SU802832A1 - Apparatus for dynamic and traction testing of locomotive model - Google Patents

Description

Изобретение относится к устройствам для исследования тяговых и динамических характеристик моделей локомотивов.The invention relates to devices for the study of traction and dynamic characteristics of models of locomotives.

Известна установка для динамических испытаний модели локомотива, содержащая массивную станину, несущую возбудители 5 горизонтальных и вертикальных колебаний, штоки которых сопряжены с коническими шейками осей модели локомотива [1].A known installation for dynamic testing of a model of a locomotive containing a massive bed carrying pathogens 5 horizontal and vertical vibrations, the rods of which are paired with the conical necks of the axes of the model of a locomotive [1].

Однако эта установка имеет ряд недостатков, главным из которых является практически жесткая продольная связь модели ¹⁰ со станиной, что не соответствует реальным условиям, так как сила сцепления, т. е. продольная реакция станины на модель, должна меняться в зависимости от скорости относительного скольжения колеса и рельса. ₁₅ However, this installation has a number of drawbacks, the main of which is the almost rigid longitudinal connection of the model ¹⁰ with the bed, which does not correspond to real conditions, since the adhesion force, i.e., the longitudinal reaction of the bed to the model, should vary depending on the relative sliding speed of the wheel and rail. _fifteen

Цель изобретения — максимальное приближение условий испытаний к эксплуатационным.The purpose of the invention is the maximum approximation of test conditions to operational.

Цель достигается тем, что установка снабжена рядом горизонтально расположенных гидравлических цилиндров с регулиру- 20 емой обратной связью, шток каждого из которых посредством двуплечего рычага, серединой шарнирно закрепленного к станине _у связан с элементом модели локомотива, при этом штоки возбудителей вертикальных колебаний снабжены горизонтальными опорами для конических шеек осей модели локомотива.The object is achieved in that the installation is provided adjacent horizontally disposed hydraulic cylinder 20 emoy regulated feedback rod of each of which by a two-armed lever pivotally secured to the middle frame associated with the element _at the locomotive model, the vertical oscillation exciters rods provided with horizontal supports for conical necks of axles of a locomotive model.

На фиг. 1 изображен общий вид описываемой установки; на фиг. 2 — кинематическая схема установки.In FIG. 1 shows a General view of the described installation; in FIG. 2 - kinematic diagram of the installation.

На массивной станине 1 размещены возбудитель продольных колебаний 2, связанный с моделью 3 локомотива штангой 4, и возбудители вертикальных колебаний 5, которые через толкатели 6 с горизонтальными опорами 7 и конические шейки 8, установленные на колесных парах 9 с возможностью вращения, связаны с моделью 3 локомотива. Модель 3 имеет грузы 10, имитирующие тяговые электродвигатели, с направленными вниз рычагами 11, каждый из которых посредством двуплечего рычага 12 соединен со штоком 13 поршня 14 горизонтально расположенного и закрепленного на станине 1 гидроцилиндра 15, к которому присоединяется нагнетающий 16 и откачивающий 17 трубопроводы, гидронасоса 18, соединенные между собой перепускными трубопроводом 19, включающим регулятор проходного сечения 20, соединенный посредством штока 21 и длинорегулирующей муфты 22 с мембраной 23 датчика 24 скорости перемещения штока гидроцилиндра 15. Датчик 24, расположенный на одной оси с гидроцилиндром 15 и закрепленный на станине 1, выполнен в виде заполненного жидкостью 5 цилиндра 25 с мембраной 23 на торце и поршнем 26, имеющим калиброванные отверстия 27. Поршень 26 связан со штоком 13 гидроцилиндра 15. Регулятор проходного сечения 20 включает жиклер 28 и иглу 29, причем последняя имеет цилиндрическую 30 ¹⁰ и коническую 31 части. Нагнетающий 16 и откачивающий 17 трубопроводы гидронасоса 18 соединены дополнительным перепуг..дым трубопроводом 32 с регулировочным вентилем 33. иOn the massive frame 1 there is a longitudinal oscillation pathogen 2 connected to the locomotive model 3 by a bar 4, and vertical oscillation pathogens 5, which are rotatably connected through the pushers 6 with horizontal supports 7 and conical necks 8 mounted on wheelsets 9 and are connected with model 3 locomotive. Model 3 has loads 10 simulating traction motors with levers 11 pointing downward, each of which is connected via a two-shouldered lever 12 to the piston rod 13 of the hydraulic cylinder 15 horizontally mounted and mounted on the frame 1, to which the hydraulic pump 16 and pumping 17 are connected, 18, interconnected bypass pipe 19, including a flow control 20, connected by a rod 21 and a length-regulating sleeve 22 with a membrane 23 of the sensor 24 speed ka of the hydraulic cylinder 15. The sensor 24, located on the same axis with the hydraulic cylinder 15 and mounted on the frame 1, is made in the form of a cylinder 25 filled with liquid 5 with a membrane 23 at the end and a piston 26 having calibrated holes 27. The piston 26 is connected to the rod 13 of the hydraulic cylinder 15 The regulator of the flow cross section 20 includes a nozzle 28 and a needle 29, the latter having a cylindrical 30 ¹⁰ and a tapered 31 parts. The pumping 16 and pumping 17 pipelines of the hydraulic pump 18 are connected by an additional frightened .. pipe 32 with a control valve 33. and

Установка работает следующим образом. Возбудители вертикальных колебаний 5, установленные на станине 1, через толкатели 6 и горизонтальные опоры 7 передают вертикальные колебания на конические шейки 8. Благодаря установке конических шеек ¹⁰ 6 на колесных парах 9 с воаможностью вращения, модель 3 под действием возбудителя продольных колебаний 2 перекатывается на конических шейках 8 по горизонтальным опорам 7 толкателей 6. _2J Installation works as follows. The vertical vibration pathogens 5 mounted on the bed 1, through the pushers 6 and the horizontal supports 7, transmit vertical vibrations to the conical necks 8. Due to the installation of conical necks ¹⁰ 6 on the wheel pairs 9 with rotation rotation, model 3 is rolled onto the conical necks 8 along horizontal supports 7 pushers 6. _2J

Реакцией на упомянутое воздействие возбудителей продольных колебаний 2 является сила сопротивления, возникающая в гидроцилиндре 15 и передаваемая на рычаги 11, смонтированные на грузах 10.The reaction to the aforementioned impact of longitudinal oscillation pathogens 2 is the resistance force arising in the hydraulic cylinder 15 and transmitted to the levers 11 mounted on the loads 10.

При отсутствии продольных возмущений ϊ® перепад давлений, поддерживаемый между полостями гидроцилиндра 15 гидронасосом 18, обеспечивает постоянное усилие, передаваемое от поршня 14 через шток 13 и двуплечий рычаг 12 на рычаг 11. Т^кой режим _3J соответствует движению локомотива при постоянной величине силы сцепления, т. е. при некоторой постоянной скорости скольжения колес относительно рельсов.In the absence of longitudinal perturbations ϊ®, the differential pressure maintained between the cavities of the hydraulic cylinder 15 of the hydraulic pump 18 provides a constant force transmitted from the piston 14 through the rod 13 and the two-arm lever 12 to the lever 11. This _3J mode corresponds to the locomotive moving at a constant adhesion force, i.e., at some constant sliding speed of the wheels relative to the rails.

В эксплуатационных условиях возрастание силы сцепления с увеличением скорости 40 скольжения имеет место до некоторой величины, после которой сила сцепления начинает падать.Under operating conditions, an increase in the adhesion force with an increase in the sliding speed 40 takes place to a certain value, after which the adhesion force begins to decrease.

Моделирование подающего участка характеристики осуществляется с помощью датчика 24 скорости перемещения штока гидро- ⁴⁵ цилиндра 15 и перепускного трубопровода 19 с регулятором проходного сечения 20. Принцип действия датчика основан на зависимости величины перепада давлений между полостями цилиндра 25, а следовательно и величины перемещения штока 21, закрепленного на мембране 23, от скорости перемещения поршня 26, имеющего калиброванные отверстия 27.Modeling of the feeding section of the characteristic is carried out using the sensor 24 of the rod ⁴⁵ hydraulic cylinder 15 and the bypass pipe 19 with the regulator of the flow cross-section 20. The principle of the sensor’s operation is based on the dependence of the pressure drop between the cylinder cavities 25 and, consequently, the displacement of the rod 21 fixed on the membrane 23, from the speed of movement of the piston 26 having calibrated holes 27.

Если при движении влево скорость поршня 14 превышает некоторое значение, в сечение жиклера 28 входит коническая часть 31 иглы 29 и при дальнейшем увеличении скорости поршня 14 перепад давлений в ци линдре 15 будет падать, а характеристика будет иметь вид ветви.If, when moving to the left, the speed of the piston 14 exceeds a certain value, the conical part 31 of the needle 29 enters the cross section of the nozzle 28 and, with a further increase in the speed of the piston 14, the pressure drop in the cylinder 15 will drop, and the characteristic will look like a branch.

Для того чтобы имитировать изменение коэффициента сцепления, достаточно поменять проходное сечение вентиля 33 перепускного трубопровода 32.In order to simulate a change in the coefficient of adhesion, it is enough to change the flow area of the valve 33 of the bypass pipe 32.

С помощью длинорегулирующей муфты 22 можно изменять значение скорости перехода на подающую характеристику, что равносильно изменению коэффициента тяги на реальном локомотиве.Using the length-regulating clutch 22, it is possible to change the value of the transition speed to the feed characteristic, which is equivalent to a change in the thrust coefficient on a real locomotive.

Таким образом, описанная установка позволяет имитировать реальную зависимость силы сцепления от величины скольжения колес относительно рельса и при этом менять коэффициент сцепления и коэффициент тяги, что позволяет исследовать тяговые и динамические качества локомотивов на моделях в условиях, близких к эксплуатационным.Thus, the described setup allows you to simulate the real dependence of the adhesion force on the amount of sliding of the wheels relative to the rail and at the same time change the adhesion coefficient and traction coefficient, which allows us to study the traction and dynamic qualities of locomotives on models in conditions close to operational.

Claims (1)

Изобретение относитс  к устройствам дл  исследовани  т говых и динамических характеристик моделей локомотивов. Известна установка дл  динамических испытаний модели локомотива, содержаща  массивную станину, несущую возбудители горизонтальных и верт 1кальных колебаний, штоки которых сопр жены с коническими шейками осей модели локомотива 1. Однако эта установка имеет р д недостатков , главным из которых  вл етс  практически жестка  продольна  св зь модели со станиной, что не соответствует реальным услови м, так как сила сцеплени , т. е. продольна  реакци  станины на модель, должна мен тьс  в зависимости от скорости относительного скольжени  колеса и рельса. Цель изобретени  - максимальное приближение условий испытаний к эксплуатационным . Цель достигаетс  тем, что установка снабжена р дом горизонтально расположенных гидравлических цилиндров с регулируемой обратной св зью, шток каждого из которых посредством двуплечего рычага, серединой шарнирно закрепленного к станине , св зан с элементом модели локомотива. При этом штоки возбудителей вертикальных колебаний снабжены горизонтальными опорами ДЛИ конических шеек осей модели локомотива . На фиг. 1 изображен общий вид описываемой установки; на фиг. 2 - кинематическа  схема установки. На массивной станине 1 размещены возбудитель продольных колебаний 2, св занный с моделью 3 локомотива щтангой 4, и возбудители вертикальных колебаний 5, которые через толкатели 6 с горизонтальными опорами 7 и конические шейки 8, установленные на колесных парах 9 с возможностью вращени , св заны с моделью 3 локомотива . Модель 3 имеет грузы 10, имитирующие т говые электродвигатели, с направленными вниз рычагами 11, каждый из которых посредством двуплечего рычага 12 соединен со штоком 13 поршн  14 горизонтально расположенного и закрепленного на станине 1 гидроцилиндра 15, к которому присоедин етс  нагнетающий 16 и откачивающий 17 трубопроводы, гидронасоса 18, соединенные между собой перепускными трубопроводом 19, включающим регул тор проходного сечени  20, соединенный посредством штока 21 и длинорегулирующей муфты 22 с мембраной 23 датчика 24 скорости перемещени  штока гидроцилиндра 15. Датчик 24, расположенный на одной оси с гидроцилиндром 15 и закрепленный на станине 1, выполнен в виде заполненного жидкостью цилиндра 25 с мембраной 23 на торце и поршнем 26, имеющим калиброванные отверсти  27. Поршень 26 св зан со штоком 13 гидроцилиндра 15. Регул тор проходного сечени  20 включает жиклер 28 и иглу 29, причем последн   имеет цилиндрическую 30 и коническую 31 части. Нагнетающий 16 и откачиваюший 17 трубопроводы гидронасоса 18 соединены дополнительным перепу .лым трубопроводом 32 с регулировочным вентилем 33. Установка работает следуюш,им образом. Возбудители вертикальных колебений 5, установленные на станине 1, через толкатели 6 и горизонтальные опоры 7 передают вертикальные колебани  на конические шейки 8. Благодар  установке конических шеек 6 на колесных парах 9 с воаможностью вращени , модель 3 под действием возбудител  продольных колебаний 2 перекатываетс  на конических шейках 8 по горизонтальным опорам 7 толкателей 6. Реакцией на упом нутое воздействие возбудителей продольных колебаний 2  вл етс  сила сопротивлени , возникающа  в гидроцилиндре 15 и передаваема  на рычаги 11, смонтированные на грузах 10. При отсутствии продольных возмущений перепад давлений, поддерживаемый между полост ми гидроцилиндра 15 гидронасосом 18, обеспечивает посто нное усилие, передаваемое от поршн  14 через шток 13 и двуплечий рычаг 12 на рычаг 11. режим соответствует движению локомотива при посто нной величине силы сцеплени , т. е. при некоторой посто нной скорости скольжени  колес относительно рельсов. В эксплуатационных услови х возрастание силы сцеплени  с увеличением скорости скольжени  имеет место до некоторой величины , после которой сила сцеплени  начинает падать. Моделирование подающего участка характеристики осуществл етс  с помощью датчика 24 скорости перемещени  штока гидроцилиндра 15 и перепускного трубопровода 19 с регул тором проходного сечени  20. Принцип действи  датчика основан на зависимости величины перепада давлений между полост ми цилиндра 25, а следовательно И величины перемещени  штока 21, закрепленного на мембране 23, от скорости перемещени  поршн  26, имеющего калиброванные отверсти  27. Если при движении влево скорость поршн  14 превышает некоторое значение, в сечение жиклера 28 входит коническа  часть 31 иглы 29 и при дальнейшем увеличении скорости порщн  14 перепад давлений в ци линдре 15 будет падать, а характеристика будет иметь вид ветви. Дл  того чтобы имитировать изменение коэффициента сцеплени  достаточно помен ть проходное сечение вентил  33 перепускного трубопровода 32. С помощью длинорегулирующей муфты 22 можно измен ть значение скорости перехода на подающую характеристику, что равносильно изменению коэффициента т ги на реальном локомотиве. Таким образом, описанна  установка позвол ет имитировать реальную зависимость силы сцеплени  от величины скольжени  колес относительно рельса и при этом мен ть коэффициент сцеплени  и коэффициент т ги, что позвол ет исследовать т говые и динамические качества локомотивов на модел х в услови х, близких к эксплуатационным. Формула изобретени  Установка дл  динамических и т говых испытаний модели локомотива, содержаща  массивную станину, несущую возбудители горизонтальных и вертикальных колебаний, штоки которых сопр жены с коническими шейками осей модели локомотива, отличающа с  тем, что, с целью максимального приближени  условий испытаний к эксплуатационным , установка снабжена р дом горизонтально расположенных гидравлических цилиндров с регулируемой обратной св зью, шток каждого из которых посредством двуплечего рычага, серединой шарнирно закрепленного к станине, св зан с элементом модели локомотива, при этом штоки возбудителей вертикальных колебаний снабжены горизонтальными опорами дл  конических шеек осей модели локомотива. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 590637, кл. G 01 М 17/00, 19.05.76 ( прототип).This invention relates to devices for studying the tractive and dynamic characteristics of locomotive models. A known installation for dynamic testing of a locomotive model contains a massive frame that carries horizontal and vertical oscillation pathogens, the rods of which are coupled with the conical necks of the axes of the locomotive model 1. However, this installation has a number of disadvantages, the main one of which is an almost rigid longitudinal connection models with a frame that does not correspond to real conditions, since the adhesion force, i.e. the longitudinal reaction of the frame to the model, should vary depending on the relative slip speed of the collar and a rail. The purpose of the invention is the maximum approximation of test conditions to operational ones. The goal is achieved in that the installation is equipped with a series of horizontally positioned hydraulic cylinders with adjustable feedback, the stem of each of which is connected with an element of the locomotive model by means of a two-arm lever mid-hinged to the frame. In this case, the rods of the causative agents of vertical oscillations are provided with horizontal supports for the LLI of the conical necks of the axes of the locomotive model. FIG. 1 shows a general view of the installation described; in fig. 2 - kinematic installation diagram. On the massive bed 1, a longitudinal oscillation pathogen 2, associated with model 3 of the locomotive Shtanga 4, and pathogens of vertical oscillations 5 are located, which are connected with the rotary mechanisms through tappets 6 with horizontal supports 7 and conical necks 8 mounted on the wheel pairs 9 model 3 locomotive. Model 3 has weights 10, imitating traction motors, with downwardly directed levers 11, each of which is connected to the rod 13 of the piston 14 of a horizontal cylinder 15 fixed to the base 1 of the hydraulic cylinder 15, to which the pressure 16 and pumping out 17 pipelines are attached hydraulic pump 18 interconnected by bypass pipe 19, including a bore adjuster 20, connected by means of a rod 21 and a long-regulating coupling 22 to the diaphragm 23 of the displacement speed sensor 24 hydraulic cylinder rod 15. Sensor 24, located on the same axis with the hydraulic cylinder 15 and mounted on the frame 1, is made in the form of a cylinder 25 filled with liquid with a membrane 23 at the end and a piston 26 having calibrated orifices 27. The piston 26 is connected with the rod 13 of the hydraulic cylinder 15 Regulator bore 20 includes a nozzle 28 and the needle 29, the latter having a cylindrical 30 and a conical 31 parts. Forcing 16 and pumping out 17 the pipelines of the hydraulic pump 18 are connected by an additional pipe 32 to the adjusting valve 33. The installation works in the following way. The vertical vibration exciters 5, mounted on the base 1, through the pushers 6 and the horizontal supports 7 transmit vertical vibrations to the conical necks 8. By installing the conical necks 6 on the wheel pairs 9 with the possibility of rotation, the model 3 under the action of the longitudinal oscillation exciter 2 rolls on the conical necks 8 on the horizontal supports 7 of the pushers 6. The reaction to the said effect of longitudinal oscillation pathogens 2 is the resistance force that occurs in the hydraulic cylinder 15 and is transmitted to the levers 11, cm rigged on loads 10. In the absence of longitudinal perturbations, the pressure drop maintained between the cavities of the hydraulic cylinder 15 by the hydraulic pump 18 provides a constant force transmitted from the piston 14 through the rod 13 and two shoulders lever 12 to the lever 11. the mode corresponds to the movement of the locomotive at a constant force adhesion, i.e., at a certain constant speed of wheel slip relative to the rails. Under operating conditions, an increase in the adhesion force with an increase in the sliding speed occurs to a certain value, after which the adhesion force begins to fall. The simulation of the feed section of the characteristic is carried out using the sensor 24 for the speed of movement of the hydraulic cylinder 15 rod and the bypass pipeline 19 with the bore section regulator 20. The principle of the sensor is based on the dependence of the differential pressure between the cylinder 25 and therefore the movement of the rod 21 fixed on the membrane 23, on the speed of movement of the piston 26 having calibrated orifices 27. If, when moving to the left, the speed of the piston 14 exceeds a certain value, in the section of the orifice 28 Odita conical portion 31 of needle 29 and with a further increase in speed porschn pressure drop of 14 of the cylinder 15 will fall and characteristics will have the form branches. In order to simulate a change in the coefficient of adhesion, it is enough to change the flow area of the valve 33 of the overflow pipe 32. Using the long-adjustment clutch 22, you can change the value of the transition rate to the feed characteristic, which is equivalent to a change in the coefficient of throttle on a real locomotive. Thus, the installation described makes it possible to simulate the real dependence of the traction force on the amount of wheel slip relative to the rail and, at the same time, to change the traction coefficient and traction coefficient, which makes it possible to investigate the traction and dynamic qualities of locomotives on models in conditions close to operational . An apparatus for dynamic and tractive testing of a locomotive model comprising a massive frame carrying horizontal and vertical oscillation pathogens, the rods of which are coupled with the conical necks of the axes of the locomotive model, in order to maximize the test conditions to operational ones equipped with a series of horizontally arranged hydraulic cylinders with adjustable feedback, the stem of each of which is by means of a two-armed lever, hinged at the middle to lennogo frame, associated with the element pattern of the locomotive, while the vertical oscillations of pathogens rods are provided with horizontal supports for the conical journals of axles of the locomotive model. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR Author's Certificate No. 590637, cl. G 01 M 17/00, 19.05.76 (prototype). иг.1ig.1 Фиг. I 79 о/ 28 23 го // /FIG. I 79 o / 28 23 th // /