Стенд для прочностных испытаний тяговых электродвигателей локомотива с опорно-осевым подвешиванием Советский патент 1981 года по МПК G01M17/00 

(54) СТЕНД ДЛЯ ПРОЧНОСТНЫХ ИСПЫТАНИЙ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ЛОКОМОТИВА С ОПОРНО-ОСЕВЫМ ПОДВЕШИВАНИЕМ

1

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к средствам для стендовых испытаний тяговых электродвигателей электроподвижного состава и тепловозов.

Известен стенд для прочностных испытаний тяговых электродвигателей локомотива с опорно-осевым подвешиванием, содержащий станину, на которой расположена вертикальная стойка, несущая шарнирный узел подвески испытуемого тягового электродвигателя, две вертикальные стойки, торцовыми поверхностями взаимодействующие с монтируемыми на валу испытуемого тягового электродвигателя профильными кулачками и упруго взаимодействующие с монтируемым в моторно-осевых подшипниках испытуемого тягового электродвигателя опорным звеном две наковальни 1.

Однако на таком стенде невозможно воспроизвести реальные нагрузки, воспринимаемые тяговым электродвигателем в эксплуатации, величина и форма которых носит случайный характер, определяемый взаимодействием колеса и рельса. Конструкция указанного стенда предусматривала то, что тяговый электродвигатель подвергается строГО периодическому воздействию ударны.х нагрузок, частота следования которых соответствует частоте вращения вала электродвигателя. Амплитуда и форма ударного импульса на таком стенде при определенной толщине и жесткости упругих прокладок между опорным звеном и наковальней остаются постоянными во времени. Их регулирование возможно после остановки и замены упругих прокладок, т.е. после переналадки стенда.

Цель изобретения - максимальное при ближение условий испытаний к эксплуатационным режимам.

Указанная цель достигается тем, что опорное звено снабжено барабанами с переменной контактной жесткостью обода, механизмом поворота опорного звена вокруг продольной оси и механизмами вертикального и осевого нагружения моторно-осевых подшипников, причем один из барабанов закреплен на опорном звене неподвижно, а другой размещен с возможностью осевого перемещения.

При этом механизм поворота опорного звена вокруг его продольной оси выполнен в виде храпового колеса, свободно установленного на опорном звене между торцом одного из барабанов и механизмом осевого нагружения, и взаимодействующей с ним подпружиненной собачки, шарнирно установленной на станине.

Механизм вертикального нагружения выполнен в виде пружины, соединенной посредством болта и гайки со станиной через кронштейн, закрепленный к корпусу испытуемого тягового электродвигателя.

Механизм осевого нагружения выполнен в виде пружин и нажимных гаек, расположенных на концах опорного звена.

Кроме того, с целью обеспечения различной контактной жесткости, обод барабана выполнен в виде набора пластин разноименных материалов или кольца переменного сечения с отверстиями произвольной формы.

На фиг. 1 изображен общий вид стенда в, изометрии; фиг. 2 - сечение по оси опорного звена; фиг. 3 и 4 - варианты выполнения обода барабанов.

На станине 1 смонтированы вертикальные стойки 2, наковальни 3 и стойки 4 с шарнирным узлом подвески 5. Тяговый электродвигатель 6 кронштейном 7 через упругие шайбы 8 соединен с узлом подвески 5, а через профильные кулачки 9, размещенные на концах вала 10, установлен на стойке 2. В моторно-осевых подшипниках 11 электродвигателя 6, установлена ось 12 колесной пары, а к их корпусам прикреплен кронштейн 13, который вместе с пружиной 14, болтом с гайкой 15 соединен со станиной 1 и образует механизм вертикального нагружения.

На концах оси 12 размещен механизм осевого нагружения, выполненный в виде пружин 16 И нажимных гаек 17. Левая пружина 16 соприкасается с торцом левого барабана 18, установленного с возможностью осевого перемещения, например, по шпонке 19. Правая пружина 16 через диск 20 соприкасается с торцом храпового колеса 21, установленного свободно на оси 12, рядом с правым барабаном 22, неподвижно размещенным на оси, С зубьями храпового колеса 21 взаимодействует собачка 23 с помощью шарнира 24, установленная на станине 1, и прижимаемая к колесу пружиной 25. Храповое колесо 21 и собачка 23 образуют механизм поворота опорного звена вокруг продольной оси.

Барабаны 18 и 22 имеют обод 26 и диск 27. Обод 26 может быть выполнен в виде набора пластин 28, изготовленных из материалов с различной контактной жесткостью, например стали, меди, пластмассы, резины и т.п. или из одного материала переменной толщины, диск которого при этом снабжен отверстиями 29 произвольной формы.

Стенд работает следующим образом.

„При подаче напряжения на испытуемый электродвигатель 6, вал 10 и расположенные

на его концах кулачки 9 начинают вращаться. В результате взаимодействия выступающих частей кулачков 9 со стойками 2 происходит подъем и сброс электродвигателя 6 вместе с опорным звеном 12 и размещенными

на нем барабанами 18 и 22 на наковальни 3. Соударение пластины 28 обода 26 или его поверхности с наковальнями 3 создает ударный импульс, распространяющийся через диски 27 барабанов, ось 12 и моторно-осевые

Q подшипники 11 по элементам электродвигателя.

Величина, форма и характер следования ударных импульсов определяются соотношением моментов трения Mi и Mj, на торцах барабанов 18 и 22, величина которых регулируется раздельно изменением осевых усилий затяжки левой и правой пружины 16, нажимными гайками 17 механизма осевого нагружения. В зависимости от этого возможны три режима работы стенда.

Если усилие затяжки правой пружины 16

создает на торце правого барабана 22 момент трения Ма больший, чем момент трения M.f, возникающий На торце левого барабана 18, т.е. . храповое колесо 21 через диск 20 будет постоянно прижато к

5 барабану 22. При сбросе электродвигателя 6 зуб храпового колеса 21, ударяясь о со- бачку 23, в этом случае проворачивает ось J2 вместе с барабанами 18 и 22 на некоторый угол, зависящий от соотнощения этих

JJ моментов, в результате чего при каждом последующем сбросе о наковальню 3 ударяется другой участок обода 26 или другая пластина 28. В этом случае электродвигатель 6 воспринимает чередующиеся ударные импульсы различной величины и фор.мы.

5 Если усилия затяжки правой и левой пружин 16 механизма осевого нагружения вызывают на торцах барабанов 18 и 22 примерно одинаковые моменты трения, то 4 1 ( при сбросе электродвигателя поворот храпового колеса 21 относительно

° торца барабана 22 происходит с проскальзыванием, в результате чего поворот оси 12 и барабанов18 и 22 происходит на угол, величина которого случайна. Электродвигатель 6 в этом случае воспринимает случайные ударные импульсы различной величины и формы.

Если момент трения М на левом барабане 18 больше момента трения Мг , то храповое колесо проскальзывает относительно торца барабана 22, не поворачивая его и ось 12 при сбросе тягового электродвигателя 6 о наковальню 3. В этом случае ударяется один и тот же участок обода 26 или одна и та же пластина 28.- Испытываемый электродвигатель 6 воспринимает чередующиеся ударные импульсы постоянной величины и формы. В этом режиме собачка 23 может быть выведена из зацепления с храповым колесом 21, а момент трения Mj между храповым колесом и торцом барабана 22 не создаваться.

Величина и форма ударного импульса, создаваемого на стенде, на всех указанных режимах работы может быть изменена за счет изменения величины затяжки пружины 14 гайкой 15 механизма вертикального нагружения опорного звена. В зависимости от величины затяжки пружины 14 изменяется скорость и время сброса двигателя, т.е. изменяется «разгон двигателя при сбросе.

Применение предложенного стенда позволяет значительно расширить диапазон прочностных испытаний тяговых электродвигателей и в максимальной степени приблизить характер нагрузок, воспринимаемых тяговыми электродвигателями при эксплуатации.

Формула изобретения

1. Стенд для прочностных испытаний тяговых электродвигателей локомотива с опорно-осевым подвешиванием, содержащий станину, на которой рсположена вертикальная стойка, несуш,ая шарнирный узел подвески испытуемого тягового электродвигателя, две вертикальные стойки, торцовыми поверхностями взаимодействующие с монтируемыми на валу испытуемого тягового электродвигателя профильными кулачками и упруго взаимодействующие с монтируемым в моторно-осевых подшипниках испытуемого тягового электродвигателя опорным звеном две наковальни, отличающийся тем, что, с целью максимального приближения условий испытаний к эксплуатационным режимам, опорное звено снабжено барабанами с переменной контактной жесткостью обода, механизмом поворота опорного звена вокруг его продольной оси и механизмами

вертикального и осевого нагружения моторно-осевых подшипников, причем один из барабанов закреплен на опорном звене неподвижно, а другой установлен с возможностью осевого перемещения.

2. Стенд по п. 1. отличающийся тем, что механизм поворота опорного звена вокруг его продольной оси выполнен в виде храпового колеса, свободно установленного на опорном звене между торцом одного из барабанов и механизмом осевого нагружения, и взаимодействующей с ним подпружиненной собачки, щарнирно установленной на станине.

3.Стенд по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что механизм вертикального нагружения выполнен в виде пружины, соединенной посредством болта и гайки со станиной через кронштейн, закрепленный к корпусу испытуемого тягового электродвигателя.

4.Стенд по пп. 1 -3, отличающийся тем, что механизм осевого нагружения выполнен в виде пружин и нажимных гаек, расположенных на концах опорного звена.

5.Стенд по пп. 1 - 4, отличающийся тем, что, с целью обеспечения различной контактной жесткости, обод барабана выполнен в виде набора пластин, разноименных материалов.

6.Стенд по пп. 1-4, отличающийся тем, что обод барабана выполнен в виде кольца переменного сечения.

7. Стенд по пп 1-6, отличающийся тем, что диск барабана выполнен с отверстиями произвольной формы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР

№ 559147, кл. G 01 М 17/00, 27.01 .75 (прототип) . М А 1211 ////////////J//////////////// /. $

/1-/1

ui.2( /7 29