УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ НА УСТАЛОСТЬ КОНСОЛЬНЫХ ЧАСТЕЙ БОКОВОЙ РАМЫ ТЕЛЕЖЕК ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к устройствам для определения прочностных характеристик узлов и деталей ходовых частей железнодорожного подвижного состава, в частности сопротивления усталости зоны буксового проема боковых рам.
Известно устройство для нагружения переменным усилием челюстных направляющих буксового проема боковой рамы тележки железнодорожного транспортного средства (Авт. св-во №1441229, G01M 17/00, 30.11.1988), содержащее гидроцилиндр, передающий переменное усилие через рычажную передачу. Рычажная передача включает в себя шарнирно соединенные между собой два звена, каждое из которых состоит из двух рычагов, свободные концы которых соединены с осями. На концах осей установлены элементы вращения. Воспринимающий усилие блок установлен в месте соединения звеньев.
Недостатком данного устройства является то, что распорные силы приложены в зоне буксового проема (к консольной части боковой рамы) только вдоль продольной оси боковой рамы.
Известно также устройство для испытаний боковых рам тележек грузовых вагонов (Самошкин С.А., Хоменко А.А., Виноградов А.А. «Исследование несущих элементов тележек модели 18-100 грузовых вагонов». «Тяжелое машиностроение», 2007, №9, стр.23-25). Боковую раму устанавливают в рабочем положении на 2 катковые опоры, каждая из которых состоит из верхней и нижней опорных плит и расположенных между ними прокладки и цилиндра. Испытательную нагрузку передают на нижний пояс рамы с помощью П-образного приспособления через систему сегментов, обеспечивающих проектное распределение нагрузки на посадочные места пружин рессорного комплекта.
Недостатком указанного технического решения является то, что зона буксового проема нагружена изгибающим моментом в плоскости боковой рамы частично (только его внутренний угол).
Наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству является устройство для испытаний на усталость консольных частей боковой рамы тележек грузовых вагонов (Авт. св-во №511530, G01M l7/00, 25.04.1976). Устройство включает основание, на котором размещена силовая рама с клиньями и прижимной траверсой, механизм перемещения клиньев, механизм перемещения прижимной траверсы, гидродомкраты вертикального нагружения, упоры с гидродомкратами горизонтального нагружения, пульт управления с гидроприводом, гидропульсаторы, соединенные между собой муфтами, гидроаккумулятор, соединенный трубопроводом с гидропульсаторами и гидродомкратами, пробковые краны для изменения схемы нагружения испытуемого образца.
Недостатком данного устройства является отсутствие возможности нагружения испытываемой зоны продольными нагрузками от действия тормозных устройств, а также сложность конструкции, содержащей четыре силовых гидродомкрата (гидроцилиндра), два из которых создают нагружение в вертикальной плоскости, а два - в горизонтальной.
Все известные устройства не позволяют в процессе испытаний боковой рамы учесть действие всех сил, реально возникающих в процессе эксплуатации: продольных сил при торможении и проходе вагонозамедлителей на сортировочных горках, поперечных сил, обусловленных вилянием тележек, а также вертикальных сил от колебаний кузовов вагонов на рессорах при движении.
Технический результат заявленной полезной модели - упрощение конструкции устройства для испытаний консольных частей боковых рам тележек грузовых вагонов, а также повышение технологичности процесса испытания и достоверности получаемых результатов.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для испытаний на усталость консольных частей боковой рамы тележек грузовых вагонов, включающее основание, гидродомкрат вертикального нагружения, пульт управления с гидроприводом, гидропульсатор, гидроаккумулятор, соединенный трубопроводом с гидропульсатором и гидродомкратом, дополнительно содержит приспособление для установки боковой рамы на основании, выполненное с возможностью регулировки углов наклона боковой рамы в пространстве, при этом приспособление снабжено устройствами фиксации боковой рамы от ее смещения при действии испытательной нагрузки.
При этом устройства фиксации боковой рамы могут быть выполнены в виде упоров и прижимных скоб.
Включение в устройство для испытаний на усталость консольных частей боковой рамы тележек грузовых вагонов приспособления для установки боковой рамы на основании, выполненное с возможностью регулировки углов наклона боковой рамы и снабженное устройствами фиксации боковой рамы, позволяет упростить конструкцию устройства для испытаний, а также обеспечить с помощью одной вертикально приложенной силы Р комплексную нагрузку консольной части боковой рамы тележки: силами и моментами по трем осям координат, включая нагрузки от тормозных устройств, повысив тем самым технологичность процесса испытания, полноту и достоверность получаемых результатов испытаний консольных частей боковой рамы тележек грузовых вагонов.
На фиг.1 приведена схема сил, необходимых для пространственного нагружения консольной части боковой рамы.
На фиг.2 приведен общий вид устройства для испытаний пространственными нагрузками на усталость консольных частей боковых рам тележек грузовых вагонов.
Устройство для испытаний на усталость консольных частей боковых рам тележек грузовых вагонов включает основание 1, гидродомкрат 2 вертикального нагружения, пульт управления с гидроприводом, гидропульсатор, гидроаккумулятор, соединенный трубопроводом с гидропульсатором и гидродомкратом (на фиг.2 не показаны), приспособление 3 для установки боковой рамы 4, которое закреплено на основании 1 и выполнено с возможностью регулировки углов наклона α и β боковой рамы 4, при этом приспособление 3 снабжено устройствами фиксации боковой рамы 4, выполненными, например, в виде П-образных прижимных скоб 5 и упоров 6.
Приспособление 3 для установки боковой рамы 4 на основании 1 может быть выполнено в виде многогранника, две грани δ и σ которого пересекаются под углом θ (оптимальным является угол θ=90°). При этом грань σ выполнена под углом α к горизонтальной плоскости, а грань δ - под углом β относительно вертикальной плоскости.
Для регулировки углов наклона α и β боковой рамы 4 могут быть использованы, например, прокладки 7, которые устанавливаются между боковой рамой 4 и приспособлением 3.
в
т
р
Угол α и β определяют исходя из величин эквивалентных сил, приведенных к базовому числу циклов (за срок службы), по каждому направлению P, P, Н.
Устройство для испытаний на усталость консольных частей боковых рам тележек грузовых вагонов работает следующим образом.
При подготовке устройства к работе испытываемая боковая рама 4 закрепляется на приспособлении 3 с помощью устройств фиксации, например, прижимных скоб 5 и упоров 6. Причем боковую раму 4 в продольном направлении устанавливают на приспособлении 3 под углом α, a в поперечном направлении - под углом β. В случае необходимости углы α и β регулируют с помощью, например, прокладок 7. При этом боковая рама 4 устанавливается на приспособлении 3 таким образом, чтобы одна из двух консольных частей боковой рамы 4 не касалась приспособления 3. Затем к консольной части боковой рамы 4, не касающейся приспособления 3, подводят гидродомкрат 2 вертикального нагружения. Далее к гидродомкрату 2 вертикального нагружения с помощью трубопровода подключают гидропульсатор и гидроаккумулятор (на фиг.2 не показаны).
После этого устройство запускают в работу, в режиме статического и динамического нагружения силой Р испытываемой детали (боковой рамы 4) в соответствии заданной программой испытаний. По результатам испытаний нескольких боковых рам 4 на разных режимах нагружения и дальнейшей статистической обработки результатов испытаний получают кривую выносливости, по которой, учитывая также результаты нагружения указанной зоны в процессе эксплуатации, судят о прочности консольных частей боковой рамы 4.
С помощью заявленного устройства реализуют схему нагружения консольных частей боковой рамы, позволяющую учесть действие всех динамических сил, возникающих в процессе эксплуатации: продольных сил, возникающих при торможении и проходе вагонозамедлителей на сортировочных горках, поперечных сил, обусловленных вилянием тележек, а также вертикальных сил от колебаний на рессорах вагонов при движении.
Таким образом, заявленное устройство позволяет с помощью только одной силы Р, приложенной вертикально к одной из двух консольных частей боковой рамы, нагружать ее одновременно по трем взаимно перпендикулярным направлениям, что существенно упрощает конструкцию устройства для испытаний и сам процесс испытаний, а также повышает достоверность получаемых результатов.