Устройство для измерения вертикальных сил взаимодействия колеса с рельсом Советский патент 1982 года по МПК G01L5/20 

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ Clin ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОЛЕСА С РЕЛЬСОМ

I

Изобретение относится к силоизмёр тельной технике и может быть использоBario ОЛЯ измерения вертикальных сил в.за 1модействия между колесом и рельсом железнодорожного транспорта.

Известны устройства для измерения нагрузок со стороны колес железнодо- рожных экипажей на рельсовый путь, содержащие датчик деформации, установпевный на участие дИска или спицы колв

.,

Недостатком данных устройств является то, что напряжения в диске зависят от условий опирания колеса на рельс, которые меняются в процессе его каче ния, т. е. по отношению к неподвижно закрепленному датчику на колесе меняет ся плечо приложения силы, а значит и выходной сигнал датчиков, что вносит пог1)ешность в измерение вертикальных сил.

Наиболее близким по технической супн ности к предлагаемому изобретеншо яв- ляет( я устройство для измерения верт калькых сил взаимодействия колеса е рельсом, содержащее силоизмерительный датчик, установленный в отверстии обода колеса 2.

Недостатком известного устройства является то, что при измерении нагрузок на криволинейных участках рельса штока, контакт колеса с рельсом изменяет свое положение и. йоявляется эксцентриситет приложения измерительной силы относи10тельно теоретического круга катания колеса и .геометрического центра датчика, что вносит значительные погрешности в результаты измерений.

Цель изобретения - повышение точноо

15 ти измерения.

Указанная цепь достигается тем, что силоизмерительиый датчик установлен в отверстии со смещением его геометрического центра относительно теоретичесМкого круга катания колеса в сторону реборды на 0,7-О,8 г , а относительно поверхности катания колеса на расстояние 1,5г2,2 где t -радиус отверстия, а само отверстие выполнено с уклоном 1:4-1:6 к оси колеса в староFiy его реборды. На фиг. 1 предс7авлена схема расположения силоизмерит€1льных датчиков в ободе колеса; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (положение силоизмерительного датчика относительно поверхности крлеса); на фиг. 3 - магнитоупругий силоизмерительный датчик, общий .вид; на фиг. 4 - расположение, датчика в отверстии обода. Устройство состоит нэ сш1оиау1ерител ного датчика 1, например, маг штоупруго го, встроенного в отверстие 2 колеса 3 перемещающегося по рельсу 4. Силоизмерительный датчик 1 имеет корпус 5 с поперечным сечением в виде эллипса. Участки 6 корпуса, расположенные симметрично, но по большей оси В-В эллипса, являются силовоспринимающими Внутри корпуса 5 датчика 1 расположе№1 две взаи1у(но-перпендикулярные обмотки 7, продольные оси которых сориентированы под углом 45 к осям эллипса. На торцовых сторонах корпуса датчика выполнены выступы 8, которые могут быть гладкими, с резьбой или копьцепыми канавками. В одноребордном колесе 3 выполнено шесть отверстий 2, в которые установлены силовзмерительные датчики 1. Кажаое отверстие имеет уклон 1:4-1:6 в сторону реборды (гребня) 9 колеса. Устройство содержит измерительную 10 и регистрирующую 11 аппаратуру, связанные с датчиком через токосъемник 12. Датчик 1 в отверстии 2 установлен тахим образом, что расстояние от радиуса колеса, проходящего через центр теоретического круга катания (ТКК) до поперечной оси датчика равно 0,7-9,8 t , а расстояние К от {иружной поверхности обода до продольной оси зависит от износа поверхности катания колеса и может колебаться п пределах от 1,5 до 2,2 г , где г радиус отверстия колеса. По мере износа поверхности катания-колеса величина У. уменьшается. Для сохранения постоян ства тйрировочных характеристик устройс ва датчик перемещают в отверстии в сто ну реборды колеса, увелнчнввя расстояние в до О,9-1,2г . Измерение вертикальных усилий взаимодействия колеса с рельсом осушествля ется следующим образом. При кпче1ти колеса лЗ по рельсу 4 в точке С контакта можцу возникают рертикалыпле силы Р , отдействия которых создается в датчике импульс выходного сигнала. Его постоянство по величине мало зависящее от положения колеса на рельсе обеспечивается за счет двух факторов: резкой величины расстояния датчика до поверхности катания колеса и ск ешение оси датчика до поверхности катания колеса и сме- шения оси датчика относительно центра теоретического круга качения. Импульс от датчика 1 передается через токосъемник 12 в измерительную 1О и регистрирующую 11 аппаратуру. По мере износа обода колеса, чтобы при дальнейших испытаниях измерения вести с большой степенью точности, необход1МО| изменить положение датчика в отверстии колеса. Датчик передвигают к.реборде, увеличивая расстояние Ь . Пооле чего производят контрольную тарировку датчика. Таким образом расположение датчика в отверстии с уклоном и смещение его в сторону реборды колеса, обеспечивает неизмен 1ые характеристики устройства, а следовательно, и достаточно высокую точность измерений. Формула изобрете-ния Устройство ОЛЯ измерения вертикальных сил взаимодействия колеса с рельсом. содержащее силоизмерительный датчш. установленный в отверстии обода колеса, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, силоизмерител1; ный датчик установлен в отверстиии со смешением его геометрического центра относительно теоретического круга катания колеса в сторону реборды на О,,8г , а относительно поверхности катания колеса на расстояние 1,5-2,2 г , где г - радиус отверстия, а само отверстие выполнено с уклоном 1:4-1:6 к оси колеса в сторону его реборды. Источники информации, принятые во. внимание при экспертизе 1. Шифрановский А.К.1 Непрерывная регистрация вертикалышгх и боковых сил взаимоаействия колеса и рельса. Труды

UUHHMfKr вып. 3O8, М., Трапсжёлаор-нагрузок, переааваемых на несущие меиздат, 106 5.таллоконструкции промзданий и эстакап.

IОтчет о научно-исспедоватепьской .Экспериментальное исследоватюте, вып, ОПСИ-2О2, ЦНИИПроектстапь аейсгвигельных пначе1тй вертикальныхs конструкция; 1972 (прототип).

///////////////////////////////Л

.Л

Р Фи7.1

t

ФигЛ