Устройство для измерения вертикальных сил взаимодействия колеса с рельсом

 

Союз Советсник

Социалистические

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 14.09.79 (21) 2840619/18-10 с присоединением заявки М (23) П рмормтет

Опубликовано 1 5.04.82. Бюллетень РВ14 (51)М. Кл.

5011. 5/20

Ркуавратеениьй квинтет

СССР но делан изобретений н открытий.(53) УДК 531.781 (088.8)!

Лата опубликования описания 15.04.82 (72) Авторы изобретения

3. А. Шульман, Е.И. Шкловский, P.Ñ. Липовский н М. А; Фришман (7 I ) Зая вн тел ь

Государственный н роек тный ннст и тут

"Днепрпроектстальконструкция" (54) ь УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ

СИЛ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОЛЕСА С РЕЛЬСОМ

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использо ват{о для измерения вертикальных сил взаимодействия между колесом и рельсом железнодорожного транспорта.

Известны устройства для измерения нагрузок со стороны колес железнодорожных экипажей на рельсовый путь, со держашие датчик деформации, установлен ный на участие диска или спицы коле са (1 ).

Недостатком данных устройств являет ся то, что напряжения в диске зависят от условий опнрания колеса на рельс, которые меняются в процессе его каче ния, т. е. по отношению к неподвижно закрепленному датчику на колесе меняеъ» ся плечо приложения силы, а значит и выходной сигнал датчиков, что вносит погрешность в измерение вертикальных сил.

Наиболее близким по технической .сути ности к предлагаемому изобретению является устройство для измерения верти-.кальных сип взаимодействия колеса с рельсом, содержащее силоизмерительный датчик, установленный в отверстии обода колеса (2 ).

Недостатком известного устройства является то, что при измерении нагрузок на криволинейных участках рельса штока, контакт колеса с рельсом изменяет свое положение и. 11оявляется эксцентриситет приложения измерительной силы относительно теоретического круга катания колеса н .геометрического центра датчика, что вносит значительные погрешности в результаты измерений.

Бель изобретения повышение точнос ти измерения.

Указанная цель достигается тем, что силоизмерительный датчик установлен в отверстии со смешением его геометрического центра относительно теоретичеокого круга катания колеса в сторону реборды на 0,7-0,8 l а относительно поверхности катания колеса на расстояние

1,5+2,2 ; где т -радиус отверстия, а

92041 3 само отверстие выполнено с уклоном

1:4-1:6 к оси колеса в сторону его реборды.

На фиг. 1 представлена схема расположения силоизмерительных датчиков в ободе колеса; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1 (положение силоизмерительного датчика относительно поверхности катания колеса); на фиг. 3 - магнитоупругий силоизмерительный датчик, общий .вид; на фиг. 4 - расположение,датчика в отверстии обоца.

Устройство состоит иэ силоизмерительного датчика 1, например, магнитоупругс го, встроенного в отверстие 2 колеса 3, перемещающегося по рельсу 4.

При качении колеса 3 по рельсу 4 в . точке С контакта между ними возникают вертикальшяе силы Р, от действия которых создается и датчике импульс выходного сигнала. Его постоянство по величине мало зависящее от положения колеса на рельсе обеспечивается за счет двух факторов: резкой величины расстояния датчика до поверхности катания колеса и смешение оси датчика до поверхности катания колеса и смешения оси датчика относительно центра теоретического круга качения.

Импульс от датчика 1 передается через токосьемник 12 в измерительную

10 и регистрирующую 11 аппаратуру.

Силоизмерительный датчик 1 имеет корпус 5 с поперечным сечением в виде эллипса. Участки 6 корпуса, расположенные симметрично, но по большей оси

В-В эллипса, являются силовоспринимаюшими. Внутри корпуса 5 датчика 1 расположены две взаимно-перпенцикулярные обмотки 7, продольные оси которых д3 о сориентированы под углом 45 к осям эллипса, На торцовых сторонах корпуса датчика выполнены выступы 8, которые могут быть гладкими, с резьбой или копь цевыми канавками. В одноребордном колесе 3 выполнено шесть отверстий 2, в которые установлены силоизмерительные датчики 1 ..Каждое отверстие имеет уклон 1:4-1:6 в сторону реборды (греб3S ня) 9 колеса. Устройство соцержит нз« мерительную 10 и регистрируюшую 11 аппаратуру, связанные с датчиком через токосъемник 12. Датчик 1 в отверстии 2

10 установлен таким образом, что расстояние Ь от радиуса колеса, проходящего через центр теоретического круга катания (ТКК) до поперечной оси датчика равно 0,7-Q,8 t ., а расстояние k or наружной поверхности обода до процоль43 ной оси зависит от износа поверхности катания колеса и может колебаться и

1 пределах от 1,5 до 2,2, где r рациус отверстия колеса. По мере износа поверхности катания. колеса величина уменьшается. Для сохранения постоян=тва тарировочных характеристик устройства датчик перемешают в отверстии и сторону реборцы колеса, увеличивая расстояние б до 0,9-1 2г

SS

Измерение вертикальных усилий взаимодействия колеса с рельсом осуществляется следующим образом, По мере износа обода колеса, чтобы при дальнейших испытаниях измерения вести с большой степенью точности, необходимо изменить положение датчика в отверстии колеса. Датчик передвигают к„реборце, увеличивая расстояние 6 . По ле чего производят контрольную тарировку датчика.

Таким образом расположение датчика в отверстии с уклоном и смешение его в сторону реборды колеса, обеспечивает неизменные характеристики устройства, а следовательно, и достаточно высокую точность измерений.

Формула изобретения

Устройство цля измерения вертикальных сил взаимодействия колеса с рельсом, соцержашее силоиэмерительный датчик, установленный в отверстии обода колеса, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, силоизмеритель|ный датчик установлен в отверстиии со смещением его геометрического центра относительно теоретического круга катания колеса в сторону реборды на 0,7-0,8t а относительно поверхности катания колеса на расстоя« ние 1,5-2,2 r, rae - радиус отверстия, а само отверстие выполнено с уклоном 1:4-1:6 к оси колеса в сторону его реборды.

И сточники информации, принятые во, внимание при экспертизе

1. Шифра новский А.К., Непрерывная регистрация вертикальных и боковых сил взаимодействия колеса и рельса. Труды

5 Г)

Ш1ИИМПС вып. 3(?B, M., Траисжблдори.=,дат 1 96! >.

2. Зк ментальное исследование ..лсс пер действительных значений вер тикальных

;20411 нагруэок, пе едаваемых на несушие Ме галлоконструкц ции промзданий и эстакад °

Отчет о научно-исследовательской рабъте, вып. ОПСИ-202, ЦНИИПроектстапь конструкция „1 972 (прототип).

A-А

92041 1

Составитепь А. Северин

Редактор Н, Воловик Техред Л. Пекарь Корректор Ю. Макаренко °

Заказ 2319/40 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент". r. Ужгород, уи. Проектнал, 4