RU2472660C1 - Device to measure friction force between wheel and rail - Google Patents

Device to measure friction force between wheel and rail Download PDF

Info

Publication number
RU2472660C1
RU2472660C1 RU2011137848/11A RU2011137848A RU2472660C1 RU 2472660 C1 RU2472660 C1 RU 2472660C1 RU 2011137848/11 A RU2011137848/11 A RU 2011137848/11A RU 2011137848 A RU2011137848 A RU 2011137848A RU 2472660 C1 RU2472660 C1 RU 2472660C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rail
measuring
wheel
adjustable
electromagnets
Prior art date
Application number
RU2011137848/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Семенович Коссов
Виктор Анатольевич Чаркин
Юрий Алектинович Панин
Алексей Валерьевич Трифонов
Анатолий Пантелеевич Троицкий
Original Assignee
Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ")
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 Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") filed Critical Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ")
Priority to RU2011137848/11A priority Critical patent/RU2472660C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2472660C1 publication Critical patent/RU2472660C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: proposed device relates to testing, particularly, to determination of friction forces between wheel and rail. Proposed device comprises frame to carry measuring system and signal-to-data converters, and adjustable loader to simulate wheel pressure on rail, and mechanism to drive said adjustable loader to rail. Measurement system guide is arranged on aforesaid guide and coupled with lead screw electrically driven to automatically drive measurement system at preset speed along the rail. Frame carries also, at least, two electromagnets for attachment, accurate and stable positioning of the device on rail. Motor and electromagnets ate connected with control unit.
EFFECT: simultaneous measurement of friction and rolling forces, accurate positioning of measurement system.
3 cl, 6 dwg

Description

Устройство для измерения сил трения между колесом и рельсом относится к испытанию железнодорожных средств, в частности к устройствам для определения сил трения и коэффициента трения между колесом и рельсом.A device for measuring frictional forces between a wheel and a rail relates to testing of railway means, in particular, to devices for determining friction forces and a friction coefficient between a wheel and a rail.

Известно устройство для измерения коэффициента трения между колесом и рельсом, связанное с определением сил трения, включающее установленный на П-образной раме измерительный ролик, который имитирует колесо транспортного средства, прижимаемый к рельсу с помощью съемных грузов с определенным усилием, т.е. позволяет обеспечить различное давление от колеса на рельс, и кинетически связанный с затормаживающим механизмом, где с целью повышения точности измерения затормаживающий механизм выполнен в виде упругой пластины, оборудованной тензометрическими датчиками, а по обеим сторонам ролика установлены щечки с желобами, к которым прикреплен своими концами тросик, осуществляющий кинематическую связь измерительного ролика с пластиной. Устройство имеет ролик, выполненный цилиндрическим (SU, авторское свидетельство №492412, МПК В61К 13/00, 1975 г.).A device is known for measuring the coefficient of friction between a wheel and a rail, associated with the determination of friction forces, including a measuring roller mounted on a U-shaped frame that simulates a vehicle’s wheel pressed against a rail using removable weights with a certain force, i.e. allows you to provide different pressure from the wheel to the rail, and kinetically associated with the braking mechanism, where in order to improve the measurement accuracy, the braking mechanism is made in the form of an elastic plate equipped with strain gauges, and cheeks are installed on both sides of the roller to which the cable is attached at its ends performing kinematic connection of the measuring roller with the plate. The device has a cylindrical roller (SU, copyright certificate No. 492412, IPC V61K 13/00, 1975).

Недостатками этого устройства являются ограниченная возможность измерения коэффициента трения и сил трения только на поверхности катания рельса и невозможность обеспечения точного и устойчивого позиционирования измерительного ролика (индентора) относительно рельса во время измерения коэффициента трения и сил трения.The disadvantages of this device are the limited ability to measure the coefficient of friction and friction forces only on the surface of the rail and the inability to ensure accurate and stable positioning of the measuring roller (indenter) relative to the rail during measurement of the coefficient of friction and friction forces.

Известно устройство для измерения коэффициента трения между колесом и рельсом, включающее раму с измерительным роликом, выполненным с возможностью вращения и взаимодействия с поверхностью рельса, опорные ролики, шарнирно закрепленные на раме, упругую пластину с тензодатчиком, установленную на раме и кинематически связанную посредством тросика с измерительным роликом, нагружающую балку с тензодатчиками, закрепленную на раме и кинематически связанную с измерительным роликом. Рама снабжена винтовым соединением для регулировки нагрузки на измерительный ролик и двумя опорами, которые выполнены с возможностью регулировки их углового положения и один конец которых соединен с соответствующей боковой стойкой рамы (RU, патент №2395422, МПК В61К 13/00, G01M 19/02, G01M 17/08, 2010 г.).A device is known for measuring the coefficient of friction between a wheel and a rail, including a frame with a measuring roller configured to rotate and interact with the surface of the rail, support rollers pivotally mounted on the frame, an elastic plate with a strain gauge mounted on the frame and kinematically connected by a cable to the measuring a roller, a loading beam with load cells, mounted on the frame and kinematically connected with the measuring roller. The frame is equipped with a screw connection for adjusting the load on the measuring roller and two supports that are configured to adjust their angular position and one end of which is connected to the corresponding side rack of the frame (RU Patent No. 2395422, IPC BKK 13/00, G01M 19/02, G01M 17/08, 2010).

Недостатками этого устройства являются невозможность обеспечения точного и устойчивого позиционирование измерительного ролика (индентора) относительно рельса во время измерения коэффициента трения и сил трения и одновременного измерения сил трения на поверхности катания и боковой грани одного рельса.The disadvantages of this device are the inability to ensure accurate and stable positioning of the measuring roller (indenter) relative to the rail while measuring the coefficient of friction and friction forces and at the same time measuring the friction forces on the rolling surface and the side face of one rail.

Известно устройство для измерения сил трения между колесом и рельсом, взятое за прототип, содержащее рельсовую тележку, состоящую из рамы, двух опорных колес для передвижения по рельсу, на котором производятся измерения, направляющих роликов, опираемых на противоположный рельс, на которой смонтирована тензометрическая измерительная система и блоком преобразования электрических сигналов, соединенным проводами с тензометрическим элементом. Измерительная система снабжена регулируемым нагружателем, имитирующим давление колеса транспортного средства на рельс, индентором в форме шарика и механизмом подвода регулируемого нагружателя к рельсу. Регулируемый нагружатель установлен на раме шарнирно через ось фланца крепления к ней для изменения положения относительно оси фланца крепления с рамой для установки точно в требуемой зоне головки рельса и соединен тягой с тензометрическим элементом. Механизм подвода регулируемого нагружателя к рельсу выполнен в виде отжимного рычага с тросом, который соединен со штоком регулируемого нагружателя (RU, патент №2220410, МПК G01M 17/08, В61К 13/00, 2003 г.).A device for measuring the frictional forces between a wheel and a rail, taken as a prototype, comprising a rail carriage consisting of a frame, two support wheels for moving on a rail on which measurements are made, of guide rollers supported on an opposite rail on which a strain gauge measuring system is mounted and an electrical signal conversion unit connected by wires to the strain gauge element. The measuring system is equipped with an adjustable loader that simulates the pressure of the vehicle wheel on the rail, a ball-shaped indenter and a mechanism for supplying the adjustable loader to the rail. An adjustable loader is mounted on the frame articulated through the axis of the mounting flange to it to change the position relative to the axis of the mounting flange with the frame for installation exactly in the desired area of the rail head and is connected by a rod to the strain gauge element. The mechanism for supplying the adjustable loader to the rail is made in the form of an squeezing lever with a cable that is connected to the rod of the adjustable loader (RU, patent No. 2220410, IPC G01M 17/08, B61K 13/00, 2003).

Недостатками этого устройства являются невозможность обеспечения равномерного, с заданной скоростью, перемещения измерительной системы по рельсу во время измерения сил трения и одновременного измерения сил трения на поверхности катания и боковой грани одного рельса.The disadvantages of this device are the inability to ensure uniform, with a given speed, the movement of the measuring system along the rail during the measurement of friction forces and the simultaneous measurement of friction forces on the rolling surface and the side face of one rail.

Техническим результатом изобретения является создание устройства для измерения сил трения между колесом и рельсом, дающего возможность одновременного измерения сил трения на поверхности катания и боковой грани головки рельса, обеспечения равномерного, с заданной скоростью, автоматического перемещения измерительной системы по рельсу, точного и устойчивого ее позиционирование относительно рельса во время проведения измерений без перемещения устройства.The technical result of the invention is to provide a device for measuring friction between the wheel and the rail, which makes it possible to simultaneously measure the friction forces on the rolling surface and the side face of the rail head, to ensure uniform, at a given speed, automatic movement of the measuring system along the rail, its exact and stable positioning relative to rail during measurements without moving the device.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для измерения сил трения между колесом и рельсом, содержащем раму, на которой смонтирована измерительная система с блоком преобразования электрических сигналов в считываемую информацию и регулируемым нагружателем, имитирующим давление колеса транспортного средства на рельс, и механизмом для подвода регулируемого нагружателя к рельсу, на раме закреплена направляющая измерительной системы, связанная с ходовым винтом, приводимым в движение электродвигателем для равномерного с заданной скоростью автоматического перемещения измерительной системы относительно рельса, и установлены не менее двух электромагнитов для крепления, точного и устойчивого позиционирования устройства на рельсе, электродвигатель и электромагниты соединены электрической связью с блоком управления, измерительная система снабжена двумя одинаковыми измерительными датчиками, предназначенными для одновременного измерения силы трения на поверхности катания и внутренней боковой грани головки рельса, каждый измерительный датчик снабжен регулируемым нагружателем, механизмы для подвода измерительных датчиков с регулируемыми нагружателями к рельсу выполнены в виде электромагнитных элементов, соединенных электрическими связями с блоком управления.The specified technical result is achieved by the fact that in the device for measuring friction between the wheel and the rail, containing a frame on which is mounted a measuring system with a unit for converting electrical signals into readable information and an adjustable loader that simulates the pressure of the vehicle’s wheel on the rail, and a mechanism for supplying adjustable loader to the rail, the guide rail of the measuring system is fixed on the frame, connected with a spindle driven by an electric motor for equal at a given speed of automatic movement of the measuring system relative to the rail, and at least two electromagnets are installed for fastening, accurate and stable positioning of the device on the rail, the electric motor and electromagnets are electrically connected to the control unit, the measuring system is equipped with two identical measuring sensors designed for simultaneous measurement friction forces on the rolling surface and the inner side face of the rail head, each measuring sensor with abzhen nagruzhatelem adjustable mechanisms for feeding the measuring sensor with adjustable nagruzhatelyami the rail are in the form of electromagnetic elements connected in electrical communication with the control unit.

На фиг.1 схематично изображено устройство для измерения сил трения между колесом и рельсом, фронтальный вид.Figure 1 schematically shows a device for measuring friction between a wheel and a rail, front view.

На фиг.2 схематично изображено устройство для измерения сил трения между колесом и рельсом, вид сверху.Figure 2 schematically shows a device for measuring friction between the wheel and the rail, top view.

На фиг.3 - разрез А-А фиг 1.Figure 3 is a section aa of figure 1.

На фиг.4 - вид по стрелке Б фиг 1.Figure 4 is a view along arrow B of figure 1.

На фиг.5 изображена электрическая схема устройства для измерения сил трения между колесом и рельсом.Figure 5 shows an electrical diagram of a device for measuring friction between a wheel and a rail.

На фиг.6 изображена электрическая связь измерительной системы с блоком преобразования электрических сигналов в считываемую информацию.Figure 6 shows the electrical connection of the measuring system with the unit for converting electrical signals into readable information.

Устройство для измерения сил трения между колесом и рельсом содержит (фиг.1, 2, 3, 4) раму 1, на которой смонтирована измерительная система 2, состоящая из двух измерительных датчиков 3, предназначенных для одновременного измерения силы трения на поверхности катания 4 и внутренней боковой грани 5 головки рельса 6 и снабженных двумя регулируемыми нагружателями 7, имитирующими давление колеса транспортного средства на рельс 6, и механизмами 8 для подвода измерительных датчиков 3 с регулируемыми нагружателями 7 к рельсу 6.A device for measuring the frictional forces between the wheel and the rail contains (Fig. 1, 2, 3, 4) a frame 1 on which a measuring system 2 is mounted, consisting of two measuring sensors 3, designed to simultaneously measure the friction force on the rolling surface 4 and the inner side face 5 of the rail head 6 and equipped with two adjustable loaders 7, simulating the pressure of the vehicle wheel on the rail 6, and mechanisms 8 for supplying measuring sensors 3 with adjustable loaders 7 to the rail 6.

На раме 1 закреплена направляющая 9 измерительной системы 2, связанная с ходовым винтом 10, приводимым в движение электродвигателем 11, соединенным электрической связью 12 с блоком управления 13 для равномерного с заданной скоростью автоматического перемещения измерительной системы 2 относительно рельса 6.A guide 9 of the measuring system 2 is fixed on the frame 1, connected with the lead screw 10, driven by an electric motor 11, connected by an electric connection 12 to the control unit 13 for automatically moving the measuring system 2 with respect to the rail 6 with uniform speed.

На раме 1 также установлены не менее двух электромагнитов 14 для крепления, точного и устойчивого позиционирования устройства на рельсе 6. Электромагниты 14 соединены электрической связью 15 с блоком управления 13.At least two electromagnets 14 are also installed on the frame 1 for fastening, accurate and stable positioning of the device on the rail 6. The electromagnets 14 are connected by electrical connection 15 to the control unit 13.

Измерительная система 2 соединена (фиг.6) электрической связью 16 с блоком преобразования электрических сигналов в считываемую информацию 17.The measuring system 2 is connected (Fig.6) by electrical connection 16 with the unit for converting electrical signals into readable information 17.

Механизмы 8 для подвода измерительных датчиков 3 с регулируемыми нагружателями 7 к рельсу 6 выполнены в виде электромагнитных элементов, соединенных электрической связью 18 с блоком управления 13.The mechanisms 8 for supplying the measuring sensors 3 with adjustable loaders 7 to the rail 6 are made in the form of electromagnetic elements connected by electrical connection 18 to the control unit 13.

Устройство для измерения сил трения между колесом и рельсом работает следующим образом.A device for measuring friction between a wheel and a rail works as follows.

В местах измерения устройство для измерения сил трения между колесом и рельсом устанавливается на рельс 6. Электромагниты 14, при подаче на них электропитания от блока управления 13 по электрической связи 15, крепят, точно и устойчиво позиционируют устройство на рельсе 6. Измерительная система 2 находится в исходном положении с правой или левой стороны направляющей 9. Устройство готово к работе.In the places of measurement, a device for measuring the frictional forces between the wheel and the rail is mounted on the rail 6. The electromagnets 14, when power is supplied to them from the control unit 13 via electrical connection 15, are fixed, the device is accurately and stably positioned on the rail 6. The measuring system 2 is located in the initial position on the right or left side of the rail 9. The device is ready for operation.

По сигналу от блока управления 13 механизмы 8 подводят измерительные датчики 3 с регулируемыми нагружателями 7 к рельсу 6, одновременно с этим с блока управления 13 подается электропитание на электродвигатель 11, который приводит во вращательное движение ходовой винт 10. Измерительная система 2 начинает равномерное, с заданной скоростью (например 1 м/с), перемещение по направляющей 9 относительно рельса 6. Начинаются измерения сил трения. Электрические сигналы с измерительной система 2 поступают в блок преобразования электрических сигналов в считываемую информацию 17. Когда измерительная система 2 доходит до конца направляющей 9, происходит отключение электрического питания электродвигателя 11, вращательное движение ходового винта 10 прекращается, измерительная система 2 прекращает движение. Одновременно с этим по сигналу с блока управления 13 механизмы 8 отводят измерительные датчики 3 с регулируемыми нагружателями 7 от рельса 6. Измерения сил трения окончены.At a signal from the control unit 13, the mechanisms 8 lead the measuring sensors 3 with adjustable loaders 7 to the rail 6, at the same time, the electric motor 11 is supplied from the control unit 13, which drives the spindle 10 in rotational movement. The measuring system 2 starts uniformly, with the given speed (for example 1 m / s), movement along the guide 9 relative to the rail 6. Measurement of friction forces begins. Electrical signals from the measuring system 2 are received in the unit for converting electrical signals into readable information 17. When the measuring system 2 reaches the end of the guide 9, the electric power supply to the electric motor 11 is turned off, the rotational movement of the spindle 10 stops, the measuring system 2 stops moving. At the same time, by a signal from the control unit 13, the mechanisms 8 retract the measuring sensors 3 with adjustable loaders 7 from the rail 6. The measurements of the friction forces are completed.

Claims (3)

1. Устройство для измерения сил трения между колесом и рельсом, содержащее раму, на которой смонтирована измерительная система с блоком преобразования электрических сигналов в считываемую информацию и регулируемым нагружателем, имитирующим давление колеса транспортного средства на рельс, и механизмом для подвода регулируемого нагружателя к рельсу, отличающееся тем, что на раме закреплена направляющая измерительной системы, связанная с ходовым винтом, приводимым в движение электродвигателем для равномерного с заданной скоростью автоматического перемещения измерительной системы относительно рельса, и установлены не менее двух электромагнитов для крепления, точного и устойчивого позиционирования устройства на рельсе, электродвигатель и электромагниты соединены электрической связью с блоком управления.1. A device for measuring frictional forces between a wheel and a rail, comprising a frame on which a measuring system is mounted with a unit for converting electrical signals into readable information and an adjustable loader that simulates the pressure of the vehicle wheel on the rail, and a mechanism for supplying an adjustable loader to the rail, characterized the fact that a guide rail of the measuring system is fixed on the frame, connected with a spindle driven by an electric motor for a car uniform with a given speed aticheskogo displacement measurement system relative to the rail, and installed at least two electromagnets for mounting, precise and stable positioning of the device on the rail, the electric motor and the electromagnets are connected in electrical communication with the control unit. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что измерительная система снабжена двумя одинаковыми измерительными датчиками, предназначенными для одновременного измерения силы трения на поверхности катания и внутренней боковой грани головки рельса, каждый измерительный датчик снабжен регулируемым нагружателем.2. The device according to claim 1, characterized in that the measuring system is equipped with two identical measuring sensors designed to simultaneously measure the frictional force on the rolling surface and the inner side face of the rail head, each measuring sensor is equipped with an adjustable loader. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизмы для подвода измерительных датчиков с регулируемыми нагружателями к рельсу выполнены в виде электромагнитных элементов, соединенных электрическими связями с блоком управления. 3. The device according to claim 1, characterized in that the mechanisms for supplying measuring sensors with adjustable loaders to the rail are made in the form of electromagnetic elements connected by electrical connections to the control unit.
RU2011137848/11A 2011-09-15 2011-09-15 Device to measure friction force between wheel and rail RU2472660C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011137848/11A RU2472660C1 (en) 2011-09-15 2011-09-15 Device to measure friction force between wheel and rail

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011137848/11A RU2472660C1 (en) 2011-09-15 2011-09-15 Device to measure friction force between wheel and rail

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2472660C1 true RU2472660C1 (en) 2013-01-20

Family

ID=48806443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011137848/11A RU2472660C1 (en) 2011-09-15 2011-09-15 Device to measure friction force between wheel and rail

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2472660C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106323655A (en) * 2016-11-17 2017-01-11 中车长春轨道客车股份有限公司 Testing device for researching wheel-rail relations
CN106370443A (en) * 2016-11-17 2017-02-01 中车长春轨道客车股份有限公司 Wheel-rail relation test research test bench

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1426880A1 (en) * 1987-03-12 1988-09-30 Коломенский тепловозостроительный завод им.В.В.Куйбышева Apparatus for measuring friction coefficient of rail vehicle wheel
JPH04313493A (en) * 1991-04-12 1992-11-05 Nippon Steel Corp Low hydrogen type coated electrode
RU2173647C2 (en) * 1999-11-26 2001-09-20 Самарский институт инженеров железнодорожного транспорта Device for checking rail vehicle wheel friction coefficient
RU2220410C1 (en) * 2002-09-25 2003-12-27 Государственное унитарное предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт тепловозов и путевых машин Device measuring friction forces between wheel and rail

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1426880A1 (en) * 1987-03-12 1988-09-30 Коломенский тепловозостроительный завод им.В.В.Куйбышева Apparatus for measuring friction coefficient of rail vehicle wheel
JPH04313493A (en) * 1991-04-12 1992-11-05 Nippon Steel Corp Low hydrogen type coated electrode
RU2173647C2 (en) * 1999-11-26 2001-09-20 Самарский институт инженеров железнодорожного транспорта Device for checking rail vehicle wheel friction coefficient
RU2220410C1 (en) * 2002-09-25 2003-12-27 Государственное унитарное предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт тепловозов и путевых машин Device measuring friction forces between wheel and rail

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106323655A (en) * 2016-11-17 2017-01-11 中车长春轨道客车股份有限公司 Testing device for researching wheel-rail relations
CN106370443A (en) * 2016-11-17 2017-02-01 中车长春轨道客车股份有限公司 Wheel-rail relation test research test bench

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106680000B (en) Brake clamp testing stand
JP6095676B2 (en) Wind tunnel balance
CN102692319A (en) Passive follow-up force-applied linear guiderail pair test bed with controllable load
RU2472660C1 (en) Device to measure friction force between wheel and rail
CN106644514B (en) A kind of celestial body vehicle single-wheel bench frame apparatus of load continuously adjustable
CN103743577B (en) Ride toy brake performance test machine
CN110595996B (en) Wheel rail adhesion creep and slide measuring instrument on linear rail
CN101776494B (en) Method for simulating stress test of human underwear and special instrument thereof
CN207020013U (en) Agricultural V bands fatigue tester
RU2452642C1 (en) Device to measure coefficient of friction on railway wheel flange
CN209117770U (en) Floor truck electric drive trains Guided Missiles Service Test Set
CN208606920U (en) Vehicle drags force moment testing device
RU104313U1 (en) DEVICE FOR MEASURING FRICTION FORCES BETWEEN WHEEL AND RAIL
CN207007455U (en) A kind of metro pantograph lateral stiffness measurement apparatus
CN202661225U (en) Full automatic calibrating device of standard force-measuring lever
CN215179744U (en) Bridge crack automatic checkout equipment
CN109425472A (en) Pedal assembly spring F-S curve detection equipment
CN209117769U (en) Power drive system test platform
CN202836871U (en) Zero balance device for lever type loading machines
CN115266064B (en) Rigid-flexible characteristic test device and test method for rigid-flexible transition busbar
CN103900833B (en) General purpose rubber crawler belt moves static drive test device and method
CN109916748B (en) Fire and impact real-time coupling test system for building structural member
CN203422187U (en) Detection device of drum-type brake
CN214426953U (en) General type car handrail endurance test equipment
CN102692296B (en) Full automatic calibrating device of standard force-measuring lever