Способ оценки сил сопротивления повороту тележки относительно кузова вагона
Владельцы патента RU 2247953:
Федеральное государственное унитарное предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта МПС России (RU)
Изобретение относится к способам измерения показателей взаимодействия грузового вагона и железнодорожного пути и оборудованию, применяемому при испытаниях грузового вагона. Способ заключается в том, что регистрируют силы трения между опорными узлами тележки и кузова, причем силу трения определяют с помощью измерительного скользуна, содержащего колпак с мессдозами, установленными без зазора между штоками мессдоз и стенками опоры, причем внутренние размеры колпака обеспечивают возможность постановки в него стальных пластин различной толщины и количества (для регулировки зазоров в скользунах тележки), причем нижняя пластина, контактирующая со втулками, втулки и валы термически обработаны, а в зонах контакта пятника с подпятником и втулок с внутренними поверхностями колпаков измерительных скользунов контактирующие поверхности смазывают. Технический результат - снижение интенсивности бокового износа гребней колес и внутренних боковых граней головок рельсов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к способам измерения показателей взаимодействия грузового вагона и железнодорожного пути и оборудованию, применяемому при испытаниях грузового вагона.
Известен способ, в котором силы сопротивления повороту тележки относительно кузова оценивают посредством регистрации горизонтальных усилий на тензометрических тягах, который реализован в установке по авторскому свидетельству СССР №914959, кл. G 01 М 17/00, 23.06.80 “Установка для определения упруго-диссипативных характеристик силовых связей кузова и тележек железнодорожного транспортного средства”.
В этом способе при испытании грузового вагона величины сил трения получают в суммарном виде, по подпятниковому узлу и в боковых опорах (скользунах).
Недостатком данного способа является отсутствие возможности определения сил трения в скользунах.
Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, - экспериментальная оценка сил сопротивления повороту (сил трения) только в скользунах тележки модели 18-100 при их смыкании, как при испытаниях на специальном стенде, подобном установке по авторскому свидетельству №914959, так и в динамических испытаниях при движении грузового вагона в реальных эксплуатационных условиях, что необходимо для разработки комплекса мер, направленных на снижение интенсивности бокового износа гребней колес и внутренних боковых граней головок рельсов, а также повышение безопасности движения грузовых поездов.
Сущность предлагаемого способа поясняется схемами (см. фиг.1, на которой изображен принцип работы измерительного скользуна, фиг.2, на которой изображены конструкция измерительного скользуна и его расположение в системе ходовых частей вагона).
На фиг.1 и 2 показаны следующие позиции: 1 - опора, 2 - вал, 3 - втулка, 4 - шпонка, 5 - колпак, 6 - пластина (комплект пластин), 7 - мессдоза, 8 - надрессорная балка, 9 - кабель, 10 - скользун шкворневой балки, 11 - шкворневая балка, 12 - колесная пара, 13 - рельсовая колея, 14 - боковая рама, 15 - кузов, 16 - пятник, 17 - подпятник.
При смыкании скользунов в месте контакта скользуна 10 шкворневой балки 11 кузова 15 и колпака 5 измерительного скользуна надрессорной балки 8 вследствие действия вертикальной силы возникает касательная сила трения. Колесная пара 12 под направляющим воздействием рельсовой колеи 13 и сил упругого скольжения между колесами и рельсами (сил крипа) сдвигает в горизонтальной плоскости боковые рамы 14, а те в свою очередь воздействуют на надрессорную балку 8. При повороте надрессорной балки 8 на угол ϕнб стенка опоры 1 измерительного скользуна давит на шток мессдозы 7, вызывая его перемещение. Регистрируемые при этом силы равны силам трения в зоне контакта скользуна 10 шкворневой балки 11 и колпака 5 измерительного скользуна. Вследствие наличия зазоров между скользунами 5 и 10 тележки 14 в каждый данный момент времени регистрацию сил трения осуществляют только по одной мессдозе 7. Силы трения в скользунах 5 и 10 определяют как в статическом, так и в динамическом режиме работы грузового вагона 15 при углах поворота тележки 14 до 2°.
Решение поставленной задачи достигается при помощи специального устройства (измерительный скользун), позволяющего регистрировать силы трения, возникающие между скользунами надрессорной и шкворневой балки при их смыкании.
Внутри колпака 5 устанавливают две мессдозы 7 для съема величин сил трения. Сигналы с мессдоз 7 передаются по кабелям 9 для последующей обработки на усилительной и регистрирующей аппаратуре. Между штоками мессдоз 7 и стенками опоры 1 зазоры отсутствуют. Внутренние размеры колпака 5 обеспечивают возможность постановки в него стальных пластин 6 различной толщины и количества для регулировки зазоров в скользунах 5 и 10 тележки 14, причем нижняя пластина 6, непосредственно имеющая контакт со втулками 3, так же как и упомянутые втулки 3 и валы 2, термически обработана для предотвращения возможности смятия контактирующих поверхностей при реализации высоких величин вертикальных нагрузок на скользуне 5. Для минимизации погрешностей, возникающих вследствие наличия определенных сил трения в зонах контакта пятника 16 с подпятником 17 и втулок 3 с внутренними поверхностями колпаков 5 измерительных скользунов, указанные поверхности смазывают. На место срезаемых заподлицо стандартных скользунов неподвижно устанавливают два комплекта данного устройства соответственно с одной и с другой стороны надрессорной балки 8.
Предлагаемый способ прошел успешную апробацию при испытаниях грузовых вагонов на скоростном полигоне Белореченская-Майкоп Северо-Кавказской железной дороги МПС России. Анализ полученных результатов позволил выработать комплекс мер, направленных на снижение интенсивности бокового износа гребней колес и внутренних боковых граней головок рельсов, а также повышение безопасности движения грузовых поездов.
1. Способ оценки сил сопротивления повороту тележки относительно кузова грузового вагона, заключающийся в том, что регистрируют силы трения между опорными узлами тележки и кузова, отличающийся тем, что силу трения определяют с помощью измерительного скользуна, содержащего колпак с мессдозами, установленными без зазора между штоками мессдоз и стенками опоры, причем внутренние размеры колпака обеспечивают возможность постановки в него стальных пластин различной толщины и количества (для регулировки зазоров в скользунах тележки), причем нижняя пластина, контактирующая со втулками, втулки и валы термически обработаны.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в зонах контакта пятника с подпятником и втулок с внутренними поверхностями колпаков измерительных скользунов контактирующие поверхности смазывают.
