Механическое из.мерение тех размеров верхнего -строения железнодорожНОГО Пути, сотОрые под воздействием проходящих поездов быстро выходят за пределы до-пусков и требуют для обеспечения безопасности движения постоян1 ого восстановления, приобретает все большее и большее значение для железнодорожного транспорта. Между тем обычно применяемые путеизмерителн не охватывают достаточного числа измеряемых размеров пути, дают малую скорость измерений и не обеспечивают надлежашей их точности. Данное изобретение стремится предотвратить эти недостатки и предусматривает, в целях устранения влияния на точность из.мерений ширины пути при помощи обычной двухколесной тележки отклонения этой тележки на некоторый угол от положения, перпендикулярного к оси пути, снабжение ее наклонными коническими роликами с углом «аклона их осей к плоскости пути, выбранным таким образом, что часть проекции круга катания ролика на пуН) соЕпадает с частью окружности, Описанной на диаметре, равном ширине колеи. Для измерения же 1сривизны пути в плане в предлагаемом -путеизмерителе применены три одноосные тележки.
служащие для за.меров расстоянии подвижных роликов от некоторой базы вагона. При этом величины прогибов, определяемые как разность между расстояпиелг от базы среднего ролика и полусуммой крайних, от той же базы, кередаютс.ч на регистрирующий прибор.
На чертеже фиг. 1 и 2 и зображают вид спереди и сбоку сто.ча станины иутеизмерителя с расположенными на ней annapaTaNui и рычажной .передачей; фиг. 3 - вид тележки для измерения ширины пути; фиг. 4 - по перечный разрез ее; фиг. 5 - приспособление для измерения кривизны пути в фиг. 6 и 7 - схемы рычажных передач аппаратов для измерения ширины пути и определения стрел изгиба рельсовой нити (кривизны пути в плане}; фиг. 8 - схему общего расгюложения аппаратов путеизмерителя.
Предлагаемый железнодорожный путеизмеритель, предназначенный для определения ширины колеи, положения рельсовых ниток по уровню, нрофиля пути,стрел изгиба рельсовой нити, просадо-к пути, вертикальных и горизонтальных толчков, с применением регистрирующих приборов, производящи.х: записи на ленте, движущейся пропордионально пройденному путеизмерителе.ч пути, имеет следующее устройство.
Стол-стаиина состоит (фиг. 1 и 2) из четырех стоек углового сечения, связанных по периметру вверху балками корытообразного сечения, а внизу - неравнобокими уголками, так чтобы б6.1ыиая полка обиазовала опорную поверхпссть стола-станины. Соединение стоек с обвязками производится с полющью накладок (для жесткости в углах) и быть осуществлено либо склепкой заклепками или сваркой.
Стол-станина устанавливается по оси кузова вагона и на таком расстоянии от конца его, чтобы маятник 1 аппарата уровня находился точко над задней осью задней тележки вагона, т. е. чтобы задняя вагонная ось находилась в средней вертикальной п.тоскости колебаний маятника. Задняя вагопная ось должна и.меть цилиндрическую обточку бандажей, Б то время, как остальпые колесные пары имеют обычпые конические бандажи. Стол-стапина устанавливается на полу кузова и скрепляется болтами с балками вагонной рамы. В средине сганины подвешены два тяжелых маятника 1 и 2. Плоскость колебания маятника 1 перпендикулярНа к продольной оси вагона, плоскость же колебания маятника 2 проходит через продольную ось вагона. Маятник 1 служит для измерения возвышения одной рельсовой нитки над другой, маятник 2 (фиг. 2) - для измерения профиля пути. Маятники подвешены на жестких подвесках 3 с раскосами 4 к пря.юугольным брусьям, концы которых отделаны в виде призм б (фиг. 1), находящихся на призматических же опорах 7, в целях сведения трения при колебании маятников к ничтожно малой величине.
Для предупреждения самопроизвольных раскачиваний маятников, при получении кузовом вагона горизонтальных толчков, установлены катаракты 8 (фиг. 1 и 2). Вес поршня катаракта в жидкости уравновешен противовесом 9 для того, чтобы этот вес не оказывал вредного воздействия на равновесие маятника. Катаракты установлены на подставке 10, скреплепиой со станиной. Сбоку станины проходит вертикальпый вал 11 от червячной передачи на вагонной оси. Верхний конец его укреплен в подшипнике кронштейна 12, причем конструкция этого подшипника позволяет валу иа.менять на небольшой угол свое положение в любом направлении. Вместе с тем вал имеет также возможпость перемещаться на некоторую величину в своем паправлении (вверх и вппз).
Рукоятка 13 па рычаге, а.мс:ощем шарнирную опору на станине, связана с валом 11 при помощи двух пружин, закрытых футлярами 14. Поднимая ру1сОЯтку 13 вверх или опуская ее вниз, черзз посредство пружин подпимают или опускают в то же вргмя вал И, выводя, тем самы.м, из сцепления червячпую шестерню на вагонной оси или включая ее в сцепление с чераяко.м. Для удержания рукоятки 13 в верхнем или нижне.м положении служат со-бачки 15 на стойке 16. Благодаря пружинам 14 колебания кузова на рессор-ах не могут нарушать сцепления червячной передачи с шестерней, если она была сцеплена рукояткой 13 и, наоборот, при поднятой рукоятке 13 колебания кузова не могут сцепить червячную передачу.
На верхнем конце вертикального вала 11 насажена при по.мощи продольной шпонки коническая шестерня 17 (фиг. 1) таким образом, что она вращается вместе с валом 11, но не перемещается вверх или вниз при таком движении вала. С шестерней 17 сцеплена коническая же шестерня 18, на одной оси с которой насажена коническая шестерня 19. С этой последней шестерней сцеплены две шестерни 20 (фиг. 2), свободно сидящие на продольном валу 21. 1Лестерни 20 заканчиваются муфта.ми с торцем, отделанны.м в виде зуба. Помощью этого зуба шестерня 20 сцепляется с муфтой 22, прижимаемой к шестерне пружиной 23 и сидящей на валу 21 на шпонке. Зубья обеих шестерен направлены в одну и ту же сторону. При вращении шестерни 19 вращаются также обе шестерни 20, но в разные стороны. При этом одна из муфт 22 сцепляется зубом с шестерней 20 и будет вращаться сама и вращать вал 21; другая же муфта скользит по плавному срезу торца шестерни. Благодаря такому устройству вал 21 вращается всегда в одну и ту же сторону, независимо от направления вращения вала 11, т. е. независимо от того, в какую сторону будет двигаться вагон.
От вала 21, при помощи конических шестерен 24 и 25 (фиг. 2), вращение передается к зубчатым колесам пищущих приборов. От того же вала 21 делается привод к аппарату Гаусгельтера для определения скорости движения. Све-рху на станине под пишущими приборами установлены па шариковых подшипниках семь валов 26 (по числу измерений), на которых укреплены перья 27 к осно-вному пишущему прибору и к дублерам. К валам 26 подведена рычажная передача от приемников соответствующих элементов измерений. Рычаги частью размещены па станине, частью по сторонам от нее по направлению к приемникам измерений.
В аппаратном помещении яа некоторой высоте выше основного по-ла вагона сделан второй пол с люками против рычажных устройств. Благодаря этому получилась полная свобода в размещении рычажпых передач и доступность их для ос,отра. Второй пол пе делается только «а- площади столастанины; -по периметру стапипы в виде плинтуса укреплено уголковое железо 29 (фиг. 2). В части станины установлеп ворот 28 для подъема и опускания при помощи тросов тележки-призмника ширины, расположенной под вагоном. Для направления троса имеются ролики 30.
Для измерения ширины пути предназначена тележка, расположенная ка двух паклонпых роликах 3 (фиг. 3, 4), укрепленных к штангам 32 прямоугольпого сечения. Штанги 32 изогнуты таким об-разом, что ближайшие к роликам части, штанг являются продолжением друг друга, а противоположные части штанг отогнуты несколько в сторону и направлены параллельно ближайшим к роликам частям штанг. Самый копец каждой щтанги загнут вниз и к нему укреплен дискообразный ролик 33. Наклонные ролики 31 и дискообразные 33 могут быть введены в габаритные размеры колесной пары. Ролики 31 поставлены на шарикоподшиппики, тогда как дискообразные ролики 33 - на обыкновенные подшипники на бронзовых вкладышах.
Рабочие поверхности роликов 31 представляют собой две конические поверхности, причем Б нижнем сечении ролика (в месте касания ролика с 1 ельсом) образующая одной конической поверхности горизонтальна, образующая же другой конической поверхности вертикальна. Первая поверхность является поддерживающей, вторая - измерительной. Угол наклона осей роликов подобран таким образом,что часть проекции круга катания ролика на путь совпадает с частью окружности, описанной на диаметрг, равном щирине колеи. Это обстоятельство позволяет выводить измерительную тележку из перпендикулярного к оси пути положения на некоторый угол, причем расстояние между обоими измерительными роликами не изменяется. Другими словами, помощью такой тележки ширина пути измеряется точно не только тогда, когда тележка нормальна к оси пути, но и тспда, когда она отклонилась от нормального положения на некоторый угол (не свыше определенного).
На штангах 32 установлены пружины 34, которые раздвигаю-т штаггги в разные стороны, прижимая ролики 31 их измеритгльпьв конусами к боковым граням головок рельсов. Штанги 32 помещены в подшипниках 35, которые заключены в вертикальные направляющие 36, жестко укрепленные к вагонной раме. Таким образом, измерительная тележка всегда сохраняет нормальное к оси вагона полол епие, но может перемещаться вправо и.чи влево относительно кузова вагона, следуя за положением рельсовых ниток, а. штанги скользят в подшипниках 35 и перемещаются относительно кузова вверх или вниз, причем подшипники 35 скользят в направляющих 36. Перемещение штанг 32 вправо или влево относительно кузова передается в вагон к станине путеизмерителя вращением валов 37 при помощи перлендикулярпых отростков 38 и параллельных валам струн 39, которые при помощи приспособления 40 связаны со штапгами 32. ПриспосоЗление 40 может скользить вверх или вяиз ио струне 39, не вращая вала 37, если измерительная тележка будет сближаться с кузовОМ или удаляться от него; -всякое же леремещение штанги Еправо или влевО вызывает поворот на бпр-еделенный угол -вала 37. На столе-станине вращательные движения обоих еалов 37 при помощи рычажной передачи суммируются и передаются к перу пишущего нрибор-а.
Для приведения путеизмерителя в нерабочее состояние измеритель-ная телёжка может быть поднята при помощи iBopOTa 41 (фиг. 3), тросов 42, 44 и блоксЗ 43, 45 вверх к полу кузова вагона и в таком положении закреплена.
ПрИ вращении ворота 41 натягиваемые тросы 42 в nepeyfo очередь заставляют вр-ащаться блоки 43. Блоки 43 - парные и имеют два диаметра: на блок ббльшего диаметра намотан конец троса 42, а иа блок менььчего диаметра - трос 44. При вращении блока 43, благодаря разматыванию троса 42 с блока большего диаметра, на блок меньшего диа,метра наматывается трос 44, переброшенный через блок 45 и закрепленный другим концом к подшипнику 35. Так как блоки 45 укреплены к штангам 32, то при этом пружины сжимаются, и ролики 31 Предельно сходятся. Только -после этогО продолжающееся натягивание тросов 42 поднимает измеритель-ную тележку вверх. При опускании измерительной тележки описанный процесс происходит s обратном порядке, т. е. измерительная тележка сначала опускается на рельсы, а затем уже освобождаются пружины, Прижимающие ролики к боковым граням головок рельсов.
При проходе обыкновенных стрело1Ч-ных переводов у кр-гстовины дискообразный ролик 32 встречает контр-рельс и оття-гивает связанный с ним измерительный ролик 31 на метровом пространстве крестовины настолько, что он не попадает за сердечник крестовины наружу, ка-к это было бы при отсутствии такого устройства, а идет в наДлёжащем направлении. Таким образом на протяжении контр-рельса щирина Ьутй записывается уже действительной щирины, так как измерительный
ролик при этом не касается раёрчйго -канта крестовины, и не доллсна учить ваться -при р-ассмотрении записей. На остальном протяжении стрело-чнО-го йеревода ширина пути измеряетсято-чно.
Для хар-актеристики положения рельсовых «иток в плане как на прямых, так и на кривых участках -пути принято измерение стрелы изгиба рельсОВой нитки относительно прямой - хорды, -проведенной через две точки рель-совой нити, расположенные на равном расстоянии от измеряемой то-чки по обе стор-о-ны от нее. Измерение осуществляется, помощью трех одноосных тележек, несущих три «аклонных ролика, такой же конструкции, как и при измерении ш.ирины пути, прижимаемых пр-ужинами к одной из рельсовых ниток. Перемещение среднего рОлика попергк пути относительно двух крайних дает Б каждой точке величину Стрелы изгиба в горизонтальной пло-скости рельсовой нити. На прямой эта стр«ла равняется нулю.
В путеизмерителе в качестве -одного из трех роликов использован р-олик, измеряющий ширину пути, а остальные два ролика установлены впереди вагона. Ролик 46 (фиг. 5) точно такого же устройства, как и для измер-екия ширины пути укреплен к штанге 47, к противо-положному концу которой укреплен поддерживающий ролик 48, имеющий обычное для железнод-о-ро-жных повозок очертание рабоЧйх поверхностей. Измерительный ро-лик и пoддepжиiвaiющий -не выходят за габаритные очертания колесной пары. Штанга 47 установлена в двух подшипниках. 49, которые заключены в вертикальных направляющих 50, укрепленных к вагонной раме.
Помощью нружин 51, действующих на штангу 47, измерительный ролик 46 прижимается к бо-ковой поверхностя головки рельса. На крестовинах измерительный ролик отводится -от сердечника крестовины ребордой поддерживающего ролика 48 при действии яа нее контр-рельса. Боковые перемещения ролика передаются в вагой вало-м 52 с устройством,, аналогичным применяемо-му п-ри измерении ширины- пути. Вращательные движения верти-калБ-него вала при помощи системы р-ыча)гов
передаются на вал 55, проходящий вдоль вагона, и воспринимаются от конца вала в аппаратном помещении, а затем суммируются по опр-еделенному закону с двил ениями других роликов, после чего передаются к пер-у пишущего прибора.
Подъем измерительной тележки осуществляется пр-и помощи системы блоков И Tp-o€CiB, как в тележке, измеряющей ширину пути, с той только разницей, что сжимает пружину здесь оди-н трос 53i трос же 54 прикреплен непосредственно к подшипнику. Длина последнего троса 54 сделана с запасом таким образом, чтобы оп стал действовать па подъем тележки однс-зременно с тросом 53, который предварительно- должен сжимать пр-ужину. В вагоне оба троса связаны в один, который и протягивается по ро.чикам к аппаратному помеп,ению, где установлены подъемные лебедки.
Для спределепия положения рельсовых ниток по уровню (т. е. возвышению одного рельса над другим) измеряется угол между горизонтально плоскостью и вагонной осью, которую можно считать параллельной прямой нормальной оси пути и касательной к головкам рельсовых ниток. Для уменьнденияя погрешностэй в этом отношении измерительная (задняя) колесная пара имеет цилиндрическую обто-чку бандажей. За горизоатальиую плоскость принимается плоскость, нормальная к вертикально висящему маятнику. Следовательно, задача сводится к последовательному автоматическому измерению угла между ваго-нпой осью и маятником и записи на ленте функции этого угла, выражающей в определенном масштабе возвышение одной рельсовой нити над другой.
Так как вагонная ось находится в подрессорной системе, а маятник подвешен в надрессорной системе, т. е. кузсВе, То пепосредственпо измерить угол между вагонной осью и маятником не представляется возможным, но этот- угол равен алгебраической сумме двух углов, каждый из которых можно легко измерить, а именно: а) угла между маятником и полом кузова и б) угЛа между полом Кузова и вагонной: осьй.
Первый из этих углов можно непосредственно измерить и передать пищуще-му прибору системой рычагов в пределах стола-станины. Для измерения же второго надо измерить разность прогиба правой и ле-зок ргссор, рас1юлон:еинь х над этой осью и в функции от этой рйэнр.цн моЖо определи ь угол между кузова ивггонной осью.
Измерение и запись глубиг1Ы просадок производится 11уте л опргделепия понижения одной ш осей вагона отн сительио двух смежных с ней. Принимая, что н-ягонпые буксы свопм. подшипкпка: и плотно лежат на шейках вагон :ых осей к что вагог пая рама достаточно жестка, т. е. не имеет заметных Е {брппкн в Е ртикальнсй плоскости, измерение просадок осуществлено в Путеизмерителе следующим образом. К буксам трг;-; следующих Друг за другом колес установлены вертикальные тяги, которые при увеличении или у,гег1ьшепи,и расстояния между полом вагона п. буксой вследствие игры рессор действуют ка установлеьные в кузове рычаги, передавая величину этого изменения расстояния. При помощи расположенных вдоль вагоъ:а валов эти перемещения передаются к аппаратуре помещения, где суммируются и в определенном масштабе передаются к перу пишущего прибора.
Для измерен11Я профиля принято, что продольная ось кузова вагона параллельна оси . Если галопирова1 ие Езгона в той или иной степени будет иметь место, то при записи на ленте это выразится зигзагообразностьк) линии записи, но не общим отклонением линии в ту или другую сторону. В силу этого измерение и запись величины ПрОгфПЛЯ производится ПО уГЛу
между поло. вагона и вертикально висящим маятником, плоскость колебания которого совпадает с продольной осью вагона.
В зависимости от состояния пути в его полной совокупности исправная единица подвижного состава движется по пути плавно или испытывает ряд толчков, вертикальных и боковых, бо.чьшей или меньшей силы (резкости). Для характеристики вертикальных толчков рассматриваются вертикальные движения продольной оси кузова, для характеристики боковых - качания кузова около продольной оси (вращательные). Первые получаются, если измерить и записать полусумму кочмебаний праВОй и рессор, ра-сположенных над одним и тем же колесОМ, вторые дает разность (алгебраическая) колебаний тех же рессор.
На фиг. 6 изображена сх-ема рычажной передачи аппарата для измерения ширины пути, причем точками обозначены подвижные шарниры, а .кружками - шарниры, укрепленные на станине.
Задача заключается в том, чтобы при уменьп1ении расстояния между катяш,имися по рельсам коническими роликами М и N, перо Р пии1ущего прибора отклонялось «а величину этого уменьшения в одну сторону, независимо от того, за счет перемешения какого ролика произошло сближение их между собой. При увеличении расстояния между роликами М и N перо Р должно отклониться на такую же величину, «о в другую сторону, чем при сближении роликов. Приведенная схема рычажной передачи здовлетворяет указанным условиям. Так, например, если ролик М переместится на несколько миллиметров в сторону ролика N, при неизменном положении последнего, рычаги отклонятся в сторону, показанную -пунктиром, и перо Р отклонится на чертеже влево. В ту же сторону отклонится неро Р и в случае перемеш;ения ролика N по направлению к ролику М при неподвижном положении последнего. Очевидно, что неро Р переместится нл-езо и при одновременном движении обоих роликов ко направлению друг к другу. Наоборот, при взаимном удалении ролнко з перо Р будет перемещаться ua чертеже вправо.
Для того, чтобы величина отклонения пера равнялась зе/гичиме изменения расстояния между роликами, необходимо, чтобы рычажная передача удовлетворяла следуюп;им двум условиям:
± :. i{e - -f}-h-l .
k b-e-g-k
а e-g
где а, Ь, с, d, е, /, g, h. k - длины рычагов между центрами щарниров, /-длина пера. При соблюдении этих условий одновременное перемеш,ение : обоих роликов Б ту или другую сторону с сохранением постоянного расстояния между ними не вызовет, отклонения пера.
В схеме рычажной передачи аппарата для измерения кривизны пути (фиг. 7) буквами А обозначены два конца одного и того же вала, перпендшсулярного к плоскости чертежа, следовательно, на схеме рассматривать обе эти точки, как одну; то же относится и к точкам, обозначенным буквой В. Ролики М, N, R, следуя за положением рельсовой нитки, перемеш,аются перпендикулярно к оси вагона. Проекция на плоскость пола вагона этих перемешений относительно кузова передается рычажной передаче. Задача заключается -в том, чтобы при помощи системы рычагов преобразовать величины указанных проекций перемещений роликов так, чтобы перо отклонялось от нулевого положения на величину стрелы изгиба кривой при хорде, равной базе вагона. При этом надо иметь в виду, что сама физическая система, относительно которой измеряются эти перемещения, т. е. кузов вагона находится в постоянном неправильном движении относительно пути. Если принять в качестве базы в системе кузова некоторую прямую, параллельную оси вагона, и обозначить через л, у, z проекции па плоскость пола расстояний от этого базиса до головок рельсов соответственно у переднего, среднего и заднего роликов, то величина стрелы изгиба кривой при хорде, равной расстоянию между крайними роликами, будет равна:
f.yИз этой формулы видно, что с изменением величины у на ту же величину изменяется и стрела /. С шменением же величины х. или z стрела / изменяется только па половину величины изменения к или г. При этом с увеличением у увеличивается и /, с увеличением же х. или z стрела / уменьшается. На осно-вании этих закономерностей и построена схема
рычажной передачи аппарата плана (рихтовки).
Рычажная передача должна удов.четво-рять следующим трем условиям:
d- о(т 4- n -ii-l
c-h-n-p-t b-k-s-m-u-l
a-g(.):n-p-t 2
g-r-m-ii-l a
e()n-p-t2
где буквами лгттиискогО алфавита о5сзначеиы длимы рычагов. ме,жду центрами шарниров, а буквой - желательныл{ масштаб записи стрел изгиба кривой нг ленте путеизмерителя.
На схеме соблюдено также условие, 110 которому при перемещении роликов в одном направлении перо Р откло11яется в зависимости от среднего ролика в одну сторону, а в зависимости от крайних роликов - в другую.
На фиг. 8 показано общее расположение аппаратов. Буквой А обозначена основная часть аштаратов, расположенных на столе-станине, находящемся в аппаратпом помещении вагона, буквой Н - перья пишущего прибора, перед которыми лицом к окну в торцевой стене вагона сидит руководящий работой путеизмерителя, буквой Ш - аппарат для измерения щирины пути в рабочем состоянии. Последний располагается под полом кузова за последней колесной парой, B03MOJKHO ближе к пей, однако с достаточным промежутком, для возможности осуществления вращательных движений вагонной тележки без задевания, аппаратов. Буквой Р обозначен сред} кй и буквой С передний ролики для измерения стрел изгиба рельсовой нити в плане. Передний ролик С помещается за задней колесной парой передеей тележки вагона, а ролик Р - посредине между роликами С и Ш. Буквами Б, Г, Д обозначены тяги от
букс для измерс-иия просадок. Пергмещбния тят Г и Д и роликов Р и С 1):ередаются в аппаратное по ;еплепие с помощью валов В . Валы В и связанные с ними рычаги и тяги укрыты деревянными или металлическими кожухами, а в аппаратном пс.мзщепи , - сплошным нто;;ы-.; полом. Остальная часть Barojia эй:;ята помеще:и15;ми для занятий и ж;г; s работников путеизлсрителя.
, м е
1.Железнодорожный nyTei;;iMep;iтель для опредс;;ения игприлы колеи. положе П1я рельсовых ниток по уроз1ПО, профиля iiyTii, стрел изгиба р-ельсовой нити, просадок пути, вертикальных и горизо-нт.яльных толчков, с npjiмепенис-:., рег)стр:1рующих приборов, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что известная сама по себе двухколесная тележка для измерения ширины пути снабжена накло1;ны ли копическн.-,:и роликами, с углом наклона их осей к плоскости пути, выбранным таким образом, что часть проекции круга катаняя: ролика на путь совпадает с част1 ю окружности, опмсанной на диа летре, равном ширине колеи, с целью устранения влияний на точность изме1) ширины пути отклонения тележки на некоторый угол от положения, iiepnenдикулярного к оси пути.
2.Железнодорожный путеизмеритель по п. 1, о т ,4 и ч а ю 1д и и с я применением для ;;з;лерения кривизны п}ти в плане трех одноосных тележек, из коих одна в то же время слу.жит для измерен}1я ищрины колеи, пзте:.; замеров расстояний подвижных ков от некоторой базы вагона, с передачей на регпстрпрующий прибор величин прогпбсн, определяемых как разность между расстояние, от базы среднего ролика и полусуммой крайних, от той же базы. я / I u., П 1| ||:Ш;;|1Ю.ИЗДйоf ,--V -„aitij 1 Ш Q
ifi
ФигЗ
сэа
LJ
OQ
