UA52970A - Стенд для дослідження зчеплення колеса з рейкою та випробування елементів буксового ресорного підвішування залізничного рухомого складу - Google Patents

Abstract

Стенд для дослідження зчеплення колеса з рейкою та випробування елементів буксового ресорного підвішування залізничного рухомого складу містить встановлене на рамі колесо з приводом та елементами ресорного підвішування, імітатор рейкового шляху, встановлений на роликах; механізм навантаження, пристрій для створення сили опору руху, датчики та вимірювальну апаратуру. При цьому пристрій для створення сили опору руху забезпечено блоком управління з виходом, з'єднаним з джерелом живлення електромагнітного гальма, рейку закріплено до балки елементами шпал з клинами, з можливістю переміщення рейки з балкою в поперечному напрямку, висота опорних роликів регулюється гідроциліндром, стенд споряджено пристроєм, що містить гідравлічну систему, прес-вібратором та силозадавальними елементами, а також дисковим та колодковим гальмом і датчиком шуму.

Description

Опис винаходу

Винахід відноситься до галузі залізничного транспорту і може бути використаний в пристроях для 2 дослідження тяглово-динамічних якостей рухомого складу.

Відомо установка для динамічних і тяглових випробувань моделі локомотива, що містить станину, збудники коливань, штоки яких сполучені із шейками осей, гідравлічні циліндри (див. ас. СРСР Мо802832, МПК о 01М17/00, 1981р.,бюл.Моб).

Недоліком відомої установки є те, що тяглово-динамічні показники визначаються, походячи з теорії подоби 70 моделі і натури, а виходить, дуже приблизно.

Відомо пристрій для дослідження тертя ковзання між колесом і рейкою, що містить встановлене на рамі колесо з приводом та елементами ресорного підвішування, імітатор рейкового шляху, встановлений на роликах, механізми навантаження, пристрій для створення сили опору руху, датчики і вимірювальну апаратуру (див. а.с.

СРСР Мо123339, МПК о 01М19/02,1959 р., бюл. Мо 20). Даний пристрій приймається за прототип. 19 Недоліком прототипу є недостатнє наближення умов випробувань до реальних умов експлуатації, обумовлене ігноруванням динамічних факторів, кута установки колеса щодо рейки, впливу конструктивних особливостей елементів ресорного підвішування, не досліджується проходження стиків і гостряків рейкового шляху і вплив підрейкової основи на рух колеса, рух колеса на підйом у кривих по зовнішній і внутрішній рейці, а також вузькі функціональні можливості цього стенда.

В основу винаходу поставлено задачу удосконалення стенда для дослідження зчеплення колеса з рейкою та випробування елементів буксового ресорного підвішування залізничного рухомого складу шляхом встановлення блока управління пристроєм для створення сили опору переміщенню імітатора рейкового шляху, гідравлічної системи, преса-вібратора, дискового та колодкового гальм, що призведе до розширення функціональних можливостей стенда, та забезпечення програмувальної характеристики сили опору переміщенню |імітатора рейкового шляху. «

Поставлена задача досягається тим, що на стенді для дослідження зчеплення колеса з рейкою та випробування елементів буксового ресорного підвішування залізничного рухомого складу, який містить встановлене на рамі колесо з приводом та елементами ресорного підвішування, імітатор рейкового шляху, встановлений на роликах, механізми навантаження, пристрій для створення сили опору руху, датчики і о вимірювальну апаратуру, згідно винахода, пристрій для створення сили опору переміщенню імітатора рейкового шляху забезпечений блоком управління, причому вихід його з'єднаний із джерелом живлення електромагнітного гальма; верхня рама стенда змонтована на нижній рамі з можливістю фіксованого повороту в горизонтальній о площині; для створення динамічних вертикальних і горизонтальних навантажень від колеса на рейку Га передбачено пристрій, що містить гідравлічну систему, прес-вібратор і силозадаючи елементи; для імітації коливань у системі "колесо - рейка - підрейкова основа" передбачене кріплення рейки до балки через елементи о шпал; для відтворення умов руху в кривих дільницях шляху передбачене переміщення рейки з балкою в поперечному напрямку; для моделювання руху на підйом передбачене переміщення опорних роликів; для забезпечення заданого нахилу рейки застосовується набір клинів; для відтворення умов гальмування стенд « обладнаний дисковим і колодковим гальмом; для виміру рівня шуму встановлений датчик шуму при русі, а також З можливе проведення статичних випробувань у системі "колесо - рейка - підрейкова основа". Усі перераховані с вище експерименти можна проводити з різними типами профілів коліс і типів рейок. з» Сутність винаходу пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 схематично показаний загальний вид стенда (вид збоку), на фіг.2 - вид зверху, на фіг.3 -схема системи керування пристроєм створення сили опору, на фіг.4 -гідравлічна схема керування вертикальним і горизонтальним навантаженнями, на фіг.5 - рейкова основа.

Стенд для дослідження зчеплення колеса з рейкою та випробування елементів буксового ресорного і-й підвішування залізничного рухомого складу містить встановлений на фундаменті 1 привід, в складі якого є ка електродвигун 2, маховик З, гідротрансформатор 4, зв'язаний карданом 5 з реверсивним редуктором 6. Останній встановлено на гумових опорах з можливістю переміщення і зв'язано за допомогою муфти 7 з колесом 8. Колесо о 8 разом з дисковим гальмом 9 встановлено на осі в буксовому вузлі 10, який за допомогою елементів ресорного -і 20 підвішування 11 зв'язаний з верхньою частиною рами 12 стенда. Верхня частина рами 12 стенда встановлена на нижній частині рами 13 з можливістю вертикального переміщення. До рами кріпляться елементи колодкового с гальма 14. У нижній частині рами 13 є штирі 15, що входять у пази 16 верхньої частини рами 12 стенда і служать для фіксації верхньої частини рами 12. Фіксований поворот верхньої частини рами 12 зі змонтованим на ній колесом 8 щодо нижньої частини рами здійснюється за допомогою силових циліндрів 17. Силові циліндри 17 22 знаходяться по обидва боки верхньої частини рами 12 на кронштейнах 18, що кріпляться до нижньої частини в. рами 13 стенда. Поворот рам щодо одна одній дозволяє змінювати кут набігання колеса 8. На підставі 19 стенда встановлено раму 20 з опорним котком 21, для переміщення рами 20 в поперечній площині передбачений гідроциліндр 22 подвійної дії, блок управління гідроциліндром 23 і два опорні ролики 24, висота виступу яких регулюється двома гідроциліндрами 25 що служить для забезпечення імітації руху на підйом. Рейка 26 через 60 елементи шпал 27 із клинами 28 встановлена на балці 29, що приводиться в рух котком 21, а колесо 8 у свою чергу спирається на рейку 26. Балка 29 переміщується в поперечному напрямку разом з рамою 20, на якій кріпиться електромагнітне гальмо 30, що забезпечує створення сили опору руху колеса 8. На котушках 31 електромагнітного гальма ЗО з упорами 32, що контактують з виступами 33, встановлено датчики сили тяги. У верхній частині рами 12 стенда встановлений механізм 34 вертикального навантаження колеса (гідродомкрат). бо Уздовж осі через пружні підшипники 35 установлений гідроциліндр 36, що слугує для передачі горизонтального навантаження і механізм керування, який містить гідроциліндри 37 і 38 відповідно для вертикального і горизонтального динамічного навантаження колеса 8, що приводяться в рух ексцентриковим механізмом пресвібратора 39, який містить раму 40 з укріпленим на ній двигуном 41 і здійснюючої привід ексцентрикового механізму 42 пасової передачі 43. У районі контакту колеса з рейкою встановлений датчик шуму 44.

Керуючий сигнал на котушки 31 електромагнітного гальма ЗО подається через керований випрямляч 45 від блоку керування 46, що містить електричну схему регулювання сили опору (сили тяги). Схема пристрою керування електромагнітним гальмом З0 приведена на фіг. З і містить, крім вищевказаного керованого випрямляча 45 і гальма 30, регульований розподільник напруги 47, генератор регульованих інтервалів 48, що 7/0 Комутує пристрій 49, генератор синусоїдальної напруги 50, перемикач виду характеристики напруги.

Регульований розподільник напруги 47 містить ряд послідовно з'єднаних перемінних резисторів, наприклад 6, підключених до джерела постійної напруги. Комутуючий пристрій 49 з інтервалами часу, обумовленими генератором тимчасових інтервалів (ГІ) 48, підключає по черзі відводи розподільника напруги 47 до верхнього за схемою перемикача виду характеристики 51 таким чином, що на верхньому відводі перемикача 51 7/5 формується східчаста напруга. Тривалість циклу й інтервал часу кожної сходинки визначається ГТІ 48, а амплітуда кожної сходинки встановлюється движками резисторів 47.

На середній за схемою вивід перемикача 51 подається напруга генератора синусоїдальної напруги 50, а нижній вивід - напруга з генератора лінійного наростаючого напруги 52. Частота й амплітуда напруг генераторів 50 ії 52 регулюються по величині. З рухомого контакту перемикача 51 напруга подається на вхід керованого 2о випрямляча 53, до виходу якого підключені котушки 31 електромагнітного гальма 30.

Таким чином, за допомогою перемикача виду характеристики, регулювань дільника напруги 47 і генераторів 48, 50, 52 на вхід керованого випрямляча 45 можна подавати різні напруги керування: східчасте, лінійно-наростаюче і синусоїдальне. Відповідно керуючому випрямлячу 45 змінюється і величина струму електричного гальма 30. Стенд постачений також швидкості руху колеса 8 і рейки 26, датчиками контролю гідро і г пневмосистеми стенда, підсилювальною й реєструючою апаратурою (на кресленні не показані).

На фіг4 зображена схема керування горизонтальними і вертикальними навантаженнями. Живлення « гідросистеми для створення статичних навантажень здійснюється насосом 54. Гідроциліндри 37, 38 приводяться від пресвібратора 39 (фіг.2) з'єднані відповідно з напірними магістралями 55 і 56 та з гідроциліндрами вертикального 34 і горизонтального навантаження 36. о зо На підставі 19 стенда встановлено обмежники 57 ходу рейки 26.

Працює запропонований стенд наступним чином. Встановлюється рейка 26 із заданим радіусом кривизни з - необхідним ухилом, що виставляється клинами 28. При дослідженні зчеплення колеса з рейкою та випробуванні Ге! елементів ресорного підвішування до колеса 8 за допомогою гідродомкрата 34 прикладають через елементи ресорного підвішування 11 необхідне навантаження. Також за допомогою гідродомкратів 34 встановлюють с необхідний підйом рейки за допомогою опорних роликів 24. При русі колеса 8 в кривій дільниці шляху ю забезпечують необхідне поперечне переміщення балки 29 за допомогою котка 21, що переміщується уздовж подовжньої осі гідроциліндром 22 подвійної дії, робота якого регулюється спеціальним блоком керування 23.

Проходження колеса по зовнішній і внутрішній рейках здійснюється розворотом рейки на 180 градусів у горизонтальній площині. Рейку 26 загальмовують електромагнітним гальмом, діючим на балку 29. При передачі « струму в котушці З1 останні притискаються до бічних поверхонь балки 29 і створюють, тим самим, визначену ств) с силу опору його пересуванню по роликах 24, що залежить від величини живлячого струму. Величина струму,

Й регульована через блок керування електромагнітним гальмом 46, дозволяє забезпечити програмувальну и?» східчасту характеристику сили опору переміщенню імітатора рейкового шляху. Крім того, блок керування 23 дозволяє здійснювати пульсацію цієї сили опору, імітуючи тим самим коливання приводу.

Електродвигун 2 розкручує до заданої частоти обертання маховик З, гідротрансформатор 4 заповнюють с олією, і він передає обертаючий момент через реверсивний редуктор 6 на колесо 8. Під дією сили зчеплення колеса 8 з рейкою 26, рейка з балкою 29 переміщується по роликах 24 уздовж електромагнітного гальма о (природно, якщо сила зчеплення перевищує силу опору руху, створювану електромагнітним гальмом), а

Ге) встановлені між упорами 32 котушок 31 і виступами 33 рами стенда датчики безупинно реєструють силу 5р Зчеплення колеса 8 з рейкою. Для зміни кута набігання колеса 8 силові циліндри 17 впливають на верхню

Ш- частину рами 12 стенда зі змонтованими на ній колесом 8, в результаті чого відбувається поворот на фіксований о кут. Сигнали з датчиків, що реєструють ці зміни, а також сигнали від датчиків сили зчеплення, вертикального статичного навантаження, швидкості руху колеса і рейки подаються на підсилювача і далі на апаратуру, що реєструє. Процес випробування триває певний час, що залежить від швидкості рейки 26. При використанні робочої довжини рейки 26 з гідротрансформатора 4 автоматично зливається олія і припиняється, тим самим, передача обертаючого моменту, колесо 8 інерцію частин, що рухаються, гасить гальмами до повної їхньої

Р» зупинки. Для створення динамічного вертикального і горизонтального навантажень від колеса 8 на рейку використовують пристрій, що містить гідравлічну систему (фіг.4) пресвібратор 39 і силозадючи елементи у вигляді гідродомкрата 34 і гідроциліндра З6. во На стенді імітуються наступні режими роботи локомотива: зрушення, розгін до швидкості 4 м/с, регулювання і стабілізування швидкості, гальмування, реверсування (юз), боксування (розгін), коливання обертаючого моменту приводу, кута набігання колеса, рух на підйомі, у кривій дільниці шляху, а також створення вертикальних і горизонтальних динамічних навантажень.

Пропонована конструкція стенда для дослідження зчеплення колеса з рейкою та випробування елементів 65 ресорного підвішування залізничного рухомого складу дозволить, у порівнянні з прототипом, наблизити умови випробувань до реальних умов експлуатації і розширити функціональні можливості стенда за рахунок застосування блоку керування пристроєм для створення сили опору руху, що дозволить забезпечити програмувальну характеристику сили опору переміщенню імітатора рейкового шляху, а також пульсацію сили опору, що в експлуатації локомотивів відповідає коливанням обертаючого моменту колеса, зв'язаним з Коливаннями приводу.

Крім того, на відміну від прототипу в пропонованому стенді передбачена можливість руху в кривій і прямій дільницях шляху з фіксованим поворотом верхньої рами разом із закріпленим на ній колесом щодо нижньої рами стенда, що в експлуатації локомотивів відповідає зміні кута набігання колеса і моделювання горизонтальних і вертикальних динамічних навантажень.

Claims (2)

Формула винаходу

1. Стенд для дослідження зчеплення колеса з рейкою та випробування елементів буксового ресорного підвішування залізничного рухомого складу, що містить встановлене на рамі колесо з приводом та елементами ресорного підвішування, імітатор рейкового шляху, встановлений на роликах; механізм навантаження, пристрій для створення сили опору руху, датчики та вимірювальну апаратуру, який відрізняється тим, що пристрій для створення сили опору руху забезпечено блоком управління з виходом, з'єднаним з джерелом живлення електромагнітного гальма, рейку закріплено до балки елементами шпал з клинами, з можливістю переміщення рейки з балкою в поперечному напрямку, висота опорних роликів регулюється гідроциліндром, стенд споряджено пристроєм, що містить гідравлічну систему, прес-вібратором та силозадавальними елементами, а також дисковим та колодковим гальмом і датчиком шуму.

2. Стенд по п. 1, який відрізняється тим, що його верхню раму змонтовано на нижній рамі з можливістю фіксованого повороту в горизонтальній площині. тими " дл" " : : - « Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2003, М 1, 15.01.2003. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України. «в) у (о) с І в)

- . и? 1 іме) се) -і (42) 60 б5