УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЖЕСТКОСТИ КОНТАКТНЫХ ПОДВЕСОК

Полезная модель относится к устройствам для измерения жесткости контактных подвесок на электрифицированных железных дорогах.
Наиболее близким к заявленному является устройство для измерения жесткости контактных подвесок, состоящее из основания, установленного на каретке лейтера и снабженного узлом позиционирования относительно контактных проводов, выполненного в виде рамы с возможностью горизонтального перемещения перпендикулярно оси пути в направляющих, закрепленных на основании и узлом нагружения, выполненным в виде толкателя, расположенного под контактными проводами с возможностью вертикального перемещения в направляющих роликах и связанным через блочно-полиспастную систему с эталонными грузами, а также измерительной шкалы (Пат. №81922 на полезную модель (РФ), МПК В60М 1/00. Устройство для измерения жесткости контактных подвесок /В.М.Павлов, О.А.Сидоров, А.Н.Смердин, И.Е.Чертков, С.В.Заренков (РФ). - №2008145676/22; Заявлено 19.11.2008; Опубл. 10.04.2009. Бюл. №10).
К недостаткам известного устройства можно отнести ручной способ регистрации перемещений контактных проводов с помощью измерительной шкалы, что вносит дополнительную погрешность и затрудняет работу с таким устройством, превращая данный процесс в долгий и утомительный труд, а также наличие сухого трения в шарнирах толкателя, что также вносит дополнительную погрешность в результаты измерений. Кроме того, затруднительно осуществлять привязку результатов измерений к местности.
Рассмотренных недостатков лишено предлагаемое устройство для измерения жесткости контактных подвесок.
Целью полезной модели является повышение точности измерений, автоматизация регистрации, сохранения и обработки результатов измерения перемещений проводов, а также автоматическая привязка результатов измерения к местности и расширение функциональных возможностей устройства для измерения жесткости контактных подвесок.
Указанная цель достигается тем, что известное устройство для измерения жесткости контактных подвесок, состоящее из основания, установленного на каретке лейтера и снабженного узлом позиционирования относительно контактных проводов, выполненного в виде рамы с возможностью горизонтального перемещения перпендикулярно оси пути в направляющих, закрепленных на основании и узлом нагружения, выполненным в виде толкателя, расположенного под контактными проводами с возможностью вертикального перемещения в направляющих роликах и связанным через блочно-полиспастную систему с эталонными грузами, а также измерительной шкалы, дополнено устройством измерения высотного положения толкателя, а толкатель дополнен роликом, взаимодействующим с контактными проводами. Упомянутое устройство измерения высотного положения толкателя выполнено в виде цифровой видеокамеры, направленной на измерительную шкалу, при этом выход видеокамеры соединен с входом блока обработки и индикации перемещений контактных проводов. Кроме того устройство для измерения жесткости контактных подвесок дополнено системой глобального позиционирования GPS, расположенной на узле позиционирования и связанной с блоком обработки и индикации перемещений контактных проводов.
На фиг. представлена кинематическая схема устройства для измерения жесткости контактных подвесок.
Устройство для измерения жесткости контактных подвесок состоит из основания 1, установленного на каретке лейтера 2 и снабженного узлом позиционирования 3 относительно контактных проводов 4, выполненного в виде рамы 5 с возможностью горизонтального перемещения перпендикулярно оси пути в направляющих 6, закрепленных на основании 1 и узлом нагружения 7, выполненным в виде толкателя 8, расположенного под контактными проводами 4 с возможностью вертикального перемещения в направляющих роликах 9 и связанным через блочно-полиспастную систему 10 с эталонными грузами 11, а также измерительной шкалы 12. Устройство для измерения жесткости контактных подвесок оснащено устройством измерения высотного положения 13 толкателя 8, а толкатель 8 дополнен роликом 15, взаимодействующим с контактными проводами 4. Устройство измерения высотного положения 13 толкателя 8 выполнено в виде цифровой видеокамеры 16, направленной на измерительную шкалу 12, при этом выход видеокамеры 16 соединен с входом блока обработки и индикации перемещений 14 контактных проводов 4. На узле позиционирования 3 расположена система глобального позиционирования GPS 17, связанная с блоком обработки и индикации перемещений 14 контактных проводов 4.
Устройство работает следующим образом.
Методика измерения жесткости контактных подвесок основана на измерении величины отжатий контактных проводов 4 при их нагружении вертикально направленными силами, действующими вверх, с помощью специально разработанного устройства. Точки измерения жесткости в пролете: точки крепления зажимов фиксаторов (подопорный узел); точки крепления рессорных струн; точки между рессорной и первой нерессорной струнами под точкой крепления рессорного троса к несущему; точки крепления обычных струн.
Устройство крепится на изолированной каретке лейтера 2. Узел позиционирования 3 относительно контактных проводов 4, выполненный в виде рамы 5, перемещается перпендикулярно оси пути в направляющих 6, закрепленных на основании 1 и устанавливается под измерительной точкой контактной подвески. Узел нагружения 7, связанный через блочно-полиспастную систему 10 с эталонными грузами 11 оснащен толкателем 8, расположенным под контактными проводами 4 с возможностью перемещения в направляющих роликах 9 под действием вертикально направленных сил.
С помощью устройства для измерения высотного положения 13 толкателя 8, состоящего из цифровой видеокамеры 16, направленной на измерительную шкалу 12 и блока обработки и индикации перемещений 14 контактных проводов 4 фиксируется начальное положение проводов 4 при нулевой нагрузке (Р=0). Затем производятся замеры величин отжатий контактных проводов 4 при нагружении их силами Р=150 и 300 Н (вес эталонных грузов 11 - 7,5 и 15,0 кг соответственно). Аналогично производятся замеры значений отжатий контактных проводов 4 при разгружении (для остройки от сил сухого трения в шарнирах устройства).
Полученные данные измерений жесткости автоматически записываются в блоке обработки и индикации перемещений 14 контактных проводов 4. Затем определяется усредненное значение жесткости в каждой точке пролета. По полученным данным строятся кривые изменения жесткости в пролете и сравниваются с проектными кривыми. Погрешность измерений с помощью данного метода не превышает ±2%.
Предложенное устройство для измерения жесткости контактных подвесок имеет существенные преимущества по сравнению с известными устройствами аналогичного назначения. Использование устройства измерения высотного положения толкателя, выполненного из цифровой видеокамеры и блока обработки и индикации перемещений проводов, позволяет автоматизировать процесс регистрации, сохранения и обработки результатов измерений и этим достигается высокая скорость и точность проведения измерений. Применение ролика, установленного на толкателе и взаимодействующего с контактными проводами, позволяет уменьшить силы сухого трения в шарнирах устройства и тем самым повысить точность проведения измерений, а применение системы глобального позиционирования GPS позволит осуществить автоматическую привязку результатов измерений к местности.
Предложенная методика исследования статических характеристик контактных подвесок апробирована при испытаниях высокоскоростной контактной подвески КС-200 на участке Лихославль - Калашниково Октябрьской железной дороги в 2005-2009 гг.