RU213973U1 - Стенд для прочностных испытаний железнодорожных транспортных средств - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области испытаний транспортных средств, а именно для проведения прочностных испытаний. Стенд для прочностных испытаний железнодорожных транспортных средств включает фундамент, расположенный с обеих сторон участка железнодорожного пути, на котором установлены: опорная рама из двух продольных балок и установленных на них неподвижной и подвижной поперечных балок и вертикальные силовые колонны, соединенные установленными на них с возможностью вертикального перемещения поперечинами, оснащенными силовыми и вспомогательными устройствами. Продольные балки установлены с возможностью продольного перемещения, а подвижная поперечная балка закреплена на продольных балках с возможностью поворота в горизонтальной плоскости. Охват железнодорожных транспортных средств включает вставку закладных элементов, имитирующих поглощающие аппараты автосцепных устройств, между продольными штоками неподвижной и подвижной поперечных балок и упорами хребтовых балок. Технический результат заключается в расширении сферы использования стенда за счет обеспечения возможности проведения прочностных испытаний при изготовлении железнодорожных вагонов, автомотрис, электропоездов и других железнодорожных транспортных средств и их металлоконструкций кузовов и выходе их из ремонта без ограничений, присущих известному решению. 7 ил.

Description

Полезная модель относится к области испытаний транспортных средств, например железнодорожных вагонов, автомотрис, электропоездов, и других железнодорожных транспортных средств, и предназначена для проведения исследования напряженно-деформированного состояния кузовов железнодорожных транспортных средств, а именно для проведения прочностных испытаний при изготовлении любых вышеперечисленных вагонов и металлоконструкций их кузовов, а также при выходе их из ремонта.

Создание новых отечественных кузовов пассажирского парка вагонов и конструкторской документации на них должны производиться с учетом требований европейских нормативов, включающих предварительные расчеты, подтверждающие достаточную прочность кузова железнодорожного подвижного состава, а также проведение комплекса испытаний, первыми из которых являются прочностные статические испытания металлоконструкции кузова.

При планировании таких испытаний требуется реализовать комплекс нормативных нагрузок на металлоконструкцию кузова, соответствующих эксплуатационным нагрузкам предусмотренным нормативами.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому стенду является комплекс для прочностных испытаний вагонов, включающий: фундамент, расположенный с обеих сторон участка железнодорожного пути, на котором установлена посредством рычагов опорная рама, состоящая из продольных и поперечных балок, вибропривод, измерительную систему, оснащен погрузочно-разгрузочным устройством, причем рычаги установлены попарно под каждой продольной балкой симметрично центральной оси рамы под одинаковым углом, а перпендикулярно продольной оси каждого рычага на фундаменте установлена соответствующая пружина, при этом одна из поперечных балок жестко закреплена с продольными балками, а другая - шарнирно закреплена на одной из продольных балок опорной рамы с возможностью поворота в вертикальной плоскости относительно другой продольной балки и охвата вместе со второй поперечной балкой автосцепок вагона.

Недостаток конструкции заключается в невозможности реализовать испытательные (эксплуатационные) нагрузки: сжатия и растяжения, приложенные как к рамам, так и буферам или сцепным устройствам железнодорожных транспортных средств, нагрузки на разном уровне в торцевые стены железнодорожных транспортных средств.

Технический результат заключается в расширении сферы использования стенда за счет обеспечения возможности проведения прочностных испытаний при изготовлении железнодорожных вагонов, автомотрис, электропоездов и других железнодорожных транспортных средств и их металлоконструкций кузовов и выходе их из ремонта без ограничений присущих известному решению.

Указанный технический результат достигается тем, что на фундаменте, расположенном с обеих сторон участка железнодорожного пути, установлены опорная рама, состоящая из двух продольных, установленных с возможностью продольного перемещения, например, за счет устройства просвета между ими и опорами, балок; неподвижной и подвижной поперечных балок, установленных с возможностью охвата ими железнодорожных транспортных средств. Причем подвижная поперечная балка закреплена на продольных балках с возможностью поворота в горизонтальной плоскости. Кроме того, охват железнодорожных транспортных средств включает вставку закладных элементов, имитирующих поглощающие аппараты автосцепных устройств, между продольными штоками неподвижной и подвижной поперечных балок и упорами хребтовых балок. Также на фундаменте дополнительно устанавливаются вертикальные силовые колонны, соединенные установленными на них с возможностью вертикального перемещения поперечинами, оснащенными силовыми и вспомогательными устройствами. Стенд оснащен силовыми элементами и измерительной системой.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид и вид сверху стенда для прочностных испытаний железнодорожных транспортных средств; на фиг. 2 показан общий вид и вид справа консольной части стенда, на фиг. 3 показан узел фиксации подвижной поперечины на продольных балках, на фиг. 4 показано закрепление подвижной поперечины на продольной балке, на фиг. 5 показан узел фиксации железнодорожного подвижного состава в стенде, на фиг. 6 - кузов пассажирского вагона для испытаний по европейским нагрузкам в стенде, на фиг. 7 показана установка силовых и силоизмерительных устройств на поперечной балке стенда.

Стенд для прочностных испытаний железнодорожных транспортных средств включает железнодорожный путь 1 и опорную раму 2 из двух продольных 3 балок, установленных с возможностью горизонтального перемещения за счет устройства просвета между продольной 3 балкой и опорами 4, жестко закрепленными на фундаменте 5, расположенном с обеих сторон участка железнодорожного пути 1. На продольных 3 балках закреплены неподвижная 6 и подвижная 7 поперечные балки, причем подвижная 7 поперечная балка закреплена на продольных 3 балках с возможностью поворота в горизонтальной плоскости, а надеванием башмаков 8 на вилкообразные окончания 9 неподвижной 6 и подвижной 7 поперечных балок перед их поворотом обеспечивается их плотное соединение, необходимое для передачи продольных нагрузок сжатия и растяжения, с продольными 3 балками. Для фиксации местоположения неподвижной 6 и подвижной 7 поперечных балок на продольных 3 балках на последних устраиваются упорные кольца 10, между которыми с помощью установки полуколец 11, с устроенными на каждом из них верхней и нижней упорной площадками 12, осуществляется позиционирование неподвижной 6 и подвижной 7 поперечных балок на продольных 3 балках.

Фиксация железнодорожного подвижного состава осуществляется устройством на неподвижной 6 и подвижной 7 поперечных балках штоков 13, установкой между штоками 13 и упорами хребтовой балки (передними 14 и задними 15) вагона 16 двух закладных элементов (сухарей) 17, имитирующих поглощающие аппараты автосцепных устройств вагона 16, а также устройством в неподвижной 6 поперечной балке гидравлического силового цилиндра 18 жестко соединенного со штоком 13.

Для обеспечения возможности проведения прочностных испытаний железнодорожного подвижного состава, на фундаменте 5, расположенном с обеих сторон участка железнодорожного пути 1, устанавливают вертикальные силовые колонны 19 соединенные поперечинами 20, установленными с возможностью вертикального перемещения, с установленными на последних силовыми 21 или вспомогательными 22, например, оборудованием для фото- и видеофиксации и/или осветительным оборудованием, устройствами.

Стенд оснащен гидростанцией высокого давления 23, силоизмерительной 24 и тензометрическими 25 системами.

Для выполнения нормативных требований по нагружению кузова вагона используются одна или две поперечные балки вертикальных колонн не только как элемент несущей конструкции стенда, но и как площадки для монтажа силовых гидравлических домкратов и измерительных устройств.

Поперечная балка, по горизонтали, имеет отверстия для установки на ней гидравлических домкратов (силовых устройств), а также отверстия для соединения с колоннами посредством болтовых соединений прикладываемой нагрузки на торцевую стену, для чего колонны имеют соответствующие отверстия по вертикали, и, следовательно, заявляемая конструкция позволяет приложить нагрузку практически в любую точку торцевой стены вагона.

В качестве датчиков силовых 21 устройств силоизмерительной системы 24 в стенде используются, например, датчики силы типа С6А с наибольшим пределом измерения 2,0 МН с контролем нагрузки по показаниям терминалов или измерительных усилителей Spider (НВМ), а в тензометрической 25 системе, например, тензометрические датчики силы типа М100-50-С3 с наибольшим пределом измерения 50 тс.

Рассмотрим работу стенда на примере приложения продольной силы сжатия к торцевой стене вагона при прочностных испытаниях.

Для проведения прочностных испытаний, железнодорожное транспортное средство - вагон 16 по железнодорожному пути 1 устанавливают в зону опорной рамы 2 из двух продольных 3 балок с жестко закрепленной на них неподвижной 6 поперечной балкой.

Затем на вилкообразные окончания 9 подвижной 7 поперечной балки надеваются башмаки 8, осуществляется установка этой балки внутри продольных 3 балок в их горизонтальной плоскости и счет вращения в горизонтальной плоскости балка потно устанавливается между упорными кольцами 10 продольных 3 балок.

Осуществляется позиционирование подвижной 7 поперечной балки на продольных 3 балках за счет установки между упорными кольцами 10 продольных 3 балок и подвижной 7 поперечной балкой полуколец 11, с устроенными на каждом из них верхней и нижней упорной площадками 12.

Между штоками 13 неподвижной 6 и подвижной 7 поперечных балок и упорами хребтовой балки (передними 14 и задними 15) вагона 16 устанавливаются закладные элементы (сухари) 17.

Затем горизонтальным приводом - гидравлическим силовым цилиндром 18 жестко соединенным со штоком 13 неподвижной 7 поперечной балки осуществляют фиксацию кузова вагона 16 через упоры хребтовой балки (передние 14 и задние 15) в стенде.

Позиционируют места приложения нагрузки в торцевую стену 25 вагона 16 для проведения конкретного прочностного испытания за счет размещения на вертикальных силовых колоннах 19 на определенной высоте поперечин 20, оснащенных силовыми 21 устройствами, например, гидроцилиндрами, а также горизонтального перемещения силовых 21 устройств на поперечинах 20 с осуществлением плотного контакта рабочих поверхностей силовых 21 устройств с торцевой стенкой 26 вагона 16. Для осуществления фиксации испытания на вертикальных силовых колоннах 19 устанавливают поперечину 20 с установленными на ней вспомогательными 22 устройствами.

Затем включают гидростанцию высокого давления 23, размещенную, например, с боковой стороны вертикальной силовой колонны 19. Силовыми 21 устройствами, например, гидроцилиндрами нагружают торцевую стену 26 вагона 16 испытательными нагрузками. По окончанию установленного времени выключают гидростанцию высокого давления 23.

В процессе проведения испытания запись, обработку и анализ сигналов от силоизмерительных датчиков 27 и тензометрических датчиков 28 производят, соответственно, в силоизмерительной 24 и тензометрической 25 системах.

Затем производят осмотр металлоконструкции вагона 16.

При визуальном осмотре проверяется:

- состояние несущих элементов и сварных соединений кузова и рамы железнодорожных транспортных средств;

- наличие трещин и изломов на хребтовых балках, местах креплений балок и стоек.

На основании данных, выдаваемых силоизмерительной 24 и тензометрической 25 системами и данных визуального осмотра, принимают решение о пригодности вагона 16 к эксплуатации.

На заявляемом стенде испытания на прочность железнодорожных транспортных средств производятся при воздействии на них нагрузок сжатия и растяжения, прикладываемым не только к торцевой стене вагона, но также к буферам и сцепным устройствам, что соответствует эксплуатационным нагрузкам, возникающим как при маневровых работах с железнодорожными транспортными средствами, так и при движении с конструкционной скоростью и т.п.

Использование предлагаемого комплекса позволит повысить качество проведения прочностных испытаний, за счет обеспечения реализации продольных испытательных нагрузок сжатия и растяжения на кузова железнодорожных транспортных средств, т.к. позволяет при сравнительно небольших затратах на изготовление стенда, проводить прочностные статические испытания кузовов вагонов всеми испытательными (эксплуатационными) нагрузками.

Тверским институтом вагоностроения было осуществлено проектирование и изготовление опытного образца стенда, способного реализовать весь необходимый комплекс испытательных нормативных нагрузок, необходимых для прохождения обязательной сертификации железнодорожного подвижного состава, как по отечественным, так и европейским нормативам.

Claims (1)

1. Стенд для прочностных испытаний железнодорожных транспортных средств, включающий опорную раму, состоящую из двух продольных балок, установленных с возможностью перемещения и закрепленных на фундаменте, расположенном с обеих сторон участка железнодорожного пути, и закрепленных на них неподвижной и подвижной поперечных балок, установленных с возможностью охвата ими железнодорожных транспортных средств, силовые элементы и измерительную систему, отличающийся тем, что продольные балки установлены с возможностью продольного перемещения за счет устройства просвета между ними и опорами стенда, а подвижная поперечная балка закреплена на продольных балках с возможностью поворота в горизонтальной плоскости, кроме того, неподвижная и подвижная поперечные балки выполнены с возможностью вставки закладных элементов, имитирующих поглощающие аппараты автосцепных устройств, между продольными штоками и упорами хребтовых балок, также на фундаменте дополнительно устанавливаются вертикальные силовые колонны, соединенные установленными на них с возможностью вертикального перемещения поперечинами, оснащенными силовыми и вспомогательными устройствами.

Images