СТЕНД ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ УДАРНЫХ РЕСУРСНЫХ ИСПЫТАНИЙ ВАГОНА

Полезная модель относится к стендам для испытания вагонов, а именно к стендам для ударных ресурсных испытаний.
Известен стенд - одномаятниковый, репетиционный ударный копер УКМ-1 для снятия характеристик и ударных испытаний поглощающих аппаратов автосцепки (Анисимов П.С.Испытания вагонов: Монография. - М.: Маршрут, 2004. - 11-13 с.). Стенд - копер состоит из маятника массой 8,0 т, подвешенного на подвесных тягах к жесткой раме. Для возбуждения колебаний маятника на раме стенда установлен пневматический толкатель, шток которого шарнирно соединен с маятником. Испытываемый узел, например, вагон, снабженный тензометрической автосцепкой, устанавливается на раме, заделанной в железобетонный устой тупика. Поступающий в пневматический толкатель сжатый воздух давит на его поршень, от которого 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, а имеющийся там сжатый воздух выходит в атмосферу. Маятник 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 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. После удара маятника в испытываемый узел вагона он отбрасывается из нижнего положения в верхнее под действием упругих сил,
возникающих в испытываемом узле вагона, и давления сжатого воздуха на поршень; и процесс работы копра повторяется с начала.
Недостатками данного устройства являются повышенные массогабаритные показатели за счет использования маятника с пневматическим толкателем.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является стенд для проведения ударных ресурсных испытаний вагона, выбранный в качестве прототипа (RU №57902, G01M 7/08, Б.И. №30 от 27.10.2006) Стенд для проведения ударных ресурсных испытаний вагона включает раму, заделанную в железобетонный устой тупика, и толкатель, состоящий из штока и поршня, на раме жестко закреплен стакан, с расположенными на краях ограничителями хода поршня, который расположен внутри стакана, на его внутренней поверхности боковой стенки жестко закреплены два электрода, один из которых соединен с выводом разрядника, второй вывод которого соединен с выводом конденсатора и отрицательным выводом трансформатно - выпрямительного блока, на который подается переменное напряжение, второй электрод подключен ко второму выводу конденсатора и положительному выводу трансформаторно-выпрямительного блока, при этом между поршнем и днищем стакана помещен жидкий рабочий агент. После разряда конденсатора между электродами возникает искровой разряд, порождающий сначала «быструю» ударную волну, а затем и «более медленную» парогазовую полость. Гидродинамический поток, вызванный расширением парогазовой полости, создает импульс силы, воздействующий на испытуемый грузовой вагон, значение которого регламентируется РД 24.050.37-90 «Вагоны грузовые и пассажирские. Методы испытаний на прочность и ходовые качества». - М.: ВНИИВ - ВНИИЖТ, 1990. - 37 с. и находится в диапазоне от 52,2 kH·с до 313,3 kH·с. При заданном значении силы взаимодействия на уровне F=3,5
МН необходимая длительность импульса составляет 0,01-0,09 с. В данном случае ударная волна, распространяющаяся со сверхзвуковой скоростью (Л.А.Юткин. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности. Л.: Машиностроение. 1986. С.11) играет негативную роль, т.к. она начинает воздействовать на поршень первой и сдвигает его к моменту прихода гидродинамического потока, в результате - расстояние, которое гидродинамический поток должен пройти, чтобы оказать силовое воздействие на поршень, увеличивается и поток из-за гидродинамического сопротивления жидкого рабочего агента к поршню приходит ослабленным. В результате отмеченного силовое воздействие гидродинамического потока на поршень уменьшается, что приводит к понижению КПД работы стенда.
Задачей настоящей полезной модели является повышение КПД работы стенда для проведения ударных ресурсных испытаний вагона, посредством использования для создания механического движения поршня гидродинамического потока.
Технический результат достигается тем, что в стенде для проведения ударных ресурсных испытаний вагона, включающем раму, заделанную в железобетонный устой тупика, и толкатель, состоящий из штока и поршня, на раме жестко закреплен стакан, с расположенными на краях ограничителями хода поршня, который расположен внутри стакана, на его внутренней поверхности боковой стенки жестко закреплены два электрода, один из которых соединен с выводом разрядника, второй вывод которого соединен с выводом конденсатора и отрицательным выводом трансформаторно-выпрямительного блока, второй электрод подключен ко второму выводу конденсатора и положительному выводу трансформаторно-выпрямительного блока, при этом между поршнем и днищем стакана помещен жидкий рабочий агент, стакан с внутренней стороны выполнен с выступами волнообразного профиля для гашения ударных волн в рабочей зоне между поршнем и электродами.
Предлагаемое устройство показано на чертеже.
Стенд для проведения ударных ресурсных испытаний вагона выглядит следующим образом: на раме 1, заделанной в железобетонный устой тупика, жестко закреплен стакан 2, внутри которого расположен толкатель, состоящий из штока 3 и поршня 4, на краях стакана 2 находятся ограничители хода 5 поршня 4. Между поршнем 4 и днищем стакана 2 помещен жидкий рабочий агент 6, например вода или раствор NaCl, стакан 2 с внутренней стороны выполнен с выступами 7 волнообразного профиля для гашения ударных волн. За выступами 7 расположены два электрода 8, один из которых соединен с выводом разрядника 9, второй вывод которого соединен с выводом конденсатора 10 и отрицательным выводом трансформатно-выпрямительного блока 11, второй электрод 8 подключен ко второму выводу конденсатора 10 и положительному выводу трансформаторно-выпрямительного блока 11. Шток 3 упирается в тензонометрическую автосцепку 12 вагона 13.
Работа устройства осуществляется следующим образом, пространство внутри стакана 2 через отверстие для электрода 8 заполняется жидким рабочим агентом 6, электрод 8 жестко закрепляется в стакане 2. На испытуемом вагоне 13 монтируется тензометрическая автосцепка 12. Вагон 13 подается на стенд. Шток 4 толкателя соединяется с тензонометрической автосцепкой 12. Поршень 4 толкателя задвигается внутрь стакана 2 до тех пор, пока жидкий рабочий агент 6, не заполнит все пространство. Через трансформаторно-выпрямительный блок 11, заряжается конденсатор 10, который после срабатывания разрядника 9 разряжается на электроды 8. В результате искрового разряда в жидком рабочем агенте 6 возникает быстрая ударная волна, которая, дойдя до выступов 7 волнообразного профиля для гашения ударных волн, частично демпфируется последними, и доходит до поршня 4 ослабленной, после чего, вследствие расширения парогазовой полости возникает медленно перемещающийся поток жидкого рабочего
агента 6, на который из-за его относительно малой скорости выступы 7 волнообразного профиля для гашения ударных волн практически не влияют. Указанный поток двигает поршень 4 толкателя до ограничительных выступов 5 на стакане 2. Через шток 3 толкателя удар передается на тензометрическую автосцепку 12 испытуемого вагона 13.
Как можно заметить, из-за того, что в предлагаемом устройстве воздействие быстрой ударной волны на поршень 4 значительно ослаблено, поршень 4 приводится в движение в основном гидродинамическим потоком, созданным более медленным гидродинамическим течением, вызванным парогазовой полостью, что позволяет получить импульс силы, воздействующей на испытуемый вагон 13, требуемого значения.