Способ испытания рамы крупнотоннажного контейнера Российский патент 2023 года по МПК G01N3/36 

Изобретение относится к способам испытания и используется при испытаниях на прочность рам крупнотоннажных контейнеров, например, рам контейнеров-цистерн.

Из уровня техники известен стенд для испытания деталей тележек, содержащий раму, смонтированные на ней захват, насосную установку, включающую насосную станцию и гидроцилиндр, осью соединенный с одним концом двуплечего рычага, на другом конце которого выполнено отверстие под ось, при этом захват выполнен в виде установленного на вертикальной оси поворотного устройства с удерживающими головками, а насосная станция выполнена в виде пневмогидронасоса. Работает стенд, реализуя способ испытания деталей тележек, следующим образом. Из магистрали в пневмосистему стенда подают сжатый воздух. Редуктором устанавливают необходимое давление, контролируемое манометром. Для испытания детали тележки, например, подвески тележки ЦМВ, осью к концу двуплечего рычага присоединяют скобу, к которой одним концом крепится упомянутая подвеска тележки ЦМВ, посредством ее валика. Другой конец упомянутой подвески тележки ЦМВ фиксируют осью в головке захвата. Краном подают сжатый воздух в полость пневмогидронасоса. Из него рабочая жидкость вытесняется в гидроцилиндр, который перемещает длинное плечо рычага. Короткое плечо последнего с закрепленной на нем скобой, передает растягивающую нагрузку на испытуемую подвеску. Выдержав подвеску под нагрузкой требуемое время, переключают трехходовый кран в другое положение. При этом сжатый воздух подается в другую полость пневмогидронасоса, шток гидроцилиндра возвращается в исходное положение и нагрузка с подвески снимается. Краном отключают подачу сжатого воздуха из магистрали, подвеску и скобу снимают со стенда. Для испытания подвесок тележек других типов скоба на свободный конец двуплечего рычага не устанавливается. Испытуемую подвеску закрепляют одним концом в соответствующей головке захвата, а другим концом прикрепляют к рычагу посредством оси. Дальнейшие операции выполняют аналогично вышеописанным. (Патент №4720, опубл. 16.08.1997, МПК B60S 5/00). Данное техническое решение принято за прототип.

Недостатком данного способа является невозможность осуществления как предварительного испытания на прочность методом растяжения рамы крупнотоннажного контейнера с использованием рамки настроечной, так и непосредственного испытания рамы крупнотоннажного контейнера на прочность методом растяжения. Так как при использовании стенда невозможно подготовить оборудование для предварительного испытания рамы крупнотоннажного контейнера при помощи рамки настроечной, а при непосредственном испытании рамы крупнотоннажного контейнера невозможно одновременно передать давление воздуха на все фитинги, установленные в углах рамы крупнотоннажного контейнера.

Технической проблемой является обеспечение требований к проведению, как предварительных испытаний, так и непосредственных испытаний рам крупнотоннажных контейнеров на прочность методом растяжения с различными техническими характеристиками (масса и размеры) и с минимальными трудовыми затратами.

Технический результат заключается в возможности последовательного проведения, как предварительного испытания на прочность методом растяжения рамы крупнотоннажного контейнера с использованием рамки настроечной, так и непосредственного испытания рамы крупнотоннажного контейнера на прочность методом растяжения, при одновременной передаче давления воздуха на все фитинги, установленные в углах рамы.

Технический результат достигается тем, что способ испытания рамы крупнотоннажного контейнера включает установку рамы на станине, на которой зафиксированы две стойки, фиксацию рамы на станине, подачу воздуха, как минимум, в одно устройство, трансформирующее пневмогидравлическую силу в механическую силу, при помощи прибора контроля и управления, при этом предварительно испытывают рамку настроечную, а именно, устанавливают рамку настроечную, фиксируют рамку настроечную, соединяют динамометр со станиной и с рамкой настроечной, фиксируют рамку настроечную при помощи штоков, при этом каждый шток установлен на отдельном рычаге, соединенном, с устройством, трансформирующим пневмогидравлическую силу в механическую силу, и с кронштейном при помощи неподвижной оси, каждый рычаг выполнен с возможностью качательного движения относительно неподвижной оси, настраивают растягивающее усилие по шкале динамометра при помощи прибора контроля и управления, фиксируют на динамометре величину растягивающего усилия, фиксируют на манометре искомую величину давления воздуха, соответствующую зафиксированной величине растягивающего усилия, прекращают подачу воздуха, как минимум, в одно устройство, трансформирующее пневмогидравлическую силу в механическую силу, при помощи прибора контроля и управления, отсоединяют рамку настроечную от станины, устанавливают раму на станине, фиксируют раму в местах установки фитингов при помощи штоков и фиксаторов, установленных на станине, подают воздух, как минимум, в одно устройство, трансформирующее пневмогидравлическую силу в механическую силу, при помощи прибора контроля и управления, контролируют настройку искомого давления воздуха при помощи прибора контроля и управления, фиксируют величину искомого давления воздуха при помощи прибора контроля и управления, удерживают раму под зафиксированной искомой величиной давления воздуха в течение интервала времени, прекращают подачу воздуха при помощи прибора контроля и управления, как минимум, в одно устройство, трансформирующее пневмогидравлическую силу в механическую силу.

Способ испытания рамы крупнотоннажного контейнера могут использовать для испытания рамы контейнера-цистерны.

Заявляемое изобретение поясняется фигурами.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства, используемого для осуществления патентуемого способа (вид сбоку).

На фиг. 2 представлен вид А.

На фиг. 3 представлен общий вид устройства, используемого для осуществления патентуемого способа (вид сверху).

На фиг. 4 представлен общий вид устройства с установленной рамкой настроечной, используемого для осуществления способа испытания рамы крупнотоннажного контейнера (вид сбоку).

На фиг. 5 представлен общий вид устройства с установленной рамой, используемого для осуществления способа испытания рамы крупнотоннажного контейнера (вид сверху).

Позициями обозначены:

1 - Станина;

2 - Стойка;

3 - Рычаг;

4 - Шток;

5 - Устройство, трансформирующее пневмогидравлическую силу в механическую силу;

6 - Манометр;

7 - Фильтр-регулятор;

8 - Фитинг;

9 - Фиксатор;

10 - Кран управления;

11 - Кронштейн;

12 - Рама;

13 - Неподвижная ось;

14 - Перемычка;

15 - Перемычка;

16 - Фиксатор;

17 - Рамка настроечная;

18 - Динамометр.

Способ испытания рамы крупнотоннажного контейнера осуществляют следующим образом.

Первоначально устанавливают рамку настроечную 17 на станину 1, на которой зафиксированы две стойки 2. Далее производят фиксацию рамки настроечной 17 на станине 1 при помощи штоков 4 в местах установки фитингов. Например, каждый шток 4 вставляют в фитинг 8 и поворачивают на 90 градусов. Далее производят соединение рамки настроечной 17 с динамометром 18, зафиксированным на станине 1 при помощи фиксатора 16. После чего производят подачу воздуха, как минимум, в одно устройство 5, трансформирующее пневмогидравлическую силу в механическую силу, например, в пневмоцилиндр, при помощи прибора контроля и управления, например, крана управления 10.

Каждый шток 4 соединен с одним рычагом 3, который соединен с одним кронштейном 11 при помощи неподвижной оси 13 и с устройством 5, трансформирующим пневмогидравлическую силу в механическую силу. При этом каждый рычаг 3 выполнен с возможностью качательного движения относительно неподвижной оси 13. Устройство 5, трансформирующее пневмогидравлическую силу в механическую силу, с помощью рычага 3 через шток 4 передает растягивающее усилие на рамку настроечную 17. Наличие неподвижной оси 13, соединяющей рычаг 3 и кронштейн 11, зафиксированный на стойке 2, позволяет рычагу 3 осуществлять качательное движение при передаче растягивающего усилия, фиксируемого динамометром 18, от устройства 5 на рычаг 3 и при последующей передаче растягивающего усилия от рычага 3 через шток 4 на рамку настроечную 17. Стойки 2 фиксируют на станине 1, рычаги 3 фиксируют на стойках 2 при помощи кронштейнов 11 для устойчивости и для сохранения жесткости всей конструкции.

После чего осуществляют настройку растягивающего усилия по шкале динамометра 18 до необходимой величины при помощи прибора контроля и управления, например, при помощи фильтра-регулятора 7, регулируя давление подаваемого воздуха.

При помощи прибора контроля и управления - фильтра-регулятора 7 не только регулируют настраиваемое давление воздуха, создаваемое в устройстве 5, а также очищают влажный воздух, подаваемый в устройство 5, трансформирующее пневмогидравлическую силу в механическую силу. При помощи прибора контроля и управления - крана управления 10 во время испытания открывают подачу воздуха в устройство 5, трансформирующее пневмогидравлическую силу в механическую силу, и закрывают подачу воздуха после проведения испытания.

Таким образом, на шкале динамометра 18 достигают величину прилагаемого растягивающего усилия (или усилия растяжения), указанную, например, в технической документации. Далее фиксируют на динамометре 18 необходимую величину растягивающего усилия. Затем осуществляют фиксацию на манометре 6 искомую величину давления воздуха, соответствующую зафиксированной на динамометре 18 величине растягивающего усилия. После того производят прекращение подачи воздуха, как минимум, в одно устройство 5, трансформирующие пневмогидравлическую силу в механическую силу при помощи прибора контроля и управления, например, при помощи крана-управления 10.

Далее отсоединяют рамку настроечную 17 от станины 1 и, например, краном, перемещают ее в место хранения. Далее производят непосредственное испытание рамы 12 следующим образом.

Раму 12 устанавливают на станину 1. Для соединения стоек 2 в частном варианте выполнения используют перемычку 14. Перемычка 14, например, может быть выполнена в виде трубы или швеллера. Рама 12 является частью конструкции крупнотоннажного контейнера, она является жесткой конструкцией. Рама 12 выполнена прямоугольной формы, при этом в ее углах установлены фитинги. Например, могут быть установлены четыре фитинга 8, и она может включать в себя две горизонтальные трубы, две вертикальные трубы, которые соединены между собой при помощи сварки.

Далее раму 12 фиксируют на станине 1 в местах установки фитингов 8 при помощи фиксаторов 9 и при помощи штоков 4 в местах установки фитингов. Например, каждый шток 4 вставляют в фитинг 8 и поворачивают на 90 градусов. Фиксаторы 9 установлены на станине 1. Если в частном варианте выполнения испытывают раму 12 крупнотоннажного контейнера с четырьмя установленными в ее углах фитингами 8, то два установленных фитинга 8 фиксируют на станине 1, при помощи двух фиксаторов 9, например, при помощи двух поворотных упоров затворного типа. Например, каждый фиксатор 9 вставляют в фитинг 8 и поворачивают на 90 градусов. Для фиксации фитингов 8 на станине 1 также могут использовать разжимной цанговый зажим или упор шпингалетного типа. Два оставшихся установленных фитинга 8 фиксируют на станине 1 при помощи двух штоков 4. Таким образом, в частном варианте выполнения при испытании рамы 12 крупнотоннажного контейнера с четырьмя фитингами 8 используют два фиксатора 9 и два штока 4 для фиксации всей конструкции рамы 12 на станине 1. Для соединения рычагов 3 в частном варианте выполнения используют перемычку 15. Перемычка 15, например, может быть выполнена в виде трубы или швеллера. Кронштейн 11 в частном варианте выполнения выполняют в виде трапеции с ребром жесткости (позицией не показано). В патентуемом способе для сохранения жесткости рычагов 3 их фиксируют на стойках 2 при помощи кронштейнов 11.

После чего подают воздух, как минимум, в одно устройство 5, трансформирующее пневмогидравлическую силу в механическую силу при помощи прибора контроля и управления, например, крана управления 10. Как минимум, одно устройство 5, трансформирующее пневмогидравлическую силу в механическую силу, с помощью рычагов 3 через штоки 4 передает давление воздуха на раму 12, а именно, на фитинги 8.

Наличие неподвижных осей 13, соединяющих рычаги 3 и кронштейны 11, зафиксированные на стойках 2, позволяет каждому рычагу 3 осуществлять качательное движение при передаче давления воздуха, как минимум, от одного устройства 5 на рычаги 3 и при последующей передаче давления воздуха от рычагов 3 через штоки 4 на фитинги 8, при этом происходит растяжение рамы 12, так как рычаги 3 раскачиваясь, передают усилия растяжения на фитинги 8. Если в частном варианте выполнения при испытании рамы крупнотоннажного контейнера с четырьмя фитингами 8 используют два устройства 5, трансформирующие пневмогидравлическую силу в механическую силу, то в этом случае давление воздуха подается одинаковой величины в каждое из двух устройств 5. Общее давление воздуха, которое подается на оба устройства 5 в данном частном варианте выполнения, может быть установлено, например, в 36 тонн, которое распределяется следующим образом: передаваемое давление воздуха на каждый фитинг 14 устанавливается в 9 тонн. Данное давление указывают, например, в технической документации.

Далее производят контроль настройки величины давления воздуха при помощи прибора контроля и управления. Устройство 5 соединено с прибором контроля и управления, например, с фильтром-регулятором 7.

Далее фиксируют величину давления воздуха при помощи прибора контроля и управления. Например, при помощи прибора контроля и управления - манометра 6. Приборы контроля и управления, например, могут быть установлены на одной из стоек 2. Величина давления воздуха может быть указана, например, в технической документации.

После чего, удерживают раму 12 под зафиксированной величиной давления воздуха - растягивающей нагрузкой в течение интервала времени. Например, после передачи давления воздуха на фитинги 8, раму 12 выдерживают под давлением воздуха согласно требованиям, указанным в технической документации. Например, в течение 10 минут.

Затем прекращают подачу воздуха, как минимум, в одно устройство 5, трансформирующее пневмогидравлическую силу в механическую силу, при помощи прибора контроля и управления. В частном варианте выполнения перекрывают давление воздуха, например, краном управления 10.

В частном варианте выполнения раму 12 могут проверить на наличие разрывов в сварных швах. Если выявляют разрывы, то делают вывод о том, что рама 12, а соответственно и вся конструкция крупнотоннажного контейнера не прошла испытание на прочность.

Технический результат достигается за счет того, что все фитинги 8, установленные в раме 12, полностью фиксируют на станине 1 при помощи штоков 4 и фиксаторов 9 и передают давление воздуха одновременно на все фитинги 8, а также за счет того, что предварительно испытывают рамку настроечную 17, которая является прототипом рамы 12, зафиксировав ее при помощи штоков 4 и установленного динамометра 18, тем самым проверяя способность рамы настроечной 17, и, в конечном счете, рамы 12 выдерживать, не разрушаясь, прикладываемое давление воздуха, являющееся растягивающей нагрузкой, растягивающей раму 12, и установленное, например, в технологической документации.

Способ для испытания рамы крупнотоннажного контейнера может быть использован для испытания рамы 12 контейнера-цистерны.

Данный способ испытания рамы крупнотоннажного контейнера был внедрен на предприятии заявителя, при помощи него были проведены опытные испытания рам. Применение данного способа подтвердило свои преимущества.

Пример осуществления 1.

Первоначально устанавливают рамку настроечную на станину, на которой зафиксированы две стойки. Далее производят фиксацию рамки настроечной на станине при помощи двух штоков, при этом каждый шток установлен на отдельном рычаге. Итого используют два рычага. Каждый рычаг соединен с отдельным гидроцилиндром. Итого используют два гидроцилиндра. Каждый рычаг соединен с кронштейном при помощи неподвижной оси, итого используют два кронштейна и две неподвижные оси. Каждый рычаг выполнен с возможностью качательного движения относительно неподвижной оси.

Далее производят соединение рамки настроечной с динамометром, зафиксированным на станине при помощи фиксатора. После чего производят подачу воздуха в два пневмоцилиндра при помощи крана управления.

После чего осуществляют настройку растягивающего усилия по шкале динамометра до необходимой величины при помощи фильтра-регулятора.

Далее фиксируют на динамометре необходимую величину растягивающего усилия. Затем осуществляют фиксацию на манометре искомую величину давления воздуха, соответствующую зафиксированной на динамометре величине растягивающего усилия. После того производят прекращение подачи воздуха в два гидроцилиндра при помощи крана-управления. Далее отсоединяют рамку настроечную от станины. Далее производят непосредственное испытание рамы.

Устанавливают раму на станину, осуществляют фиксацию рамы в местах установки четырех фитингов при помощи двух фиксаторов, установленных на станине, и двух штоков.

Затем подают воздух в два гидроцилиндра при помощи крана управления, после чего контролируют подачу воздуха при помощи фильтра-регулятора. Затем фиксируют при помощи манометра величину давления воздуха, указанную в технической документации, далее удерживают раму под зафиксированной величиной давления воздуха в течение десяти минут, после чего прекращают подачу воздуха в два гидроцилиндра при помощи крана управления.

Пример осуществления 2.

Первоначально устанавливают рамку настроечную на станину, на которой зафиксированы две стойки. Далее производят фиксацию рамки настроечной на станине при помощи двух штоков, при этом каждый шток установлен на отдельном рычаге. Итого используют два рычага. Оба рычага соединены с одним гидропневмоцилиндром. Каждый рычаг соединен с кронштейном при помощи неподвижной оси, итого используют два кронштейна и две неподвижные оси. Каждый рычаг выполнен с возможностью качательного движения относительно неподвижной оси.

Далее производят соединение рамки настроечной с динамометром, зафиксированным на станине при помощи фиксатора. После чего производят подачу воздуха в два пневмоцилиндра при помощи крана управления.

После чего осуществляют настройку растягивающего усилия по шкале динамометра до необходимой величины при помощи фильтра-регулятора.

Далее фиксируют на динамометре необходимую величину растягивающего усилия. Затем осуществляют фиксацию на манометре искомую величину давления воздуха, соответствующую зафиксированной на динамометре величине растягивающего усилия. После того производят прекращение подачи воздуха в два гидроцилиндра при помощи крана-управления. Далее отсоединяют рамку настроечную от станины. Далее производят непосредственное испытание рамы.

Устанавливают раму на станину, осуществляют фиксацию рамы в местах установки четырех фитингов при помощи двух фиксаторов, установленных на станине, и двух штоков.

Затем подают воздух в гидропневмоцилиндр при помощи крана управления, после чего контролируют подачу воздуха при помощи фильтра-регулятора. Затем фиксируют при помощи манометра величину давления воздуха, указанную в технической документации, далее удерживают раму под зафиксированной величиной давления воздуха в течение десяти минут, после чего прекращают подачу воздуха в гидропневмоцилиндр при помощи крана управления.

Изобретение относится к способам испытания и используется при испытаниях на прочность рам крупнотоннажных контейнеров, например, рам контейнеров-цистерн. Способ включает установку рамы на станину, на которой зафиксированы две стойки, фиксацию рамы на станине, подачу воздуха как минимум в одно устройство, трансформирующее пневмогидравлическую силу в механическую силу, при помощи прибора контроля и управления. Предварительно испытывают рамку настроечную, а именно устанавливают рамку настроечную, фиксируют рамку настроечную, соединяют динамометр со станиной и с рамкой настроечной, фиксируют рамку настроечную при помощи штоков. При этом каждый шток установлен на отдельном рычаге, соединенном с устройством, трансформирующим пневмогидравлическую силу в механическую силу, и с кронштейном при помощи неподвижной оси, каждый рычаг выполнен с возможностью качательного движения относительно неподвижной оси. Далее настраивают растягивающее усилие по шкале динамометра при помощи прибора контроля и управления, фиксируют на динамометре величину растягивающего усилия, фиксируют на манометре искомую величину давления воздуха, соответствующую зафиксированной величине растягивающего усилия, прекращают подачу воздуха как минимум в одно устройство, трансформирующее пневмогидравлическую силу в механическую силу, при помощи прибора контроля и управления. Затем отсоединяют рамку настроечную от станины, устанавливают раму на станину, фиксируют раму в местах установки фитингов при помощи штоков и фиксаторов, установленных на станине, подают воздух как минимум в одно устройство, трансформирующее пневмогидравлическую силу в механическую силу, при помощи прибора контроля и управления, контролируют настройку искомого давления воздуха при помощи прибора контроля и управления, фиксируют величину искомого давления воздуха при помощи прибора контроля и управления, удерживают раму под зафиксированной искомой величиной давления воздуха в течение интервала времени, прекращают подачу воздуха при помощи прибора контроля и управления как минимум в одно устройство, трансформирующее пневмогидравлическую силу в механическую силу. Технический результат заключается в возможности последовательного проведения как предварительного испытания на прочность методом растяжения рамы крупнотоннажного контейнера с использованием рамки настроечной, так и непосредственного испытания рамы крупнотоннажного контейнера на прочность методом растяжения, при одновременной передаче давления воздуха на все фитинги, установленные в углах рамы. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ испытания рамы крупнотоннажного контейнера, включающий установку рамы на станину, на которой зафиксированы две стойки,

фиксацию рамы на станине,

подачу воздуха как минимум в одно устройство, трансформирующее пневмогидравлическую силу в механическую силу, при помощи прибора контроля и управления,

отличающийся тем, что

предварительно испытывают рамку настроечную, а именно

устанавливают рамку настроечную,

фиксируют рамку настроечную,

соединяют динамометр со станиной и с рамкой настроечной,

фиксируют рамку настроечную при помощи штоков, при этом каждый шток установлен на отдельном рычаге, соединенном с устройством, трансформирующим пневмогидравлическую силу в механическую силу, и с кронштейном при помощи неподвижной оси, каждый рычаг выполнен с возможностью качательного движения относительно неподвижной оси,

настраивают растягивающее усилие по шкале динамометра при помощи прибора контроля и управления,

фиксируют на динамометре величину растягивающего усилия,

фиксируют на манометре искомую величину давления воздуха, соответствующую зафиксированной величине растягивающего усилия,

прекращают подачу воздуха как минимум в одно устройство, трансформирующее пневмогидравлическую силу в механическую силу, при помощи прибора контроля и управления,

отсоединяют рамку настроечную от станины,

устанавливают раму на станину,

фиксируют раму в местах установки фитингов при помощи штоков и фиксаторов, установленных на станине,

подают воздух как минимум в одно устройство, трансформирующее пневмогидравлическую силу в механическую силу, при помощи прибора контроля и управления,

контролируют настройку искомого давления воздуха при помощи прибора контроля и управления,

фиксируют величину искомого давления воздуха при помощи прибора контроля и управления,

удерживают раму под зафиксированной искомой величиной давления воздуха в течение интервала времени,

прекращают подачу воздуха при помощи прибора контроля и управления как минимум в одно устройство, трансформирующее пневмогидравлическую силу в механическую силу.

2. Способ испытания рамы крупнотоннажного контейнера по п. 1, отличающийся тем, что испытывают раму контейнера-цистерны.