стенд для исследования взаимодействия ходового колеса с рельсом железнодорожного транспорта

Формула изобретения

Стенд для исследования взаимодействия ходового колеса с рельсом железнодорожного транспорта, содержащий основание со стойками и опорами, связанный с приводным двигателем вал с маховиком для испытуемого ходового колеса транспортного средства, контактирующего с имитатором рельсового пути, выполненным в виде катка, механизм вертикального радиального нагружения ходового колеса, механизм горизонтального бокового нагружения ходового колеса, подпружиненный рычаг, шарнирно установленный на опорах и связанный с механизмом вертикального радиального нагружения ходового колеса, отличающийся тем, что вал с маховиком для ходового колеса установлен на платформе с возможностью поворота ее в горизонтальной плоскости от механизма нагружения, предназначенного для имитации извилистого движения ходового колеса, каток закреплен на валу с маховиком, установленным в подшипниковых опорах корпуса, шарнирно подвешенного на двух тягах параллелограммного механизма и закрепленных на подпружиненном рычаге с возможностью взаимодействия с механизмом горизонтального бокового нагружения ходового колеса для имитации нагрузок в пути на ходовое колесо в горизонтальной плоскости, в том числе при прохождении кривых, а вал катка связан с нагрузочным агрегатом, выполненным в виде электрического генератора или балансирной машины.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к испытательному оборудованию, в частности, к стендам для исследования взаимодействия ходового колеса с рельсом железнодорожного транспорта.

Известен катковый стенд для испытаний колесных пар рельсового подвижного состава, содержащий основание, на котором закреплены стойки для отпирания буксовых узлов испытуемой колесной пары, привод вращения последней, узлы осевого и радиального нагружения испытуемой колесной пары и горизонтально расположенные ролики, при этом узел радиального нагружения состоит из закрепленной к штокам силовых цилиндров траверсы, несущей подпружиненные в горизонтальном направлении катки, смонтированные с возможностью вращения в плоскости, перпендикулярной оси колесной пары, фрикционно связанные в горизонтальной плоскости с роликами и взаимодействующие с поверхностью катания и гребнем каждого колеса испытуемой колесной пары (SU, авторское свидетельство №741088, кл. G 01 М 17/00, опубл. 1980 г.).

Недостатками известного стенда являются сложность конструкции и невозможность проводить испытания отдельных колес.

Известен стенд для исследования взаимодействия (ходового) колеса с рельсом железнодорожного транспорта, принятый в качестве прототипа, содержащий основание со стойками и опорами, связанный с электродвигателем (приводным двигателем) вал с маховиком для колеса транспортного средства, контактирующего с имитатором рельсового пути, механизм вертикального радиального нагружения колеса, установленный на одной из стоек, и механизм горизонтального бокового нагружения колеса, установленный на одной на опор, подпружиненный рычаг, шарнирно установленный на одной из опор и один конец которого связан с механизмом вертикального радиального нагружения колеса, и колодочный тормоз, установленный с возможностью взаимодействия с испытуемым колесом, а имитатор рельсового пути выполнен в виде катка, имеющего профиль рельса и шарнирно установленного на втором конце подпружиненного рычага (RU патент №2115908, кл. G 01 М 17/00, опубл. 1998 г.) Недостатками известного стенда являются ограниченные функциональные возможности, так как отсутствует угловой поворот ходового колеса в горизонтальной плоскости от механизма нагружения и возможность имитации извилистого движения железнодорожного транспорта, а также повышенные энергозатраты при торможении и создании нагрузочных моментов на колесе из-за отсутствия нагрузочного агрегата.

Техническим результатом данного изобретения является расширение функциональных возможностей стенда и снижение энергозатрат при эксплуатации.

Указанный технический результат достигается тем, что в стенде для исследования взаимодействия ходового колеса с рельсом железнодорожного транспорта, содержащем основание со стойками и опорами, связанный с приводным двигателем вал с маховиком для испытуемого ходового колеса транспортного средства, контактирующего с имитатором рельсового пути, выполненным в виде катка, механизм вертикального радиального нагружения ходового колеса, механизм горизонтального бокового нагружения ходового колеса, подпружиненный рычаг, шарнирно установленный на опорах и связанный с механизмом вертикального радиального нагружения ходового колеса, согласно изобретению в зал с маховиком для ходового колеса установлен на платформе с возможностью поворота ее в горизонтальной плоскости от механизма нагружения, предназначенного для имитации извилистого движения ходового колеса, каток закреплен на валу с маховиком, установленным в подшипниковых опорах дополнительного корпуса, шарнирно подвешенного на двух тягах, выполненных в виде параллелограммного механизма и закрепленных на подпружиненном рычаге с возможностью взаимодействия с механизмом горизонтального бокового нагружения ходового колеса для имитации нагрузок в пути на ходовое колесо в горизонтальной плоскости, в том числе при прохождении кривых, а вал катка связан с нагрузочным агрегатом, выполненным в виде электрического генератора или балансирной машины.

На фиг.1 показан схематично общий вид стенда; на фиг.2 - сечение А-А фиг.1.

Стенд для исследования взаимодействия ходового колеса с рельсом железнодорожного транспорта (фиг.1 и 2) содержит основание 1 со стойками 2 и опорами 3, связанный с приводным двигателем 4 вал 5 с маховиком 6 и с испытуемым ходовым колесом 7 транспортного средства. Ходовое колесо 7 контактирует с имитатором рельсового пути, выполненным в виде катка 8 со статической или динамической нагрузкой от механизма вертикального радиального нагружения 9, предназначенного для имитации нагрузок на ходовое колесо 7 от неровности пути в вертикальной плоскости. Для имитации статических и динамических нагрузок, действующих в пути на ходовое колесо 7 в горизонтальной плоскости, в том числе при прохождении кривых, стенд оборудован механизмом горизонтального бокового нагружения 10 ходового колеса 7, смонтированным на подпружиненном рычаге 11, шарнирно установленном на опорах 3. Вал 5 с маховиком 6 для ходового колеса 7 установлен в подшипниковых опорах 12 платформы 13 с возможностью поворота ее в горизонтальной плоскости от механизма нагружения 14, предназначенного для имитации извилистого движения ходового колеса 7. Каток 8 закреплен на валу 15 с маховиком 16, установленному в подшипниковых опорах 17 дополнительного корпуса 18, шарнирно подвешенного на двух тягах 19, выполненных в виде параллелограммного механизма и закрепленных на подпружиненном рычаге 11 с возможностью взаимодействия с механизмом горизонтального бокового нагружения 10. Другой своей частью механизм горизонтального бокового нагружения 10 шарнирно связан с одной из тяг 19 дополнительного корпуса 18. Вал 15 катка 8 связан с нагрузочным агрегатом 20, выполненным в виде электрического генератора или балансирной машины, который в режиме торможения может работать как генератор, обеспечивая тем самым снижение энергозатрат в переходных режимах работы стенда. Для статического поджатая катка 8 к поверхности катания колеса 7 подпружиненный рычаг 11 оснащен пружинами 21, расположенными на противоположном конце рычага 11 от опоры 3. Связь приводного двигателя 4 с валом 5 привода ходового колеса 7 и нагрузочного агрегата 20 с валом 15 катка 8 выполнена посредством карданных валов соответственно 22 и 23. В качестве дополнительных тормозов в экстремальных ситуациях в стенде предусмотрены тормозные устройства колодочного типа 24 и 25 и дисковые тормоза 26 и 27, установленные соответственно на ходовом колесе 7 и катке 8.

Стенд работает следующим образом.

Вращающий момент от приводного двигателя 4 через карданный вал 22 передается на вал 5 и закрепленное на нем испытуемое ходовое колесо 7, от которого посредством фрикционного контакта вращающий момент передается на каток 8, вал 15 и далее через карданный вал 23 на нагрузочный агрегат 20, создающий сопротивление вращению колеса 7. Нагрузочный агрегат 20 работает в режиме генератора, что снижает расход энергии как при работе стенда, так и при торможении. Экстренное и служебное торможение вращающегося колеса 7 и катка 8 осуществляется с помощью дополнительных тормозов колодочного типа 24 и 25 и дисковых тормозов 26 и 27. Ходовое колесо 7 испытывается при следующих динамических и статических нагружениях:

- вертикальное радиальное нагружение, предназначенное для имитации нагрузок на ходовое колесо 7 от неровности пути в вертикальной плоскости, которое выполняется механизмом вертикального радиального нагружения 9, воздействующего на подпружиненный рычаг 11, поднимая его, и через тяги 19, дополнительный корпус 18 с валом 15 и опоры 17, создает необходимый режим нагружения как по величине нагрузки, так и по характеру (статическая и динамическая);

- боковое нагружение, предназначенное для имитации нагрузок, действующих в пути на ходовое колесо 7 в горизонтальной плоскости, в том числе при прохождении кривых, которое выполняется механизмом горизонтального бокового нагружения 10, воздействующего на одну из тяг 19, поворачивая ее вокруг шарнира на рычаге 11 и перемещая дополнительный корпус 18 с катком 8 в осевом направлении, создавая необходимый режим бокового нагружена ходового колеса 7 по величине и характеру нагрузки (статическая и динамическая);

- имитация извилистого движения ходового колеса 7 выполняется механизмом нагружения 14, который воздействует на платформу 13, поворачивая ее в горизонтальной плоскости, тем самым меняя взаимное положение плоскостей вращения ходового колеса 7 и катка 8 и, следовательно, характер их контакта.