СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТЕЛЕЖЕК ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ Советский патент 1953 года по МПК G01M17/04 

Стенды для испытания тележек пассажирских вагонов, снабженные каретками с приводными и поддерживающими катками, имеющими профиль, выполненный по профилю рельсов, известны. Такого рода стенды снабжены переставной по вертикали траверсой, несущей гидравлический цилиндр, плунжер которого в процессе испытания создает нагрузку на пятник тележки. Недостатком известных стендов для испытания вагонных тележек является то, что на них нельзя испытать тележку на воздействие на нее сил, вызванных вписыванием в кривую, а также сил ветровых нагрузок и центробежных сил.

Стенд, согласно изобретению, свободен от этих недостатков. Для имитации воздействия на тележку сил вписывания в кривую и центробежных сил, а также сил от воздействия ветровой нагрузки на траверсе стенда и на его станине монтированы дополнительные гидравлические цилиндры, создающие своими штоками попеременное давление на скользуны и на боковину тележки.

На чертеже изображена схема стенда.

На сварной сборной металлической раме 1 установлены каретки 2 с поддерживающими катками 3 и приводными катками 4. Профиль катков выполнен по профилю рельса.

Две спаренных колонны 5 сварной конструкции несут на себе траверсу 6 нагружения. Над каретками 2 расположена приемная для вагонной тележки рама 7.

Вспомогательные и рабочие процессы выполняются гидравлической системой.

Стенд оборудован весоизмерительными элементами 8 и температурно-измерительными приспособлениями 9 (термопарами). В траверсе 6 монтированы червячные колеса 10 с гайками для подъемных винтов 11. Червячные колеса получают вращение от электродвигателя 12 через редуктор 13, конические зубчатые колеса 14 и червяк 15. На траверсе с помощью крестового суппорта 16-17 монтирован гидравлический цилиндр 18 с плунжером 19.

Перемещение частей крестового суппорта в двух взаимно перпендикулярных направлениях производится винтами с помощью маховичков 20 и 21. Гидравлический цилиндр 18 соединен с крестовым суппортом универсальным шарниром 22-23, обеспечивающим автоматическое центрирование цилиндра относительно пятника. Для фиксации цилиндра в вертикальном положении после приведения его плунжера в соприкосновение с пятником предназначены стопорные винты 24 и 25, получающие перемещение через зубчатую, передачу 26 от маховичка 27.

Величина перекоса надрессорной балки в продольном и поперечном направлениях при последующих загружениях тележки фиксируется стрелками 28 и 29, воспринимающими перемещения от осей универсального шарнира и перемещающимися по шкалам 30 и 31. Полость гидравлического цилиндра 18 соединена с гидравлическим вибратором 32, включающим в себя масляный цилиндр 33 с переменным ходом поршня.

Изменение хода поршня в масляном цилиндре осуществляется шатунно-кривошипным механизмом 34 вибратора. Для пуска электродвигателя через определенный промежуток времени после открытия клапана 35 на трубопроводе к гидравлическому цилиндру предназначено реле времени 36, включающее электродвигатель 37 механического вибратора.

На траверсе монтированы два гидравлических цилиндра 38 и 39, штоки которых в процессе испытания взаимодействуют со скользунами 40 тележки. На станине стенда на подвижных основаниях монтированы, четыре гидравлических цилиндра 41, 42, 43 и 44, штоки которых воздействуют на боковины вагонной тележки.

Каретки соединены со штоками гидравлических цилиндров 45 и 46 предназначенных для установки кареток на определенном расстоянии одна от другой в зависимости от базы испытываемой вагонной тележки. Управление перемещением кареток производится золотниками 47 и 48. Приемная рама 7 покоится на четырех гидравлических домкратах 49, 50, 51 и 52, управляемых золотником 53.

На раме 1 стенда между катками кареток 2 с помощью гидравлических цилиндров 54 и 55 монтированы четыре (на чертеже видны два) весоизмерительных элемента 8. Цилиндры 54 и 55 соединены с гидравлической сетью через распределительный золотник 56.

Горизонтальные перемещения испытываемой тележки осуществляются транспортирующим устройством с реверсивным электродвигателем 57. Перемещения плунжера 19 определяются по указателю 58.

Приводные катки 4 каретки приводятся во вращение от тяговых двигателей 59, питаемых генератором 60 постоянного тока, получающим вращение от электродвигателя 61 переменного тока. Регулирование скорости вращения катков осуществляется путем изменения величины тока возбудителя реостатом 62. Катки вращаются в одной каретке в одном направлении, а в другой в противоположном.

Приведенная скорость тележки контролируется спидометром 63 через редуктор 64. Гидравлическая система стенда включает в себя масляный бак 65 и приводимый от электродвигателя 66 масляный насос 67, который нагнетает масло в гидроаккумулятор 68 и через переключатель 69 в коллектор 70. Параллельно гидроаккумулятору включен манометр 71. Устройство манометра позволяет с помощью релейной схемы автоматически поддерживать давление в коллекторе в заданных пределах (верхний предел 75 кг/см², нижний - 65 кг/см²).

Из коллектора 70 масло через переключатели и золотники ручного управления подводится к гидравлическому цилиндру, создающему нагрузку на пятник, к цилиндрам перемещения приемной рамы и к цилиндрам перестановки каретки с катками.

Нагнетание масла в два цилиндра 38 и 39, штоки которых взаимодействуют со скользунами тележки, и в цилиндры 41, 42, 43 и 44, штоки которых воздействуют на боковины тележки, производится двумя независимыми насосами 72 и 73. B маслопроводах от этих насосов к цилиндрам включены переключатели 74 и 75 и электромагнитные золотники 76 и 77.

На стенде для определения величины и характеристики возникающих в деталях тележки усилий от статических и динамических воздействий смонтирована тензометрическая установка. Она состоит из генератора 78, трехкаскадного усилителя 79, электронного и феррорезонансного стабилизаторов 80. В качестве датчиков применены наклеиваемые на испытываемые детали проволочные датчики сопротивления.

Для испытания тормозной системы тележки на раме стенда монтируется тормозной цилиндр 81 со скородействующим тройным клапаном. Управление тормозами производится краном машиниста 82. Усилие поршня тормозного цилиндра через тормозную рамку, стальной трос 83, направляющие ролики 84 и тягу передается на вертикальные рычаги тележки.

Испытание тележек на стенде производится следующим образом.

Отремонтированная тележка подается к стенду. Предварительно производится замер базы тележки, после чего приводится в действие гидросистема.

Нажатием кнопки включается электродвигатель 66, приводящий во вращение масляный насос 67, который нагнетает масло в гидроаккумулятор 68, из которого при открытом положении переключателя 69 масло поступает в коллектор 70. Перед накатыванием тележки на приемную раму 7 каретки 2 устанавливаются на величину базы данной испытываемой тележки. Установка кареток производится с помощью гидравлических цилиндров 45 и 46, управляемых золотниками 47 и 48.

После установки кареток по заданному размеру базы тележки прекращается подача масла к золотникам 47 и 48.

Фиксированные размеры установленной базы регистрируются светящимися цифрами на табло, установленном на пульте управления.

После установки базы производится подъем рамы 7 с помощью четырех гидравлических домкратов 49, 50, 51 и 52, управляемых золотником 53, масло в который поступает из коллектора 70 через переливной клапан.

Для равномерного подъема приемной рамы домкраты 49, 50, 51 и 52 снабжены гидравлическими регуляторами скорости.

В поднятом положении приемной рамы тележка с помощью транспортирующего устройства накатывается ребордами колес по направляющим этой рамы, совпадающим с рельсовым путем.

До опускания тележки между катками в плоскости круга катания этих катков с помощью гидравлических цилиндров 54 и 55, управляемых золотником 56, масло в который поступает из коллектора 70 через сливной клапан, устанавливаются четыре весоизмерительных элемента 8 (гидропровод весоизмерительных элементов конструктивно выполнен убирающимся в горизонтальной плоскости).

На выдвинутые весоизмерительные элементы устанавливается тележка путем опускания приемной рамы 7 и слива масла из гидравлических домкратов 49, 50, 51 и 52 в масляный бак 65. В этом положении производится статическое испытание тележки. Пятник тележки совмещается с плунжером 19 гидравлического цилиндра 18.

После совмещения гидравлического цилиндра 18 с пятником тележки производится нагружение тележки путем опускания траверсы 6 до создания нужной нагрузки. Контроль нагружения осуществляется с помощью показания манометра (силомера) 85, действующего от создаваемого давления масла в гидравлическом цилиндре 13, выход которого перекрыт переключателем.

После загружения тележки производятся следующие замеры: общая просадка рессорного комплекта; гибкость рессорного комплекта; ожидаемая высота центров буферов от головки рельса; перекос опорной плоскости пятника и надрессорного бруса в продольном и поперечном направлениях; перекос рамы тележки во углам; замеры реакции опор. Разность в реакциях опор определяется с помощью тензометрической установки.

При получении указанных замеров устанавливается возможность дальнейшего динамического испытания тележки.

Для динамического испытания тележка устанавливается на катки 3 и 4. Для этого она освобождается от нагрузки путем подъема траверсы 6 электродвигателем 12, а снятие ее с весоизмерительных элементов осуществляется путем подъема приемной рамы 7. После этого убираются весоизмерительные элементы, и тележка устанавливается на катки путем опускания приемной рамы, а пятник ее загружается до 8-10 т путем опускания траверсы.

Загружение тележки до необходимой нагрузки производится гидравлическим способом путем создания гидравлического давления в гидравлическом цилиндре 18, масло в который поступает из гидроаккумулятора 68 через переключатель 69, одновременно перекрывающий доступ масла в коллектор 70.

Замер действующей нагрузки на пятник испытываемой тележки контролируется манометром 85 и самопишущим прибором 86.

В это же время устанавливаются термопары 9 в буксы подшипников и соединяется тормозная передача тележки с тросом 89 тормозного устройства. Таким образом, тележка подготовлена к динамическим испытаниям.

Включением электродвигателя 61 переменного тока приводится во вращение генератор постоянного тока 60, питающий тяговые двигатели 59.

Регулирование скорости вращения катков осуществляется путем изменения величины тока возбуждения возбудителя реостатом 62. Изменение направления вращения катков осуществляется реверсором. Приведенная скорость тележки контролируется спидометром 63 через редуктор 64.

После доведения скорости вращения катков и нагрузки на пятник тележки до установленных величин ведется наблюдение за температурой нагрева подшипников по гальванометру, а также за общим состоянием тележки и биением шеек осей относительно круга катания.

Если нагрев подшипников не вызывает необходимости остановки машины для их осмотра, производится имитация динамических нагрузок на пятник, возникающих при неровностях пути, при наличии стыков, от сил энергии при торможении и других сил. Имитация нагрузок осуществляется приложением попеременных сил на пятник тележки от гидравлического цилиндра 18 силой изменяемого гидравлического давления масла в нем посредством гидравлического вибратора 32.

Изменение давления в гидравлическом цилиндре 18 осуществляется попеременным нагнетанием в него масла из цилиндра 33 шатунно-кривошипным механизмом 34 вибратора. Пуск электродвигателя 37 вибратора связан с реле времени 36, дающим возможность работы шатунно-кривошипного механизма через четыре секунды после открытия клапана 35. Это условие предотвращает утечку масла из гидравлического цилиндра 18 в цилиндр 33 в то время, когда гидравлический вибратор не работает. Гидравлический вибратор позволяет осуществить изменение амплитуды колебаний в пределах от 0 до 40 мм и частоту колебаний от 0 до 80 в минуту.

В процессе обкатки с приложением пульсирующих нагрузок ведется наблюдение за общим состоянием техники и, главным образом, за буксами для выявления их заклинивания в челюстях и за рессорными комплектами.

В случае нормальной работы тележки при пульсирующей нагрузке гидравлический вибратор выключается и начинается испытание тележки созданием имитации сил вписывания в кривую, а также ветровых и центробежных сил путем приложения попеременных сил на скользуны штоками гидравлических цилиндров 38 и 39, а также приложением попеременных сил на боковину тележки четырьмя штоками гидравлических цилиндров 41, 42, 43 и 44.

Гидравлические цилиндры, создающие давление на скользуны и боковину тележки, работают автоматически одновременно и синхронно посредством релейной схемы, управляемой электромагнитными золотниками 76 и 77.

Релейная схема работает от контактного манометра, соединенного с гидравлическими цилиндрами 38 и 39. Манометр отградуирован в килограммах. Попеременные нагружения тележки горизонтальными и вертикальными усилиями дают возможность приработать подшипники по шейкам осей тележки в продольном направлении.

Золотник 76 управляет попеременным ходом штоков гидравлических цилиндров 38 и 39 давления на скользуны. Их скорость движения устанавливается с помощью гидравлического регулятора скорости 87.

Золотник 77 управляет попеременным ходом штоков гидравлических цилиндров 41, 42, 43 и 44 бокового давления. Их скорость движения устанавливается с помощью гидравлического регулятора скорости 88.

Подача масла в гидравлические цилиндры 38 и 39 осуществляется от маслонасоса 72. Подача масла в гидравлические цилиндры 41, 42, 43 и 44 осуществляется от насоса 73. Масляные насосы 72 и 73 работают от одного электродвигателя.

По окончании испытания тележки нагружением на скользуны и боковины тележки все плунжеры гидравлических цилиндров убираются. После этого производится испытание тормозной рычажной передачи тележки путем пробного торможения.

Для правильной оценки работы рессорного комплекта тележки она снова устанавливается описанным выше способом на весоизмерительные элементы, нагружается требуемой нагрузкой, и в этом состоянии производятся вторичные замеры.

По окончании этих замеров и осмотра тележки производится разгружение ее, подъем с весоизмерительных элементов на приемную раму и с помощью транспортирующего устройства снятие ее с машины.

1. Стенд для испытания тележек пассажирских вагонов, снабженный каретками с приводными и поддерживающими катками, выполненными по профилю рельсов, и переставной по вертикали траверсой, несущей гидравлический цилиндр, плунжер которого предназначен для создания нагрузки на пятник тележки, отличающийся тем, что, с целью имитации воздействия на тележку сил вписывания в кривую, центробежных сил и ветровой нагрузки, на траверсе монтированы гидравлические цилиндры, штоки которых в процессе испытания взаимодействуют со скользунами, а на станине стенда на подвижных основаниях монтированы четыре гидравлических цилиндра, штоки которых предназначены для приложения переменных сил к боковинам тележки.

2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что, с целью автоматического центрирования по пятнику создающего нагрузку гидравлического цилиндра, последний соединен с траверсой при помощи универсального шарнира.

3. Стенд по п.п. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью установки над пятником создающего нагрузку цилиндра, последний монтирован на траверсе с помощью крестового суппорта.

4. Стенд по п.п. 1-3, отличающийся тем, что с целью передачи в процессе испытания на пятник пульсирующей нагрузки, создающий нагрузку на пятник цилиндр соединен с гидравлическим пульсатором.

5. На стенде по п.п. 1-4 применение, с целью определения величины и характеристики возникающих в деталях тележки усилий от статических и динамических воздействий, датчиков сопротивления и тензометрической установки, состоящей из трехкаскадного усилителя, электронного и феррорезонансного стабилизаторов.