SU1312412A1

SU1312412A1 - Устройство дл измерени вертикальных и боковых сил взаимодействи между колесом и рельсом

Info

Publication number: SU1312412A1
Application number: SU853895537A
Authority: SU
Inventors: Александр Яковлевич Коган; Виктор Александрович Коваль; Александр Николаевич Кажаев
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Железнодорожного Транспорта
Priority date: 1985-05-16
Filing date: 1985-05-16
Publication date: 1987-05-23

Abstract

Изобретение относитс к приборостроению . Цель изобретени - повышение оперативности измерений и- сохранение безопасности движени ..- Устройство содержит типовую железнодорожную колесную пару с размещенными на ней полумостовыми схемами 1-6, тензометрические усилители 7-12, синхронизирующий 13 и тактовый 14 генераторы , блок 15 управлени , блок

Description

16 электронных ключей вертикальной силы, блок 17 электронных ключей боковой силы и блоки 18-20 определени направлени действи боковой силы. Введение новых элементов и образова1

Изобретение относитс к приборо- строению, в частности к измерительным устройствам дл измерени и регистрации сил взаимодействи колеса с рельсом.

Цель изобретени - повышение оперативности измерений и сохранение безопасности движени , а также расширение функциональных возможностей путем проведени спектральног о ана- лиза.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства дл измерени вертикальных и горизонтальных сил взаимодей- стви между колесом и рельсом; на фиг. 2 - расположение тензорезисто- роБ схем дл измерени вертикальн х и горизонтальных сил; на фиг . 3 и 4 - соединение тензорезисторов в схемы соответственно дл измерени вертикальных и горизонтальных сил.; на фиг. 5 и 6 - сигналы схем измерени соответственно.вертикальных и горизонтальных сил; на фиг . 7 - гра фики сигналов вертикальных сил и производимые над ними предлаг аемым устройством операции: а,б,в - сиг - налы вертикальных сил измерительных схем 1,3 и 5 соответственно: г,д,е - информативные значени сиг - налов вертикальных сил;ж - сигнал вертикальных сил на выходе измерителного устройства; з, и - сигналы синхронизирующего и тактового генерато ров соответственно; на фиг,. 8 - графики сигналов горизонтальных сил и производимые над ними устройством операции: а, б, в - сиг налы горизонтальных сил измерительных схем 2,4 к 6 соответственно; г,д,е - информативные значени сиг напов горизонтальных сил; ж - сиг нал горизонтальных сил на выходе измерит.ельного

устройства 3, и - сигналы синхрони

ние новых св зей между элементами устройства позвол ют расширить функциональные возможности устройства путем проведени спектральнот о анализа . 1 з.п. ф-лы. 8 ил.

5

tO

(5 20 35 45

зирующего и тактовог о г енераторов соответственно.

Устройство содержит типовую железнодорожную колесную пару с размещенными на ней полумостовыми схемами 1-6, тензометрические усилители 7-12, синхронизирующий 13 и тактовый 14 генераторы, блок 15 управлени , блок 16 электронных ключей вертикальной силы, блок 17 электронных ключей боковой силы, блоки 18-20 определени направлени дей-. стви боковой силы.

Кажда из измерительных схем 1-6 состоит из четырех тензорезисторов , размещенных на концах двух взаимно перпендикул рньсх диаметров и включенных в полумостовую схему. Схемы 3 и 4 размещены на диаметрах повернутых на 30 относительно диаметров , на которых размещены перва и втора полумостовые схемы. Схемы 5 и 6 размещены на диаметрах, повернутых на 60 относительно диаметров , на которых размещены перва и втора полумостовые схемы. Схемы 1, 3 и 5 размещены на внутренней стороне диска колеса на окружности, радиус которой составл ет 0,6-0,7 радиуса диска колеса, и служат дл измерени вертикаль 1ой силы. Схемы 2,4 и 6 размещены на наружной стороне диска колеса на окружности, радиус которой состар л ет 0,6-0,7 радиуса диска колеса, и служат дл из- боковой силы.

Синхронизирующий генератор вьтол- нен в виде 12-зубрй шестерни, размещенной на оси колесной пары,взаимодействующей с концевым выключателем , размещенным на буксе колесной пары. Радиусы зубьев шестерни совпадают по направлению с радиусами диска колеса, на которых размещены тен- зорезисторы. Синхронизирующий гене

J1

ратор вырабатывает импульсы, синхронизированные с информативными значени ми сигналов измерительных схем (вертикальных и боковых сил).

Тактовый генератор выполнен в ни- дё диска с выступом, размещенным на оси колесной пары, взаимодействующего с концевым выключателем, размещенным на буксе колесной пары. Радиус выступа диска тактового генерато- ра совпадает по направлению с радиусом на котором размещен первый тен- зорезистор первой полумостовой схемы . Тактовый 1 енератор вьфабатывает импульсы, синхронизированные с инфор мативным значением сигнала, вырабатываемого первым тензорезистором первой полумостовой схемы.

Устройство работает следующим образом .

При качении колеса по рельсу сигналы со схем 1,3 и 5 измерени вертикальных сил, подключенных к входам тензометрических усилителей 7-9, поступают на входы блока 16 электронных ключей вертикальной силы . При повороте измерительных диаметров схем перпендикул рно к рельсу с генератора 13 на вход блока 15 управлени поступают синхронизиру ющие импульсы, которые управл ют его работой.По мере поступлени синхронизирующих импульсов блок 15 осуществл ет последовательное подключение информативных значений сигна- лов вертикалbHbfx сил с измерительных схем через блок 16 на регисири- рующий канал.

Включение измерительной системы производитс синхронизирующим импульсом с генератора 14, когда тензоре- зистор R, находитс в нижнем положении на радиусе, перпендикул рном релСУ- .

Сигналы со схем 2,4 и 6 измерени

боковых сил подключенных к входам тензометрических усилителей 10-12, поступают на первые входы блоков определени направлени действи бо- ковой силы 18-20, На вторые входы блоков 18-20 поступают сигналы со схем измерени вертикальных сил.Блоки 18-20 работают на совпадение фаз входных сигналов. При отрицательной пол рности сигнала вертикальной силы , сигнал боковой силы поступает на вход блока 17 инвертированным, в остальных случа х - без изменени по5

24

5 О -5

0

5

Q 5

0 5

124

л рности. Блок 15 осуществл ет последовательное подключение информативных разнопол рных значений боковой силы (в зависимости от направлени действи боковой силы) с измерительных схем через блок 17 на регистрирующий канал.

Указанный способ размещени и включени тензорезисторов на диске колеса и пор док их включени в измерительные схемы позвол ет при измерении вертик:альных сил исключить вли ние горизонтальной силы, действующей на колесо, и, наоборот, при измерении горизонтальных сил исключить вли ние вертикальной силы и измер ть сами силы при углах поворота колеса 30(п-1) ,30(п-1)+ +90°, ЗОСп-О + Тво и 30(п-1)+270 (где п 1,2,3 - число измерительных схем) с наименьшими погрешност ми . Ординаты сил, измеренные при указанных углах поворота колеса, вл ютс информативными (правильными).

Введение дополнительных тензорезисторов Ry,R,R-f и Rg в первую и вторую полумостовые схемы позвол ет в два раза уменьшить интервал между последовательными измерени ми вертикальных и горизонтальных сил.

Введение полумостовых схем 3 и

5дл измерени вертикальной силы и подключение их через тензометри- ческие усилители к первому блоку электронньгх ключей позвол ет за один оборот колеса получать двенадцать информативных значений вертикальной силы и регистрировать их последовательно на один регистрирующий канал.

I

Введение полумостовых схем 4 и

6дл измерени горизонтальной силы

и подключение их через тензометричес- кие усилители и блоки определени направлени действи боковой силы по второму блоку электронньгх ключей, позвол ет получать за один оборот колеса двенадцать информативных значений горизонтальной силы, автоматически определ ть направление ее действи и регистрировать эти значени последовательно на один регистрирующий канал.

Радиусы окружностей, на которых расположены тензорезисторы измерительных схем, равные 0,6-0,7 радиуса диска колеса, подобраны экспериментально .

51

Claims

1. Устройство дл измерени вертикальных и боковых сил взаимодействи между колесом и рельсом, содержащее железнодорожную колесную пару , первый и второй тензорезисторы размещены на внутренней стороне диска колеса на одном диаметре по разные стороны от оси и включены в первую полумостовую схему, третий и четвертый тензорезисторы размещены на наружной стороне диска KOj ieca на том же диаметре по разные стороны от оси и включены во вторую полумостовую схему, и первый и второй усилители , соединенные с первой и второй полумостовыми схемами соответственно , отличающее с тем что, с целью повышени оперативности измерений и сохранени безопасности движени , в нег о введены п тый, шестой , седьмой и восьмой тензорезисторы , при этом п тый и шестой тензорезисторы размещены на внутренней стороне диска на одном диаметре,перпендикул рном диаметру, на котором размещены первый и второй тензорезисторы , первый, второй, п тый и шестой тензорезисторы размещены на окружности , радиус которой составл ет 0,6-0,7 радиуса диска колеса, седьмой и восьмой тензорезисторы размещены на наружной стороне диска колеса на одном диаметре,перпендикул рном диаметру, на котором размещены третий и четвертый тензорезисторы, третий, четвертый, седьмой и восьмой тензорезисторы размещены на окружности , радиус которой составл ет 0,6-0,8 радиуса диска колеса, п тый и шестой тензорезисторы включены в первую полумостовую схему последовательно с первым и вторым тензоре- зисторами соответственно, а седьмой и восьмой тензорезисторы включены

26

во вторую полумостовую схему последовательно с третьим и четвертым тензорезисторами cootBeTCTBeHHO.

2. Устройство по п. 1, о т л ичающеес тем, что, с целью расширени функ1щональных возможностей путем проведени спектрального анализа, в нег о введены треть , четверта , п та и шеста полумостовые схемы, тактовый и синхронизирующий генераторы, блок управлени ,

первый и второй блоки электронньрс ключей, каждый из которых снабжен

трем входами и одним выходом, первый ,второй и третий блоки определени направлени действи боковой силы,треть и четверта полумостовые схемы размещены на диаметрах, повернутых на 30 относительно диаметров, на которых

размещены перва и втора полумостовые схемы, а п та и шеста полумостовые схемы размещены на диаметрах, повернутых на 60 относительно тех же диаметров, синхронизирующий генератор выполнен в виде двенадцатизу- бой шестерни, размещенной на оси колесной пары и взаимодействуюп1ей с концевым выключателем, размещенным на буксе колесной пары, тактовый

г енератор выполнен в виде диска с выступом, размещенным на оси колесной пары и взаимодействуюЕ1его с концевым выключателем, размещенным на оси колесной пары, причем радиусы зубьев шестерни совпадают по направлению с радиусами диска колеса, на которых размещены тензорезисторы, а радиус выступа диска совпадает по направле1шю с радиусом, на котором

размещен первый тензорезистор первой полумостовой схемы, перва ,треть и п та полумостовые схемы соединены через усилители с первым, вторым и третьим входами первого блока электронных ключей и с первыми входами первого, второго и третьего блоков определени направлени действи боковой силы, втора , четверта и шеста полумостовые схемы соединены через усилители с вторыми входами пер- Boi o, второго и третьет о блоков определени направлени действи боковой силы соответственно, выходы блоков определени направлени действи

боковой силы соединены с первым, вторым и третьим входами второг о блока электронных ключей, выход:.ы С1 нхрони- зирующего и тактового генераторов соединены с входом блока управлени .

выходы которого соединены с четверты- действи боковой силы вьшолнен в ви- ми входами блоков электронных ключей, а де компаратора фаз сигналов усилите- каждый блок определени направлени лей.

1312412

8 .

;(/fJ;

«z(«i,;

)

Rj(«;;

«б(«в/

270

)

«6(«eV

Фиг. 2

Ry КБ

7

5 R l/ 2

RS RB

R R3 Hi/

Фиг.З

.

0 50

Ш 27

V-V

050 780 27(Г

Nm гкг/ /

А/г.

Фиг.6

а

4- - 11 12 1 2 3 Ч 5 1 8 3 10 ly 12 1

Z W 11 12/ / 2 3 5 5 5 Ю 11 li

б

t . . ) XL. -+-

KJ 2 3 5 6 7 Х.

1 П О ( ПП

Q 11 П I 2 :S 5 6 1 в 3 Ю П 12 1

. а

1Г/Г 12 Г 5

р-1L+J1

II|- Л ,.- I I -I I . 5 55789

П , П , П

7 8 9 lb ii f2 У

n

I lM-l1Ю 11 12 1 Z 3 5 6 7 8 9 Ю )J J2 7

1ПпППпППпППпОПп

)

3

Ю 11 12 1 2 3 Ц 56 Т 8 9 W 11 12 1

тшттттж

W 11 12 1 2 7 8 9 Ю 71 12 1

4- - ly 12

1

/i

X

XL. -+-

7 Х.

U

-I I . 89

П

8 9 lb ii f2 У

n

lM-l18 9 Ю )J J2 7

)

и

П

Фиг. 7

tt / f 2 f 5

5 8

/ 2 J / 5 . 8 9 10 / 12.. 2 3 / 7 JJ

.j 1 i Il-- III - -I- .II -Л L

72 7 2 5 5 5

|7| (У 5 )

-IMJ

;2 j

- -I- .II -Л L

|7| (У 5 )

-IMJ

;2 j

I I i| I I it I I . j. I I ill t t 12 1 2 5 б 7 lil 5 io 1 12 1

f1 n

+: 1Иг

Ж

3

w

1 ; 2 1 5 ff 7 Ijl 7 ;/ Ijl ;

пППпППрИПпППп

12 1 9 10 ir 12 J

ПППППППППППППП

ц 1UjjLf

MЦn 1 2 3 5 6 7 8 3 IQ 11 12 1

I . I .1II,I1III I J I

-l-l11( ,1H

2 7 2 5 5 6 7 5 g 70 7/ /2 ;

.8

Составитель В.Годзиковский Редактор А.Сабо Техред Л.Сердюкова Корректор С.Черни

Заказ 1962/39Тираж 777Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужг ород, ул. Проектна , 4

+: 1Иг

ff 7 Ijl

MЦ ,I1

,1H