Машина для испытания рельсов и стыковых рельсовых накладок на износ и усталостную прочность Советский патент 1955 года по МПК G01M17/00 G01N3/34 G01N3/56 

Предметом изобретения яв;1яется машина для испытания на износ и усталостную прочность рельсов и их скреплений с помощью нагруженного колеса, движущегося возвратнопоступательно по испытуемому рельсу.

Отличается эта машина от известных машил для испытания иа изиос и усталостную прочность тем, что ее механизм для приведения колеса в возвратно-поступательное ;изпл :еНИе выполнен в виде «есущих колесо и нагруженных пружинами тяг, жестко связанных с коромыслом, приводимым в качательное движение посредством автоматически переключаемых соленоидов.

Таская конструкция привода колеса дает возможность уменьшить инерционность подвижной системы машины, увеличить скорость движения колеса но рельсу и, тем самым, уменьшить длительность испытаний.

Расстояние / оси качания тяг от оси колеса выбирается таким,

чтобы удовлетворялось условие J)

I ---, где Р„ -заданное верти/С

кальное давление на рельс (в кг), а К-коэффициент жесткости пружин, создающих это давление. При таком расстоянии между этими осями вертикальиое давление колеса иа головку рельса будет постояниым на всей длине участка, по которому движется колесо.

Ес.П отвести коле.ч) от середины п предоставить самому себе, то оно начнет со:- ери1ать :iaT xaioiuno колебания с частоте) / -- i --- ,

. ,М

где Л/ - лгасса всех участвуюи1,их в колебаниях детале маипшы. привсдеиная к оси вращения колеса.

Д.чя увеличения производительности машины в опреде.тенных пределах уменьшается вес подппшников колеса и самого колеса, в связи с чем частота колебаний /, как это видно ИЗ 15Ышепр:1Бедеино1 форму.ты, увеличивается.

Па чертеже изображен боковой вид машины.

Испытуемый образен рельса / со стыком или без него пр1П репляется обычным способом к небольшим отрезкам шпал, которые укладываются либо иа жесткую балку 2, либо на песчаный или щебеночный балласт, засыпанный в мета,1Л 1ческий , заменяющий жесткую балку. Ящик или балка устанавливаются на станине 3 машины. Для создания условий работы, близких к эксплуатационным, концы рельса при помоиц

скоб 4 закрепляются жестко или упруго в вертикальном направлении. На рельс устанавливается юхчесо 5, па ось которого с обеих сторон надеты роликовые подшипннки, закрепленные в двух тягах 6, расноложенных с обенх )н станины 1 ;ашнны. 11ижние концы этих тяг нропушены через средние отверстия в коромыслах 7 и пластинах 8 и имеют гайки. На коромыслах установлены по две цнлИНдрические пружины 9, создающие нагрузку на колесо. Верхние торцы этих лружин ynMpaKJTCH в пла.. стины 8 и притягиваются болтами 10, нроходяшимИ через крайние отверстия в коромыслах 7 и пластинах 8 по осям натяжных нружин. Головки этих болтов опираются в поворотную платформу 11, укрепленную на оси 12 качания всего натяжиого устройства. Эта же ось проходит через проушину болта 13, служащего для вертикального перемещения оси качания, с целью соблюдения вь шеустановленного соотнощения межд} расстоянием от оси 12 качания до оси колеса 5 и жесткостью натяжных пружин 9. Ноложение оси качания регулируется гайкой 14.

Для приведения машины в колебательное движение служат соленоиды 15, сердечники к,оторых подвешены на консольных выступах коромысел 7. Нижние концы обмоток всех четырех соленоидов соединены вместе и через рубильник приключаются к одному из проводов питающей электросети. Второй провод этой сети присоединен к движку реоетата 16, который в свою очередь приключен к движку переключателя 17. Нравый контакт этого переключателя присоединяется к верхним концам обмоток левых соленоидов, а левый контакт- к концам обмоток правых соленоидов. Переключение двиЖКа с одного контакта на другой-производится при помощи штанги 18, перемещающейся вдоль своей оси в направляющих 19. На штангу надеты муфты 20. с плоскимИ пружинами, которых касается при достижении своих крайних полол ений тяга 6 и передвигает муфты вдоль штанги 18.

Упругость пружин должна подбираться такой, при которой в момент касания к ним тяги 6 первоначально

)исходило бы иерсмеихеиис движка нерключателя 17 и лишь затем перемеще1-п-1е муфты 20 по штанге 18.

При запуске машины колесо 5 находится над серед1п-1ой испытуемого рельса, а тяги 6 занимают вертикальное положение.

Муфты 20 придвигаются вп тотную своими пружинами к тяге 6; реостат 16 вводится полностью, для чего движок опускается вниз. Включением рубильника ма1пина присоединяется к питающей сети. Если движок переключателя 17 касается, нап)пмер, правого контакта, то левые соленоиды, втягивая внутрь своих сердечники, прикрепленные к коромыслам 7, заставляют колесо перемеп1ат| ся в левую сторопу. При этом движок перек.тючателя 17 переходит с правого контакта на , цень левых соленоидов разрывается и включаются обмотки правых co/ieno11ДО1;. Колесо начинает двщат- ся в правую сторону. Если сопротивления перемеи1еииям колееа будут мен1)П1е, чем сообп1аемые соленоидами импульсы, то амплитуда колебапий колеса будет постепен1Ю возрастать, а муфты 20 будут соответственно раздвигаться, пока не наступит равновесие между энергией, затрачиваемой па преодоле1П е сопротивлений движению колеса, и энергией, поступаюи;ей из гп1тающей сети. Для дальнейшего увеличения ами.тнтуды движений Ko.;ieca потребуется постепеиное выведение реостата 16 подъемом движка 5всрх.

Еелн вследствие излома образца или по какой-либо иной причине сопротивления движенпю колеса возра.. стут, то установившееся равновесие наруитится и амплитуда движений колеса снизится. В некоторый Л10мент тяга 6 перес танет касаться пруЖ1П на муфтах 20, переключение солепоидов прекратится и машина автоматически оста новится.

Для определения количества сообщенных образцу силовых импульсов машина снабжается электрическим счетчиком импульсов, включаемым в электросеть. Для определения величины давления колеса на рельс натяжные пружины предварительно тарируются и на тяге 6 наносятся деления, по которым при помощи при