Устройство для определения силы давления колеса рельсового транспортного средства

 

Использование: изобретение относится к весоизмерительной технике, в особенности для определения веса движущихся рельсовых транспортных средств и в частности для определения силы давления на рельс отдельного колеса подвижного состава железнодорожного транспортного средства. Сущность изобретения: устройство содержит соединенные в измерительную мостовую схему тензорезисторы, вертикально установленные на противоположных сторонах шейки участка рельса. Над нейтральной осью рельса на одном уровне выполнены два отверстия, расстояние между которыми не превышает толщину рельса. Тензорезисторы установлены на перемычке между отверстиями. 2 ил.

Изобретение относится к весоизмерительной технике, в особенности для определения веса движущихся рельсовых транспортных средств и, в частности для определения силы давления на рельс отдельного колеса подвижного состава железнодорожного транспорта.

Известно устройство для измерения силы давления колеса рельсового транспортного средства, состоящее из участка рельса, связанного по концам через тензометрические столбики со специальным жестким основанием - платформой. Технологией замера предусмотрено одновременное суммирование значений деформации активных тензорезисторов в столбиках, расположенных на обоих концах участка рельса. Полная сила давления колеса на рельс определяется в момент, когда колесо находится над тензоизмерителем, на одном из концов участка рельса. Тензоизмеритель противоположного конца участка рельса не воспринимает нагрузку, хотя он и включен в измерительную схему [1] Устройство производит измерения как при движении транспортного средства, так и в статике, между столбиками тензорезисторов.

Недостаток устройства заключается в том, что при движении либо один из тензоизмерителей не работает полностью, либо оба работают наполовину. Другим недостатком устройства является необходимость изготовления под измерительным участком рельса специального основания или платформы. Из-за этого оно не может быть установлено на любом участке пути.

Наиболее близким к заявленному изобретению является устройство для измерения силы давления колеса движущегося рельсового транспортного средства на рельс, содержащее соединенную в измерительную мостовую схему тензорезисторы, которые установлены вертикально на противоположных сторонах шейки участка рельса [2] Тензорезисторы установлены в сечении нейтральной линии рельса. Предполагается, что в этом сечении максимально концентрируются контактные и местные напряжения. Это и является недостатком устройства, так как чувствительность в нейтральном сечении на 50% ниже практически возможной.

Техническим результатом изобретения является создание устройства для определения силы давления колеса рельсового транспортного средства, в котором рабочие напряжения от действия измеряемой силы под тензорезисторами приближены к предельно допустимым напряжениям в шейке рельса.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для определения силы давления колеса рельсового транспортного средства, содержащем соединенные в измерительную мостовую схему тензорезисторы, вертикально установленные на противоположных сторонах шейки участка рельса, над нейтральной осью рельса, на одном уровне выполнены два отверстия, расстояние между которыми не превышает толщину шейки рельса, а тензорезисторы установлены на перемычке между отверстиями.

Благодаря отверстиям в перемычке происходит локализация деформаций от давления колеса. Это приводит к повышению чувствительности тензорезисторов на 50% За счет отверстий и их расположения на 30-40% улучшается линейность выходных характеристик измерений.

На фиг. 1 представлен вид устройства для определения силы давления колеса рельсового транспортного средства; на фиг. 2 сечение 1-1 рельса.

Устройство для определения силы давления колеса рельсового транспортного средства состоит из участка рельса 1. В шейке рельса выполнены два цилиндрических отверстия 2. Отверстия 2 расположены на одном уровне, выше нейтральной оси 3 рельса.

Расстояние между отверстиями образует перемычку 4, не превышающее толщину шейки рельса 5.

По вертикальной оси симметрии перемычки, на противоположных сторонах шейки участка рельса установлены тензорезисторы 6 и 7, соединенные в измерительную мостовую схему.

При вкатывании колеса движущегося рельсового транспортного средства в зону перемычки 4, величина деформаций в сечение l, сконцентрированная отверстиями 2, будет пропорциональна действующей на рельс вертикальной силе P.

Диаметр отверстий обусловлен получением линейной характеристики измерений нагрузки. Параметры перемычки обусловлены понятием концентратора местных напряжений, чувствительностью, линейностью, точностью и прочностью рельса.

Опытная проверка точности измерений по изобретению на 40% выше по сравнению с известными решениями.

Формула изобретения

Устройство для определения силы давления колеса рельсового транспортного средства, содержащее соединенные в измерительную мостовую схему тензорезисторы, вертикально установленные на противоположных сторонах шейки участка рельса, отличающееся тем, что над нейтральной осью рельса на одном уровне выполнены два отверстия, расстояние между которыми не превышает толщину шейки рельса, а тензорезисторы установлены на перемычке между отверстиями.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2