Стенд для испытаний кузовов грузовых вагонов Советский патент 1992 года по МПК G01M17/00 G01M7/00 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и касается конструкции стендов для испытаний натурных образцов подвижного состава, и частности для проведения ускоренных вибрационных испытаний кузовов грузовых железнодорожных вагонов.

Известен стенд для вибрационных испытаний кузовов железнодорожных вагонов (авт. св. СССР № 264739, кл. G 01 М 7/00, 1968), который содержит пневматические пульсаторы, выполненные в виде пневмоци- линдров для имитации вертикальных колебаний кузова вагона. Известен также стенд (авт. св. СССР № 568857, кл. G 01 М 7/00, 1975 - прототип) для вибрационных испытаний кузовов железнодорожных вагонов при

его нагружении пневмопульсаторами, связанными с надрессорной балкой для возбуждения вертикальных колебаний кузова.

Известные стенды не обеспечивают имитацию эксплуатационных режимов нагружения кузова. Основными недостатками известных стендов являются отсутствие устройств для имитации распорных статических и динамических (инерционных) нагрузок на кузов вагона от грузов, которые имеют место в реальной эксплуатации, а также большие затраты времени на загрузку и разгрузку вагонов различными грузами, особенно сыпучими, что значительно снижает производительность испытаний.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей стенда путем

XI

CN СО

ю

OJ

N

приближения условий испытаний к эксплуатации и повышение производительности испытаний.

Для достижения этой цели стенд снабжен механизмом нагружения кузова распорной нагрузкой, образованным по меньшей мере одной виброплатформой, устанавливаемой внутри кузова, рама которой включает в себя расположенные друг над другом три балки, средняя из которых установлена на упругих элементах и снабжена закрепленными на горизонтальных стержнях роликами для надавливания на стойки кузова посредством клиньев, закрепляемых на последних с возможностью перемещения в вертикальной плоскости. Кроме того, стенд снабжен закрепленными на средней балке съемными мерными грузами, а указанные упругие элементы снабжены винтовыми механизмами для регулирования жесткости.

На фиг. 1 изображен предлагаемый стенд, вид сбоку; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг, 2; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 2; на фиг, 6 - разрез Д-Д на фиг, 2.

Стенд для испытаний кузовов грузовых вагонов содержит силовой пол 1, в приямках которого смонтированы рамы 2 для установки гидравлических цилиндров 3. Гидроцилиндры для возбуждения вертикальных колебаний шарнирно установлены в основании стенда и расположены симметрично относительно продольной оси кузова. Испытываемый вагон 4 устанавливается своими надрессорными балками 5 через специальную накладку 6 на штоки гидроцилиндров. Усилие на испытываемый объект передается через сферическую опору в накладке 6 и опору на винтовом штоке 7, винтовая нарезка которого служит для устранения зазора между гидродомкратом 3 и испытываемым кузовом вагона 4, Внутри кузова вагона, в зоне каждой шкворневой стойки смонтированы механизмы нагружения кузова распорной нагрузкой, каждый из которых содержит сварную раму 8, выполненную из прокатных профилей. Рама включает в себя три балки, расположенные друг над другом. На упругих элементах 9 смонтирована средняя балка 10, на которой закреплены съемные мерные грузы 11, зафиксированные шпильками 12. Рама также снабжена закрепленными на горизонтальных стержнях роликами 13. Рама с средней балкой, смонтированной на упругих элементах, симметрично расположенных относительно мерных грузов, образуют виброплатформу, которая крепится с помощью болтов к специальным вертикальным стойкам 14. Стойки закреплены на верхней обвязке кузова и связаны между собой нижним поперечным брусом 15. Клинья 16,

с которыми взаимодействуют ролики 13 установлены симметрично с двух сторон в направляющих стоек 14 и с помощью болтов закреплены на стойках кузова вагона с возможностью перемещения в вертикальной

0 плоскости. Каждая пара упругих элементов виброплатформы снабжена винтовыми механизмами 17 для регулирования жесткости. Количество виброплатформ, устанавливаемых внутри кузова определя5 ется методикой испытаний. Механизм нагружения кузова распорной нагрузкой в стенде может быть образован по меньшей мере одной виброплатформой.

Для проведения ресурсных испытаний

0 после установки вагона 4 на стендовую позицию, штоки 7 силовых гидроцилиндров 3 приводятся в исходное положение. Усилие на испытываемый вагон в вертикальной плоскости передается через надрессорные

5 балки 5. Нагружающая гидравлическая система содержит две насосные установки, два , пульта управления и четыре спаренных пульсатора для создания переменных вертикальных нагрузок на кузов вагона. Коле0 бания нагрузок создаются чередующимися импульсами масла, передаваемыми из цилиндра пульсатора по трубопроводу в рабочие цилиндры 3 стенда. Максимаьная и минимальная нагрузки контролируются ма5 нометрами на пультах управления для каждого гидроцилиндра отдельно, а число нагружений определяется по счетчику импульсов, установленному на каждой паре пульсаторов.Каждая пара гидроцилиндров

0 работает синхронно. Обе пары гидроцилиндров могут работать в синхронном режиме, создавая вертикальные колебания кузова, или с заданным сдвигом по фазе, создавая колебания галопирования. Вели5 чина амплитуды и частота колебаний кузова регулируется изменением хода поршня и числа оборотов четырехскоростного электродвигателя пульсатора.

При возбуждении вертикальных колеба0 ний от гидравлической системы стенда на кузов вагона средняя балка 10 виброплатформы с мерными грузами 11 также колеблется на упругих элементах 9. При этом через горизонтальные стержни и ролики 13,

5 которые взаимодействуют с клиньями 16, создается горизонтальная (распорная) нагрузка на кузов вагона 4, т.е. имитируется эксплуатационный режим нагружения кузова вагона динамическими силами. Для изме- нения точки приложения распорной

нагрузки на кузов вагона по высоте, клинья 16 и соответственно рама 8 виброплатформы перемещаются по вертикали и закрепляются в новом положении на стойках 14. Таким образом, изменяя положение вибро- платформы по высоте кузова и, тем самым, изменяя точку приложения распорной (горизонтальной) нагрузки, можно добиваться различного уровня динамических напряжений в элементах кузова и имитировать дей- ствие различных грузов. Кроме того, изменяя жесткость упругих элементов 9, используя винтовые механизмы 17, можно добиваться разных уровней нагрузки на каждую боковую стену кузова и варьиро- вать величиной распорной нагрузки, изменяя массу средней балки 10 при помощи съемных мерных грузов 11. Напряженно-деформированное состояние элементов кузова вагона оценивается с помощью тензорезисторов, смонтированных в наиболее критических зонах. Наличие виброплатформы внутри кузова позволяет, одновременно с возбуждением вертикальных колебаний кузова, реализовать распор- ные динамические нагрузки на кузов, изменяя их величину и точку приложения. При этом, для создания распорных нагрузок не требуются специальные механизмы си- ловозбуждения т.к. горизонтальные нагруз- ки создаются за счет вертикальной динамики вагона на стенде. Это позволяет при комбинированном нагружении кузова значительно сократить энергозатраты при

проведении испытаний, приблизить условия испытаний к условиям эксплуатации, повысить производительность испытаний.

Формула изобретения

1.Стенд для испытаний кузовов грузовых вагонов, содержащий смонтированные на основании с возможностью взаимодействия с надрессорной балкой вагона и располагаемые симметрично относительно продольной оси кузова пульсаторы для возбуждения вертикальных коебаний, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем приближения условий испытаний к эксплуатации и повышения производительности, он снабжен механизмом нагружения кузова распорной нагрузкой, образованным по меньшей мере одной виброплатформой, устанавливаемой внутри кузова, рама которой включает в себя расположенные одна над другой три балки, средняя из которых установлена на упругих элементах и снабжена закрепленными на горизонтальных стержнях роликами для надавливания на стойки кузова посредством клиньев, закрепляемых на последних с возможностью перемещения в вертикальной плоскости.

2.Стенд по п. 1,отличающийся тем, что он снабжен закрепленными на средней балке съемными мерными грузами, а указанные упругие элементы снабжены винтовыми механизмами для регулирования жесткости.

А-А

Использование: транспортное машиностроение и касается конструкции испытательных стендов для проведения ускоренных ресурсных испытаний натурных конструкций железнодорожных экипажей. Сущгссть изобретения: усилие на испыты- вагон в вертикальной плоскости от гидроцилиндров передается через надрес- сорные балки. Внутри кузова вагона смонтирован механизм нагружения распорной нагрузкой, который содержит раму с колеблющейся на упругих элементах средней балкой. Средняя балка имеет съемные грузы и снабжена с двух сторон роликовыми давиль- никами. Каждая пара упругих элементов снабжена винтовыми механизмами для регулирования жесткости с любой стороны виброплатформы. Клинья, с которыми взаимодействуют роликовые давильники, установлены симметрично с двух сторон на стойках вагона, и при его колебаниях создается горизонтальная (распорная) циклическая нагрузка на кузов, т.е. имитируется эксплуатационный режим нагружения кузова вагона инерционными (динамическими) силами от вертикальной динамики. 1 з.п. ф-лы. 6 ил. СО с

/// ////. //Т/К //////

/////Y//////)// -/

Фиг. 2

5-Б

Фиг.З

B-S

А-А

Фае, 6