Стенд для динамических и обкаточных испытаний колесно- моторных блоков локомотивов

 

1. СТЕНД ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ И ОБКАТОЧНЫХ ИСПЫТАНИЙ КОЛЕСНО-МОТОРНЫХ БЛОКОВ ЛОКОМОТИВОВ , содержащий установленное на фундаменте основание с направляющими, на которых смонтирована по меньшей мере одна станина, соединенные со станиной буксовые направляющие с установленными в них буксами с катками, соединенными с тормозным устройством, причем между ступицей катка и его беговой дорожкой расположена J7 J8 40 J9 -ЕЁ Щ/ Щ2-г4 -.:. ( 1- / -J 7/ А 72 Б 7J упругая вставка, а оси катков кинематически соединены между собой и с приводным двигателем, механизм имитации осевых нагрузок и возмущений от пути, а также упор с автосцепкой и промежуточной вставкой между ним и испытуемым устройством, отличающийся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей путем приближения условий испытаний к натурным, тормозное устройство выполнено в виде жестко соединенного с одним из элементов катка, разделенных упругой вставкой тормозного барабана, взаимодействующего с тормозной колодкой, кинематически соединенной с приводом, а по меньшей мере одна буксовая направляющая оперта на расположенный в станине пружинный комплект с демпфером, при этом в станине ус тановлен горизонтальный вал, на котором смонтирован рычаг с буксовой направляющей , кинематически соединенный с пружинным комплектом с демпфером, установленными на пОдошве станины. оо со со ;W« 29 Фиг 41 J2 j; JJ %/У/%)( ,,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1133491

4Ш G 01 М 17/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3 Ж

7 Л оя — 4 —

41 d3 71 Д

7 7 4 11 1 Рог 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3477512/27-11 (22) 30.07.82 (46) 07.01.85. Бюл. № 1 (72) H. Я. Биндер и А. Т. Ткаченко (71) Производственное объединение «Ворошиловградский тепловозостроительный завод им. Октябрьской революции» (53) 620.1..05:62-86 (088.8) (56) 1. Локомотивостроение и вагоностроение. Экспресс-информация, 1975, № 31, с. 3. (54) (57) 1. СТЕНД ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ И ОБКАТОЧНЫХ ИСПЫТАНИЙ КОЛЕСНО-МОТОРНЫХ БЛОКОВ ЛОКОМОТИВОВ, содержащий установленное на фундаменте основание с направляющими, на которых смонтирована по меньшей мере одна станина, соединенные со станиной буксовые направляющие с установленными в них буксами с катками, соединенными с тормозным устройством, причем между ступицей катка и его беговой дорожкой расположена упругая вставка, а оси катков кинематнчески соединены между собой и с приводным двигателем, механизм имитации осевых нагрузок и возмущений от пути, а также упор с автосцепкой и промежуточной вставкой между ним и испытуемым устройством, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем приближения условий испытаний к натурным, тормозное устройство выполнено в виде жестко соединенного с одним из элементов катка, разделенных упругой вставкой тормозного барабана, взаимодействующего с тормозной колодкой, кинематически соединенной с приводом, а по меньшей мере одна буксовая направляющая оперта на расположенный в станине пружинный комплект с демпфером, при этом в станине установлен горизонтальный вал, на котором смонтирован рычаг с буксовой направляющей, кинематически соединенный с пружинным комплектом с демпфером, установленными на подошве станины.

1133491

2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что кинематнчес кая связь выполнена в виде спаренных -вездочек, подвижно установленных на о ях катков, каждая из которых снабжена муфтой сцепления с осью катка, соединенных цепью.

3. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что устройство статического нагружения выполнено в виде платформы со сменными грузами, снабженной с торцов автосцепками.

1.."тенд по п. 1, отличающийся тем, что ромежуточная вставка между автосцепкой

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к области экспериментального исследования динамики подвижного состава железных дорог.

Известен стенд для динамических и обкатных испытаний колесно-моторных блоков локомотивов, содержащий установленное на фундаменте основание с направляющими, на которых смонтирована по меньшей мере одна станина, соединенные со станиной буксовые направляющие с установленными в них буксами с катками, соединенными с тормозным устройством, причем между ступицей катка и его беговой дорожкой расположена упругая вставка, а оси катков кинематически соединены между собой и с приводным двигателем, и механизм имитации осевых нагрузок и возмущений от пути (1).

Недостатком известного стенда являются ограниченные функциональные возможности.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей стенда путем приближения условий испытаний к натурным.

Цель достигается тем, что в стенде для динамических и обкаточных испытаний колесно-моторных блоков локомотивов, содержащем установленное на фундаменте основание с направляющими, на которых смонтирована по меньшей мере одна станина, соединенные со станиной буксовые направляющие с установленными в них буксами с катками, соединенными с тормозным устройством, причем между ступицей катка и

его беговой дорожкой расположена упругая вставка, а оси катков кинематически соединены между собой и с приводным двигателем, механизм имитации осевых нагрузок и возмущений от пути, а также упор с автосцепкой и промежуточной вставкой между ним и испытуемым устройством, тормозное устройство выполнено в виде жестко соединенного с одним из элементов катка, разупора и испытываемым устройством выполнена в виде стержня с головками автосцепки на концах.

5. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что автосцепка в упоре смонтирована с возможностью фиксации в продольном горизонтальном направлении.

6. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что на упоре со стороны, противоположной авъосцепке, смонтирован фланец для восприятия ударов и установки вибратора.

1 деленных упругой вставкой тормозного барабана, взаимодействующего с тормозной колодкой, кинематически связанной с приводом, а по меньшей мере одна буксовая направляющая оперта на расположенный в станине пружинный комплект с демпфером, при этом в станине установлен горизонтальный вал, на котором смонтирован рычаг с буксовой направляюшей, кинематически связанный с пружинным комплектом с демп10 фером, установленными на подошве станины.

Кроме того, кинематическая связь выполнена в виде спаренных звездочек, подвижно установленных на осях катков, каждая из которых снабжена муфтой сцепления с осью катка, соединенных цепью. !

Устроиство статического нагружения выполнено в виде платформы со сменными грузами, снабженной с торцов автосцепками.

Промежуточная вставка между автосцепкой упора и испытываемым устройством вы2р полнена в виде стержня с головками автосцепки на концах.

Кроме того, автосцепка в упоре может быть смонтирована с возможностью фиксации в профильном горизонтальном направлении.

На упоре со стороны, противоположной автосцепке, смонтирован фланец для восприятия ударов и установки вибратора.

На фиг. 1 показан предлагаемый стенд, общий вид; на фиг. 2 — то же, вид в плане; на фиг. 3 — сечение А-А на фиг. 1, поясняющее установку катка в буксовой направляющей, пружинного комплекта с демпфером, а также вала для рычага; на фиг. 4 — сечение Б-Б на фиг. 1 (установка катка и пружинного комплекта с демпфером под рыз чагом); на фиг. 5 — сечение В-В на фиг. 2, поясняющее установку звездочки на оси катка и один из возможных вариантов конструкции муфты сцепления с осью катка; на фиг. 6 — сечение Г-Г на фиг. 2 (уста1133491

50

55 новка передаточного механизма от приводного двигателя на ось катка); на фиг. 7— сечение Д-Д на фиг. 1 (установка опоры платформы на тележку); на фиг. 8 — вид Е на фиг. 7 (расположение опоры и шкворня на раме платформы); на фиг. 9 — сечение Ж-Ж на фиг. 1, поясняюшее устройство шкворневого узла платформы и тележки; на фиг. 10 — сечение 3-3 на фиг. 1, поясняюшее конструкцию рамы платформы и установку грузов на ней; на фиг. 11 — сечение

И-И на фиг. 2 (установка вибратора на упоре); на фиг. 12 — сечение К-К на фиг. 2 (установка специальной автосцепки на упоре со стороны, противоположной основной автосцепке); на фиг. 13 — схема тормозной системы катков стенда; на фиг. 14 — вид Л на фиг. 2, как один из вариантов установки колесных пар испытуемой тележки на один из парных катков каждой станины; на фиг. 15 — сечение М-М на фиг. 2, поясняющее установку на катке тормозного кольца после промежуточного упругого кольца, по отношению к оси катка (подрессоренное тормозное кольцо);. на фиг. 16 — сечение Н-Н на фиг. 2, поясняющее установку на катке тормозного кольца до промежуточного упругого кольца, по отношению к оси катка (неподрессоренное тормозное кольцо) .

На фундаменте 1 укреплено основание 2, выполненное в виде направляющих 3. Станины 4 установлены на основании и закреплены фиксаторами 5. Буксовые направляющие 6 входят в корпус станины и опираются на пружинный комплект 7, параллельно которому включен демпфер 8. В подшипниках

9 станины установлен вал 10, на котором закреплен рычаг 11, другой конец которого выполнен в виде челюстной буксовой направляющей 12. Этот же конец рычага опирается на пружинный комплект 13 с демпфером 14, установленный на подошве 15 станины.

В буксовые направляющие через буксы

16 установлены катки 17. На осях 18 катков подвижно установлены звездочки 19, соединяемые с осью муфтой 20 сцепления.

Звездочки смежных катков соединены между собой цепью 21. Ведуший каток 22 с приводным двигателем 23 соеди не í п ередаточным механизмом, состоящим из зубчатого редуктора 24 и последовательно с ним соединенной цепной передачи 25, ведомая звездочка 26 которой подвижно установлена на оси 27 ведущего катка и также снабжена муфтой 28, аналогичной муфте 20 (фиг. 5), для соединения с осью этого катка.

Между станинами 4, а также между одним из торцов фундамента 1 и примыкающей к нему станиной на основании 2 установлены прикрепленные к нему стойки 29 со съемными отрезками рельсов 30. На другом торце фундамента стенда установлен упор 31, в центре которого с одной стороны смонтирована с возможностью освобождения от продольного закрепления автосцепка 32, а с другой стороны — фланец ЗЗ, к которому может крепиться вибратор 34 или специальная автосцепка 35 для испытаний на соударение.

Испытуемые колесно-моторные блоки 36 в системе тележки 37 установлены на указанные катки. Через опоры 38 на тележку установлена платформа 39 с грузами 40, удерживаемыми от продольных и поперечных перемещений соответственно упорами

41 и 42 и притянутыми к платформе траверсой 43 и винтовыми стяжками 44 через зацепы 45.

Верхняя часть 46 каждой из опор 38 закреплена к нижнему листу 47 платформы и в центре имеет сферический выступ 48, входящий в гнездо верхней плиты 49 опоры, нижняя часть 50 которой установлена на раме 51 тележки 37.

В нижней части платформы, в центре 52 ее шкворневой балки, установлено гнездо

53 для сменного шкворня 54, который входит в шкворневую коробку 55 тележки. Платформа 39 содержит продольные обносные швеллеры 56, хребтовую балку 57, на концах которой смонтированы автосцепки 58, поперечные крепления 59, шкворневую балку 60, концевые поперечные балки 61, а также нижний лист 47 и верхний лист 62, к которому, а также к обносным швеллерам 56 приварены упоры 41 и 42 и зацепы 45.

Тормозная система (фиг. 13) содержит тормозные колодки 63 с подвесками 64, прикрепленными к станине 4, систему рычагов 65, соединенных с тормозным цилиндром

66, также установленным на станине.

С торцов к стенду подведен железнодорожный путь 67.

Катки 17 представляют каждый, из себя диск, ступица 68 которого напрессована на подступичную часть 69 оси катка, а беговая дорожка 70 имеет форму профиля головки рельса. К боковой поверхности 71 катка прикреплено тормозное кольцо 72, рабочая поверхность 73 которого соответствует форме рабочей поверхности тормозной колодки 63.

Варианты катка 17 содержат установленную на оси ступицу 74 и бандаж 75 с беговой дорожкой, между которыми запрессовано промежуточное упругое кольцо 76, а тормозное:кольцо 77 (78). установлено после промежуточного упругого кольца, считая от оси катка (фиг. 15) или до него (фиг. 16).

Стенд также снабжен промежуточной вставкой 79 между автосцепками 58 платформы и автосцепкой 32 представляющей собой корпус 80 в виде стержня, по концам которого имеются головки 81 автосцепки.

1133491

20

40

Стенд работает следующим образом.

Стенд имеет двойное назначение: динамические испытания колесно-моторных блоков новой конструкции, модернизированных или серийных в новых условиях эксплуатации, для определения их динамических характеристик и обкаточные испытания серийных колесно-моторных блоков для контроля качества сборки и для приработки элементов консгрукции так, чтобы снимаемые динамические характеристики соответствовали паспортным данным. Поэтому со стороны стенда на исследуемую конструкцию должны воздействовать возмущающие факторы, имитирующие с максимальным приближением действительные условия эксплуатации.

Благодаря тому, что конструкция стенда предусматривает легкую смену катков, возможно иметь набор катков, на беговых дорожках которых воспроизведены характерные неровности пути в вертикальной плоскости и в плане, в том числе и регулируемые неровности.

Требуемые упругие и неравноупругие свойства пути имитируются последовательно включенными пружинными комплектами 7 и упругими кольцевыми промежуточными вставками в катках, имеющими переменную по периметру жесткость. Диссипативные свойства пути имитируются демпферами, а также поглощающими свойствами материала упругого элемента кольцевых промежуточных вставок.

Конструкция стенда предусматривает также возможность воспроизведения горизонтального взаимодействия экипажа и пути, в том числе в криволинейных участках пути, за счет включения между рамой платформы и фундаментом или рамой тележки и фундаментом силовых элементов, например гидроцилиндров, создающих боковое отжатие платформы относительно испытуемой тележки и тележки относительно катков.

Вариациями масс съемных грузов 40 на платформе можно создавать различные осевые нагрузки на испытуемый колесно-моторный блок или группу колесно-моторных блоков в системе тележки.

Вариациями включений несменяемых элементов стенда достигаются различные условия испытаний, а также возможность установки на стенд различных по конструкции и принципу действия колесно-моторных блоков (с двигателем постоянного .или переменного тока) как одиночных, так и группы в системе тележки.

На стенде предусмотрено проведение таких испытаний, как исследование продольной динамики колесно-моторного блока или группы колесно-моторных блоков в системе тележки, например продольные колебания и соударение, в том числе и при наличии состава, которые обычно проводят только в натурных условиях.

При исследованиях одиночного колесномоторного блока последний в системе тележки устанавливают на катки первой от приводного двигателя станины. Если в исследуемом колесно-моторном блоке тяговый двигатель постоянного тока, он может быть включен в схему взаимной нагрузки с приводным двигателем. Внешние условия эксперимента создаются наличием и величиной грузов на платформе, конструкцией катков и т.п. Остальные катки при такой схеме отключены Приводной двигатель также может быть отключен и двигатель исследуемого колесно-моторного блока получает питание от внешней сети и работает в режиме двигателя — это еще одна схема включения.

При работе с большим числом колесномоторных блоков включают соответственно большее число катков и, в зависимости от целей исследований и типа тяговых двигателей 23, они могут работать по различным схемам, реализация которых производится путем различных комбинаций включения как механической, так и электрической цепей.

При работе по схеме взаимной нагрузки при четном числе испытуемых колесно-моторных блоков они работают попарно с подпиткой от приводного двигателя (для компенсации потерь), при нечетном — в пару с одним из двигателей колесно-моторного блока включают приводной двигатель, а для компенсации потерь мощность его соответственно выше мощности парного двигателя на величину этих потерь.

При тяговых двигателях 23 переменного тока они электрически работают независимо один от другого, т.е. только в режиме двигателя, а связь между ними осуществляется чисто механически (через катковую систему) и при этом КПД стенда может быть повышен за счет включения приводного двигателя в режим генератора.

Для создания условий пробуксовки катки притормаживают и, если тормозное кольцо подрессорено, т.е. прикреплено к беговой дорожке катка, происходит резкое относительное изменение угловых скоростей беговой дорожки катка и ходового колеса колесно-моторного блока. Если тормозное кольцо неподрессорено, т.е. прикреплено к катку до промежуточного упругого кольца 76 то не происходит сразу срыва ходового колеса относительно беговой дорожки катка: последняя в пределах деформации упругого кольца проворачивается вместе с ходовым колесом на некоторый угол и только после этого происходит срыв поверхности катания ходового колеса относительно беговой дорожки катка. Таким образом, возможна. например, имитация сдвига рельсо-шпальной решетки, т.е. продольной подвижности пути под действием движушегося подвнжно1133491

77 7д

7У Гб го состава, и оценка его влияния на динамику колесно-моторного блока и тележки в целом.

Для создания режима продольных колебаний к фланцу упора прикрепляют вибратор, якорь которого ки нем атически соединяют с хомутом автосцепки упора, через которую и передаются вибрации на исследуемую систему.

При реализации схемы режима соударения к фланцу упора крепят специальную автосцепку 32 так, что к хомуту основной автосцепки упора 31 присоединен, например, хомут специальной автосцепки. Тележку, на на которой смонтированы исследуемые колесно-моторные блоки, устанавливают на катки стенда (закатывают или опускают краном), нагружают весом платформы с грузами.

Автосцепку платформы соединяют с основной автосцепкой упора. На железнодорожном пути со стороны, противоположной упору, устанавливают вагоны-подпора и автосцепку платформы с этой стороны соединяют с автосцепкой вагона. Со стороны упора на железнодорожном пути устанавливают вагон-боек и следом за ним локомотив для толкания вагона-бойка. Таким образом выстраивают схему подвижного состава, участвующего в испытаниях на соударение. При этом автосцепку в упоре (основную) освобождают от закрепления в продольном направлении, что позволяет не передавать на упор усилия удара. Тележку на стенде в этом случае удобно устанавливать так, чтобы ее колесные пары опирались на один из двух парных катков каждой станины, а скатывание их на соседний каток или съем-!

О ные рельсы не допускается жесткостью установки вагонов-подпора. Автосцепка платформы с автосцепкой упора стенда может быть соединена с помощью промежуточной вставки.

Таким образом, предлагаемый стенд уни15 версален с точки зрения его функциональных возможностей по воспроизведению возмущающих факторов со стороны пути, а также возможности испытаний различных по конструкции, принципу действия, весовым характеристикам и в различном количестве колесно-моторных блоков. При этом конструкция механической части стенда относительно проста и характеризуется наличием однотипных узлов и деталей, которые за счет простых перестановок и переключений поз2s воляют получать различные кинематические испытательные схемы.

1133491

70 71 (Р /2 3

8-Ю noEepegmo

1У

1133491

Фиг. 7

Ж-Ж

1133491

4Ъг. 14

77 юг. Д"

uz.

Редактор И. Николайчук

Заказ 9832!35

Составитель В. Кузнецов

Texne.". И. Верес Корректор О. Тигор

Тираж 89Я Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная. 4