Способ для определения коэффициента сцепления колеса транспортного средства с рельсом и устройство для его осуществления

 

Соеэ Советсиик

Социалистичесиик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИЯЕТЕЛЬСТВУ

<11>9780,22 (5l)NL. Кл.

С 01 Й 19/02 (6t ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) заявлено 20.05.81(21) 3292389/25-28 с присоединением заявки ЭЙ

3ЬеударетеенныИ коинтет

СССР, йв делам нзееретеннй н вткрнтнй (23) Приоритет

0»1убликовано 30.11.82. бюллетень йе 44 (53) УДК 620.. 178. 162 (088.8) Дата опубликования описания 30.11.82 (72) Автор ь» изобретения и f.

l итута„

В. П. Сисев, А. Н. Маркепов и И. Н. Зрож

Ворошиловградский филиал Государственного пр (71) Заявитель конструкторского и научно-исследовательского Гипроуглеавтол»атизация (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА СЦЕПЛЕНИЯ

КОЛЕСА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С РЕЛЬСОМ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследования и контроля состояния подземных откаточных путей по условиям сцепления, а также в системе автоматического управления скоростью движения рудничных электрозодов.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения коэффициента сцепления транспортного средства с рельсом, заключающимся в том, что вертикально нагружают вспомогательное тяговое колесо с приводом транспортного средства, измеряют скорость движения транспортного средства с помощью его колеса качения, а коэффициент сцепления оценивают по скоростям вращения обоих колес. Способ осуществляется с помошью устройства, содержащего вспомогательное тяговое колесо и колесо качения, связанное с транспортным средством, датчики скоростей вращения колес, элемент сравнения скоростей, узел вертикаль- . ного нагружения тягового колеса с датчи2 ком усилий, привод тягового колеса и регистрирующую аппаратуру 1 ) .

Однако данный способ характеризуется недостаточной точностью определения коэффициента сцепления в зависимости от скоростей проскальзывания и поступательного движения транспортного средст ва, что обусловлено нереальностью воспроизведения взаимодействия колеса и рельса в условиях, близких к предельным коэффициентам сцепления и боксования (проскальзывания) .

Uem изобретения - повышение точности определения коэффициента сцепления в зависимости от с:коростей проскальзывания и поступательного движения транспортного средства.

Указанная цель достигается тел», что согласно способу определения коэффициента сцепления колеса транспортного средства с рельсом, заключающемуся в том, что вертикально )игружают вспомогательное тяговое колесо с приводом транспортного средства, измеряют скорость движения транспортного средства с помошью его колеса качения, а коэффициент сцеп-. ления оценивают по скоростям вращения обоих колес, на привод тягового колеса постоянно подают напряжение, пропорциональное сумме скорости вращения колеса качения и скорости проскальзывания, ли- нейно повьццают напряжение до совпадения скорости вращения тягового колеса с упомянутой суммой скоростей, при 10 рассогласовании скоростей напряжение линейно повьццают или понижают согласно знаку рассогласования, скорость изменения напряжения формируют пропорционально нагрузке на тяговое колесо, а 15 коэффициент сцепления определяют по величине линейно изменяемого напряжения в моменты совпадения скоростей.

Устройство для определения коэффициента сцепления колеса транспортного щ средства с рельсом, содержащее вспомогательное тяговое колесо и колесо качения, связанное с транспортным средством, датчики скоростей вращения колес, элемент сравнения скоростей, узел верти- 25 кального нагружения тягового колеса с датчиком усилий, привод тягового колеса и регистрируюшую аппаратуру, снабжено задатчиком скорости скольжения, электрически соединенным с задатчиком сум- щ матором, второй вход которого соединен с датчиком скорости качения колеса, а выходы сумматора и датчика скорости тягового колеса соединены с входом элемента сравнения, электрически соединекными задатчиком напряжения, релейным элементом, управляющий вход которого соединен о выходом элемента сравнения, и интегратором, выход которого подключен к регистрирующей аппаратуре„ блоком перемножения, входы которого соединены с выходами интегратора и датчика усилий, а выход первого сумматоI ра и выход блока перемножения через второй сумматор подключены к приводу тягового колеса.!

На фиг. 1 приведено предлагаемое устройство на фиг. 2 — семейство механических характеристик привода в зависимости от напряжения питания и коэф50 фициенты сцепления в зависимости от скорости 4 = f (M G)

Устройство содержит вспомо гательное тяговое колесо 1, колесо 2 качения, датчики 3 и 4 скоростей колес 1 и 2, элемент 5 сравнения скоростей, узел 6 нагружения колеса 1 с датчиком 7 усилий, привод 8 колеса 1, регис трируюшую1

978022 4 аппаратуру 9, задатчик 10 скорости скольжения, сумматор 11, задатчик 12 напряжения, релейный элемент 13, интегратор 14, блок 15 перемножения и второй сумматор 16.

Способ осуществляется следующим образом.

Вертикально нагружают с помощью узла 6 тяговое колесо 1, измеряют скорости колес 1 и 2 датчиками 3 и 4 соответственно. Сигнал с датчика 4 подают на один из входов сумматора 11, а на другой его вход - с задатчика 10 скорости скольжения. Результирующий сигнал в элементе 5 сравнения сравни-! вается с сигналом датчика 3 скорости колеса 1. Напряжение с выхода задатчика 12 через релейный элемент 13, кото рый изменяет полярность, интегрируется во времени интегратором 14. Переключение элемента 13 осуществляется сигналом рассогласования между скоростью тягового колеса 1 и суммой скорости колеса 2 и скорости проскальзывания, пода ваемого с выхода элемента: 5 сравнения.

Результат интегрирования в блоке 15 умножается на сигнал с датчика 7 усилий, который пропорционален нагрузке на тяговое колесо 1. Привод 8 питается от первого сумматора 11 и блока 15 перемножения через второй сумматор 16.

Таким образом, на привод тягового колеса 1 подают напряжение, пропорциональное сумме скорости вращения колеса 2 качения и скорости проскальзывания. В моменты, когда скорость тягового колеса 1 превосходит сумму скорости колеса качения и скорости проскальзывания, напряжение изменяется с линейновозрастающего на линейноподаюшее. Когда скорость колеса 1 меньше упомянутой суммы скоростей, напряжение с линейноподаюшего меняется на линейновозрастающее. Во всех случаях совпадения сравниваемых скоростей выходной сигнал с интегратора 14 пропорционален соответствующему коэффициенту сцепления + колеса 1 с рельсом в соответствии с формулой э

К Сф

ЙО, (e) где К g - коэффициент пропорциональности; конструктивная постоянная привода;

Ф вЂ” магнитный поток;

R — радиус колеса;

nU - выходное напряжение интегратора 14, пропорциональное

5 9780 сумме скорости вращения колеса 2 качения и скорости проскальзывания.

Для фиксации информации о скоростях

;вращения колес 1 и 2, скорости проскаль- g

;зывания, усилий используют апйаратуру

9, к которой подключен выход интегратора 14.

Пример. Соотношение (1) на фиг. 2 изображено для скорости движе- 16 ния транспортного средства, равной нулю.

При подаче на привод 8 напряжения

U + 0 (0„- напряжение, пропорциональное скорости колеса 2, О напряжение, пропорциональное скорости 33 проскальзывания), пропорционального сумме скорости колеса качения (в данном случае она равна нулю) и заданной скорости проскальзывания ыс, привод 8 работает на характеристике А-А, на ко„- 20 торой в зависимости от реальной характеристики сцепления рабочими точками удут ol„, cl> mr olÇ, где скорость вра щения тягового колеса 1 меньше суммы скорости колеса 2 качения и заданной 23 скорости проскальзывания (в данном случае 0 + ы ). Для обеспечения совпадения скоростей на привод 8 дополнительно подается напряжение d U д 0 или

aU> и рабочие точки переместятся в ЗО

Ъ„, Ь или Ь., в которых реализуемый

> коэффициент сцепления имеет значение ., 1

6Uq 302 ДМ3

4 9, 9> или Ч Ь, причем,„ . 4 м

33

Таким образом, величина выходного на- пряжения интегратора 14, пропорционально которому на привод 8 подают вторую составляющую напряжения, пропорциональ на реализуемому при заданных условиях 4а коэффициенту сцепления.

Задавая различные значения скорости проскальзывания, по величине выходного сигнала интегратора 14 определяется коэффициент сцепления в зависимости от 4> скорости проскальзывания.

Для определения зависимости коэффициента сцепления от скорости движения транспортного средства ему задают различные скорости поступательного движе50 ния, а скорость проскальзывания задают равной нулю. Как и в предыдущем про цессе измерений для определения коэффициента сцепления в зависимости .от скорости проскальзывания, о коэффици- . енте сцепления колеса 1 с рельсом при соответствующей скорости движения транспортного средства судят по выход ному сигналу интегратора 14 .однако в

22 б этом случае привод 8 тягового колеса 1 питают суммой напряжений, одно из которых пропорционально только скорости колеса качения, а другое остается с прежним качеством и пропорционально произведению вертикальной нагрузки на выходной сигнал интегратора 14.

Измеренный при таких условиях коэффициент сцепления колеса 1 с рельсом имеет допустимое (по условиям сцепления без боксования) значение.

Кроме того, коэффициент сцепления может быть определен ф фгнкции двух параметров: скорости движенИя транспорг ного средства и скорости-проскальзывания, .что является более полной характеристикой сцепления колеса с рельсом при различных режимах движения.

Положительный. эффект обусловлен повышением точности определения коэффициента сцепления колеса транспортного средства с рельсом.

Формула изобретения

1. Способ определения коэффициента сцепления колеса транспортного средства с рельсом, заключающийся в том, что вертикально нагружают вспомогательное тяговое колесо с приводом транспортного средства, измеряют скорость движения транспортного средства с помощью его колеса качения, а коэффициент сцепления оценивают по скоростям вращения обоих колес, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения коэффициента сцепления в зависив мости от скоростей проскальзывания и поступательного движения транспортного средства, на привод тягового колеса постоянно подают напряжение, пропорциональное сумме скорости вращения колеса качения и скорости проскальзывания, линейно повышают напряжение до совпадения скорости вращения тягового колеса с упомянутой суммой скоростей, при рассогласовании скоростей напряжение линейно повышают или понижают согласно знаку рассогласования, скорость изменения напряжения формируют пропорционально нагрузке на тяговое колесо, а коэффициент сцепления определяют по величине линейно изменяемого напряжения в моменты. совпадения скоростей.

2. Устройство для определения коэффициента сцепления колеса транспортйого средства с рельсом, содержащее вспомогательное тяговое колесо и колесо каче7 978022 8 ния, связанное с транспортным средством, элементом, управляющий вход которого датчики скоростей вращения колес, эле- соединен с выходом элемента сравнения, мент сравнения скоростей, узел верти- и интегратором, выход которого подключен кального нагружения тягового колеса с к регистрирующей аппаратуре, блоком датчиком усилий, привод тягового .коле- перемножения, входы которого соедине« са и регистрирующую аппаратуру, о т - ны с выходами интегратора и датчика л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снаб- усилий, а выход первого сумматора и жено задатчиком скорости скольжения, выход блока перемножения через второй электрически соединенным с задатчиком сумматор подключены к приводу-,тяговосумматором, второй вход которого соеди- 10 го колеса. нен с датчиком скорости колеса качения, Источники информации, а выходы сумматора и датчика скорости принятые во внимание при экспертизе тягового колеса соединены с входом эле- 1. Авторское свидетельство СССР мента сравнения, электрически соединен- ¹ 491877, кл. 6 01 и 19/92, 1973 ными задатчиком напряжения, релейным )$ (прототип).

978022 шс фиг.2

Составитель B. Чеклетов

Редактор Ю. Ковач Техред М.Коштура Корректор, У. Пономаренко

Закаэ 9203/58. Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CCCP.по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4