Устройство для измерения контактных напряжений в рельсах Советский патент 1981 года по МПК G01M17/00 

() АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНТАТКТНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В РЕЛЬСАХ

I

Изобретение относится к устройствам для испытания экслуатационной стойкости рельсов.

Известно автоматическое устройство для измерения контактных напряжений в рельсах, содержащее колесный бандажный сектор для взаимодействия с испытуемым рельсом, установленным на подрельсовой подкладке, малобазные тензодатчики, располагаемые в теле головки рельса и бандажного сектора и распределяемые по длине рельса, превышающей площадку контакта бандажного сектора и рель.са, зажимные направляющие для подошвы рельса, и суппорт, цилиндрические с резьбой вертикальные стойки, нижнюю и верхнюю неподвижные опорные плиты, среднюю подвижную опорную плиту, рычаг со связями и динамометром вертикального напряжения, перекатывающуюся по швеллерам, прикрепленным жестко к средней плите, тележку и блок горизонтального нагружения, червячный винт р }.

Однако устройство не дает возможности измерения контактных напряжений в рельсах в момент перекатывания бандажного сектора по рельсу в автоматическом режиме.

Цель изобретения - обеспечение автоматического режима измерения контатктных напряжений в рельсе.

10

Поставленная цепь достигается тем что устройство снабжено прикрепленным к бандажному сектору Г-образным кронштейном, имеющим канавку, и рнеположенным в канавке

IS тросиком с контргрузом, а подрельсовая подкладка выполнена в виде сегмента, обеспечивающего подуклонку рельса на величину в пределах от 1/5 ДО 1/50.

20

Кроме того, устройство дополнительно снабжено кронштейном с ведомой шестерней и цепной передачей, расположенным на червячном винте, редуктором с ведомым валом и ведущей шестерней , мотором с ведущим валом и концевым выключателем, связанных посредством ведущей шестерни с червячным винтом. На фиг.1 изображено устройство, вид спереди-, на фиг.2 - то же, вид сбоку. Устройство содержит цилиндрические с резьбой вертикальные стойки 1, верхнюю и нижнюю неподвижные опорные плиты 2 и 3, среднюю подвижную опорную плиту 4, удерживаемую фасонными гайками 5. К верхней плите с помощью неподвижного кронштейна 6 установлен с шарниром 7 рычаг 8, к одному плечу которого подвешен груз 9 а к другому присоединен динамометр .10 со связями 11, обеспечивающими не подвижность динамометра. При этом дл фиксации приложенной вертикальной на грузки на нижней опорной плите предусмотрен жестко присоединенный с отверстиями кронштейн 12. На средней опорной плите смонтирована с катками 13 тележка 14 в швеллерах 15 на направляющих 16. В верхней части тележки И предус мотрен с заплечниками 17 паз 18, в котором смонтирован суппорт 19 с отверстием 20 для червячного винта 21. Червячный винт установлен на неподвижной относительно°катучей тележке опоре 22 и снабжен расположенной на кронштейне ведомой шестерней 23, а с помощью цепной передачи 24 связан с помощью ведущей шестерни с редуктором 25, мотором 26 и концевым выключателем 27, закрепленными консольно на корпусе катучей тележки. В верхней части суппорта 19 прикреплена опорная плита 28 с углублением с криволинейной поверхностью 29 и отверстиями, кроме того, в теле суппорта 19 предусмотрены два паза 30 с заплечниками 31. На криволинейную поверхность оперта сегментная опора 32 с плоскими выступами 33, прижатыми с помсхцью болтов 34 и продольных уголков 35 к суппорту 19. При этом подошва 36 рельса 37 зажата с двух сторон, на головку 38 рельса установлен с гребнем 39 бандаж 40, колеса, прикрепленный неподвижно лап чатыми болтами 4Кк подвижной коробчатого сечения секторной опоре 42, подвешенной к шарниру 7 рычага 8. В теле оловки рельса вмонтированы молобазные датчики 43, каждый из которых включен в тензометрический мост состоящий из 4-х датчиков 44 и 45, одна диагональ 46 предназначена для подачи напряжения, вторая диагональ содержит регулировочное сопротивление и чувствительный гальванометр 47. Кроме того, предусмотрен прикрепленный к секторной опоре и расположенный в желобе 48 Г-образной планки 49 трос 50. К другому концу троса, перекинутого через блок 51 кронштейна 52, подвешен регулировочный груз 53 для горизонтального продольного загружения рельса. Кроме того, к корпусу катучей тележки присоединен трос 54, расположенный в желобе блока 55, закрепленного консольно на корпусе средней подви : ной опорной плиты. К другому концу троса подвешен груз 5б горизонтального поперечного нагружения. Устройство работает следующим образом. Подвижную опорную плиту 4 с помощью фасонных гаек 5 устанавливают на стойках 1 на высоте, достаточной для расположения рельса 37 под бандажом 40 колеса. Подошву 36 рельса закрепляют горизонтально, болтами 34 и уголками 35. 8 теле рельса, а в необходимых случаях и в теле бандажа, монтируют тензодатчик 43 на заданной глубине от поверхности контакта. Зона расположения датчиков по длине превышает площадку 57 контакта колеса и рельса и составляет 150-200 мм. Выводы каждого датчика включают в одно плечо тензометрического моста, а в три другие плечи включают компенсирующие датчики. Одну диагональ моста запитывают электрическим напряжением, а во вторую диагональ включают регулировочное сопротивление и соответствующий гальванометр, питаемые постоянным электрическим током. Количество текзомостов равно числу малобазных датчиков, расположенных в гоовке рельса. Затем катучую тележку регулируют в поперечном направлении, чтобы головка рельса симметрично расположилась относительно среднего круга катания .бандажа.. Далее, подвесив груз 9, регулируют минимальное показание динамометра 10 и натяжение связей 11, затем еще раз фасонными гайками 5 поднимают среднюю опорную Плиту, прижимая через катуцую тележку и элементы кре пления рельс и его головку к поверхности контакта бандажа, создают при этом минимальную силу прижатия контактирующих поверхностей головки рельса и бандажа колеса. После этого устанавливают с помощью троса 50 и блока 51 груз 53 для продольного горизонтального нагружения и груз 5б для горизонтального поперечного нагружения. Этот груз подвешивают к тросу 5 с помощью блока 55, консольно закрепленного на средней опор ной плите 4, Устройство подготовлено к работе, т.е. к измерению контактных напряжений в рельсе при взаимодействии с колесом подвижного состава . включают мотор 26 и с помощью редуктора 25, цепной передачи 2Ц и чер вячного винта 21 начинают перемещать ся суппорт 19, к которому заранее с двух сторон неподвижно прикрепляют опор.ную- плиту 28, сегментную опору 32 и подошву Зб рельса 37 с по-, мощью болтов 3 и уголков 35. В , свою очередь, после включения мотора бандаж колеса начинает поворачиваться по часовой стрелке вокруг шарнира 7, т.е. обеспечивает непрерывный динамический контакт между колесом и головкой рельса в автоматическом режиме. Пройдя заданное (150-200 мм) расстояние, превышающее плсэщадку 57, суппорт 19 своим торцом переводит выключатель 27 в другое положение, червячный винт 21, начинает вращаться в противоположном направлении, и рельс перемещается в обратном направлении, на расстояние 150-200 мм вращая при этом бандаж колеса вокруг шарнира 7 против часовой стрелки. Цикл динамического контакта завершен, мотор выключают, регистрирующую аппаратуру также отключают от электрического тока. Результаты, таким образом, записы вают на осциллограмму при различных исходных условиях, т.е. вертикальной нагрузке, горизонтальной поперечной и продольной силах, кроме того, положение рельса относительно среднего круга катания колеса в поперечном направлении может быть различным, а также положение подошвы рельса относительно горизонтальной 76 плоскости, т.е. подуклонка варьируется в пределах 1/5 - 1/50. Использование устройства для измерения контактных напряжений в рельсах дает возможность получать величины контактных напряжений при взаимодействии колеса и рельса, имеющих конкретные величины и формы износа, и дает рекомендации по проведению мероприятий, улучшающих условия взаимодействия пути и подвижного состава в горизонтальной плоскости и, следовательно, увеличить срок службы рельсов в 1,5 раза и колес подвижного состава в 2,5 раза. Формула изобретения 1. Автоматическое устройство для измерения контактных напряжений в рельсах, содержащее колесный бандажный сектор для взаимодействия с испытуемым рельсом, установленным на подрельсовой подкладке, малобазные тензодатчики , располагаемые-,8 теле головки рельса и бандажного сектора и распределяемые по длине рельса, превышающей площадку контакта бандажного сектора и рельса, зажимные направляющие для подошвы рельса, суппорт, цилиндрические с резьбой вертикальные стойки, нижнюю и верхнюю неподвижные опорные плиты, среднюю подвижную опорную плиту, рычаг со связями и динамометром вертикального нагружения, перекатывающуюся по швеллерам, прикрепленным жестко к средней плите, тележку и блок горизонтального нагружения, червячный винт, отличающееся тем, что, с целью обеспечения автоматического режима измерения при одновременном действии пространственных сил от сектора на рельс и повышения точности измерения контактных напряжений в рельсе, устройство снабжено прикрепленным к бандажному сектору Г-образным кронштейном, имеющим канавку, и расположенным в канавке тросиком с контргрузом, а подрельсовая подкладка выполнена в виде сегмента, обеспечивающего подуклонку рельса на величину в пределах от 1/5 до 1/50. 2. Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что, с целью обеспечения автоматического режима измерения контактных напряжений, в

7

рельсах дополнительно снабжено кронштейном jc ведомой шестерней и цепной передачей, расположенным на червячном винте, редуктором с ведомым валом и ведущей шестерней, мотором с ведущим валом и концевым выключателем, связанных посредством ведущей шестерни с червячным винтом.

. 8

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе К Яковлев В.Ф. Пресс для исследования контактных напряжений в бандажах и рельсах. Сборник трудов Ленинградского института инженеров железнодорожного транспорта, вып.187, 1962 (прототип).

//