УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СИЛ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА НА ШПАЛУ ДЛЯ СКРЕПЛЕНИЯ АРС

Заявляемое решение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве диагностического или контрольного оборудования для определения горизонтальных сил, возникающих от воздействия подвижного состава на шпалу.
Известна силомерная рельсовая подкладка являющаяся промежуточным элементом между рельсом и шпалой, которая одновременно является частью рельсового скрепления и выполняет функции силомерного датчика. Внутри силомерной подкладки вмонтированы силомерные датчики, работающие в паре.
Силовоспринимающие элементы-концентраторы напряжения могут быть выполнены с наклеенными тензорезисторами и термокомпенсаторами, соединенными по мостовой схеме таким образом, что рельсовая подкладка преобразует механическое усилие, приложенное колесом к рельсу, в пропорциональный электрический сигнал. Силомерную рельсовую подкладку, устанавливают на стандартно выпускаемых железобетонных шпалах, а также на закладных деталях, устанавливаемых на железобетонное основание (патент РФ №76446, МПК: G01G 19/04, опубл. 20.09.2008 г.) - аналог.
Недостатком известного решения является то, что особенности его конструктивного решения не позволяют использовать его для конструкции скрепления железнодорожного пути типа АРС.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение, является создание устройства измерения горизонтальных сил от воздействия подвижного состава на шпалу для скрепления АРС с требуемой точностью.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство измерения горизонтальных сил от воздействия подвижного состава на шпалу для скрепления АРС содержит связанные между собой тензометрическим кабелем и выполненные из стали измерительные уголки, тензометрические датчики и измерительный преобразователь, причем у каждого измерительного уголка часть внутренней поверхности, выполненная с возможностью контакта с подошвой рельса при установке измерительного уголка в рабочее положение на рельс, выполнена неплоской с возможностью измерения тензометрическим датчиком изменения деформации измерительного уголка при воздействии на рельс подвижного состава, а тензометрические датчики размещены на внешней стороне поверхности каждого измерительного уголка и в распределительной коробке, и соединены по мостовой схеме с возможностью термокомпенсации.
Устройство, характеризующееся тем, что измерительные уголки выполнены из стали марки Ст 45.
Устройство, характеризующееся тем, что неплоская часть поверхности измерительного уголка выполнена с утолщением к вертикальной плоскости симметрии измерительного уголка и выполнена в виде выпуклой кривой.
Устройство, характеризующееся тем, что тензометрические датчики на измерительном уголке и в распределительной коробке изолированы от воздействия внешней среды (влагозащищенное исполнение).
Заявляемое устройство конкретизировано на фиг. 1 и 2, где на фиг. 1 представлен общий вид скрепления АРС с заявляемым устройством, а на фиг. 2 - общий вид заявляемого устройства.
Показатель горизонтальной нагрузки (горизонтальных сил от воздействия подвижного состава) рельсов на шпалы является одной из величин необходимой для расчета критерия устойчивости рельсошпальной решетки поперечному сдвигу по балласту и нормативным показателем при проведении приемочных и сертификационных испытаний.
Заявляемое устройство содержит металлические силоизмерительные уголки 1, 2, изготовленные, например, из стали марки Ст 45. Уголки выполняют из металла, чтобы обеспечить сохранение формы уголков после приложения к ним нагрузки, т.к. уголки, например из пластика или аналогичных материалов, под воздействием нагрузки от подвижного состава, быстро теряют форму и кроме того не могут обеспечить требуемую точность измерения при наклейке на них тензорезисторов. Один уголок устанавливают на наружную сторону подошвы рельса по отношению к оси пути, а другой - на внутреннюю сторону. На каждом измерительном уголке, с противоположной стороны от касания им подошвы рельса имеется выемка 3 (ниша, углубление и т.д.), в которой наклеены тензометрические датчики (тензодатчики) 4, 5. Для повышения продолжительности работы устройства, тензодатчики могут быть залиты герметиком и защищены металлической крышкой, т.е. влагозащищены. Неплоская поверхность уголка 6 со стороны касания им подошвы рельса 7 выполнена, например, в форме эллипса, которая обеспечивает требуемую точность передачи деформации на тензодатчики 4 и 5. Пара силоизмерительных уголков подбираются одинаковой чувствительности, после предварительной калибровки их контрольными нагрузками и монтируется на одном скреплении. Тензодатчики 4 и 5 наклеены на силоизмерительные уголки 1 и 2 и соединены по мостовой схеме с учетом элементов термокомпенсации (термокомпенсаторов) 8 и 9, которые смонтированы в металлической коробке 10. Коробка 10 с термокомпенсаторами связана с регистрирующим устройством 11 и записывающим устройством 12. Заявляемое устройство устанавливается и работает следующим образом. Снимается монорегулятор (фиксатор) 13 с скрепления с обеих сторон, снимаются клеммы 14 и устанавливаются измерительные уголки 1 и 2, которые посредством тензометрического кабеля 15 через коробку 10 с термокомпенсаторами, соединяются с регистрирующим устройством 11, которое при помощи компьютерного кабеля связано с записывающим 12 устройством. При прохождении подвижного состава, подошва рельса, в зависимости от величины динамической нагрузки, оказывает силовое воздействие на наружный или на внутренний силоизмерительный уголок. Их деформации с помощью тензодатчиков преобразовываются в изменение электрического сигнала, что фиксируется регистрирующей и записывающей аппаратурой, по результатам показаний которой определяются горизонтальные нагрузки рельсов на шпалы на конструкции пути со скреплением типа АРС.