Стенд для динамических и обкаточных испытаний колесно-моторных блоков локомотивов Советский патент 1985 года по МПК G01M17/00 

2.Стенд по п. 1, отличающийся тем, что кинематическая связь выполнена в виде спаренных звездочек, подвижно установленных на осях катков, каждая из которых снабжена муфтой сцепления с осью катка, соединенных цепью.

3.Стенд по п. 1, отличающийся тем, что устройство статического нагружения выполнено в виде платформы со сменными грузами, снабженной с торцов автосцепками.

. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что промежуточная вставка между автосцепкой

упора и испытываемым устройством выполнена в виде стержня с головками автосцепки на концах.

5.Стенд по п. 1, отличающийся тем, что автосцепка в упоре смонтирована с возможностью фиксации в продольном горизонтальном направлении.

6.Стенд по п. 1, отличающийся тем, что на упоре со стороны, противоположной автюсцепке, смонтирован фланец для восприятия ударов и установки вибратора.

1. СТЕНД ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ И ОБКАТОЧНЫХ ИСПЫТАНИЙ КОЛЕСНО-МОТОРНЫХ БЛОКОВ ЛОКОМОТИВОВ, содержащий установленное на фундаменте основание с направляющими, на которых смонтирована по меньшей мере одна станина, соединенные со станиной буксовые направляющие с установленными в них буксами с катками, соединенными с тормозным устройством, причем между ступицей катка и его беговой дорожкой расположена J7 J8 40 J9 -ЕЁ Щ/ Щ2-г4 -.:. ( 1- / -J 7/ А 72 Б 7J упругая вставка, а оси катков кинематически соединены между собой и с приводным двигателем, механизм имитации осевых нагрузок и возмущений от пути, а также упор с автосцепкой и промежуточной вставкой между ним и испытуемым устройством, отличающийся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей путем приближения условий испытаний к натурным, тормозное устройство выполнено в виде жестко соединенного с одним из элементов катка, разделенных упругой вставкой тормозного барабана, взаимодействующего с тормозной колодкой, кинематически соединенной с приводом, а по меньшей мере одна буксовая направляющая оперта на расположенный в станине пружинный комплект с демпфером, при этом в станине ус тановлен горизонтальный вал, на котором смонтирован рычаг с буксовой направляющей, кинематически соединенный с пружинным комплектом с демпфером, установленными на пОдошве станины. оо со со ;W« 29 Фиг 41 J2 j; JJ %/У/%)( ,,

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к области экспериментального исследования динамики подвижного состава железных дорог. Известен стенд для динамических и обкатных испытаний колесно-моторных блоков локомотивов, содержащий установленное на фундаменте основание с направляющими на которых смонтирована по меньшей iviepe одна станина, соединенные со станиной буксовые направляющие с установленными в них буксами с катками, соединенными с тормозным устройством, причем между ступицей катка и его беговой дорожкой расположена упругая вставка, а оси катков кинематически соединены между собой и с приводным двигателем, и механизм имитации осевых нагрузок и возмущений от пути 1. Недостатком известного стенда являются ограниченные функциональные возможности. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей стенда путем приближения условий испытаний к натурным. Цель достигается тем, что в стенде для динамических и обкаточных испытаний колесно-моторных блоков локомотивов, содержащем установленное на фундаменте основание с направляющими, на которых смонтирована по меньшей мере одна станина, соединенные со станиной буксовые направляющие с установленными в них буксами с катками, соединенными с тормозным устройством, причем между ступицей катка и его беговой дорожкой расположена упругая вставка, а оси катков кинематически соединены между собой и с приводным двигателем, механизм имитации осевых нагрузок и возмущений от пути, а также упор с автосцепкой и промежуточной вставкой между ним и испытуемым устройством, тормозное устройство выполнено в виде жестко соединенного с одним из элементов катка, разделенных упругой вставкой тормозного барабана, взаимодействующего с тормозной колодкой, кинематически связанной с приводом, а по меньщей мере одна буксовая направляющая оперта на расположенный в станине пружинный комплект с демпфером, при этом в станине установлен горизонтальный вал, на котором смонтирован рычаг с буксовой направляющей, кинематически связанный с пружинным комплектом с демпфером, установленными на подошве станины. Кроме того, кинематическая связь выполнена в виде спаренных звездочек, подвижно установленных на осях катков, каждая из которых снабжена муфтой сцепления с осью катка, соединенных цепью. Устройство статическогЪ нагружения выполнено в виде платформы со сменными грузами, снабженной с торцов автосцепками. Промежуточная вставка между автосцепкой упора и испытываемым устройством выполнена в виде стержня с головками автосцепки на концах. Кроме того, автосцепка в упоре может быть смонтирована с возможностью фиксации в профильном горизонтальном направлении. На упоре со стороны, противоположной автосцепке, смонтирован фланец для восприятия ударов и установки вибратора. На фиг. 1 показан предлагаемый стенд, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид в плане; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1, поясняющее установку катка в буксовой направляющей, пружинного комплекта с демпфером, а также вала для рычага; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 1 (установка катка и пружинного комплекта с демпфером под рычагом); на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 2, поясняющее установку звездочки на оси катка и один из возможных вариантов конструкции муфты сцепления с осью катка; на фиг. 6 - сечение Г-Г на фиг. 2 (установка передаточного механизма от приводного двигателя на ось катка); на фиг. 7 - сечение Д-Д на фиг. 1 (установка опоры платформы на тележку); на фиг. 8 - вид Е на фиг. 7 (расположение опоры и шкворня на раме платформы); на фиг. 9 - сечение Ж-Ж на фиг. 1, поясняющее устррйство шкворневого узла платформы и тележки; на фиг. 10 - сечение 3-3 на фиг. 1, поясняюш.ее конструкцию рамы платформы и установку грузов на ней; на фиг. 11 - сечение И-И на фиг. 2 (установка вибратора на упоре); на фиг. 12 - сечение К.-К на фиг. 2 (установка специальной автосцепки на упоре со стороны, противоположной основной автосцепке); на фиг. 13 - схема тормозной системы катков стенда; на фиг. 14 - вид Л на фиг. 2, как один из вариантов установ ;и колесных пар испытуемой тележки на один из парных катков каждой станины; на фиг. 15 - сечение М-М на фиг. 2; поясняющее установку на катке тормозного кольца после промежуточного упругого кольца, по отношению к оси катка (подрессоренное тормозное кольцо);, на фиг. 16 - сечение Н-Н на фиг. 2, поясняющее установку на катке тормозного кольца до промежуточного упругого кольца, по отношению к оси катка (неподрессоренное тормозное кольцо).

На фундаменте 1 укреплено основание 2, выполненное в виДе направляющих 3. Станины 4 установлены на основании и закреплены фиксаторами 5. Буксовые направляющие 6 входят в корпус станины и опираются на пружинный комплект 7, параллельно которому включен демпфер 8. В подшипниках 9 станины установлен вал 10, на котором закреплен рычаг 11, другой конец которого выполнен в виде челюстной буксовой направляющей 12. Этот же конец рычага опирается на пружинный комплект 13 с демпфером 14, установленный на подошве 15 станины.

В буксовые направляющие через буксы 16 установлены катки 17. На осях 18 катков подвижно установлены звездочки 19, соединяемые с осью муфтой 20 сцепления. Звездочки смежных катков соединены между собой цепью 21. Ведущий каток 22 с приводным двигателем 23 соединен передаточным механизмом, состоящим из зубчатого редуктора 24 и последовательно с ним соединенной цепной передачи 25, ведомая звездочка 26 которой подвижно установлена на оси 27 ведущего катка и также снабжена муфтой 28, аналогично муфте 20 (фиг. 5), для соединения с осью этого катка.

Между станинами 4, а также между одним из торцов фундамента 1 и примыкающей к нему станиной на основании 2 уетановлены прикрепленные к нему стойки 29 со съемными отрезками рельсов 30. На другом торце фундамента стенда установлен

упор 31, в центре которого с одной стороны смонтирована с возможностью освобождения от продольного закрепления автосцепка 32, а с другой стороны - фланец 33, к которому может крепиться вибратор 34 или специальная автосцепка 35 для испытаний на соударение.

Испытуемые колесно-моторные блоки 36 в системе тележки 37 установлены нэ указанные катки. Через опоры 38 на тележку

установлена платформа 39 с грузами 40, удерживаемыми от продольных и поперечных перемещений соответственно упорами 41 и 42 и притянутыми к платформе траверсой 43 и винтовыми стяжками 44 через зацепы 45.

Верхняя часть 46 каждой из опор 38 закреплена к нижнему листу 47 платформы и в центре имеет сферический выступ 48, входящий в гнездо верхней плиты 49 опоры, нижняя часть 50 которой установлена на раме 51 тележки 37.

В нижней части платформы, в центре 52 ее шкворневой балки, установлено гнездо 53 для сменного шкворня 54, который входит в шкворневую коробку 55 тележки. Платформа 39 содержит продольные обносные швеллеры 56, хребтовую балку 57, на концах которой смонтированы автосцепки 58, поперечные крепления 59, шкворневую балку 60,концевые поперечные балки 61, а также нижний лист 47 и верхний лист 62, к которому, а также к обносным швеллерам 56 приварены упоры 41 и 42 и зацепы 45.

Тормозная система (фиг. 13) содержит тормозные колодки 63 с подвесками 64, прикрепленными к станине 4, систему рычагов 65, соединенных с тормозным цилиндром 66, также установленным на станине.

С торцов к стенду подведен железнодорожный путь 67.

Катки 17 представляют каждый, из себя диск, ступица 68 которого напрессована на подступичную часть 69 оси катка, а беговая дорожка 70 имеет форму профиля головки рельса. К боковой поверхности 71 катка прикреплено тормозное кольцо 72, рабочая поверхность 73 которого соответствует форме рабочей поверхности тормозной колодки 63.

Варианты катка 17 содержат установленную на оси ступицу 74 и бандаж 75 с беговой дорожкой, между которыми запрессовано промежуточное упругое кольцо 76, а тормозноеКОЛЬЦО 77 (78). установлено после промежуточного упругого кольца, считая от оси катка (фиг. 15) или До него (фиг. 16).

Стенд также снабжен промежуточной вставкой 79 между автосцепками 58 платформы и автосцепкой 32, представляющей собой корпус 80 в виде стержня, по концам которого имеются головки 81 автосцепки. Стенд работает следующим образом. Стенд имеет двойное назначение: динамические испытания колесно-моторных блоков новой конструкции, модернизированных или серийных в новых условиях эксплуатации, для определения их динамических характеристик и обкаточные испытания серийных колесно-моторных блоков для контроля качества сборки и для приработки элементов конструкции так, чтобы снимаемые динамические характеристики соответствовали паспортным данным. Поэтому со стороны стенда на исследуемую конструкцию должны воздействовать возмущающие факторы, имитирующие с максимальным приближением действительные условия эксплуатации. Благодаря тому, что конструкция стенда предусматривает легкую смену катков, возможно иметь набор катков, на беговых дорожках которых воспроизведены характерные неровности пути в вертикальной плоскости и в плане, в том числе и регулируемые неровности. Требуемые упругие и неравноупругие свойства пути имитируются последовательно включенными пружинными комплектами 7 и упругими кольцевыми промежуточными вставками в катках, имеющими переменную по периметру жесткость. Диссипативные свойства пути имитируются демпферами, а также поглощающими свойствами материала упругого элемента кольцевых промежуточных вставок. Конструкция стенда предусматривает также возможность воспроизведения горизонтального взаимодействия экипажа и пути, в том числе в криволинейных участках пути, за счет включения между рамой платформы и фундаментом или рамой тележки и фундаментом силовых элементов, например гидроцилиндров, создающих боковое отжатие платформы относительно испытуемой тележки и тележки относительно катков. Вариациями масс съемных грузов 40 на платформе можно создавать различ/ные осевые нагрузки на испытуемый колесно-моторный блок или группу колесно-моторных блоков в системе тележки. Вариациями включений несменяемых элементов стенда достигаются различные условия испытаний, а также возможность установки на стенд различных по конструкции и принципу действия колесно-моторных блоков (с двигателем постоянного .или переменного тока) как одиночных, так и группы в системе тележки. На стенде предусмотрено проведение таких испытаний, как исследование продольной динамики колесно-моторного блока или группы колесно-моторных блоков в системе тележки, например продольные колебания и соударение, в том числе и при наличии состава, которые обычно проводят только в натурных условиях. При исследованиях одиночного колесномоторного блока последний в системе тележки устанавливают на катки первой от приводного двигателя станины. Если в исследуемом колесно-моторном блоке тяговый двигатель постоянного тока, он может быть включен в схему взаимной нагрузки с приводным двигателем. Внещние условия эксперимента создаются наличием и величиной грузов на платформе, конструкцией катков и т.п. Остальные катки при такой, схеме отключены Приводной двигатель также может быть отключен и двигатель исследуемого колесно-моторного блока получает питание от внешней сети и работает в режиме двигателя - это еще одна схема включения. При работе с больщим числом колесномоторных блоков включают соответственно больщее число катков и, в зависимости от целей исследований и типа тяговых двигателей 23, они могут работать по различным схемам, реализация которых производится путем различных комбинаций включения как механической, так и электрической цепей. При работе по схеме взаимной нагрузки при четном числе испытуемых колесно-моторных блоков они работают попарно с подпиткой от приводного двигателя (для компенсации потерь), при нечетном - в пару с одним из двигателей колесно-моторного блока включают приводной двигате ть, а для компенсации потерь мощность его соответственно выше мощности парного двигателя на величину этих потерь. При тяговых двигателях 23 переменного тока они электрически работают независимо один от другого, т.е. только в режиме двигателя, а связь между ними осуществляется чисто механически (через катковую систему) и при этом КПД стенда может быть повышен за счет включения приводного двигателя в режим генератора. Для создания условий пробуксовки катки притормаживают и, если тормозное кольцо подрессорено, т.е. прикреплено к беговой дорожке катка, происходит резкое относительное изменение угловых скоростей беговой дорожки катка и ходового колеса колесно-моторного блока. Если тормозное кольцо неподрессорено, т.е. прикреплено к катку до промежуточного упругого кольца 76, то не происходит сразу срыва ходового колеса относительно беговой дорожки катка: .последняя в пределах деформации упругого кольца проворачивается BMecTe с ходовым колесом на некоторый угол и только пос-ле этого происходит срыв поверхности катания ходового колеса относительно беговой дорожки катка. Таким обр-азом, возможна, например, имитация сдвига рельсо-шпальной решетки, т.е. продольной подвижности пути под действием движущегося подвижного состава, и оценка его влияния на динамику колесно-моторного блока и тележки в целом. Для создания режима продольных колебаний к фланцу упора прикрепляют вибратор, якорь которого кинематически соединяют с хомутом автосцепки упора, через которую и передаются вибрации на исследуемую систему. При реализации схемы режима соударения к фланцу упора крепят специальную автосцепку 32 так, что к хомуту основной автосцепки упора 31 присоединен, например, xdMyT специальной автосцепки. Тележку, на на которой смонтированы исследуемые колесно-моторные блоки, устанавливают на катки стенда (закатывают или опускают краном), нагружают весом платформы с грузами. Автосцепку платформы соединяют с основной автосцепкой упора. На железнодорожном пути со стороны, противоположной упору, устанавливают вагоны-подпора и автосцепку платформы с этой стороны соединяют с автосцепкой вагона. Со стороны упора на железнодорожног л пути устанавливают вагон-боек и следом за ним локомотив для толкания вагона-бойка. Таким образом выстраивают схему подвижного состава, участм н вующего в испытаниях на соударение. При этом автосцепку в упоре (основную) освобождают от закрепления в продольном направлений, что позволяет не передавать на упор усилия удара. Тележку на стенде в этом случае удобно устанавливать так, чтобы ее колесные пары опирались на один из двух парных катков каждой станины, а скатывание их на соседний каток или съемные рельсы не допускается жесткостью установки вагонов-подпора. Автосцепка платформы с автосцепкой упора стенда может быть соединена с помощью промежуточной вставки. Таким образом, предлагаемый стенд универсален с точки зрения его функциональных возможностей по воспроизведению возмущающих факторов со стороны пути, а также возможности испытаний различных по конструкции, принципу действия, весовым характеристикам и в различном количестве колесно-MOTOpHbix блоков. При этом конструкция механической части стенда относительно проста и характеризуется наличием однотипных узлов и деталей, которые за счет простых перестановок и переключений позволяют получать различные кинематические испытательные схемы. 2627 2625 24

10 77

/J-/)

Л

Фиг.З

Б-5

ВидЕ

Фи.6

ж-ж

3 -3

4J

f

L

-f f f f f

/-/

JJ

Фиг. n