Катковый стенд для оценки динамических параметров тележки вагона Российский патент 2018 года по МПК G01M17/10 

Предлагаемое устройство относится к области диагностики рельсовых транспортных средств и может быть использовано в лабораторных условиях при исследовании ходовых частей вагонов и локомотивов.

Из учебника под редакцией Шадура Л.А. «Вагоны (конструкция, теория, расчет), «Транспорт», М-1980, следует, что проверку динамической прочности вагонов проводят путем анализа их реакции на продольные ударные нагрузки или проведением вибрационных испытаний. Существуют две категории испытаний прочности вагонов на удар через автосцепку: единичные удары (соударение вагонов) и многократное действие повторных ударов (на усталость). Испытание на усталость при ударах практически возможно только на специальных стендах, которые используются для получения абсолютных и сравнительных данных.

Конструкция эффективных стендов окончательно не определена или довольно сложна.

Известен стенд для испытания вагонов (патент RU 2235305, G01M 17/08), предназначенный для создания в лабораторных условиях вибраций вагонов, подобных тем, которые они испытывают при движении в пути. Стенд закреплен в бетонированной траншее, оборудованной поверху сцепным устройством закрепления вагона со встроенным в него динамометром для замера горизонтальных сил в его раме. Стенд содержит вращательный комплекс, размещенный на постаменте днища траншеи. Вращательный комплекс выполнен в виде гусеничного движителя с двигателем и трансмиссией, на каждом траке которого установлены участки рельсового пути с заданной колеей испытываемого на открытом воздухе вагона, тележки которого опираются на рельсовый путь. Высота постамента для установки вращательного комплекса обеспечивает свободное провисание гусеничного движителя. Стенд оборудован вибратором, подвешенным к днищу вагона через распределительную балку, точки приложения нагрузки которой приближены к пятникам вагона.

Недостатком такой конструкции является большие габариты стенда и его сложность.

Другим известным устройством для диагностики тележек железнодорожных вагонов является стенд (патент ЕР 2239811 B1, G01M 17/08), позволяющий анализировать динамику нагружения тележки при извилистом движении колесной пары. Стенд содержит фундамент, опорную плиту с конусной поверхностью, взаимодействующую с подобной поверхностью основания фундамента посредством тел качения и подпружиненную относительно последнего, установленные на фундаменте и опорной плите рельсы, которые совпадают по уровню в начальный момент диагностики, а также валы с опорными роликами, контактирующими с колесами колесных пар тележки вагона. При этом каждый из опорных роликов состоит из двух подвижных друг относительно друга частей, первая из которых в осевом направлении подвижно размещена на валу и подпружинена относительно него, а вторая, также с возможностью осевого перемещения, установлена на первой, причем вторая часть подвижно расположена в стакане, жестко закрепленном на валу, полость которого заполнена рабочей жидкостью и контактирует с дополнительным роликом осевого перемещения, расположенного на подвижной оси, жестко соединенной с поршнем пневмопривода.

К недостаткам стенда также относится его сложная конструкция и длительная методика измерений.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является катковый стенд, опубликованный в сборнике «Научно-технические разработки ИрГУПС» (Иркутск, 2015 год, с. 8). Стенд, предназначенный для оценки работоспособности тормозных колодок, представляет собой систему, состоящую из механической и электрической частей. Механическая часть состоит из участка рельсового пути и каретки с четырьмя роликами, в корпусе которых размещены по два роликовых подшипника; для вращения колесной пары предусмотрен асинхронный двигатель и клиноременная передача; на расстоянии половины межосевого расстояния от роликов установлен портал, оснащенный гидравлическим домкратом, для нагружения испытуемой тележки грузового вагона. Одна из колесных пар установлена на участок рельсового пути, а вторая фиксируется с помощью тормозных башмаков (колодок). Электрическая часть стенда, включающая асинхронный двигатель, пусковые элементы и средства регулирования скорости вращения и уровень нагрузки на тележку, служит для изменения и регистрации параметров испытаний.

Существенным недостатком каткового стенда является довольно узкое назначение, не позволяющее проводить оценку динамических параметров испытуемой тележки.

Цель настоящего изобретения заключается в расширении технических возможностей каткового стенда.

Поставленная цель достигается тем, что для оценки динамических параметров испытуемой тележки вагона одна пара тормозных колодок установлена с высоким сцеплением с колесом, а другая - с предельно низким, а на испытуемой тележке, в одной из ее контрольных точек, установлен датчик прибора для измерения параметров вибрации при циклическом действии тормозного усилия.

Устройство стенда показано на фиг. 1 и 2. На фундаменте 1, имеющем приямок, установлен портал 2, участок рельсового пути 3 и две каретки с роликами 4 (по два в каждой). В приямке размещен асинхронный двигатель 5, передающий через клиновидный ремень вращение на одну из колесных пар 6 испытуемой тележки 7. Для создания тормозных усилий передней колесной паре 6 на фундаменте 1 установлен пневматический цилиндр, передающий тормозное усилие через триангель 8 на фрикционные колодки 9 и 10. Две колодки 9 имеют повышенное сцепление с колесом, а две колодки 10 - предельно низкое (условно показаны с зазором между колодками и колесом). На испытуемой тележке (в одной из ее контрольных точек) установлен датчик прибора для измерения параметров вибрации (амплитуда, частота и другие). Электрическая часть стенда, включающая асинхронный двигатель и пусковые элементы, служит для изменения и контроля скорости вращения колесной пары.

Работа каткового стенда. При испытании тележки, она устанавливается на рельсовый путь 3 и затем наезжает передней колесной парой на две каретки с роликами 4. На шейку оси оперативно устанавливается шкив клиноременной передачи для соединения с асинхронным двигателем 5. При включении двигателя колесная пара вращается с определенной скоростью. Созданием тормозного усилия от пневмоцилиндра через триангель 8 два колеса получают разный тормозной эффект, под действием которого тележка отклоняется в одну сторону.

Периодическое создание тормозного усилия вызывает вибрацию всей тележки, а ее параметры, измеряемые прибором, являются результатом испытания тележки. При нагружении тележки через портал 2 и пятник надрессорной балки 7 с помощью гидравлического домкрата по штатной схеме создаются дополнительные условия испытаний, повышающие точность контроля и расширяющие технические возможности анализа.

Изобретение предназначено для проведения лабораторных испытаний колесных пар рельсового подвижного состава для определения динамических и ресурсных характеристик, проведения приемочных испытаний. Стенд состоит из участка рельсового пути, приямка, двух кареток с роликами в направлении каждого рельса, портала для создания вертикальной нагрузки на тележку, пневматического цилиндра для передачи тормозного усилия на фрикционные колодки передней колесной пары, датчика прибора для измерения параметров вибрации. Передняя колесная пара при испытании находится в области кареток. В приямке установлен асинхронный двигатель, соединенный с шейкой передней колесной пары тележки клиноременной передачей. При этом одна пара фрикционных колодок установлена с высоким сцеплением с колесом, а вторая – с предельно низким. Технический результат – оценка динамических и ресурсных свойств тележек в условиях приближения испытания тележек к реальным нагрузкам, приходящимся на тележку при соударениях вагонов через автосцепку. 2 ил.

Катковый стенд для оценки динамических параметров тележки вагона, содержащий установленные на фундаменте с приямком участок рельсового пути для приема и снятия испытуемой тележки вагона, две каретки с роликами в направлении каждого рельса, портал для создания вертикальной нагрузки на тележку с помощью гидродомкрата, размещенного на тележке, пневматический цилиндр для передачи тормозного усилия на фрикционные колодки передней колесной пары, находящейся при испытании тележки в области кареток, в приямке установлен асинхронный двигатель, соединяемый с шейкой передней колесной пары тележки клиноременной передачей, отличающийся тем, что для оценки динамических параметров испытуемой тележки вагона одна пара фрикционных колодок установлена с высоким сцеплением с колесом, а другая - с предельно низким, а на испытуемой тележке, в одной из ее контрольных точек, установлен датчик прибора для измерения параметров вибрации при циклическом действии тормозного усилия.