RU75741U1

RU75741U1 - STAND FOR CARRYING SHOCK RESOURCE TESTS OF THE CAR

Info

Publication number: RU75741U1
Application number: RU2008113740/22U
Authority: RU
Inventors: Константин Константинович Ким; Евгений Юрьевич Енькин
Priority date: 2008-04-08
Filing date: 2008-04-08
Publication date: 2008-08-20

Abstract

Стенд для проведения ударных испытаний вагона предназначен для снятия характеристик и проведения ударных ресурсных испытаний вагонов с использованием электрогидравлического эффекта. Пространство внутри стакана (2) через отверстие для электрода (8) заполняется жидкостью (6), электроды (8) жестко закрепляются в стакане (2), на испытуемом вагоне (13) монтируется тензометрическая автосцепка (3), вагон (13) подается на стенд для проведения ударных испытаний вагона. Поршень (4) толкателя задвигается внутрь стакана (2) до тех пор, пока электронная жидкость (6), например вода или раствор NaCl, не заполнит все пространство. Через трансформаторно-выпрямительный блок (11) заряжается конденсаторная батарея (10), которая после срабатывания разрядника (9) разряжается на электроды (8), жестко закрепленные внутри стакана (2) на боковых стенках. В результате искрового разряда в воде возникает ударная волна, которая, дойдя до выступа (7) волнообразного профиля для гашения ударных волн, поглощается последним, поэтому ударная волна практически не влияет на движение поршня (4) после чего, вследствие расширения парогазовой полости, медленно перемещающийся поток жидкости (6) двигает поршень (4) толкателя до ограничительных выступов (5) в стакане (2) и через шток (3) толкателя удар передается на тензометрическую автосцепку (12) испытуемого вагона (13). Технический результат - повышение КПД стенда, 1 ил.The stand for impact testing of a car is designed to take characteristics and conduct impact life tests of cars using the electro-hydraulic effect. The space inside the cup (2) through the hole for the electrode (8) is filled with liquid (6), the electrodes (8) are rigidly fixed in the cup (2), strain gauge coupler (3) is mounted on the test car (13), the car (13) is fed to stand for shock tests of the car. The plunger piston (4) is pushed into the cup (2) until the electron liquid (6), such as water or NaCl solution, fills the entire space. A capacitor bank (10) is charged through a transformer-rectifier unit (11), which, after the spark gap (9) is activated, is discharged to electrodes (8), which are rigidly fixed inside the cup (2) on the side walls. As a result of a spark discharge in water, a shock wave arises, which, having reached the protrusion (7) of the wave-like profile for damping shock waves, is absorbed by the latter, therefore, the shock wave practically does not affect the movement of the piston (4) after which, due to the expansion of the vapor-gas cavity, it moves slowly the fluid flow (6) moves the piston (4) of the pusher to the limiting protrusions (5) in the glass (2) and through the rod (3) of the pusher, the impact is transmitted to the strain gauge automatic coupler (12) of the test car (13). The technical result is an increase in the efficiency of the stand, 1 il.

Description

Полезная модель относится к стендам для испытания вагонов, а именно к стендам для ударных ресурсных испытаний.The utility model relates to stands for testing cars, namely, stands for impact life tests.

Известен стенд - одномаятниковый, репетиционный ударный копер УКМ-1 для снятия характеристик и ударных испытаний поглощающих аппаратов автосцепки (Анисимов П.С.Испытания вагонов: Монография. - М.: Маршрут, 2004. - 11-13 с.). Стенд - копер состоит из маятника массой 8,0 т, подвешенного на подвесных тягах к жесткой раме. Для возбуждения колебаний маятника на раме стенда установлен пневматический толкатель, шток которого шарнирно соединен с маятником. Испытываемый узел, например, вагон, снабженный тензометрической автосцепкой, устанавливается на раме, заделанной в железобетонный устой тупика. Поступающий в пневматический толкатель сжатый воздух давит на его поршень, от которого усилие передается через шток на маятник, который при этом отклоняется от нижнего своего положения. При достижении маятником крайнего верхнего положения воздухораспределительный механизм прекращает подачу сжатого воздуха в рабочую полость цилиндра пневматического толкателя, а имеющийся там сжатый воздух выходит в атмосферу. Маятник под действием силы тяжести, стремясь вернуться из крайнего верхнего отклоненного положения в нижнее, начинает двигаться в обратном направлении и в момент прохождения своего нижнего положения ударяет по испытываемому узлу. При этом маятник перемещает поршень толкателя в первоначальное исходное положение. Одновременно с ударом маятника в испытываемый узел воздухораспределительный механизм срабатывает так, что сжатый воздух снова поступает в рабочую полость цилиндра толкателя. После удара маятника в испытываемый узел вагона он отбрасывается из нижнего положения в верхнее под действием упругих сил, A well-known stand is a one-pendulum rehearsal percussion machine UKM-1 for taking characteristics and shock tests of absorbing devices of an automatic coupler (Anisimov P.S. Testing of cars: Monograph. - M.: Route, 2004. - 11-13 p.). The stand - a pile driver consists of a pendulum weighing 8.0 tons, suspended on suspension rods to a rigid frame. To excite oscillations of the pendulum, a pneumatic pusher is installed on the stand frame, the rod of which is pivotally connected to the pendulum. The test unit, for example, a car equipped with a strain gauge automatic coupler, is mounted on a frame embedded in a reinforced concrete support for a dead end. The compressed air entering the pneumatic pusher presses on its piston, from which the force is transmitted through the rod to the pendulum, which deviates from its lower position. When the pendulum reaches its extreme upper position, the air distribution mechanism stops the supply of compressed air to the working cavity of the pneumatic pusher cylinder, and the compressed air there is released into the atmosphere. Under the influence of gravity, the pendulum, trying to return from the extreme upper deflected position to the lower one, begins to move in the opposite direction and at the moment of passing its lower position strikes the test node. In this case, the pendulum moves the plunger piston to its original initial position. Simultaneously with the impact of the pendulum into the test unit, the air distribution mechanism operates so that the compressed air again enters the working cavity of the pusher cylinder. After the pendulum hits the tested car assembly, it is thrown from the lower to the upper position under the action of elastic forces,

возникающих в испытываемом узле вагона, и давления сжатого воздуха на поршень; и процесс работы копра повторяется с начала.occurring in the test unit of the car, and the pressure of compressed air on the piston; and the copra process is repeated from the beginning.

Недостатками данного устройства являются повышенные массогабаритные показатели за счет использования маятника с пневматическим толкателем.The disadvantages of this device are the increased overall dimensions due to the use of a pendulum with a pneumatic pusher.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является стенд для проведения ударных ресурсных испытаний вагона, выбранный в качестве прототипа (RU №57902, G01M 7/08, Б.И. №30 от 27.10.2006) Стенд для проведения ударных ресурсных испытаний вагона включает раму, заделанную в железобетонный устой тупика, и толкатель, состоящий из штока и поршня, на раме жестко закреплен стакан, с расположенными на краях ограничителями хода поршня, который расположен внутри стакана, на его внутренней поверхности боковой стенки жестко закреплены два электрода, один из которых соединен с выводом разрядника, второй вывод которого соединен с выводом конденсатора и отрицательным выводом трансформатно - выпрямительного блока, на который подается переменное напряжение, второй электрод подключен ко второму выводу конденсатора и положительному выводу трансформаторно-выпрямительного блока, при этом между поршнем и днищем стакана помещен жидкий рабочий агент. После разряда конденсатора между электродами возникает искровой разряд, порождающий сначала «быструю» ударную волну, а затем и «более медленную» парогазовую полость. Гидродинамический поток, вызванный расширением парогазовой полости, создает импульс силы, воздействующий на испытуемый грузовой вагон, значение которого регламентируется РД 24.050.37-90 «Вагоны грузовые и пассажирские. Методы испытаний на прочность и ходовые качества». - М.: ВНИИВ - ВНИИЖТ, 1990. - 37 с. и находится в диапазоне от 52,2 kH·с до 313,3 kH·с. При заданном значении силы взаимодействия на уровне F=3,5 The closest in technical essence to the claimed device is a stand for carrying out shock resource tests of a car, selected as a prototype (RU No. 57902, G01M 7/08, B.I. No. 30 of 10.27.2006) The stand for carrying out shock life tests of a car includes a frame embedded in a reinforced concrete mouth of a dead end, and a pusher consisting of a rod and a piston, a glass is rigidly fixed to the frame, with piston stroke stops located at the edges, which is located inside the glass, two electric pipes are rigidly fixed on its inner surface of the side wall a cathode, one of which is connected to the terminal of the arrester, the second terminal of which is connected to the terminal of the capacitor and the negative terminal of the transformer-rectifier unit to which alternating voltage is supplied, the second electrode is connected to the second terminal of the capacitor and the positive terminal of the transformer-rectifier block, while between the piston and the bottom of the glass placed a liquid working agent. After the capacitor is discharged between the electrodes, a spark discharge arises, first generating a “fast” shock wave, and then a “slower” vapor-gas cavity. The hydrodynamic flow caused by the expansion of the vapor-gas cavity creates a momentum of force acting on the test freight car, the value of which is regulated by RD 24.050.37-90 “Freight and passenger cars. Test methods for strength and driving performance. " - M .: VNIIV - VNIIZHT, 1990. - 37 p. and is in the range from 52.2 kH · s to 313.3 kH · s. For a given value of the interaction force at the level of F = 3.5

МН необходимая длительность импульса составляет 0,01-0,09 с. В данном случае ударная волна, распространяющаяся со сверхзвуковой скоростью (Л.А.Юткин. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности. Л.: Машиностроение. 1986. С.11) играет негативную роль, т.к. она начинает воздействовать на поршень первой и сдвигает его к моменту прихода гидродинамического потока, в результате - расстояние, которое гидродинамический поток должен пройти, чтобы оказать силовое воздействие на поршень, увеличивается и поток из-за гидродинамического сопротивления жидкого рабочего агента к поршню приходит ослабленным. В результате отмеченного силовое воздействие гидродинамического потока на поршень уменьшается, что приводит к понижению КПД работы стенда.The necessary impulse duration is 0.01-0.09 s. In this case, a shock wave propagating at a supersonic speed (L.A. Yutkin. Electro-hydraulic effect and its application in industry. L .: Mashinostroenie. 1986. P.11) plays a negative role, because it begins to act on the piston first and shifts it to the moment the hydrodynamic flow arrives, as a result, the distance that the hydrodynamic flow must travel to exert a force on the piston increases and the flow is weakened due to the hydrodynamic resistance of the liquid working agent to the piston. As a result of the noted force the influence of the hydrodynamic flow on the piston is reduced, which leads to a decrease in the efficiency of the stand.

Задачей настоящей полезной модели является повышение КПД работы стенда для проведения ударных ресурсных испытаний вагона, посредством использования для создания механического движения поршня гидродинамического потока.The objective of this utility model is to increase the efficiency of the test bench for carrying out shock resource tests of a car by using a hydrodynamic flow piston to create mechanical movement.

Технический результат достигается тем, что в стенде для проведения ударных ресурсных испытаний вагона, включающем раму, заделанную в железобетонный устой тупика, и толкатель, состоящий из штока и поршня, на раме жестко закреплен стакан, с расположенными на краях ограничителями хода поршня, который расположен внутри стакана, на его внутренней поверхности боковой стенки жестко закреплены два электрода, один из которых соединен с выводом разрядника, второй вывод которого соединен с выводом конденсатора и отрицательным выводом трансформаторно-выпрямительного блока, второй электрод подключен ко второму выводу конденсатора и положительному выводу трансформаторно-выпрямительного блока, при этом между поршнем и днищем стакана помещен жидкий рабочий агент, стакан с внутренней стороны выполнен с выступами волнообразного профиля для гашения ударных волн в рабочей зоне между поршнем и электродами.The technical result is achieved by the fact that in the stand for carrying out impact tests of a car, including a frame embedded in a reinforced concrete support of a dead end, and a pusher consisting of a rod and a piston, a glass is rigidly fixed on the frame, with piston stroke stops located on the edges, which is located inside cup, on its inner surface of the side wall two electrodes are rigidly fixed, one of which is connected to the terminal of the spark gap, the second terminal of which is connected to the terminal of the capacitor and the negative terminal of the transformer of the rectifier block, the second electrode is connected to the second terminal of the capacitor and the positive terminal of the transformer rectifier block, while a liquid working agent is placed between the piston and the bottom of the glass, the glass on the inside is made with protrusions of a wave-like profile to absorb shock waves in the working area between the piston and electrodes.

Предлагаемое устройство показано на чертеже.The proposed device is shown in the drawing.

Стенд для проведения ударных ресурсных испытаний вагона выглядит следующим образом: на раме 1, заделанной в железобетонный устой тупика, жестко закреплен стакан 2, внутри которого расположен толкатель, состоящий из штока 3 и поршня 4, на краях стакана 2 находятся ограничители хода 5 поршня 4. Между поршнем 4 и днищем стакана 2 помещен жидкий рабочий агент 6, например вода или раствор NaCl, стакан 2 с внутренней стороны выполнен с выступами 7 волнообразного профиля для гашения ударных волн. За выступами 7 расположены два электрода 8, один из которых соединен с выводом разрядника 9, второй вывод которого соединен с выводом конденсатора 10 и отрицательным выводом трансформатно-выпрямительного блока 11, второй электрод 8 подключен ко второму выводу конденсатора 10 и положительному выводу трансформаторно-выпрямительного блока 11. Шток 3 упирается в тензонометрическую автосцепку 12 вагона 13.The stand for carrying out impact tests of the car is as follows: on the frame 1, embedded in the reinforced concrete support of the dead end, a glass 2 is rigidly fixed, inside of which there is a pusher consisting of a rod 3 and a piston 4, at the edges of the glass 2 there are travel stops 5 of the piston 4. Between the piston 4 and the bottom of the cup 2, a liquid working agent 6, for example water or a NaCl solution, is placed, the cup 2 on the inside is made with protrusions 7 of a wave-like profile to absorb shock waves. Behind the protrusions 7 there are two electrodes 8, one of which is connected to the terminal of the spark gap 9, the second terminal of which is connected to the terminal of the capacitor 10 and the negative terminal of the transformer-rectifier block 11, the second electrode 8 is connected to the second terminal of the capacitor 10 and the positive terminal of the transformer-rectifier block 11. The rod 3 abuts against the strain gauge automatic coupling 12 of the car 13.

Работа устройства осуществляется следующим образом, пространство внутри стакана 2 через отверстие для электрода 8 заполняется жидким рабочим агентом 6, электрод 8 жестко закрепляется в стакане 2. На испытуемом вагоне 13 монтируется тензометрическая автосцепка 12. Вагон 13 подается на стенд. Шток 4 толкателя соединяется с тензонометрической автосцепкой 12. Поршень 4 толкателя задвигается внутрь стакана 2 до тех пор, пока жидкий рабочий агент 6, не заполнит все пространство. Через трансформаторно-выпрямительный блок 11, заряжается конденсатор 10, который после срабатывания разрядника 9 разряжается на электроды 8. В результате искрового разряда в жидком рабочем агенте 6 возникает быстрая ударная волна, которая, дойдя до выступов 7 волнообразного профиля для гашения ударных волн, частично демпфируется последними, и доходит до поршня 4 ослабленной, после чего, вследствие расширения парогазовой полости возникает медленно перемещающийся поток жидкого рабочего The operation of the device is as follows, the space inside the cup 2 through the hole for the electrode 8 is filled with a liquid working agent 6, the electrode 8 is rigidly fixed in the cup 2. A strain gauge coupler 12 is mounted on the test car 13. The car 13 is fed to the stand. The rod 4 of the pusher is connected to a strain gauge automatic coupler 12. The piston 4 of the pusher is retracted into the cup 2 until the liquid working agent 6 fills the entire space. Through the transformer-rectifier unit 11, a capacitor 10 is charged, which, after the spark gap 9 is triggered, discharges to the electrodes 8. As a result of a spark discharge in the liquid working agent 6, a fast shock wave occurs, which, having reached the protrusions 7 of the wave-like profile to absorb shock waves, is partially damped last, and comes to the piston 4 weakened, after which, due to the expansion of the vapor-gas cavity, a slowly moving stream of liquid worker

агента 6, на который из-за его относительно малой скорости выступы 7 волнообразного профиля для гашения ударных волн практически не влияют. Указанный поток двигает поршень 4 толкателя до ограничительных выступов 5 на стакане 2. Через шток 3 толкателя удар передается на тензометрическую автосцепку 12 испытуемого вагона 13.agent 6, on which, due to its relatively low speed, the protrusions 7 of the wave-like profile for damping shock waves are practically not affected. The specified flow moves the piston 4 of the pusher to the limiting protrusions 5 on the glass 2. Through the rod 3 of the pusher, the impact is transmitted to the strain gauge automatic coupling 12 of the test car 13.

Как можно заметить, из-за того, что в предлагаемом устройстве воздействие быстрой ударной волны на поршень 4 значительно ослаблено, поршень 4 приводится в движение в основном гидродинамическим потоком, созданным более медленным гидродинамическим течением, вызванным парогазовой полостью, что позволяет получить импульс силы, воздействующей на испытуемый вагон 13, требуемого значения.As you can see, due to the fact that in the proposed device the effect of a fast shock wave on the piston 4 is significantly weakened, the piston 4 is driven mainly by the hydrodynamic flow created by the slower hydrodynamic flow caused by the vapor-gas cavity, which allows to obtain a momentum of the force acting on the test car 13, the desired value.

Claims

A stand for carrying out impact tests of a car, including a frame embedded in a reinforced concrete support of a dead end, and a pusher consisting of a rod and a piston, a glass is rigidly fixed on the frame with piston stroke stops located at the edges, two electrodes are rigidly fixed on its inner surface of the side wall, one of which is connected to the terminal of the spark gap, the second terminal of which is connected to the terminal of the capacitor and the negative terminal of the transformer-rectifier unit, the second electrode is connected to the second terminal of the capacitor and the positive terminal of the transformer-rectifier unit, while between the piston and the bottom of the glass is placed a liquid working agent, characterized in that the glass on the inside is made with protrusions of a wave-like profile.