стенд для оценки износостойкости защитного металлического покрытия проволоки

Формула изобретения

Стенд для оценки износостойкости защитных металлических покрытий проволоки, содержащий станину, устройство, имеющее привод вращения и предназначенное для взаимодействия с образцом, контактирующим с измерительными электродами и подставкой для его установки, отличающийся тем, что устройство, предназначенное для взаимодействия с образцом, выполнено в виде эксцентричного вала, а подставка для установки как минимум одного образца подпружинена и расположена с возможностью обхвата образцом эксцентричного вала, к которому подается напряжение.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области исследований износа и может быть использовано при определении износостойкости защитного металлического покрытия проволоки.

Известно устройство для определения износа путем микрометрических измерений, включающее рычажную схему с ценой деления 0,001, ножевые опоры (Д.С. Ясь и др., "Испытания на износ". - Киев: "Техника", 1971 г., с.11-12).

Такое устройство обеспечивает измерение фактического износа защитного металлического покрытия проволоки, использующейся для изготовления струн контактной сети электрифицированного транспорта, после ее эксплуатации. Но оно не позволяет провести стендовое испытание и оценку износостойкости металлического покрытия проволоки, используемой при производстве струн для контактной сети электрифицированного транспорта, в условиях, близких к эксплуатационным нагрузкам. Кроме этого, изготовление такого устройства представляет значительные трудности, так как рабочие поверхности ножевых опор устройства требуют ручной доводки для получения точности измерений.

Известна машина для испытания на износ, содержащая станину, привод вращения, вал с эксцентриком, предназначенным для взаимодействия с образцом (авт. св. СССР 1516882, G 01 N 3/56, 1988 г.).

Недостатком этого устройства является его сложность, так как при определении износостойкости защитного металлического покрытия проволоки требуется предварительная регулировка величины контакта детали, предназначенной для взаимодействия с образцом. Используемый при этом датчик измерения износа не обеспечивает точность измерения, так как известная машина не позволяет создать условия электромеханических нагрузок на проволоку, возникающие при эксплуатации струн контактной сети, изготовленных из такой проволоки.

Известна конструкция стенда для испытаний материалов на износостойкость, содержащего электродвигатель, связанный с ним вал, который установлен с возможностью контакта с испытуемым образцом, находящимся под воздействием электрического тока (авт. св. 112078, G 01 R 31/12, 1956 г.).

Недостатком такой конструкции стенда является то, что оценить износостойкость проволоки с защитным металлическим покрытием, находящуюся под воздействием напряжения и механических нагрузок, можно только после его выключения. В результате не обеспечивается точность оценки различных защитных покрытий проволоки, так как чувствительность низкая, а величина износа очень мала. Кроме этого, результаты оценки не позволяют делать заключение о пригодности защитных металлических покрытий проволоки для использования их при изготовлении струн контактной сети.

Наиболее близким к предлагаемому стенду для оценки износостойкости проволоки с защитным металлическим покрытием по изменению электрического сопротивления является прибор для оценки износостойкости тонких металлических покрытий, содержащий станину, двигатель, установленный на ней и связанный с устройством для взаимодействия с образцом, контактирующим с измерительными электродами, пружины для крепления образца (журнал "Заводская лаборатория", 1973 г., т. 39, 1, с.94).

Такой стенд эффективно применять при определении износостойкости прямолинейных участков проволоки с защитным металлическим покрытием. Но он не позволяет создать условия, близкие к рабочим, и определить износостойкость защитного металлического покрытия проволоки на участках контакта струны, выполненной из такой проволоки в виде петли, с контактным проводом или несущим тросом контактной подвески электрифицированного транспорта. Эксплуатация этих участков струны проходит в условиях воздействия внешних механических нагрузок переменного характера, действующих на струну при прохождении электротранспорта, и электрического напряжения контактной сети.

Целью изобретения является приближение условий оценки износостойкости проволоки с металлическим покрытием к реальным условиям эксплуатации струн контактной подвески электрифицированного транспорта.

Для достижения этой цели на стенде, содержащем станину, устройство, имеющее привод вращения и предназначенное для взаимодействия с образцом, контактирующим с измерительными электродами и подставкой для его установки, авторы предлагают устройство, предназначенное для взаимодействия с образцом, выполнить в виде эксцентричного вала, а подставку для установки как минимум одного образца подпружинить и расположить с возможностью обхвата образцом эксцентричного вала, к которым подается напряжение.

Такая конструкция стенда для оценки износостойкости защитных металлических покрытий позволяет провести исследования и определить износостойкость защитного металлического покрытия проволоки на участках контакта струны, выполненной из такой проволоки в виде петли, с контактным проводом или несущим тросом контактной подвески электрифицированного транспорта. Образец, установленный на подпружиненной подставке и обхватывающий эксцентричный вал, в процессе оценки износостойкости защитного покрытия проволоки подвергается воздействию напряжения и механическим нагрузкам. По мере разрушения защитного металлического покрытия проволоки его электрическое сопротивление возрастает, причем тем быстрее, чем менее прочным это покрытие является. Таким образом, на предлагаемом стенде воспроизводятся условия электромеханического разрушения, возникающие при эксплуатации струн контактной сети.

В известных заявителю стендах для оценки износостойкости защитных металлических покрытий проволоки отсутствует выполнение устройства, предназначенного для взаимодействия с образцом, в виде эксцентричного вала и подпружиненной подставки для установки образцов, которая позволяет расположить образцы с возможностью обхвата им эксцентричного вала, а также подача напряжения на эксцентричный вал и образец. Следовательно, можно считать, что заявляемое изобретение обладает критерием "новизна".

Использование в конструкции стенда для определения износостойкости защитных металлических покрытий эксцентричного вала, имитирующего контактный провод, и подпружиненной подставки, позволяющей так установить образец, чтобы создать условия их взаимодействия, близкие к эксплуатационным, не является очевидным для специалистов, поэтому заявляемое решение обладает критерием "изобретательский уровень".

Промышленная применимость изобретения видна из описания конструкции стенда для оценки износостойкости защитных металлических покрытий проволоки.

На фиг. 1 и 2 изображен общий вид и разрез А-А предлагаемого стенда для оценки износостойкости защитных металлических покрытий проволоки.

Стенд содержит станину 1, привод вращения 2 эксцентричного вала 3, образцы 4, изогнутые петлей, подпружиненную подставку 5, измерительные электроды 6, соединенные с омметром 7.

Предлагаемый стенд для оценки износостойкости защитных металлических покрытий работает следующим образом.

Образцы 4, изогнутые петлей, устанавливаются на подпружиненную подставку 5 и поднимаются к эксцентричному валу 3 с усилием 10 кгс/см². К образцам 4 и эксцентричному валу 3 подводится электрический ток напряжением 220 вольт. Вращение вала осуществляется приводом вращения 2 со скоростью 2500 об/мин. Приводят во вращение эксцентричный вал 3, который при взаимодействии с образцами 4 постепенно разрушает их защитное металлическое покрытие, и через измерительные электроды 6 омметр 7 в ходе испытания регистрирует возрастание электрического сопротивления.

При проведении испытаний наблюдалось электроразрушение защитного металлического покрытия проволоки в следующем виде:

КЗ - короткое замыкание, при котором образец мгновенно приваривался к эксцентричному валу.

Если образец сталемедный (БСМ), то при КЗ отрывается медная оболочка.

Если образец сталеникелевый, то при КЗ оболочка не отслаивается, а происходит ее постепенный износ.

Результаты эксперимента показали, что применение проволоки 2,8 мм из стали ст. 50 с минимальной толщиной защитного металлического покрытия является более приемлемым для изготовления струн для контактной сети электрифицированного транспорта.

Пример оценки износостойкости защитных металлических покрытий представлен в таблице.

Использование предлагаемой конструкции стенда для оценки износостойкости защитных металлических покрытий проволоки, а также полученные результаты позволили уточнить механизм электромеханического разрушения, которому подвергаются струны контактной подвески и обосновать выбор материалов покрытия для проволоки, используемой для их изготовления. Широкое применение предлагаемой конструкции стенда обеспечит экономический эффект за счет использования наиболее прочных защитных металлических покрытий проволоки.