Стенд для моделирования процессов трения в контакте колеса и рельса Советский патент 1975 года по МПК G01N19/02 

1

Изобретение относится к области железиодорожного транспорта и касается конструкции устройств для испытания транспортных средств и их узлов.

Известны стенды для моделирования процессов трения в контакте колеса и рельса, содержащие смонтированные на раме модель колеса с приводом, уравновешивающее устройство и опирающийся на поддерживающие ролики имитатор рельса, а также механизм изменения давления модели колеса на рельс.

Цель изобретения - обесиечение наибольшего приближения условий испытаний к натуральным с учетом условий сцепления колеса и рельса при прохождении кривых участков пути.

Это достигается тем, что в предлагаемом стенде модель колеса установлена на поворотном подвесе, при этом последний и имитатор рельса снабжены сменными упругими ирокладками, установлеиными между поддерживающими роликами и рамой, и между моделью колеса и поворотным подвесом, а модель колеса может быть изолирована от окружающей среды посредством герметичной камеры с термоустройством.

На фиг. 1 схематически изображен общий вид стенда; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - то же, кинематическая схема.

Стенд выполнен в виде вертикальной рамы

1, состоящей из двух швеллеров, которые опираются на горизонтальное основание 2. На раме устанавливают диск 3 уравновешивающего устройства, сидящий на ступенчатом валу 4.

Через ручей диска 3 переброшена гибкая стальная нить 5, имеющая 8-10 витков намотки для исключения проскальзывания, за один конец которой подвешена планка 6 для крепления имитатора рельса, а с другой -

уравновешивающий груз 7.

С одной стороны вертикальной рамы крепят два кронштейна 8, на которые устанавливают ролики поддерживающего устройства 9, с имитаторами 10 вязко-упругих характеристик верхнего строения пути. На кронштейны 8 прикрепляют подвеску приводного ролика 11 со сменным приводным роликом 12, имитирующим колесо подвижной единицы и приводом 13.

Приводной ролик 12 прижимается к имитатору рельса через имитатор 14 вязко-упругих характеристик рессорного подвешивания, при помощи гибкой связи 15 перекинутой через блоки 16 и 17 грузом 18. Подвеска приводног,)

ролика обеспечивает его поворот относительно продольной оси имитатора рельса с целью моделирования процессов трения колеса по рельсу при вписывании экипажа в кривые. С другой стороны вертикальной рамы 1 на

двух кронштейнах 19 подвешивают маятник 20

с грузом. Верхняя часть маятника выполняется в виде планки с прорезью 21, которая при помощи гибкой связи 22 и блока 23 связана со ступенчатым валом уравновешивающего устройства. Приводной ролик и иекоторая часть имитатора рельса находятся в герметичной камере (на чертежах ие изображена), позволяющей регулировать температурные условия и влажность.

Испытание по определению коэффициента сцепления проводится следующим образом.

На планку 6 укреиляется сменный имитатор рельса 24, иредставляющий собой пластину с заданными физическими свойствами, качеством поверхности и подуклонкой.

В подвеску приводного устройства устанавливают ролик 12, имитирующий колесо подвижной единицы. При масштабе моделирования 1:10 диаметр ролика может изменяться от 30 до 180 мм, охватывая все существующие размеры колес подвижного состава широкой и узкой колеи.

Физические свойства материала ролика и характеристики его поверхности выбираются по разработанной методике физического моделироваиия процессов трения качения. В зависимости от поставленной задачи исследования ролик 12 молсет поворачиваться относительно продольной осн имитатора рельса 24 па угол, соответствующий радиусу кривой, в которой может двигаться натурный экипаж.

Закладываются сменные прокладки 14 и 10 - имитаторы упруго-вязких характеристик рессорного подвешивания экипажа и верхнего строения нути.

При помощи груза 18 создается нормальная нагрузка Р на ролик, соответствующая нагрузке на реальное колесо до 15 т.

Собственный вес планки 6 с имитатором рельса 24, а также потери на трение в нодшииниках вала 4 и поддерживающего устройства 9, компенсируются грузом 7 Л весом.

Сила сопротивления перемещению имитатора рельса 24 создается маятником 20 с грузом G путем навивки гибкой связи 22 на выбранный участок ступенчатого вала 4. Величина коэффицнеита сцепления или силы тяги определяется по углу отклонения маятника а.

Величина скорости проскальзывания ролика 12 относительно имитатора рельса может определяться как разность скоростей вращения самого ролика и уравновешивающего устройства - фотодиодными датчиками.

На описанном стенде могут моделироваться нроцессы трения качения колеса по рельсу в следующих режимах: реализация имитатором колеса тягового усилия до достижения предельной величины коэффициента сцепления; при «чистом качении нутем отсоединения гибкой связи 22; работа имитатора колеса в режиме торможения, т. е. вращение ролика осуществляется первоначальио отклоненным

маятником 20 и производится предварительный иагрев ролика для имитации нагрева колеса тормозными колодками; исследование влияний различных загрязнений на поверхностях катания ролика и имитатора рельса, температуры и влажности на величину коэффициента сцепления.

Возможно проведение исследований прозрачных моделей, для чего в планке 6 сделаны вырезы.

Формула изобретения

1.Стенд для моделирования процессов трения в контакте колеса и рельса, содержащий смонтированные на раме модель колеса с приводом, уравновешивающее устройство и опирающийся на поддерживающие ролики имитатор рельса, а также механизм изменения давления

модели колеса на рельс, отличающийся тем, что, с целью приближения условий испытания к натуральным с учетом условий сцепления колеса и рельса при прохождении кривых участков пути, модель колеса установлена

на поворотном подвесе, а последний и имитатор рельса снабжены сменными упругими ирокладками, установленными между поддерживающими роликами и рамой, и между моделью колеса и поворотным подвесом.

2.Стенд по п. 1, отличающийся тем, что модель колеса размещена в герметичной камере с термоустройством.

Фг/г.1

Фиг. 2

т