Контрольноиспытательные станции железнодорожного транспорта (стр. 2 из 24)

(барабанный) испытательный стенд

· Стенды–копры для снятия характеристик и для ударных испытаний поглощающих аппаратов автосцепки. При нанесении одиночных и повторных ударов на них можно измерять также энергоемкость поглощающих аппаратов и определять их силовые характеристики.

· Стенды–горки для испытания натурных вагонов на соударение с целью уточнения расчетных схем нагружения элементов вагона при их динамическом взаимодействии в продольной плоскости и отработки характеристик поглощающих аппаратов автосцепки.

Катковый испытательный стенд обычно располагается в отдельно расположенном и специально оборудованном помещении (рис. 1.2) с железнодорожным путем, снабженный массивным виброизолированным фундаментом и мощным приводом в виде колёсомоторных блоков (КМБ) 1.

Рис. 1.3 Виды дефектов на поверхности катания:

1- уширение обода, дефект фаски; 2- неравномерный наплыв на фаску; 3- местное уширение дорожки качения; 4- закатавшийся ползун; 5 - закатавшийся навар;

6 - небраковочные дефекты

На КМБ устанавливается испытываемый вагон 4 и соединяется через автосцепку со стойкой 3 стенда. Возмущения, передаваемые на колесные пары вагона 2, создаются в основном специальными неровностями различного вида (рис. 1.3), сделанными на КМБ и на колесных парах испытываемого вагона, а также дополнительно электрогидравлическими устройствами с программным управлением. Катковые стенды позволяют имитировать движение вагонов со скоростями до 250 км/ч и воспроизводить условия испытаний, близкие к эксплуатационным. Жесткость железнодорожного пути имитируется резиновыми прокладками между корпусами букс и их опорами.

Рис. 1.4 Принципиальная схема стенда для испытания рессорного подвешивания

Технология испытаний состоит в том, что в зависимости от целей катковым стендом воспроизводятся возмущающие воздействия и измеряются необходимые характеристики.

Измерительные приборы устанавливаются на вагоне и соединяются с регистрирующей аппаратурой (магнитографы, измерительными и анализирующей аппарату-

рой на базе цифровой техники) или с измерительно-вычислительным комплексом, расположенном в отдельном помещении.

На рис. 1.4 представлена принципиальная схема стенда для испытания и проверки расчетных характеристик буксового рессорного подвешивания. На раме 1 стенда установлены пульт управления 2 и фиксирующее устройство 3 тележки 4. Колесную пару с испытываемым буксовым рессорным подвешиванием устанавливают на поднимающийся участок рельса 5, который через измерительное устройство 6 опирается на домкрат 7.

Под воздействием домкрата периодически нагружается и разгружается испытываемый буксовый комплект с одновременной записью на измерительном устройстве 6 диаграммы «нагруз-

ка–деформация», по которой определяются жесткость пружин и силы трения фрикционного кли нового гасителя колебаний в буксовом подвешивании.

Рис. 1.5 Петля гистерезиса рессорного комплекта

При испытании включается в работу домкрат 4 и одновременно записывается диаграмма «нагрузка–деформация» рессорного комплекта, по которой определяются жесткость рессорного ком-

плекта и сила трения, создаваемая фрикционным гасителем колебаний при нагружении и разгружении рессорного комплекта (рис. 1.5). Полученные результаты измерения сопоставляются с расчетными величинами.

Рис. 1.6 Принципиальная

схема стенда для испыта-ния центрального рессорного под-

вешивания

тележки

Для испытанияцентрального рессорного подвешивания грузовой те-лежки можно применять стенд, принципиальная схемакоторого показана на рис. 1.6. На раме 1 стенда располо-жены пульт управления 2, записывающее устройство 3и электрический домкрат 4, на штоке 5 которого уста-новлен измеритель 6 нажимного усилия, создаваемогодомкратом, и центрирующее приспособление с пятником для посадки его на подпятник надрессорной балки тележки 7.

Для более полной оценки работы фрикционных клиновых гасителей колебаний грузовой тележки можно применять стенд, принципиальная схема которого показана на рис. 1.7.

Рис. 1.7 Принципиальная схема стенда для испытания клинового гасителя

колебаний

Каретка 1 стенда, в которой размещается рессорный комплект 2 с фрикционным клиновым гасителем колебаний, обеспечивает вынужденные поперечные перемещения фрикционных клиньев гасителя колебаний с амплитудой 210 мм и частотой 1,0-5,0 Гц. Одновременное движение фрикционного клина в вертикальном и горизонтальном поперечном направлении исследуется при свободных ко-

лебаниях массы 3, имитирующей массу кузова вагона, с частотой 2-2,5 Гц. Имитация воздействия железнодорожного пути производится через каток 4 и толкатель 5. Стрелками на рис. 4 показано перекрестное движение фрикционного клина гасителя колебаний.

Сила трения, создаваемая гасителем колебаний в вертикальном направлении в зависимости от частоты поперечных перемещений фрикционного клина, определяется по декременту затухания свободных колебаний системы.

При проектировании новых конструкций вагонов возникает необходимость определения закона распределения напряжений опытным путем, когда полной конструкции вагона еще не имеется. В этом случае испытания проводят в лабораторных условиях на стендах, применяя уменьшенные модели конструкции вагона в целом или его отдельных узлов и элементов, выполненных с использованием теории подобия. Испытания на моделях позволяют значительно сократить затраты при проектировании новых конструкций вагонов и сократить время на созда ние опытного образца вагона новой конструкции.

Силовое нагружение модели может производиться различными способами в зависимости от того, на действие какой силовой нагрузки испытывается модель элемента вагона. При действии только вертикальной нагрузки обычно используются специальные мерные грузы 4 определенной массы, имитирующие статическую и динамическую нагрузки. При исследовании модели элемента вагона на нагружение продольными растягивающими или сжимающими силами используются специальные гидравлические прессы.

Рис. 1.8 Принципиальная схема стенда испытаний тележек на вертикальные нагрузки

Для испытания элементов и деталей тележки вагона в натуральную величину под действием вертикальных сил применяются механические, электрические, гидравлические или пневматические стенды. На этих стендах производятся исследования прочности надрессорных балок, боковых балок рамы тележки, люлечных подвесок и других деталей.

Несущая рама 1 стенда (рис. 1.8) установлена на мощном фундаменте и снабжена передвижными опорами 2, на которые устанавливается испытываемая тележка 3, кото-

рая нагружается через измерительное устройство 4 для измерения прикладываемой к тележке вертикальной нагрузки с помощью пневматического, гидравлического или электрического нагрузочного устройства 5. Подобные стенды применяются также для исследования прочности отдельных деталей вагонов.

При исследовании динамической прочности отдельных узлов и деталей вагона на многократные повторные удары испытания можно проводить также на маятниковых копровых установках. При этих испытаниях производится оценка выносливости конструкции узлов и деталей вагона от воздействия полного комплекса ударных нагрузок, действующих на них в течение установленного полного срока службы вагона. Испытания при многократно повторяющихся ударных нагрузках производятся также при исследовании узлов и деталей вагонов, изготовленных из стали новых марок или других материалов. Эти испытания позволяют также оценить влияние климатических условий на прочность конструкции отдельных узлов вагона. Испытания проводятся при низких температурах в специальных холодильных камерах с охлаждением до -40…50°С.

Рис. 1.9 Схема копра для ударных испытаний единиц подвижного состава

Ударные маятниковые установки, применяемые для прочностных исследований, бывают одно- и двухмаятниковые. На рис. 1.9 показан одномаятниковый репетиционный ударный копер УКМ–1, предназначенный для одиночных или многократно повторяющихся ударов. Копер состоит из маятника 1 весом 8,0 т, подвешенного на подвесных тягах 2 к жесткой раме 3. Для возбуждения колеба-

ний маятника на раме копра установлен пневматический толкатель 4, шток которого шарнирно соединен с маятником. Испытываемый узел 5 устанавливается на раме 6, заделанной в железобетонный устой 7 тупика.

Поступающий в пневматический толкатель 4 сжатый воздух давит на его поршень, от ко торого усилие передается через шток на маятник, который при этом отклоняется от нижнего своего положения. При достижении маятником крайнего верхнего положения воздухораспределительный механизм прекращает подачу сжатого воздуха в рабочую полость цилиндра пневматического толкателя 4, а имеющийся там сжатый воздух выходит в атмосферу. Маятник 1 под действием силы тяжести, стремясь вернуться из крайнего верхнего отклоненного положения в нижнее, начинает двигаться в обратном направлении и в момент прохождения своего нижнего положения ударяет по испытываемому узлу. При этом маятник перемещает поршень толкателя 4 в первоначальное исходное положение. Одновременно с ударом маятника в испытываемый узел воздухораспределительный механизм срабатывает так, что сжатый воздух снова поступает в рабочую полость цилиндра толкателя 4.