УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗКИ ОТ КОЛЕС КОЛЁСНЫХ ПАР ЛОКОМОТИВОВ

Заявляемая полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для статического измерения нагрузки от каждого колеса колесных пар локомотива.
Известно устройство для поколесного взвешивания железнодорожных составов (Авторское свидетельство SU 1509613 опубликовано 23.09.1989), содержащее рельсовое звено, выделенное двумя пазами, перпендикулярными опорной поверхности, на котором образован грузоприемный участок, силоизмерительные датчики, установленные на шейке грузоприемного участка рельса и связанные с блоками индикации и регистрации. В шейке грузоприемного участка рельса выполнена сквозная прорезь в виде незамкнутого прямоугольника с перемычкой в одной из сторон, при этом две противоположные боковые стороны прямоугольника перпендикулярны продольной оси рельса, а перемычка обращена к опорной поверхности рельса, силоизмерительные датчики выполнены в виде четырех пар измерительных и компенсационных тензорезисторов, расположенных симметрично по обе стороны шейки рельса и соединенных в мостовую схему, причем измерительные тензорезисторы расположены на участках посередине между соответствующими боковыми сторонами прямоугольника и пазами, а компенсационные - на участке между боковыми сторонами прямоугольника, при этом глубина пазов превышает расстояние от опорной поверхности до нейтральной оси профиля сечения рельса на длину базы тензорезистора.
Основными недостатками известного решения, являются низкая точность измерений, низкая долговечность устройства, низкая ремонтопригодность.
Наиболее близким к заявляемому решению, является весоизмерительное устройство (Патент RU 2347196 опубликован 20.02.2009), содержащее измерительный участок рельса, являющийся одновременно и тензодатчиком со встроенными в него тензорезисторами, рельсовые подкладки. Тензодатчики выполнены в виде брусков, высота которых не выходит за габариты рельсовой подкладки, а длина рабочей части не превышает 10% длины измерительного участка, установлены под рельсами соосно продольной оси шейки рельса, в габаритах рельсовой подкладки на концах измерительного участка рельса, которым является участок цельного рельса между соседними шпалами, рабочими частями навстречу друг другу, попарно на обеих ветвях железнодорожного пути, при этом рабочая часть каждого тензодатчика расположена консольно относительно рельсовой подкладки, причем верхняя поверхность рабочей части каждого тензодатчика плотно прилегает к подошве рельса вдоль его длины, нижняя поверхность рабочей части выполнена в виде радиального скругления на одну треть его высоты, а тензорезисторы установлены в симметричных глухих отверстиях, выполненных на боковых поверхностях тензодатчика и расположенных на оси сопряжения его рабочей части с телом тензодатчика.
Основными недостатками известного решения, также являются низкая точность измерений, низкая долговечность устройства, низкая ремонтопригодность.
Целью заявляемой полезной модели является устранение указанных недостатков для достижения таких технических результатов, как повышение точности измерений, повышение долговечности и ремонтопригодности устройства.
Поставленная цель достигается следующим образом: устройство определения нагрузки от колес колесных пар локомотивов, содержащее измерительный участок рельса с рядом встроенных тензорезисторных датчиков, которое дополнительно содержит базовый элемент на верхней поверхности которого установлен измерительный участок рельса, базовый элемент закреплен с помощью пружин, расположенных с двух сторон симметрично относительно базового элемента, каждая из пружин установлена на осевой вертикальной стойке, а каждый тензорезисторный датчик расположен между этими стойками с пружинами, причем нижние концы стоек с пружинами и нижняя часть тензорезисторных датчиков закреплены на единой горизонтальной плите, а верхняя поверхность рабочей части тензорезисторных датчиков плотно прилегает к нижней поверхности базового элемента.
Устройство определения нагрузки от колес колесных пар локомотивов в частности может характеризоваться тем, что содержит дополнительные боковые пластины для присоединения базового элемента к внешней опоре через горизонтальные крепежные элементы, а в качестве горизонтальных крепежных элементов применены шарниры.
Устройство определения нагрузки от колес колесных пар локомотивов в частности может характеризоваться тем, что базовый элемент выполнен в виде двутавровой балки.
Устройство определения нагрузки от колес колесных пар локомотивов в частности может характеризоваться тем, что содержит крепежные гнезда для закрепления единой горизонтальной плиты к промышленному полу.
На Фиг. 1 схематично изображен вид устройства с торца базового элемента и вариант его установки в бетонной полости (например, яме), на Фиг. 2 схематично изображен вид устройства с торца базового элемента и вариант его установки на промышленном полу с дополнительной опорой (показана не полностью), где цифрами обозначены:
1. Измерительный участок рельса.
2. Тензорезисторный датчик.
3. Базовый элемент.
4. Пружины.
5. Осевые вертикальные стойки.
6. Единая горизонтальная плита.
7. Крепеж измерительного участка рельса.
8. Крепеж осевых вертикальных стоек.
9. Нижний крепеж тензорезисторного датчика.
10. Верхний крепеж тензорезисторного датчика.
11. Внешняя опора.
12. Дополнительные боковые пластины базового элемента.
13. Шарниры.
14. Бетонная яма.
Представленное на фигурах устройство определения нагрузки от колес колесных пар локомотивов устроено следующим образом.
К измерительному участку рельса 1 при помощи крепежа 7 закрепляется базовый элемент 3. На нижней части базового элемента 3 закреплены осевые вертикальные стойки 5 с пружинами 4. Одним своим концом, при помощи крепежа 8 осевые вертикальные стойки крепятся к базовому элементу 3, а другим концом крепятся к единой горизонтальной плите 6. Также к базовому элементу 3, при помощи верхнего крепежа 10 закреплен тензорезисторный датчик 2, а при помощи нижнего крепежа 9, тензорезисторный датчик 2 закрепляется к единой горизонтальной плите 6.
Представленное на фигурах устройство определения нагрузки от колес колесных пар локомотивов действует следующим образом.
Колеса колесных пар локомотива оказывают давление на измерительный участок рельса 1, которое через базовый элемент, например, двутавровую балку, 3 передается на тензорезисторный датчик 2. Под действием силы тяжести, от установленных на устройство определения нагрузки, колес колесных пар локомотивов, деформация упругого элемента тензорезисторного датчика 2, преобразуется в аналоговый электрический сигнал. При этом тензорезисторный датчик 2 устанавливается на массивную единую горизонтальную плиту 6, которая соединяется с базовым элементом 3 через осевые вертикальные стойки 5 с пружинами 4. Для повышения устойчивости устройства, а также снижения вибраций, единая горизонтальная плита 6 может содержать крепежные гнезда, для крепления всего устройства к промышленному полу. При необходимости плавной настройки заявляемого устройства, возможно затягивание, либо ослабление крепежа осевых вертикальных стоек 8, что влечет за собой изменение силы упругости пружины 4. Надежность крепления тензорезисторного датчика обеспечивают нижний 9 и верхний 10 крепежи тензорезисторного датчика. Вся конструкция может располагаться, например, в бетонной яме 14, либо крепиться к внешней опоре 11, при помощи горизонтальных крепежных элементов, например, шарниров 13, свободным концом крепящиеся к дополнительным боковым пластинам базового элемента 12.
Применение осевых вертикальных стоек с пружинами, закрепленных на единую горизонтальную плиту, позволяют достичь заявляемых технических результатов, а именно повышение точности измерений, повышение долговечности и ремонтопригодности устройства, за счет хорошего доступа к тензодатчикам, например, с целью их замены.
Промышленная применимость.
Заявляемое устройство определения нагрузки от колес колесных пар локомотивов может быть с успехом применено при выполнении регламентов текущего, среднего и капитального ремонта при проведении испытаний (в соответствии с Правилами ремонта электровозов и тепловозов), а также при выпуске локомотивов из производства, является надежным, не зависит от условий окружающей среды.