RU2658510C1 - Test bench for the wheel with rail power interaction level and nature evaluation - Google Patents

Test bench for the wheel with rail power interaction level and nature evaluation Download PDF

Info

Publication number
RU2658510C1
RU2658510C1 RU2017100776A RU2017100776A RU2658510C1 RU 2658510 C1 RU2658510 C1 RU 2658510C1 RU 2017100776 A RU2017100776 A RU 2017100776A RU 2017100776 A RU2017100776 A RU 2017100776A RU 2658510 C1 RU2658510 C1 RU 2658510C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wheel
rail
vertical
test bench
loading
Prior art date
Application number
RU2017100776A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Никитович Железняк
Игорь Юрьевич Ермоленко
Геннадий Иванович Федюкович
Герман Сергеевич Солодов
Любовь Викторовна Мартыненко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС)
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС)
Priority to RU2017100776A priority Critical patent/RU2658510C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2658510C1 publication Critical patent/RU2658510C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/08—Railway vehicles

Landscapes

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

Abstract

FIELD: transportation; diagnostics systems.
SUBSTANCE: invention relates to the field of rail vehicles diagnostics and is intended for the “wheel-rail” system studying by the wheel with the rail interaction level and nature evaluation. Test bench contains stationary metal frame on which a rail track section is installed, passing into the support rollers, U-shaped portal with possibility of the hydraulic jack upper support creation with the tested bogie vertical loading. Test bench also contains asynchronous electric motor for the wheel pair rotation through the V-belt drive, under action of which the wheel pair one wheel is raised, and returns to the working position due to the vertical loading. As a result of the roller near corner rolling along the wheel flange side conical surface, horizontal pressure is created on the support device mounted on the vertical portal post from the motor side.
EFFECT: enabling possibility of the two forces simultaneous taking for the loading diagrams plotting and creating of the rolling stock in railway transport movement optimal modes.
1 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемое устройство относится к области диагностики рельсовых транспортных средств и может быть использовано в лабораториях при исследовании ходовых частей вагонов. Часто передние колеса тележек вагонов при движении по кривым участкам, не редко и на прямых, набегают гребнями на боковые грани головок рельсов, что приводит к неизбежной аварии. По этой причине необходимо создать устройство для оценки уровня и характера силового взаимодействия колеса с рельсом.The proposed device relates to the field of diagnostics of rail vehicles and can be used in laboratories in the study of the running gear of cars. Often, the front wheels of wagon trolleys, when driving along curved sections, not infrequently and on straight lines, run in ridges on the lateral faces of the rail heads, which leads to an inevitable accident. For this reason, it is necessary to create a device for assessing the level and nature of the force interaction of the wheel with the rail.

Известно устройство для измерения вертикальной нагрузки от кузова ЖД подвижного транспортного средства по описанию изобретения к патенту RU 2481566 C1, G01L 5/00. Устройство, выполненное в виде опоры кузова вагона на тележку, содержит корпус, являющийся частью литой надрессорной балки, колпак, установленный на корпусе, и две месдозы (тензорезистора), установленные в опоре и преобразующие величину вертикальной силы в электрический сигнал.A device for measuring the vertical load from the body of a railway vehicle according to the description of the invention to patent RU 2481566 C1, G01L 5/00. The device, made in the form of a support for the car body on a trolley, contains a housing that is part of a molded nadressornoj beam, a cap mounted on the housing, and two gauges (strain gauge) installed in the support and converting the magnitude of the vertical force into an electrical signal.

Недостатком такого устройства является то, что оно не позволяет создавать и измерять силы взаимодействия между колесом вагона и рельсом ЖД пути в динамическом режиме.The disadvantage of this device is that it does not allow you to create and measure the forces of interaction between the wagon wheel and the rail track in dynamic mode.

Другим известным техническим решением является устройство для измерения сил трения между колесом и рельсом по описанию изобретения к патенту RU 2472660 С1, МПК B61K 13/00, G01M 17/08. Это устройство содержит раму, на которой смонтирована измерительная система, состоящая из двух датчиков для одновременного измерения силы трения на поверхности катания и внутренней боковой грани головки рельса. Устройство также снабжено двумя регулируемыми нагружателями и блоком преобразования электрических сигналов в считываемую информацию.Another well-known technical solution is a device for measuring the frictional forces between a wheel and a rail according to the description of the invention to patent RU 2472660 C1, IPC B61K 13/00, G01M 17/08. This device comprises a frame on which a measuring system is mounted, consisting of two sensors for simultaneously measuring the friction force on the rolling surface and the inner side face of the rail head. The device is also equipped with two adjustable loaders and a unit for converting electrical signals into readable information.

К недостаткам этого устройства относится малый диапазон измеряемых параметров, а именно нет возможности измерять величину давления колеса на рельс в режиме динамических испытаний.The disadvantages of this device include a small range of measured parameters, namely, it is not possible to measure the pressure of the wheel on the rail in the dynamic test mode.

Следующим известным устройством рассмотрена конструкция стенда для диагностики тележек пассажирских вагонов по описанию изобретения к патенту RU 2315276 С1, МПК G01M 17/10. Такой стенд состоит из основания фундамента с конусной поверхностью, на которой через тела качения оперта опорная плита с опорными роликами, взаимодействующими с колесами тележки. На опорной плите установлен пневмоцилиндр с двуплечими рычагами и тормозными (измерительными) колодками, способными контактировать с осями колесных пар тележки.The following known device reviewed the design of the stand for the diagnosis of bogies of passenger cars according to the description of the invention to patent RU 2315276 C1, IPC G01M 17/10. Such a stand consists of a foundation foundation with a conical surface on which a support plate with support rollers interacting with the wheels of the trolley is supported through rolling elements. A pneumatic cylinder with two shoulders levers and brake (measuring) pads capable of contacting the axles of the wheelsets of the trolley is mounted on the base plate.

Однако и это устройство, кроме того что имеет сложную конструкцию, также не позволяет решать главную цель - измерение параметров давления между колесом и роликом (рельсом).However, this device, in addition to having a complex structure, also does not allow solving the main goal - measuring pressure parameters between the wheel and the roller (rail).

Наиболее близким устройством, принятым за прототип, является стенд для статических и квазистатических испытаний тележек ЖД транспорта по описанию изобретения к патенту RU 2243531, МПК G01M 17/08. Стенд содержит неподвижное основание с установленными на нем опорами для осей колесных пар испытуемой тележки и портал с органом вертикального нагружения тележки. Вертикальное нагружение осуществляется через подпятник и боковые рамы с помощью горизонтальной балки. Органы горизонтального нагружения расположены по четырем углам неподвижного основания.The closest device adopted for the prototype is a stand for static and quasistatic tests of railway transport bogies according to the description of the invention to patent RU 2243531, IPC G01M 17/08. The stand contains a fixed base with supports mounted on it for the axles of the wheelsets of the tested trolley and a portal with an organ for the vertical loading of the trolley. Vertical loading is carried out through the thrust bearing and side frames using a horizontal beam. The bodies of horizontal loading are located at the four corners of the fixed base.

Недостатком данного стенда является то, что на нем нет возможности исследовать динамические нагрузки, возникающие между колесом и роликом, имитирующим рельс, от чего существенно зависит величина износа этих элементов и что, в свою очередь, может снижать их срок службы и влиять на безопасность движения.The disadvantage of this stand is that it is not possible to study the dynamic loads arising between the wheel and the roller imitating the rail, which significantly affects the wear of these elements and that, in turn, can reduce their service life and affect traffic safety.

Поставленная цель достигается тем, что на стенде, включающем участок рельсового пути, проложенный под П-образным порталом, и две каретки с двумя парами опорных роликов, установлен привод для вращения колесной пары от асинхронного электродвигателя через клиноременную передачу и шейку оси, а для вертикального нагружения на пятнике надрессорной балки установлен гидродомкрат с упором в верхнюю часть портала; для горизонтального нагружения на вертикальной стойке портала со стороны электропривода установлено упорное устройство, состоящее из цилиндра, штока и мощной пружины. Достигаются следующие результаты: расширяется информативность проводимых испытаний и повышается точность получаемых результатов, при внедрении которых снижается износ колес и рельсов, увеличивается срок их службы и повышается безопасность на ЖД транспорте, особенно на криволинейных участках пути.This goal is achieved by the fact that on the stand, which includes a section of the rail track, laid under the U-shaped portal, and two carriages with two pairs of support rollers, a drive is installed to rotate the wheel pair from the asynchronous electric motor through a V-belt drive and the neck of the axis, and for vertical loading a hydraulic jack is installed on the top of the nadressornoj beam with an emphasis on the upper part of the portal; for horizontal loading, a thrust device consisting of a cylinder, a rod and a powerful spring is installed on a vertical rack of the portal from the side of the electric drive. The following results are achieved: the information content of the tests is expanded and the accuracy of the results is increased, the implementation of which reduces the wear of wheels and rails, increases their service life and increases safety in railway transport, especially in curved sections of the track.

Сущность предлагаемого стенда поясняется чертежами. На фиг. 1 показан поперечный вид стенда, где левая колесная пара находится на рельсовом пути, а правая - на опорных роликах. На фиг. 2 показан продольный вид стенда с П-образным порталом, приводом колесной пары и системой вертикального и горизонтального нагружения испытуемой тележки.The essence of the proposed stand is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows a transverse view of the stand, where the left wheelset is on the track and the right one is on the support rollers. In FIG. Figure 2 shows a longitudinal view of a bench with a U-shaped portal, a pair of wheels and a system of vertical and horizontal loading of the test trolley.

Конструкция стенда для измерения эксплуатационных параметров тележки ЖД вагона включает рельсовый путь 1, П-образный портал 2 и две каретки 3 с двумя парами опорных роликов 4. В рабочем положении испытуемая тележка одной колесной парой 5 стоит на рельсовом пути 1, а другой колесной парой 6 - на опорных роликах 4. Вращение колесной пары 6 создается с помощью асинхронного электродвигателя 7 и клиноременной передачи 8. Для вертикального нагружения тележки на пятнике надрессорной балки установлен гидродомкрат 9 с упором в верхнюю часть П-образного портала 2, а для горизонтального нагружения и измерения перемещения колесной пары на вертикальной стойке портала 2 со стороны электродвигателя 7 установлено упорное устройство 10, состоящее из цилиндра, штока и мощной пружины.The design of the bench for measuring the operational parameters of the railway carriage trolley includes a rail 1, a U-shaped portal 2 and two carriages 3 with two pairs of support rollers 4. In the working position, the test trolley with one wheel pair 5 stands on track 1 and the other with a pair of wheels 6 - on the support rollers 4. The rotation of the pair of wheels 6 is created using an asynchronous electric motor 7 and a V-belt drive 8. For vertical loading of the trolley, a hydraulic jack 9 is installed on the top of the overpressure beam with emphasis on the upper part of the U-shaped ORT 2, and for the horizontal loading and measuring the displacement of the wheelset on the vertical post of the portal 2 on the side of the motor 7 is installed abutment device 10 consisting of a cylinder rod and a powerful spring.

Работа предлагаемого стенда осуществляется следующим образом. Испытуемую тележку ЖД вагона устанавливают на рельсовый путь 1, затем перекатывают под П-образный портал 2 до такого положения, при котором ее передняя колесная пара 6 опустится на опорные ролики 4. Далее соединяют ведомый шкив клиноременной передачи с шейкой колесной пары 6 и включают асинхронный электродвигатель 7, который через клиноременную передачу 8 создает вращение колесной паре 6. Под действием увеличенной тяги в клиноременной передаче противоположное колесо колесной пары 6 приподнимается и в этот момент включают гидродомкрат 9 для вертикального нагружения тележки, с помощью которого поднятое колесо опускается на свои ролики. В начальный момент колесо должно касаться ближнего угла ролика верхней точкой гребня, а далее ролик при вращении скатывается по боковой конической поверхности гребня, создавая возрастающее горизонтальное давление на колесо. Колесная пара, смещаясь в горизонтальном направлении, через площадку 11 боковой рамы давит на упорное устройство 10. Таким образом, одновременно с опусканием вращающегося колеса измеряют два усилия: вертикальное и горизонтальное. Вертикальное усилие, создаваемое домкратом, измеряют по манометру на домкрате, а горизонтальное усилие, передаваемое от опорной площадки 11 на боковой раме - по длине сжатия пружины в упорном устройстве 10. Величину горизонтального нагружения тележки регулируют с помощью предварительного поджатая пружины, входящей в состав упорного устройства 10. Под действием горизонтального нагружения имитируются усилия, возникающие между гребнем колеса и боковой поверхностью ролика, то есть рельса. Затем строят одну или несколько диаграмм, представляющих результат снятия динамических характеристик взаимодействия колеса и рельса. По характеру изменения горизонтального давления при равномерном увеличении вертикального нагружения делают оценку уровня и характера силового взаимодействия колеса с рельсом. Выводы и рекомендации из проведенных испытаний используются для создания оптимального режима движения грузовых или пассажирских вагонов ЖД транспорта.The work of the proposed stand is as follows. The test carriage of the railway carriage is installed on the rail 1, then rolled under the U-shaped portal 2 to a position where its front wheel pair 6 falls on the support rollers 4. Next, connect the driven pulley of the V-belt drive with the neck of the wheel pair 6 and turn on the asynchronous motor 7, which through the V-belt drive 8 creates a rotation of the wheel pair 6. Under the action of increased traction in the V-belt drive, the opposite wheel of the wheel pair 6 rises and at this moment include a hydraulic jack 9 for Vertical, loading trolley, via which the raised wheel is lowered to its rollers. At the initial moment, the wheel should touch the near corner of the roller with the top point of the ridge, and then the roller rolls along the conical lateral surface of the ridge during rotation, creating increasing horizontal pressure on the wheel. A pair of wheels moving horizontally through the platform 11 of the side frame presses on the stop device 10. Thus, two forces are measured simultaneously with the lowering of the rotating wheel: vertical and horizontal. The vertical force generated by the jack is measured by the pressure gauge on the jack, and the horizontal force transmitted from the support pad 11 on the side frame is measured along the compression length of the spring in the stop device 10. The horizontal loading of the trolley is controlled using a pre-loaded spring, which is part of the stop device 10. Under the action of horizontal loading, the forces arising between the wheel flange and the side surface of the roller, that is, the rail, are simulated. Then, one or several diagrams are constructed representing the result of taking the dynamic characteristics of the interaction of the wheel and rail. By the nature of the change in horizontal pressure with a uniform increase in vertical loading, an assessment is made of the level and nature of the force interaction of the wheel with the rail. Conclusions and recommendations from the tests are used to create the optimal mode of movement of freight or passenger railroad cars.

Claims (1)

Стенд для оценки уровня и характера силового взаимодействия колеса с рельсом, содержащий неподвижную металлическую раму, на которой установлен участок рельсового пути, переходящий в опорные ролики, П-образный портал с возможностью создания верхней опоры для гидродомкрата при вертикальном нагружении испытуемой тележки, отличающийся тем, что в области опорных роликов установлен асинхронный электродвигатель, создающий вращение колесной паре через клиноременную передачу и шейку ее оси, а для горизонтального прижатия колеса к рельсу на вертикальной стойке портала со стороны электродвигателя установлено упорное устройство, состоящее из цилиндра, штока и пружины с заданными параметрами, измерительная система включает регистраторы вертикальной и горизонтальной нагрузок.A stand for assessing the level and nature of the force interaction of the wheel with the rail, containing a fixed metal frame on which a section of the rail track is installed, turning into support rollers, a U-shaped portal with the possibility of creating an upper support for a hydraulic jack with vertical loading of the test trolley, characterized in that an asynchronous electric motor is installed in the region of the support rollers, which creates rotation of the wheel pair through a V-belt drive and the neck of its axis, and for horizontal pressing of the wheel against the rail on rtikalnoy reception portal side of the power set resistant device consisting of a cylinder rod and the spring with the given parameters, the measuring system includes recorders vertical and horizontal loads.
RU2017100776A 2017-01-10 2017-01-10 Test bench for the wheel with rail power interaction level and nature evaluation RU2658510C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017100776A RU2658510C1 (en) 2017-01-10 2017-01-10 Test bench for the wheel with rail power interaction level and nature evaluation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017100776A RU2658510C1 (en) 2017-01-10 2017-01-10 Test bench for the wheel with rail power interaction level and nature evaluation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2658510C1 true RU2658510C1 (en) 2018-06-21

Family

ID=62713545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017100776A RU2658510C1 (en) 2017-01-10 2017-01-10 Test bench for the wheel with rail power interaction level and nature evaluation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2658510C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109374319A (en) * 2018-09-29 2019-02-22 中车长江车辆有限公司 A kind of single-axle bogie empty wagons high detection method pressing ton bogey and its using
RU2733596C1 (en) * 2020-03-04 2020-10-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Елецкий государственный университет им. И.А. Бунина" Rig for car bogies diagnostics
RU2808935C1 (en) * 2023-08-11 2023-12-05 Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава" (АО "ВНИКТИ") Stand for testing bearings of axle box units of wheel pairs

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2239811C1 (en) * 2003-03-31 2004-11-10 Елецкий государственный университет им. И.А. Бунина Bench for diagnostics of car trucks
RU2243531C2 (en) * 2003-03-17 2004-12-27 Фгуп "По Уралвагонзавод" Им. Ф.Э. Дзержинского Stand for static and quasi-static tests of railway rolling stock bogies
RU2484444C1 (en) * 2011-12-23 2013-06-10 Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") Roller rig
KR101413285B1 (en) * 2012-12-24 2014-08-06 한국철도기술연구원 Roller Rig tester for snake motion

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2243531C2 (en) * 2003-03-17 2004-12-27 Фгуп "По Уралвагонзавод" Им. Ф.Э. Дзержинского Stand for static and quasi-static tests of railway rolling stock bogies
RU2239811C1 (en) * 2003-03-31 2004-11-10 Елецкий государственный университет им. И.А. Бунина Bench for diagnostics of car trucks
RU2484444C1 (en) * 2011-12-23 2013-06-10 Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") Roller rig
KR101413285B1 (en) * 2012-12-24 2014-08-06 한국철도기술연구원 Roller Rig tester for snake motion

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109374319A (en) * 2018-09-29 2019-02-22 中车长江车辆有限公司 A kind of single-axle bogie empty wagons high detection method pressing ton bogey and its using
RU2733596C1 (en) * 2020-03-04 2020-10-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Елецкий государственный университет им. И.А. Бунина" Rig for car bogies diagnostics
RU2810148C1 (en) * 2022-08-19 2023-12-22 Акционерное общество "Научно-внедренческий центр "Вагоны" (АО "НВЦ "Вагоны") Method and stand for testing bearings of axle box units of wheel pairs
RU2808935C1 (en) * 2023-08-11 2023-12-05 Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава" (АО "ВНИКТИ") Stand for testing bearings of axle box units of wheel pairs

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100526843C (en) Test stand capable of simultaneously measuring railway stock bogie three-way rigidity
US5756903A (en) Track strength testing vehicle with a loaded gage axle and loaded gage axle apparatus
CN101699247A (en) Comprehensive test bed for automobile body
CN101995340B (en) Full-scale derailing principle test stand with steering frame operating on rails
RU2658510C1 (en) Test bench for the wheel with rail power interaction level and nature evaluation
CN103674584A (en) Rail vehicle curve passage capacity testing method
CN107255545A (en) Calibration test platform for force-measuring wheel set
CN106556520A (en) Bogie performance test stand
CN106370443A (en) Wheel-rail relation test research test bench
KR100946232B1 (en) Apparatus and method for measuring derailment coefficient using vertical displacement and steady-state lateral acceleration
Kuzyshyn et al. Research of safety indicators of diesel train movement with two-stage spring suspension
CN201191234Y (en) Tri-directional rigid test apparatus for railway stock bogie
Boronenko et al. Experimental determination of forces through measurements of strains in the side frame of the bogie
Nishimura et al. Experimental study on the vehicle safety by earthquake track excitation with 1/10 scale vehicle and roller rig
CN113125175A (en) Wheel rail rolling sliding contact loading test device
CN109353370B (en) Non-contact rail wave mill and contour detection device
RU2315276C1 (en) Stand for diagnosis of the trucks of passenger cars
RU2668485C1 (en) Roller rig for estimation of dynamic parameters of the car truck
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
JP5504204B2 (en) Bogie turning performance test equipment
CN110849641A (en) Bogie load test method
RU2761887C1 (en) Stand for determining the dynamic loads arising in the wheel pairs of a freight car bogie when passing curved track sections
Orlova et al. Improvements in strain gage technology to measure dynamic forces acting on bogie parts and rails
RU195946U1 (en) Rail Rolling Cart
CN211893242U (en) Flaw detection vehicle for detecting urban subway steel rails

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200111