RU2232380C1

RU2232380C1 - Stand for studying interaction of running wheel and rail

Info

Publication number: RU2232380C1
Application number: RU2002134986/11A
Authority: RU
Inventors: Г.И. Михайлов (RU); Г.И. Михайлов; А.К. Кириков (RU); А.К. Кириков; В.И. Грек (RU); В.И. Грек
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2004-07-10

Abstract

FIELD: railway transport; test facilities.

SUBSTANCE: proposed test stand contains base with posts and supports, shaft coupled with drive motor and provided with flywheel for testing vehicle running wheel in contact with rail track simulator made in form of roll. Stand has also mechanisms to provide vertical radial loading of running wheel, horizontal side loading of running wheel, spring loaded lever hinge mounted on supports and coupled with mechanism for vertical radial loading of running wheel. Shaft with flywheel for running wheel is installed on platform for turning the platform in horizontal plane under action of loading mechanism designed for simulation of wobbling movement of running wheel. Roll is secured on shaft with flywheel installed in bearing supports of housing hinge suspended from two tie-rods of parallelogram mechanism and secured on spring-loaded lever for interaction with mechanism for horizontal side loading of running wheel for simulation of loads in horizontal plane when vehicle is running and when negotiating curved sections of track. Roll shaft is coupled with loading set made in form of electric generator or balancing machine.

EFFECT: enlarged operating capabilities of stand, reduced power consumption.

2 dwg

Description

Изобретение относится к испытательному оборудованию, в частности, к стендам для исследования взаимодействия ходового колеса с рельсом железнодорожного транспорта.The invention relates to test equipment, in particular, to stands for studying the interaction of the running wheel with the rail of a railway vehicle.

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.).Known roller stand for testing wheelsets of rail rolling stock, containing a base on which stands are mounted for unlocking axle boxes of the test wheelset, the drive of rotation of the latter, nodes of axial and radial loading of the test wheelset and horizontally located rollers, while the radial loading unit consists of fixed to the rods of the power cylinders of the beam, bearing rollers spring-loaded in the horizontal direction, mounted with the possibility of rotation in the plane, perpendicular yarnoy axle wheelset frictionally connected in the horizontal plane with the rollers and interacting with the skating surface and crest of each wheel of the wheelset test (SU, Inventor's Certificate №741088, cl. G 01 M 17/00, publ. 1980 YG).

Недостатками известного стенда являются сложность конструкции и невозможность проводить испытания отдельных колес.The disadvantages of the known stand are the complexity of the design and the inability to test individual wheels.

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.A known bench for studying the interaction of (running) wheels with a rail of a railway vehicle, adopted as a prototype, comprising a base with struts and supports, a shaft with a flywheel connected to an electric motor (drive motor) for a vehicle wheel in contact with a rail track simulator, a vertical radial mechanism wheel loading mounted on one of the struts, and the mechanism of horizontal lateral loading of the wheel mounted on one of the supports, spring-loaded lever, pivotally mounted mounted on one of the supports and one end of which is connected with the mechanism of vertical radial loading of the wheel, and a shoe brake installed with the possibility of interaction with the test wheel, and the rail track simulator is made in the form of a roller having a rail profile and pivotally mounted on the second end of the spring loaded lever ( RU patent No. 215908, class G 01 M 17/00, publ. 1998) The disadvantages of the known stand are limited functionality, since there is no angular rotation of the running wheel in a horizontal plane ty from the loading mechanism and the ability to simulate the tortuous movement of railway transport, as well as increased energy consumption during braking and creating load moments on the wheel due to the lack of a loading unit.

Техническим результатом данного изобретения является расширение функциональных возможностей стенда и снижение энергозатрат при эксплуатации.The technical result of this invention is the expansion of the functionality of the stand and the reduction of energy consumption during operation.

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.The specified technical result is achieved by the fact that in the test bench for the interaction of the running wheel with the rail of the railway transport, containing a base with struts and supports, a shaft connected to the drive motor with a flywheel for the test running wheel of the vehicle in contact with a rail track simulator made in the form of a roller , the mechanism of vertical radial loading of the running gear, the mechanism of horizontal lateral loading of the running gear, a spring-loaded lever, pivotally mounted mounted on supports and connected with the mechanism of vertical radial loading of the running wheel, according to the invention, a hall with a flywheel for the running wheel is mounted on the platform with the possibility of turning it in a horizontal plane from the loading mechanism designed to simulate the tortuous movement of the running wheel, the roller is mounted on a shaft with a flywheel mounted in the bearings of the additional housing pivotally suspended on two rods, made in the form of a parallelogram mechanism and mounted on springs nnom lever to interact with a mechanism of horizontal lateral loading road wheel to simulate the loads of travel on the road wheel in a horizontal plane, including the passage of curves, and the roller shaft is connected to the load unit formed as an electric generator or the balancing machine.

На фиг.1 показан схематично общий вид стенда; на фиг.2 - сечение А-А фиг.1.Figure 1 shows schematically a General view of the stand; figure 2 is a section aa of figure 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.The bench for studying the interaction of the running wheel with the rail of a railway vehicle (Figs. 1 and 2) contains a base 1 with struts 2 and supports 3, a shaft 5 connected to the drive motor 4 with a flywheel 6, and with the test running wheel 7 of the vehicle. The running wheel 7 is in contact with a rail track simulator made in the form of a roller 8 with a static or dynamic load from the vertical radial loading mechanism 9, designed to simulate the loads on the running wheel 7 from unevenness in the vertical plane. To simulate static and dynamic loads acting on the way to the running gear 7 in a horizontal plane, including when passing curves, the stand is equipped with a horizontal lateral loading mechanism 10 of the running gear 7 mounted on a spring-loaded lever 11 pivotally mounted on bearings 3. Shaft 5 with a flywheel 6 for the running wheel 7 is installed in the bearing supports 12 of the platform 13 with the possibility of turning it in a horizontal plane from the loading mechanism 14, designed to simulate the twisting motion of the chassis of the second wheel 7. The roller 8 is mounted on the shaft 15 with a flywheel 16 installed in the bearing bearings 17 of the additional housing 18, articulated on two rods 19 made in the form of a parallelogram mechanism and mounted on a spring-loaded lever 11 with the possibility of interaction with the mechanism of horizontal lateral loading 10 The other part of the mechanism of horizontal lateral loading 10 is pivotally connected to one of the rods 19 of the additional housing 18. The shaft 15 of the roller 8 is connected to the loading unit 20, made in the form of an electric generator or the balancing machine, which in the braking mode can be operated as a generator, thereby ensuring reduction of power consumption in the stand transient operation modes. For a static preloaded roller 8 to the rolling surface of the wheel 7, the spring-loaded lever 11 is equipped with springs 21 located on the opposite end of the lever 11 from the support 3. The drive motor 4 is connected to the drive shaft 7 of the drive wheel 7 and the loading unit 20 with the shaft 15 of the roller 8 shafts, respectively 22 and 23. As additional brakes in extreme situations, the brake shoe devices 24 and 25 and disc brakes 26 and 27 mounted on the driving wheel 7 and cat. e 8.

Стенд работает следующим образом.The stand works as follows.

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:The torque from the drive motor 4 is transmitted through the driveshaft 22 to the shaft 5 and the test running gear 7 mounted on it, from which the torque is transmitted to the roller 8, shaft 15 and then through the driveshaft 23 to the loading unit 20, which creates resistance by means of friction contact rotation of the wheel 7. The loading unit 20 operates in generator mode, which reduces energy consumption both when the stand is in operation and when braking. Emergency and service braking of the rotating wheel 7 and roller 8 is carried out using additional block brakes type 24 and 25 and disc brakes 26 and 27. The running wheel 7 is tested under the following dynamic and static loads:

- 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);- vertical radial loading, designed to simulate the loads on the running wheel 7 from the roughness of the path in the vertical plane, which is performed by the vertical radial loading mechanism 9, acting on the spring lever 11, lifting it, and through the rods 19, the additional housing 18 with the shaft 15 and bearings 17, creates the necessary loading mode both in terms of load and in character (static and dynamic);

- 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);- lateral loading, designed to simulate the loads acting in the path of the running wheel 7 in a horizontal plane, including the passage of curves, which is performed by the horizontal lateral loading mechanism 10, acting on one of the rods 19, turning it around the hinge on the lever 11 and moving the additional housing 18 with the roller 8 in the axial direction, creating the necessary mode of the side loaded wheel 7 in magnitude and nature of the load (static and dynamic);

- 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.- imitation of the tortuous movement of the running wheel 7 is performed by the loading mechanism 14, which acts on the platform 13, turning it in a horizontal plane, thereby changing the relative position of the rotation planes of the running wheel 7 and the roller 8 and, therefore, the nature of their contact.

Claims

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.A stand for studying the interaction of a running wheel with a rail of a railway vehicle, comprising a base with struts and supports, a shaft connected to a drive motor with a flywheel for a test running wheel of a vehicle in contact with a rail track simulator made in the form of a roller, a vertical radial loading mechanism of the running wheel, the mechanism of horizontal lateral loading of the running wheel, a spring-loaded lever pivotally mounted on supports and connected to the vertical Dial loading of the running wheel, characterized in that the shaft with the flywheel for the running wheel is mounted on the platform with the possibility of turning it in a horizontal plane from the loading mechanism designed to simulate the tortuous movement of the running wheel, the roller is mounted on a shaft with a flywheel installed in the bearing bearings of the housing, articulated on two rods of a parallelogram mechanism and mounted on a spring-loaded lever with the possibility of interaction with the mechanism of horizontal lateral loading odovogo wheel to simulate the loads of travel on the road wheel in a horizontal plane, including the passage of curves, and the roller shaft is connected to the load unit formed as an electric generator or the balancing machine.