Устройство для испытания щеточных узлов

 

Изобретение относится к аппаратуре для измерения параметров щеточных изделий и позволяет расширить технологические возможности устройства . Стенд содержит раму с горизонтальными направляющими, стол с исследуемым слоем груза, смонтированный с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости, и установленный над ним щеточный узел (С|У), Снизу под (1ЧУ) отдельно от горизонтальных направляющих закреплены на консольных пластинах ролики. Приспособление для измерения угла наклона прутков ворса щетки выполнено в виде качакгщейся параллелограммной рамки с лимбом , линейкой и круговым реостатом сопротивленийо 5 ило с $

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 G 0 N 33/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К д ВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (2 1) 4183 744/2 7-1 2 (22) 21.01.87 (46) 07.01.89. Бюл. М 1 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (72) Е.А.Иконников (53) 675.055.36 (088.8) (56) Строительные и дорожные машины.

1976, М- 8, с.12. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ HCIEfTAHHH ЩЕТОЧНЫХ УЗЛОВ (57) Изобретение относится к аппаратуре для измерения параметров щеточ„„Я0„„1449909 А1 ных изделий и позволяет расширить технологические возможности устройства. Стенд содержит раму с горизонтальными направляющими, стол с исследуемым слоем груза, смонтированный с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости, и установленный над ннм щеточный узел (ЩУ). Снизу под (ЩУ) отдельно от горизонтальных направляющих закреплены на консольных пластинах ролики. Приспособление для измерения угла наклона прутков ворса щетки выполнено в виде качающейся параллелограммной рамки с лимбом, линейкой и круговым реостатом сопротивлений. 5 ил.

1449909

Изобретение относится к измери-" тельной аппаратуре и устройствам по исследованию параметров очистных уст" ройств, в частности параметров щеточ- 5 ного устройства, предназначенного для очистки вагонов.

Цель изобретения - расширение технологических воэможностей путем измерения давления щетки, тягового 10 усилия и скорости процесса очистки.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 — приспособление для измерения угла нак- 15 она прутков ворса; на фиг.4 — сечеие Б-Б на фиг.2; на фиг.5 - схема одключения тензодатчиков.

Устройство для испытания щеточных элов имеет раму 1 с горизонтальными 20 аправляющнми 2, на которых установен стол 3 с возможностью продолього горизонтального перемещения по оликоопорам 4. Роликоопоры 4 смонтированы в подшипниках поверху гоизонтальных направляющих 2 аналогич" о роликовому конвейеру. На поверх1»ость стола 3 нанесен исследуемый слой сыпучего груза, представляющий модель остатка груза в полувагоне, ЗО чтя его удаления межпу двумя или четырьмя по две с каждой стороны вер гикальными стойками 5 над рамой 1 становлен с возможностью подъема н пускания узел крепления щетки 6 у

1 »оторой в скрепленных между собой

1 олтами двух планок 7 ворс образован дним рядом прутков 8 или несколь1»ими рядами при их пучковом расположении. Плоская щетка 6 расположе- 40

1»а поперек рамы 1 и снабжена жестко закрепленными по ее торцовым сторойам полыми втулками 9 для охвата вертикальных стоек. 5 с возможностью фиксации и установки на определен- 45 йое прижатие по отношению к уровню

» тола 3. Для подъема и опускания йлоской щетки 6 по центру на гориЗонтальной связи верхних частей вертикальньгх стоек 5 смонтирован вер.»икально электродвигатель 10 с опушенным вниз приводньз» винтом 11, жестко соединенным или через редуктор с его хвостовиком. Гайка 12 указанной винтовой передачи неподвижно зак-5

55 реплена в кронштейнах сверху в центральной части планок 7, имеющих для

Прохода в них приводного винта 11 отВерстие и ограничитель хода. Устройс" тво снабжено смонтированными с правого конца рамы 1 тяговым электродвигателем 13 с редуктором 14, канатным барабаном 15 и направляющими роликами 16, эакрепленньяи по центру между горизонтальными направляющими

2. Канат 17, запасованный на канат ном барабане 15, свободным концом закреплен за стол 3.

В средней части рамы 1 под щеточным узлом установлено два датчика

18 давления в виде.возвышак цихся над остальными роликоопорами 4 на отдельно закрепленных вблизи средней линии рамы 1 и развернутых по две в разные поперечные стороны четырех пластинах 19 в опорах двух аналогичных роликоопор 4. С нижней стороны пластин 19, расположенной выше поперечных связей рамы 1, на расстоянии от опоры роликоопоры 4 до заделки пластины 19 наклеено по два тензорезистора г.„ и r, образующих измерительный полумост.

Сбоку рами 1 рядом со щеточньм узлом для измерения угла наклона кон- цов прутков 8 плоской щетки 6 смонтировано приспособление в виде качающейся на четырех шарнирах 20 параллелограммной рамки 21 с лимбом

22 из прозрачного материала и линейкой 23. Лимб 22 установлен в продольном вырезе на горизонтальной планке приспособления с возможностью удерI жания своими выступами в нем и горизонтального перемещения, а параллелограммная рамка 21 смонтирована с возможностью подъема и опускания относительно опор на раме 1 посредством закрепленных в шарнирах 20 и введенньо» в отверстия опор двух винтов 24 с двумя парами гаек 25 и 26, между которыми зажаты указанные опоры. Кроме того, лимб 22 снабжен закпрепленным на его боковой стороне круговым реостатом 27 сопротивлений (r p) образующим с последовательно включенными сопротивлениями r> и r< измерительный полумост, подключенный через второй полумост иэ сопротивлений r

r р и. r < к источнику питания постоянt ного тока ИТ1. Закрепленная с возможностью поворота в продольной вертикальной плоскости за один конец на оси бегунка кругового реостата 27 сопротивления, установленной соосно лимбу 22 в продольном вырезе горизонтальной планки приспособления, 909

4 кали.ные стойки 5 установлены по ннейнпм сторонам поперек рами 1 в одной вертикальной плоскости на.расстоянии, необходимом для монтажа линейки 35 и параллелограммной рамки ?1, а также для прохода стола 3.

Устройство работает следующим образом.

Стол 3 с исследуемым слоем сыпучего груза (угля, руды, песка, глины и т.п.) перемещается вдоль рамы 1 по горизонтали в одну сторону наматываемым на канатный барабан 15 канатом

17 от тягового электродвигателя 13, подключенного к электросети. Скорость передвижения стола 3 изменяется при регулировании числа оборотов тягового электродвигателя 13 редуктором 14.

Тяговое усилие каната 17 от тягового электродвигателя 13 расходуется на преодоление сил сопротивления движению стола 3 под прижатой к нему плос« кой щеткой 6, т.е. усилие отрыва и сдвига слоя сыпучего груза со .стола

3 измеряется посредством тензодинамометра 30 при растяжении его стержня и регулируется на лейте самопишущего осциллографа 32 от тензорезисторов г1 и r2, образующих с соответствующим полумостом r u r тензоусилителя 31 измерительный мост.

Величина прижатия прутков 8 щетки изменяется при включении на определенное число оборотов винтового привода с электродвигателем 10 на подъем или. опускание, в гайке 12 которого перемещается приводной винт 11, При этом гайка 12 перемещает за кронштейны вмонтированную с обеих сторон в полые втулки 9 плоскую щетку 6 по вертикальным стойкам 5. После установки плоской щетки b на определенный уровень относительно проходящего под ней стола 3 электродвигатель 10 включают и полые втулки 9 фиксируются пропущенными сквозь них винтами на вертикальных стойках 5. При расположении вертикальных стоек 5 квадратом плоская щетка 6 имеет на каждой торцовой стороне по пластине, на которой разнесены вдоль рамы 1 для соответствующих скрепленных между собой в верхней части четырех вертикальных стоек 5 по две полые втулки 9 °

В этом случае электродвигатель 10 установлен над плоской щеткой 6 в центре этого квадрата на опорной площадке в верхней части вертикальных

1449 линейка 23 снязана друг икf концом пос. редством жестко закрепленной в поперечной горизонтальной плоскости сменной связи 28 с концом крайнего прутка 8, выполненной, например, из ме5 таллической проволоки..

В разрив каната 17 или перед зацепленним за проушину стола 3 крюком29 вмонтирован тензодинамометр 30 в виде полого цилиндра и расположенно- . го внутри него стержня, с обоих кон-. цов которого, в проушинах крепятся зажимами концы укаэанного каната или крюк 29 с канатом 17. На стержень тензодинамометра 30 наклеены аналогично пластинам 19 тензорезисторы

r., и r <, образувщие другой измерительный полумост. Указанные тенэорезистори 7 и r„ äàò÷èêoâ 18 давле- ур

А ния и тензодинамометра 30 раздельно подключены к соответствующим полумостам r, и r тензоусилителя 31 и

/ I

1 шлейфам-гальванометрам самопишущего осциллографа 32 с блоком питания и 26 выпрямителем 33. Круговой реостат

27 сопротивлений включен в другую мостовую схему с источником постоянного тока HTI, подключенную к отдельному шлейфу-гальванометру самопишущего осциллографа 32.

Сбоку рамы 1 с противоположной креплению параллелограммной рамки 21 стороны вдоль ее поперечных связей на опорных уголках смонтирован измеритель 34 скорости в виде линейки

35 из чередующихся, например, через каждые 10 мм изоляционных и электропроводящих пластин, соединенных пос.ледовательно и подключенных к гальванометру самопишущего осциллографа

32, и скользящего токосъемника 36.

Кроме того, электрическая цепь измерителя 34 скорости содержит пос-, ледовательно подключенные ограничива- 4> ,ющее сопротивление R,р, регулировочное сопротивление R ppp и источник постоянного тока ИТ2. Скользящий токосъемник 36 изолирован от стола 3 и установлен на нем с возможностью перемещения по линейке 35 и контакта с ее электропроводящими пластинами с нижней боковой стороны стола 3 на. рычаге 37 Г-образной формы, выходящими за пределы роликоопор 4 при изго55 товлении стола 3 по размеру роликоопор 4, а при изготовлении стола 3 больше размеров роликоопор 4 — на рычаге 37, имеющем одно плечо. Верти09

5 14499 стоек 5. Иараллелограммная рамка 21» установленная на раме 1 между вертиКальными стойками 5, улучшает обзорность и уменьшает погрешность изме-рения угла наклона прутков 8 при ви5

Вуальном осмотре.

Давление плоской щетки 6 через тол 3 передается на два датчика 18 авления в виде двух роликоопор 4, 10 аждая из которых вращается на двух оддерживающих ее концы консольно .акрепленных на раме 1 и изгибающихя пластинах 19, а обе вместе вывеивают стол 3 над остальными имеющими 5 налогичное крепление роликоопорами

Запись производится четырьмя параи тензореэисторов г, и г, обраэуюих с полумостами из соответствующих

I и г тензоусилителя 31 четыре изI

h ерительных моста, сигналы которого аписываются на самопишущем осцилографе 32, подключенном к электроети через блок питания с выпрямиелем 33.

Угол наклона прутков 8, характеиэующий их гибкость, визуально измеяется установленной по касательной концу крайнего прутка посредством

МеННоН связи 28 линейкой 23, пово30 рачиваемой прутком эа один ее конец тносительно закрепленного соосно с ей и бегунка кругового реостата

7 сопротивлений с лимбом 22, на коором нанесены угловые размеры. Для э того лимб 22 вместе с фиксируемой на нем линейкой 23 устанавливается в учную по выступам в продольном а реэе на горизонтальной планке пар ллелограммной рамки 21. При больш я деформациях ворса параллелограммная рамка 21, выполненная качающейся в вертикальной продольной плос. кости относительно шарниров 20, поди мается или опускается на винтах

24, фиксируемых гайками 25 и 26. Be- 45 личина угла наклона линейки 23 регнстрируется величиной разбалансировки измерительного моста r 3 r Р

r r < г „r z на самопишущем осциллографе 32. 50

Иэмеренйе ускорения и скорости процесса очистки неподвижной в горйзонтальной плоскости плоской щеткой 6 относительно движущегося стола 3 с Г-образным рычагом 37 произвОдится путем последовательной фиксации на осциллографной ленте самопишущего осциллографа 32 наличия или отсутствия тока Е в электрической цепи измерителя 34 скорости. Время прохода стола 3 со скользящим токосъемником 36 при его скольжении по линейке 35 определенного расстояния между несколькими электропроводящими пластинами, пропорционально их числу при ширине, например,.кратной

10 мм, регистрируется в виде отдельных отметок луча на осциллографной ленте, .по количеству которых и по известной скорости осциллографной ленты определяются указанные параметры.

При аналогичном расположении и подключении на стенде возможно использование в качестве измерителя

34 скорости датчика перемещений типа ПИЗШ1-У, бегунок которого закреплен на столе 3.

Сопротивление перемещению плоской щетки 6 или тяговое усилие каната 17, необходимое для перемещения стола 3 под плоской щеткой 6, определяется из выражения

Е лаЕД совы соз (й+р) sin p

Величина прижатия плоской щетки

6 оценивается.по усилию давления на очищаемую поверхность стола 3: а- d sinn совмин p) ° sin P где - напряжение сдвига сыпучего л груза, кг/см а — толщина слоя остатка груза, см; M--Ещ — длина плоской щетки, см;

ы - угол наклона приложенной к концу каждого прутка равнодействуницей силы к очищаемой поверхности, град1 - угол наклона линии сдвига сыпучего груза, град.

Отсюда мощность привода определяется по формуле

U.n

N > (1 а и С ц Е -р ) 102 ° 1 где — объемная масса сыпучего груза, кг/см;

t+ - длина валика сыпучего rpy за перед плоской щеткой, условно принимаемая равной расстоянию между Шет ками, см, 1449909 тр коэффициент трения прутков ворса по очищаемой поверхности; скорость перемещения стола, м/с;

КПД механической передачи.

После проведения замеров указанных параметров исследуемой щетки щеточного устройства стол 3 переставляется с правого конца рамы 1 на левый.

Для этого производитсЯ реверсирование тягового электродвигателя 13 и перецепка каната 17 на противополож« ную проушину стола 3. В исходном положении тяговый электродвигатель 13 переключают и записывают следующую серию опытов. Плоская щетка может быть изготовлена разъемной из полых .втулок 9 для быстрой be замены между вертикальными направляющими 5.

Эффективность предлагаемого устройства заключается в более детальном изучении, энергоемкости процесса очистки щеточными устройствами за счет закрепления части роликов направляющего стола под щеточным узлом на пластинах с тензодатчиками, позволяющими определить нормальное давление щетки на очищаемую поверхность, а также измерения гибкости через угол наклона прутков ворса приспособлением, включающим подвижный лимб в виде кругового реостата с линейкой.

Измеряемый угол очистки равен — угол наклона к касательной конца прутка ворса.

Где

Ф О р м у л а и 3 О б p e т е н и

Устройство для испытания щеточныМ узлов, содержащее раму с направляющими, на которых установлены с возможностью перемещения в горизонталь-Ъ ной плоскости стол со слоем сыпучего материала и узел крепления щетки с приводом вертикального перемещения, и измерительный узел, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет дополнительного измерения давления тягового усилия скорости очистки он имеет закрепленный вне soны испытуемой щетки приспособление для измерения угла наклона ее пру ков, выполненное в виде качающейся на подъемных опорах параллелограммной рамки с шарнирно закрепленной линейкой и лимбом, установленным в пазу горизонтальной планки, и измеритель скорости в виде .смонтированной на раме линейки с электропроводящими и изоляционными пластинами, на которых установлен. закрепленный на столе токосъемник, датчики давления, установленные на раме под узлом крепления щетки на консольных пластинах, и лимб, имеющий круговой реостат сопротивлений, на подвижной оси которого закреплена линейка для соединения с крайним прутком плоской

1449909

1449909

4Ъ

4ф

Составитель Н.Мазаева

Техред М.Ходанич Корректор М.Самборская

Редактор Н.Тупица

Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, уп. Проектная, 4

Заказ 6961/44 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Го-ударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5