10.04.2015
216.013.3c41

ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ И МОНТАЖНЫЙ СТЕНД

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002546913
Дата охранного документа
10.04.2015
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Стенд содержит держатели (2, 3, 4, 5) измерительных устройств, расположенные на несущей конструкции (1) под тележкой (12), средства (6, 7) для генерации и передачи сил, подаваемых для моделирования обусловленных эксплуатацией состояний нагрузки на тележку (12), стоящую колесами (13, 14, 15, 16) в опорных точках (8, 9, 10, 11) на держателях измерительных устройств, измерительные устройства для регистрации воздействия, вызванного смоделированными состояниями нагрузки на тележке и/или в опорных точках ее колес, а также по меньшей мере один анализатор для обработки значений измерения, зарегистрированных измерительными устройствами, и элементы управления. Для моделирования состояний нагрузки для тележки на стенде расположен двигатель (6) и средства для преобразования крутящего момента, создаваемого двигателем, в силу тяги, воздействующую на тележку в направлении к несущей конструкции. Стенд выполнен как мобильный и компактный блок. Помимо по меньшей мере одного анализатора и элементов управления, по меньшей мере, все остальные названные выше элементы стенда, включая двигатель и средства, преобразующие его крутящий момент в силу тяги, расположены на несущей конструкции, выполненной в форме рамочной станины. Уменьшаются габариты стенда. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к испытательному стенду для испытания тележек рельсового транспорта, который является также монтажным стендом для демонтажа и установки конструктивных узлов соответствующих тележек.

Изобретение относится к испытательному стенду для испытания тележек рельсового транспорта, который является также монтажным стендом для демонтажа и установки конструктивных узлов соответствующих тележек.

Как в связи с конструкцией тележек и конструкцией рельсового транспорта или вагонов или вагонеток, в которых используются соответствующие тележки, так и для их технического обслуживания и контроля необходимо определять под нагрузкой опорные силы колес, высоту тележки и иные параметры тележек. Для этого используются специальные испытательные стенды для тележек. Посредством таких испытательных стендов моделируются силы, воздействующие на соответствующую тележку за счет силы тяжести кузова и на основании различных состояний нагрузки, обусловленных эксплуатацией.

Для этой цели на указанных испытательных стендах для тележек соответствующие силы подаются на не смонтированную тележку и с помощью специальных измерительных устройств и по меньшей мере одного анализатора, обрабатывающего данные измерительных устройств, определяются возникающие в результате параметры, в частности, такие, как опорные силы колес, которые колеса оказывают на рельсы. На известных испытательных стендах для тележек соответствующая еще не смонтированная тележка поднимается или закатывается на измерительный путь, который расположен на основании пути и опирается на несущую конструкцию, установленную на грунт, с предусмотренным общим фундаментом. На обоих рельсах измерительного пути расположена соответственно по меньшей мере одна измерительная камера с по меньшей мере одним измерительным устройством. Измерение опорных сил колес при этом, как правило, выполняется посредством использования срезных стержней, расположенных в измерительных камерах.

В вариантах испытательных стендов для тележек такого типа, расположенных под полом кузова, основание пути, несущее измерительный путь, и соответствующая несущая конструкция расположены в осмотровой канаве. Для подачи сил, необходимых для измерений, над осмотровой канавой расположен хомут для передачи нагрузки, который закреплен на опорных мачтах, установленных по обеим сторонам осмотровой канавы, и образует с ними портал, перекрывающий осмотровую канаву. Посредством соответствующих устройств, расположенных на этом портале, силы, служащие для моделирования различных ситуаций нагрузки, подаются сверху на соответственно испытываемую тележку. Для позиционирования в ходе испытательного процесса соответствующая тележка поднимается на подъездной путь, расположенный перед и/или за измерительным путем, и с него затягивается или сталкивается на измерительный путь в собственно положение измерения под порталом. Поскольку портал с хомутом для передачи нагрузки подвешен над измерительным путем, невозможно поднять тележку непосредственно на измерительный путь.

Кроме того, варианты известных испытательных стендов для тележек, расположенных под полом кузова, имеют принципиально одинаковую конструкцию. Их преимущество заключается в том, что тележки во время испытания находятся на рабочей высоте для лиц, выполняющих испытание. Однако при этом необходимо статически фиксировать основание измерительного пути и его несущую конструкцию посредством дорогостоящего фундамента. Кроме того, при таком варианте необходим по меньшей мере один подъездной участок до или за измерительным путем. Он выполнен в форме загрузочного или ножничного подъемного стола, по которому поворотный стол затягивается или сталкивается на измерительный путь. В отношении требования соответствующих подъездных участков и конструктивного пространства, необходимого для порта, испытательные стенды для тележек вышеназванного типа имеют значительные габариты, поэтому они выполнены стационарными.

Для операторов небольших транспортных парков из соображений затрат установка соответствующего испытательного стенда для тележек в своих мастерских и ремонтных приспособлениях невозможна. Поэтому они должны поручать выполнение необходимых испытаний тележек другим фирмам на их установках. Однако часто это связано с ожиданием и обуславливает тот факт, что предприятия вынуждены поддерживать избыточное количество вагонов или вагонеток с тележками, что ведет к увеличению издержек. Поэтому желательно создать более гибкие решения, которые обеспечили бы предприятиям возможность краткосрочного проведения испытаний используемых ими тележек, причем для этого им самим не требовалось бы поддерживать затратоемкую технику. При этом, из соображений логистики, также было бы предпочтительно, если бы испытание можно было выполнять на месте в соответствующем предприятии. На основании уже упоминавших конструктивных габаритов и затрат, необходимых для статически надежной конструкции, в принципе, невозможно перемещать испытательные стенды для тележек ранее описанного типа, чтобы, например, обеспечивать предприятиям испытания их техники на месте. Это относится, в частности, в отношении требования локального перемещения портала с хомутом для подачи нагрузки, а также для вариантов размещения таких испытательных стендов под полом кузова. К тому же подобные испытательные стенды являются высокочувствительными устройствами с точки зрения измерительной техники, калибровку узлов которых для измерений в случае перемещения необходимо выполнять заново с большими затратами.

Испытательный стенд, разработанный заявителем, который выполнен в соответствии с описанным ранее уровнем техники, наглядно представляется на фиг.3. Кроме того, из US 4,793,047 известно сравнимое устройство для юстировки распределения веса на асимметричной трехосной тележке локомотива. Для определения имеющегося распределения веса на тележку по четырем точкам приложения нагрузки одновременно подается воздействующая сверху сила давления. Точки приложения нагрузки располагаются соответственно между двумя осями по обеим сторонам тележки, при этом соответственно предусмотренные на одной стороне тележки средства для подачи нагрузки на точки приложения нагрузки соответствующей стороны соединены друг с другом посредством траверсы. Это устройство также имеет конструкцию типа портала, которая обуславливает его существенные конструктивные габариты и не приспособлена для эксплуатации на различных местах использования.

Задача изобретения заключается в том, чтобы предоставить более гибкое решение для испытания тележек рельсового транспорта по сравнению с уровнем техники.

Для этого необходимо представить испытательный стенд для испытания тележек рельсового транспорта, который может использоваться также как монтажный стенд для демонтажа и установки конструктивных узлов соответствующих тележек. Кроме того, соответствующий испытательный и монтажный стенд должен, по сравнению с решениями для испытательных стендов для тележек, известными по уровню техники, требовать меньшее конструктивное пространство.

Испытательный и монтажный стенд для тележек, решающий поставленную задачу, характеризуется независимым пунктом формулы. Предпочтительные варианты исполнения или усовершенствования изобретения указаны в соответствующих зависимых пунктах.

Как известно из уровня техники, для испытания тележек, решающих эту задачу, нагрузки, возникающие на тележке во время ее использования по назначению, моделируются на выполненном для этого испытательном стенде на еще не смонтированной тележке. Для этого на тележку подаются силы, возникающие на тележке при ее использовании по назначению, вызванные силой тяжести кузова и нагрузками, обусловленными эксплуатацией. Действие этих состояний нагрузки на тележку и/или на путь описывается посредством значений измерений, полученных от измерительных приборов испытательного стенда и обработанных вычислительной техникой. Согласно изобретению, в отличие от известного уровня техники, силы, служащие для моделирования состояний нагрузки, подаются не как силы давления сверху на испытываемую тележку. Соответствующая сила, подаваемая на испытываемую тележку для моделирования состояния эксплуатации, применяется как сила тяги, захватывающая непосредственно соответствующую тележку или элемент испытательного стенда, прилегающий непосредственно к этой тележке.

Описанный подход, а значит измененный по сравнению с уровнем техники тип подачи сил на испытываемую тележку, позволяет выполнять стенд для испытания тележек очень компактным и занимающим минимальное место. За основу взята принципиальная идея, что силы давления, возникающие на тележке при ее использовании по назначению, в целях испытания можно моделировать за счет силы тяги, одинаковой по величине, действующей с противоположного направления.

В соответствии с возможными формами осуществления изобретения, посредством измерительных устройств, расположенных соответственно в держателе измерительных устройств испытательного стенда, определяются соответственно воздействующие посредством тележки на путь опорные силы колеса или нагрузки на ось при соответственно смоделированных эксплуатационных условиях.

Кроме того, способ испытаний может включать в себя определение соответствующей высоты тележки при различных состояниях нагрузки. При этом высота тележки, как известно из уровня техники, определяется как расстояние между маркировкой на тележке и верхней кромкой головки рельса пути. Это расстояние или высоту тележки можно определить, например, посредством оптических сенсоров, расположенных на соответственно выполненном испытательном стенде.

Кроме того, можно под воздействием сил нагрузки на тележку, то есть согласно принципиальной изобретательской мысли, при воздействии соответствующих сил тяги, определить параллельность колесных центров относительно оси и/или параллельность осей тележки. Для этого предпочтительным образом используются оптические сенсоры.

Как уже объяснялось вначале, сила, служащая для моделирования состояния нагрузки, может сцепляться непосредственно с тележкой или опосредованно через дополнительный элемент на ней. Согласно возможному варианту способа, при котором сила воздействует непосредственно на тележку, соответствующая сила тяги захватывает по направлению пути верхнюю сторону подпятника тележки. Для этого передающий силу тяги элемент проводится насквозь через подпятник и закрепляется на его верхней стороне.

Другой вариант способа относится, в частности, к испытанию тележек, которые оснащены пневматическими рессорами или ползунами. При этом соответствующая сила тяги по направлению пути захватывает по центру нижней стороны хомут, который между двумя осями тележки по центру прилегает к его пневматическим рессорам или ползунам. Посредством хомута могут моделироваться как равномерная подача силы на обеих наружных сторонах тележки, так и ассиметричная нагрузка.

Испытательный и монтажный стенд для тележек рельсового транспорта оснащен держателями измерительных устройств, расположенных на несущей конструкции под испытываемой тележкой, средствами для производства и передачи сил для моделирования состояний нагрузки, обусловленных эксплуатацией, на еще не смонтированную, отпозиционированную своими колесами на точки опоры измерительного держателя тележку, измерительными устройствами для регистрации воздействий, вызываемых смоделированными состояниями нагрузки на тележке и/или на точках опор ее колес, а также, по меньшей мере, одним анализатором и элементами управления.

Согласно изобретению соответствующий испытательный и монтажный стенд выполнен таким образом, что на нем для моделирования состояний нагрузки для тележки расположен, по меньшей мере, один двигатель и средства для преобразования созданного двигателем крутящего момента в силу тяги, воздействующую на тележку в направлении к несущей конструкции.

При этом предпочтительным образом, двигатель для генерации сил, моделирующих состояния нагрузки, расположен ниже уровня опорных точек колес тележки.

Кроме того, без значительного увеличения затрат на преобразование крутящего момента двигателя в соответственно необходимую силу тяги и с точки зрения компактности конструкции, в принципе, также возможно расположение двигателя, примерно, на высоте опорных точек тележки.

В любом случае основная идея изобретения заключается в том, чтобы сместить вниз средства для генерации силы давления, служащей для моделирования, расположенные в обычных известных испытательных стендах над измерительным путем, а это значит над тележкой и ее опорными точками колес, в или на портале, но при этом расположить их преимущественным образом ниже уровня опорных точек колес и с их помощью применять соответственно необходимую силу как силу тяги. За счет этого получают компактную конструкцию испытательного и монтажного стенда, которая позволяет отказаться от расположения дополнительного портала, закрепляемого на полу по обеим сторонам испытательного стенда. Благодаря описанной компактной конструкции, можно реализовать занимающие очень мало места испытательные или монтажные стенды. Кроме того, предлагаемое устройство позволяет выполнить подобный испытательный и монтажный стенд мобильным. Поэтому в соответствии одной предпочтительной форме осуществления изобретения, при необходимости, несмотря на по меньшей мере один анализатор и элементы управления, все выше названные элементы испытательного и монтажного стенда, включая двигатель и средства, преобразующие его крутящий момент в силу тяги, захватывающую испытываемую тележку, расположены на рамочной станине. Подобная рамочная станина и элементы, расположенные на ней для реализации функций испытания, образуют компактный блок, который можно погрузить без необходимости демонтажа элементов испытательного стенда и переместить на место использования. Вследствие интегрального осуществления этого блока, на месте использования не требуется выполнять достаточно объемные работы по юстировке или калибровке, такие как, прежде всего, настройка измерительных устройств. Более того, система, в принципе, сразу же готова к работе. Необходимые для дальнейшего анализа значений измерений, полученных от измерительных устройств, и возможные модули управления также могут быть установлены непосредственно на компактном блоке или быть просто связаны на месте использования посредством соответствующих предусмотренных на блоке интерфейсов, предпочтительным образом стандартных интерфейсов или посредством системы шин с остальными электрическими или электронными компонентами блока.

Прежде всего, при выполнении испытательного и монтажного стенда в виде мобильного блока, он выполнен таким образом, что уровень опорных точек колес испытываемой тележки расположен на рабочей высоте стоящего оператора, когда рамочная станина стоит на полу. Благодаря этому можно выполнять все процессы управления для испытания тележки в рабочем положении, удобном для оператора. При этом в своем качестве монтажного стенда устройство также позволяет комфортно выполнять демонтаж и установку или соответствующую регулировку конструктивных узлов тележки, которые можно демонтировать /устанавливать или регулировать только под нагрузкой.

Для преобразования крутящего момента двигателя, генерирующего силы для моделирования условий нагрузки в соответствующую силу тяги, то есть для преобразования вращательного движения двигателя в линейное движущееся движение, имеются различные возможности. В соответствии с формой осуществления изобретения вращательное движение вала двигателя преобразуется механизмом, изменяющим направление, в линейное движение, которое передается на тележку посредством тяги или тягового шпинделя, соединяемого с механизмом, изменяющим направление, и с тележкой, стоящей на несущей конструкции испытательного и монтажного стенда.

Кроме того, для преобразования вращательного движения в линейное движение возможно использование по меньшей мере одного тягового троса и направляющих роликов.

Еще одна возможность обеспечивается за счет использования по меньшей мере одного гидравлического цилиндра, приводимого двигателем.

Предлагаемый испытательный и монтажный стенд предпочтительным образом усовершенствован таким образом, что расстояние между опорными точками или держателем измерительных приборов может регулироваться посредством приводимых двигателей или вручную шпинделями в соответствии с шириной колеи и межосевым расстоянием испытываемой тележки.

Расположенные на испытательном и монтажном стенде измерительные устройства включают в себя предпочтительным образом, по меньшей мере, позиционируемые под колесами испытываемой тележки измерительные камеры, в которых расположены срезные стержни для регистрации опорных сил колес, воздействующих на путь за счет колес при использовании тележки по назначению.

Уже неоднократно упоминавшиеся держатели измерительных устройств с измерительными камерами, предпочтительным образом расположенными в них для регистрации опорных сил колес, как известно из уровня техники, могут быть расположены в или на рельсах измерительного пути.

Но в одной особенно предпочтительной форме осуществления изобретения держатели измерительных приборов выполнены как призматические крепления, смещаемые и позиционируемые в соответствии с межосевым расстоянием испытываемой тележки.

Предпочтительным образом эти призматические крепления выполнены как пары роликов, благодаря чему можно приводить колеса тележки без ее перемещения. При этом колеса приводятся посредством двигателя, используемого для генерации сил, моделирующих состояния нагрузки, с помощью соответствующей коробки передач или с помощью одного или нескольких дополнительных двигателей, расположенных на испытательном и монтажном стенде.

Далее отдельные аспекты изобретения будут объяснены со ссылками на чертежи, при этом на одном из чертежей для сравнения представлен испытательный стенд, известный из уровня техники. На чертежах, в частности, показаны:

Фиг.1: пример осуществления предлагаемого испытательного и монтажного стенда.

Фиг.2: держатель измерительных устройств испытательного и монтажного стенда согласно фиг.1.

Фиг.3: испытательный стенд для тележек, известный из уровня техники.

На фиг.3 показан испытательный стенд для тележек рельсового транспорта, как он известен по представленному в начале описания уровню техники. Чертеж относится к варианту такого испытательного стенда для крепления под полом кузова, который показан на чертеже без необходимого загрузочного или ножничного подъемного стола. Самые существенные элементы этого испытательного стенда: измерительный путь 20 с расположенными на нем держателями 2, 3, 4, 5 измерительных устройств и портал с хомутом для подачи нагрузки, проходящим поперек над измерительным путем.

Измерительный путь 20 и портал 23 с хомутом для подачи нагрузки установлены на общую несущую конструкцию. На обоих рельсах измерительного пути расположено по два держателя 2, 3, 4, 5 измерительных устройств, в которых соответственно выполнена одна измерительная камера со срезанными стержневыми элементами для определения опорных сил колес. Для моделирования сил, возникающих во время эксплуатации, на тележку (на чертеже не показано), которая позиционируется на измерительном пути 20, подаются силы посредством средств, расположенных для этого на хомуте для подачи нагрузки портала 23. Силы, сгенерированные посредством соответствующих агрегатов на хомуте для подачи нагрузки, прилагаются сверху как силы давления. Воздействия, возникающие на основании этих смоделированных нагрузок на тележку и/или находящийся под ней измерительный путь, регистрируются посредством измерительных устройств, расположенных в держателях 2, 3, 4, 5 измерительных устройств. На чертеже видно, что испытываемая тележка не может быть поднята непосредственно в испытательный стенд из-за расположенного над измерительным путем 20 портала 23. Более того, тележку необходимо затягивать на измерительный путь 20, как уже объяснялось, посредством загрузочного или ножничного подъемного стола. За счет этого, а также за счет портала 23 соответствующей ширины и высоты, испытательный стенд имеет значительные конструктивные размеры, которые обуславливают существенную занимаемую площадь. Если попробовать рассмотреть представленный вариант крепления под полом кузова как мобильный, дополняемый только соответствующим загрузочным или ножничным подъемным столом блок, то сразу же становится ясно, что погрузка и транспортировка такого блока существенно затруднена конструктивной формой, оснащенной порталом 23, или требует частичного демонтажа испытательного стенда. Последнее названное обстоятельство связано с тем, что испытательный стенд следует сначала снова смонтировать на месте использования, а затем выполнить его калибровку.

На фиг.1 показана возможная форма осуществления предлагаемого испытательного и монтажного стенда. Следуя основной изобретательской мысли, здесь средства для генерации сил, моделирующих состояния нагрузки, и элементов для их передачи на испытываемую тележку, смещены вниз. Для этого ниже уровня опорных точек 8, 9, 10, 11 колес тележки 12 расположен двигатель 6, генерирующий соответствующие силы. Его крутящий момент, снимаемый с вала двигателя (на чертеже не показан), передается посредством механизма, изменяющего направление (на чертеже не показан), на тягу 7. Тяга 7 проведена через подпятник 19 испытываемой, отпозиционированной на стенде тележки 12 и закреплена на нем. Вращательное движение двигателя 6, преобразованное посредством механизма, изменяющего направление, в линейное движение, генерирует силу, которая посредством тяги 7 на основании своего крепления на тележке 12 захватывает подпятник 19 как сила тяги. Колеса 13, 14, 15, 16 тележки 12 отпозиционированы на парах роликов, в виде которых выполнены держатели 2, 3, 4, 5 измерительных устройств, которые принимают соответственно одну измерительную камеру с по меньшей мере одним расположенным в ней срезанным стержнем. Посредством измерительного устройства по форме срезанных стержней известным способом можно определять опорные силы колес, которые возникают при различных смоделированных соответствующими силами тяги состояниях нагрузки.

Держатели 2, 3, 4, 5 измерительных устройств или пары роликов могут смещаться или позиционироваться посредством дополнительных расположенных на стенде двигателей 21, 22 относительно межосевого расстояния и ширины колеи испытываемой тележки 12. Все основные элементы испытательного стенда, а именно расположенные в держателях 2, 3, 4, 5, выполненных в форме пар роликов, измерительные устройства, средства, служащие для позиционирования держателей 2, 3, 4, 5 измерительных устройств, а также двигатель 6 для генерации и тяга 7 для передачи сил, моделирующих состояния нагрузки, как видно на фигуре, расположены на компактной рамочной станине 1. При этом соответствующая рамочная станина 1 имеет такие размеры, что уровень опорных точек 8, 9, 10, 11 колес находится на рабочей высоте стоящего оператора. Благодаря этому, наряду с работами по проведению испытаний, также можно очень удобно выполнять работы по монтажу или регулировке на тележке 12.

Все устройство при необходимости может быть дополнено не показанными на чертежах электрическими или электронными блоками для управления и обработки вычислительной техникой значений измерения, полученных посредством измерительных устройств. Соответствующие блоки также могут при необходимости соединяться в форме выносного пульта управления посредством стандартных интерфейсов с электрическими или электронными элементами, в частности, с двигателем 6, управляемым в соответствии с моделируемыми состояниями нагрузки, и измерительными устройствами измерительного стенда. На чертеже видно, что испытательный и монтажный стенд в такой компактной форме осуществления может использоваться как мобильная единица, которая может сравнительно легко загружаться и доставляться для испытания тележек 12 к владельцу соответствующего рельсового транспорта, а также практически сразу же вводиться в эксплуатацию на месте без больших затрат.

На фиг.2 показана деталь испытательного и монтажного стенда по фиг.1. На фиг.2 показан держатель 2 измерительных устройств, выполненный в форме пары роликов, и отпозиционированное на нем колесо 13 тележки 12. Посредством двух роликов пары роликов можно приводить соответствующее колесо 13 или ось 17, 18 тележки 12, благодаря чему, например, можно измерить и проверить биение колесных шин.

Список ссылочных позиций

1 несущая конструкция, например, рамочная станина

2, 3, 4, 5 держатели измерительных устройств

6 двигатель

7 тяга или тяговый шпиндель

8, 9, 10, 11 опорные точки

12 тележка

13, 14,15, 16 колесо

17, 18 ось

19 подпятник

20 измерительный путь

21, 22 двигатель

23 портал


ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ И МОНТАЖНЫЙ СТЕНД
ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ И МОНТАЖНЫЙ СТЕНД
ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ И МОНТАЖНЫЙ СТЕНД
Источник поступления информации: Роспатент

Похожие РИД в системе