through the sound-absorbing gaskets (3), two Roller devices (4) are installed, on which the tested wheelset (5) rests. Another pair of wheels (9) is supported by two pieces of rails (10), also mounted on the plate and selected so long that they can be installed on the stand carts with different bases. From longitudinal movement, the trolley is held by four clamps (6) connecting the side frames (7) of the trolley with a plate and four shoes (8). On the U-shaped portal (16), rigidly connected with the stove (1), a hydraulic jack (14) is fixed, which is supported by the trolley on the Friday (13). Between the supporting surface of the portal (16) and the hydraulic jack (14), a dynamometer (15) is installed to control the load of the trolley. A pneumatic cylinder (12) connected to the brake linkage (31) of the trolley is mounted on a metal column (11). A three-phase asynchronous electric motor (21) is mounted on a stand (23) through a noise-absorbing pad (22) with a speed controlled by a frequency converter that transmits torque through the driveshaft (20) to the axis of the tested wheelset (5). On the right side of the stand there is a brake control system (30) including an air compressor, a spare tank and a driver’s crane; stand operator post (28) with information panel (27); a stand management system, including a data acquisition device and a computer (29); on the left side - power (24) and hardware (25) cabinets with protection elements. Video cameras (32) and lamps (33) are located above the stand on two crossbeams (19). In the lower left part of the stand is a device for simulating external influences (18). On the axle boxes of the tested pair of wheels (5), temperature and vibration sensors (36) and vibration sensors (37) are installed, and on the axis there is a speed sensor (34). Through holes were drilled in the rim of the wheels of the tested wheelset (5), as well as in the upper and lower parts of the brake shoe (26), and temperature sensors (35) and (38) of the contact surfaces of the Wheel-brake shoe system were installed, and near the axle boxes - air velocity sensor (17).

Стенд работает следующим образом. Перед началом испытаний следует подать напряжение на стенд включением автоматических выключателей в силовом (24) и аппаратном (25) шкафах. После этого произойдет включение светильников (33), видеокамер (32) и подача напряжения на частотный преобразователь, устройство сбора данных и ЭВМ (29). Затем необходимо подготовить и проверить работу системы управления автотормозами (30). Далее включить ЭВМ (29) и запустить программу, управляющую работой стенда. Управляющая программа автоматически выполняет самодиагностику измерительного и видеозаписывающего оборудования стенда, об успешном завершении которой выводиться сообщение на дисплей ЭВМ (29), в противном случае - рекомендации по устранению неисправностей. После устранения неисправностей (при их наличии) из главного окна управляющей программы следует выбрать цель испытания и дальнейшие действия выполнять по соответствующему алгоритму, последовательность действий которого выводится на дисплей ЭВМ (29). Выбрав алгоритм испытаний, включить частотный преобразователь, находящийся в аппаратном шкафу (25), что приведет к запуску электродвигателя (21) и передаче вращающего момента посредством карданного вала (20) на испытуемую колесную пару (5). Затем включением гидравлического домкрата (14) нагрузить тележку нагрузкой, величина которой контролируется динамометром (15). После сообщения на дисплее ЭВМ (29) о выходе стенда на рабочий режим - приступить к испытаниям. На стенде реализованы различные алгоритмы испытаний, основная цель которых сводится к построению температурных полей буксовых узлов, системы «Колесо-тормозная колодка» и определению вибраций буксовых узлов при движении тележки с постоянной или переменной скоростью с имитацией груженного или порожнего состояния при различных режимах торможения с учетом воздействия внешних факторов (снег, наледь на контактных поверхностях тормозной колодки и колеса, дождь, влажность, пыль и ветер). Во время испытаний, ЭВМ (29) посредством видеокамер (32) фиксирует процесс испытаний, а с помощью устройства сбора данных регистрирует показания с датчиков и выводит их на дисплей в виде графиков и сохраняет в электронном паспорте.The stand works as follows. Before starting the tests, voltage should be applied to the stand by turning on the circuit breakers in the power (24) and hardware (25) cabinets. After that, the lamps (33), video cameras (32) turn on and the voltage is applied to the frequency converter, data acquisition device, and computer (29). Then it is necessary to prepare and test the operation of the brake control system (30). Next, turn on the computer (29) and run the program that controls the operation of the stand. The control program automatically performs self-diagnostics of the measuring and video recording equipment of the stand, on the successful completion of which a message is displayed on the computer display (29), otherwise, recommendations for troubleshooting. After troubleshooting (if any), the test purpose should be selected from the main window of the control program and further actions should be performed according to the corresponding algorithm, the sequence of actions of which is displayed on the computer display (29). Having chosen the test algorithm, turn on the frequency converter located in the hardware cabinet (25), which will lead to the start of the electric motor (21) and the transmission of torque through the driveshaft (20) to the test wheel pair (5). Then, by turning on the hydraulic jack (14), load the trolley with a load, the value of which is controlled by a dynamometer (15). After a message on the computer display (29) indicates that the stand has entered the operating mode, proceed with testing. At the stand, various test algorithms are implemented, the main purpose of which is to build the temperature fields of axlebox units, the Wheel-brake shoe system and determine the vibrations of axleboxes when the cart moves at constant or variable speed with imitation of a loaded or empty state under various braking conditions, taking into account external factors (snow, ice on the contact surfaces of the brake pads and wheels, rain, humidity, dust and wind). During the tests, the computer (29) records the test process by means of video cameras (32), and with the help of a data acquisition device registers readings from sensors and displays them in the form of graphs and stores them in an electronic passport.

Использование предлагаемой конструкции стенда позволяет повысить безопасность движения подвижного состава за счет прогнозирования остаточного ресурса колесных пар и тормозных колодок, увеличить эффективность работы тормозного оборудования поезда за счет выработки методики управления автотормозами при различных климатических условиях в эксплуатации, а также - испытывать составные части тележек железнодорожных вагонов, в широком диапазоне регулировать осевую нагрузку на колесную пару, усилие прижатия тормозных колодок к поверхности обода колеса, скорость вращения колесной пары, измерять распределение температуры по поверхности катания дисков колесной пары и тормозной колодке при различных условиях торможения, степень и характер износа поверхностей колеса при различных условиях эксплуатации и одновременного воздействия внешних факторов (снега, образование наледи на контактных поверхностях тормозной колодки и колеса, дождя, влажности, пыли и ветра).Using the proposed design of the stand allows you to increase the safety of rolling stock by predicting the residual life of wheelsets and brake pads, increase the efficiency of the train's brake equipment by developing methods for controlling auto brakes under various climatic conditions in operation, and also to test the components of railway carriages, in a wide range to regulate the axial load on the wheelset, the force of pressing the brake pads to the surface the rim of the wheel, the speed of rotation of the wheel pair, measure the temperature distribution over the rolling surface of the wheels of the wheel pair and the brake shoe under various braking conditions, the degree and nature of wear of the wheel surfaces under various operating conditions and the simultaneous exposure to external factors (snow, ice formation on the contact surfaces of the brake pads and wheels, rain, humidity, dust and wind).

Claims

A stand for diagnosing a passenger carriage trolley, consisting of a foundation foundation with a conical surface, on which a support plate is supported through the rolling elements, characterized in that it has a U-shaped portal, in the center of which a hydraulic jack is mounted, capable of loading the carriage through the dynamometer with support on Friday, a rack with an asynchronous three-phase motor installed on it, transmitting torque to the axis of the test wheel pair through the driveshaft; two crossbar crossbars with the lamps and video cameras located on them; a device for simulating external influences (snow and ice in the winter, moisture and dust in the summer, wind) on the contact area of the rolling surface of the wheelset and brake pads; stand operator post containing an information panel with the order of the tests; a stand control system consisting of a computer that controls a device for collecting data from sensors (temperature, relative humidity and speed of atmospheric air and air, blown brake pads, temperature of axlebox surfaces, contact surface temperature of brake pads and wheel pair surface, axle box vibration) processing and visual display of the information received from them and forming the electronic passport of the railway carriage trolley.