КОМПЛЕКСНЫЙ ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ СТЕНД ДЛЯ КОРПУСА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
COMPLEX TEST BENCH FOR VEHICLE BODY

Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится к устройству испытания характеристик корпуса рельсового транспортного средства и, в частности, к испытательному стенду для корпуса транспортного средства, с помощью которого можно испытывать различные характеристики блоков высокоскоростных железнодорожных поездов и городские рельсовые транспортные средства.
Уровень техники
Блоки высокоскоростных железнодорожных поездов и городские транспортные средства широко используются в связи с быстрым развитием рельсового транспорта в нашей стране. Поскольку скорость транспортных средств непрерывно повышается, то для обеспечения безопасности железнодорожных перевозок все более жесткие требования предъявляются к различным характеристикам транспортных средств, и с целью удовлетворения требований к развитию железнодорожных перевозок, лучшего понимания различных характеристик транспортных средств и обеспечения качества изготовляемых транспортных средств, необходимо выполнять испытания различных характеристик транспортных средств, а для этого необходима разработка испытательного стенда, способного всесторонне испытывать различные характеристики транспортного средства, что существенно для развития железнодорожной промышленности.
Сущность изобретения
Задачей данного изобретения является создание комплексного испытательного стенда для корпуса транспортного средства, который способен испытывать различные характеристики корпуса транспортного средства.
Эта задача решена, согласно изобретению, тем, что комплексный испытательный стенд для корпуса транспортного средства содержит устройство для испытания статической прочности корпуса транспортного средства, устройство для испытания непроницаемости для воздуха корпуса транспортного средства, устройство для испытания прочности сцепки транспортного средства и устройство для испытания состояния корпуса транспортного средства; при этом подлежащий испытанию корпус транспортного средства снабжен деформируемой фольгой и датчиком смещения, и деформируемая фольга и датчик смещения соединены с системой сбора данных; при этом
(1) устройство для испытания статической прочности корпуса транспортного средства содержит устройство продольной нагрузки, устройство вертикальной нагрузки и устройство произвольной нагрузки; при этом
А. устройство продольной нагрузки содержит соединительный стержень, фиксированный поперечный брус и подвижный поперечный брус, расположенный на соединительном стержне, и передаточный брус, при этом фиксированный поперечный брус расположен на одном конце соединительного стержня, а подвижный поперечный брус расположен на другом конце соединительного стержня с образованием замкнутой рамы, испытываемое транспортное средство располагается в середине рамы, передаточный брус располагается между фиксированным поперечным брусом и подвижным поперечным брусом и надет с помощью втулки на соединительный стержень, при этом фиксированный поперечный брус снабжен группой нагрузочных гидравлических цилиндров, при этом передний конец нагрузочного гидравлического цилиндра соединен с передаточным брусом, и передаточный брус и подвижный поперечный брус снабжены нагрузочными эжекторными стержнями и буферным брусковым основанием эжекторных стержней; соединительный стержень выполнен в виде нескольких секций, которые соединены друг с другом через резьбовое опорное основание, при этом нагрузочный эжекторный стержень содержит нажимное основание, соединенное с передаточным брусом, соединительный стержень с шаровой головкой, соединительный стержень и основание эжекторного стержня, при этом соединительный стержень соединен с соединительным стержнем с шаровой головкой с помощью плоского штыря или гайки, соединительный стержень соединен с основанием эжекторного стержня с помощью другого плоского штыря, и соединительный стержень дополнительно снабжен датчиком нагрузки, который соединен с системой сбора данных;
В. устройство вертикальной нагрузки снабжено 1) исполнительным гидравлическим цилиндром для нагрузки и содержит нагрузочный поперечный брус, тяговый стержень, исполнительный гидравлический цилиндр и воспринимающее силу устройство, при этом поперечный брус расположен на тяговом стержне, нижняя часть поперечного бруса снабжена исполнительным гидравлическим цилиндром и датчиком силы, воспринимающее силу устройство расположено внутри корпуса транспортного средства, и исполнительный гидравлический цилиндр приходит в контакт с воспринимающим силу устройством во время нагрузки, с целью приложения давления к воспринимающему силу устройству, воспринимающее силу устройство выполнено в виде шпалы, тяговый стержень фиксирован на грунте с помощью фиксирующего якоря, и датчик силы соединен с системой сбора данных; устройство для вертикальной нагрузки снабжено 2) водным мешком для нагрузки и содержит водный мешок, расположенный в транспортном средстве и в системе циркуляции воды, при этом входной трубопровод для воды снабжен электромагнитным датчиком потока, и электромагнитный датчик потока соединен с системой сбора данных;
С. устройство для нагрузки произвольной нагрузкой содержит нагрузочную раму, нагрузочный гидравлический цилиндр и датчик силы; нагрузочная рама содержит вертикальную стойку, верхний фиксированный брус и нижний фиксированный брус, соединенный с вертикальной стойкой, поперечный брус, расположенный на вертикальной стойке, и опорную плиту, расположенную на поперечном брусе, при этом опорная плита разъемно соединена с поперечным брусом, нагрузочный гидравлический цилиндр неподвижно установлен на опорной плите, датчик силы расположен на нагрузочном гидравлическом цилиндре и соединен с системой обработки информации, вертикальная стойка снабжена рельсом, вдоль которого может скользить поперечный брус и фиксироваться на нем, кроме того, подъемный механизм поперечного бруса расположен между верхним фиксированным брусом и нижним фиксированным брусом, рельс является имеющим форму ласточкина хвоста скользящим блоком, поперечный брус снабжен имеющей форму ласточкина хвоста прорезью, подъемный механизм поперечного бруса содержит редуктор скорости турбины, турбину и ходовой винт, установленные все фиксировано на нижнем фиксированном брусе, при этом один конец ходового винта приводится в действие с помощью турбины, а другой его конец фиксирован на верхнем фиксированном брусе с помощью подшипника, и поперечный брус соединен с ходовым винтом через гайку ходового винта;
(2) устройство для испытания непроницаемости для воздуха корпуса транспортного средства содержит систему подачи газа из источника газа, при этом система подачи газа из источника газа соединена с герметичным корпусом транспортного средства и содержит камеру сжатия воздуха, баллон для хранения газа, устройство для очистки источника газа, регулирующее давление трубное соединение и датчик давления, и датчик давления соединен с системой сбора данных;
(3) устройство для испытания прочности сцепки транспортного средства соединяет испытываемую сцепку транспортного средства с нагрузочным эжекторным стержнем подвижного поперечного бруса посредством использования продольного нагрузочного устройства для приведения в подвесное соединение со сцепкой транспортного средства тягового стержня, установленного на передаточном брусе, при этом испытание выполняется с использованием силы тяги, создаваемой группой нагрузочных гидравлических цилиндров, при этом соединительный стержень, соединенный с испытываемой сцепкой транспортного средства, снабжен датчиком нагрузки, и датчик нагрузки соединен с системой сбора данных;
(4) устройство для испытания состояния корпуса транспортного средства содержит опорное устройство для опоры корпуса транспортного средства, возбудитель вибраций, установленный на корпусе транспортного средства, и систему сбора данных, соединенную с возбудителем вибраций, при этом опорное устройство содержит колесную пару, раму транспортного средства и пневматическую рессору, расположенную на раме транспортного средства, при этом опорная пружина расположена между колесной парой и рамой транспортного средства, нижняя часть рамы транспортного средства снабжена опорными стойками, каждая из которых снабжена резьбовым отверстием, при этом регулирующее поперечную опору устройство расположено между пневматической рессорой и рамой транспортного средства, пневматическая рессора неподвижно установлена на регулирующем поперечную опору устройстве, и во время испытаний корпус транспортного средства падает на пневматическую рессору и одновременно сжимается вниз опорная пружина и опорные стойки рамы транспортного средства приходят в контакт со вспомогательным рельсом и фиксируются с помощью болтов; рама транспортного средства снабжена подъемной скобой и соединена с валом колесной пары через вал подъемной скобы.
Данное изобретение имеет преимущества, состоящие в том, что комплексный испытательный стенд для корпуса транспортного средства позволяет выполнять испытание статической прочности корпуса транспортного средства различных рельсовых пассажирских транспортных средств, испытание состояния вибрации стальной конструкции корпуса транспортного средства, испытание состояния вибрации частичного узла корпуса транспортного средства и испытание воздушной непроницаемости корпуса транспортного средства, и позволяет выполнять испытания прочности частичных ключевых компонентов корпуса транспортного средства (переходной сцепки транспортного средства, возвратной сцепки транспортного средства, поперечного бруса шасси корпуса транспортного средства, структуры корпуса, концевой структуры и т.п.). Диапазон применения испытательного стенда включает блоки высокоскоростного железнодорожного состава, городские рельсовые транспортные средства, обычные железнодорожные транспортные средства, поезда на магнитной подушке и монорельсовые транспортные средства. Испытательный стенд для корпуса транспортного средства имеет широкий диапазон применения и позволяет автоматически выполнять различные испытания на одном и том же испытательном стенде, так что испытательный стенд реализует простой и удобный процесс испытания, прост в работе и экономит рабочую силу и рабочее время.
Краткое описание чертежей
На чертежах схематично изображено:
фиг.1 - структурная схема данного изобретения;
фиг.2 - структурная схема продольного нагрузочного устройства, согласно данному изобретению;
фиг.3 - структурная схема переднего нагрузочного эжекторного бруса, согласно данному изобретению;
фиг.4 - передний нагрузочный эжекторных брус, согласно данному изобретению, в изометрической проекции;
фиг.5 - структурная схема заднего нагрузочного эжекторного бруса, согласно данному изобретению;
фиг.6 - задний нагрузочный эжекторных брус, согласно данному изобретению, в изометрической проекции;
фиг.7 - структурная схема вертикального нагрузочного устройства, согласно данному изобретению, с нагрузкой с помощью исполнительного гидравлического цилиндра;
фиг.8 - структурная схема нагрузочного устройства произвольной нагрузки, согласно данному изобретению;
фиг. 9 - нагрузочное устройство, согласно фиг. 8, на виде сбоку;
фиг.10 - нагрузочное устройство, согласно фиг. 8, на виде сверху;
фиг.11 - структурная схема устройства для испытания состояния опоры, согласно данному изобретению;
фиг.12 - испытательное устройство, согласно фиг. 11, на виде сбоку;
фиг.13 - испытательное устройство, согласно фиг. 11, на виде сверху.
Подробное описание
Ниже приводится подробное описание вариантов выполнения данного изобретения со ссылками на чертежи.
Комплексный испытательный стенд для корпуса транспортного средства содержит устройство для испытания статической прочности корпуса транспортного средства, устройство для испытания непроницаемости для воздуха корпуса транспортного средства, устройство для испытания прочности сцепки транспортного средства и устройство для испытания состояния корпуса транспортного средства; при этом подлежащий испытанию корпус транспортного средства снабжен деформируемой фольгой и датчиком смещения, и деформируемая фольга и датчик смещения соединены с системой сбора данных; при этом
(1) устройство для испытания статической прочности корпуса транспортного средства содержит устройство 1 продольной нагрузки, устройство 2 вертикальной нагрузки и устройство 3 произвольной нагрузки; при этом
А. устройство продольной нагрузки содержит соединительный стержень 101, фиксированный поперечный брус 102 и подвижный поперечный брус 103, расположенный на соединительном стержне 101, и передаточный брус 104, при этом фиксированный поперечный брус 102 расположен на одном конце соединительного стержня 101, а подвижный поперечный брус 103 расположен на другом конце соединительного стержня 101 с образованием замкнутой рамы, испытываемое транспортное средство располагается в середине рамы, передаточный брус 104 расположен между фиксированным поперечным брусом 102 и подвижным поперечным брусом 103 и надет с помощью втулки на соединительный стержень 101, при этом фиксированный поперечный брус 102 снабжен группой нагрузочных гидравлических цилиндров 105, при этом передний конец нагрузочного гидравлического цилиндра соединен с передаточным брусом 104, и передаточный брус 104 и подвижный поперечный брус 103 снабжены нагрузочными эжекторными стержнями 106 и буферным брусковым основанием 107 эжекторных стержней. Соединительный стержень 101 выполнен в виде нескольких секций, которые соединены друг с другом через резьбовое опорное основание 108. Нагрузочный эжекторный стержень 106 содержит нажимное основание 109, соединенное с передаточным брусом 104, соединительный стержень 110 с шаровой головкой, соединительный стержень 111 и основание 112 эжекторного стержня, при этом соединительный стержень 111 соединен с соединительным стержнем 110 с шаровой головкой с помощью плоского штыря 113 или гайки 114, соединительный стержень 111 соединен с основанием 112 эжекторного стержня с помощью другого плоского штыря 113, и соединительный стержень 111 дополнительно снабжен датчиком 115 нагрузки для измерения приложенной тяговой силы. Во время работы выбирается несколько соединительных стержней 101 в соответствии с моделью подлежащего испытанию корпуса транспортного средства, и соединительные стержни 101 соединяются друг с другом через опорные основания 108 соединительного стержня, и положение подвижного поперечного стержня 103 регулируется для согласования с нагрузкой корпусов транспортных средств, имеющих различную длину; затем фиксированный поперечный брус 102 и подвижный поперечный брус 103 фиксируются, подлежащий испытанию корпус транспортного средства располагается ближе к середине рамы во время испытания, при этом два конца рамы соединены с нагрузочными эжекторными стержнями 106, группа нагрузочных гидравлических цилиндров 105 прикладывает давление к подлежащему испытанию корпусу транспортного средства через передаточный брус 104 и нагрузочные эжекторные стержни 106, и измеряется напряжение и деформация корпуса транспортного средства с помощью датчика 115 нагрузки, а также деформируемой фольги и датчика смещения, расположенных на корпусе транспортного средства, с целью анализа статической прочности корпуса транспортного средства.
В. Устройство вертикальной нагрузки снабжено 1) исполнительным гидравлическим цилиндром для нагрузки, предпочтительно большой нагрузки, и содержит нагрузочный поперечный брус 201, тяговый стержень 202, исполнительный гидравлический цилиндр 203 и воспринимающее силу устройство 204, при этом поперечный брус 201 расположен на тяговом стержне 202, нижняя часть поперечного бруса 201 снабжена исполнительным гидравлическим цилиндром 203, воспринимающее силу устройство 204 расположено внутри корпуса транспортного средства. Исполнительный гидравлический цилиндр 203 приходит в контакт с воспринимающим силу устройством 204 во время нагрузки, с целью приложения давления к воспринимающему силу устройству. Воспринимающее силу устройство 204 выполнено в виде шпалы. Тяговый стержень 202 фиксирован на грунте с помощью фиксирующего якоря 205. Во время испытания шпалы укладываются друг на друга внутри корпуса транспортного средства, нагрузочный поперечный брус 201 входит в корпус транспортного средства через окна транспортного средства, исполнительный гидравлический цилиндр 203 и датчик силы позиционируются между поперечным брусом 201 и шпалой, и два конца поперечной балки 201 соединяются с устройством фиксации на грунте через тяговый стержень 202. В результате, получается требуемая для корпуса транспортного средства вертикальная нагрузка с помощью нагрузки исполнительным гидравлическим цилиндром 203. Система сбора данных испытывает способность корпуса транспортного средства выдерживать вертикальную нагрузку за счет получения информации от датчика силы, деформируемой фольги и датчика смещения. Устройство для вертикальной нагрузки снабжено 2) водным мешком для нагрузки, который пригоден для средних и небольших нагрузок, и содержит водный мешок, расположенный в транспортном средстве и в системе циркуляции воды, при этом входной трубопровод для воды снабжен электромагнитным датчиком потока, и электромагнитный датчик потока соединен с системой сбора данных; перед испытанием водный мешок располагается внутри транспортного средства, правильное количество воды, имитирующее вертикальную нагрузку, добавляется в водный мешок, и количество добавленной воды измеряется с помощью электромагнитного датчика потока.
С. Устройство для нагрузки произвольной нагрузкой содержит нагрузочную раму, нагрузочный гидравлический цилиндр и датчик силы; нагрузочная рама содержит вертикальную стойку 301, верхний фиксированный брус 302 и нижний фиксированный брус 303, соединенные оба с вертикальной стойкой 301, поперечный брус 304, расположенный на вертикальной стойке 301, и опорную плиту 305, расположенную на поперечном брусе 304, при этом опорная плита 305 и поперечный брус 304 снабжены, соответственно, удлиненным круглым отверстием и резьбовым отверстием, положение которого можно регулировать в горизонтальном направлении и которое может быть закреплено, нагрузочный гидравлический цилиндр неподвижно установлен на опорной плите 305, датчик силы расположен на нагрузочном гидравлическом цилиндре и соединен с системой обработки информации, вертикальная стойка 301 снабжена рельсом, который является имеющим форму ласточкина хвоста блоком 307 скольжения, поперечный брус 304 имеет прорезь 306 в форме ласточкина хвоста и может скользить вдоль рельса и фиксироваться на нем, кроме того, подъемный механизм поперечного бруса расположен между верхним фиксированным брусом 302 и нижним фиксированным брусом 303. Подъемный механизм поперечного бруса содержит редуктор 308 скорости турбины, турбину и ходовой винт 309, установленные все фиксировано на нижнем фиксированном брусе 303, при этом один конец ходового винта 309 приводится в действие с помощью турбины, а другой его конец фиксирован на верхнем фиксированном брусе 302 с помощью подшипника 310, и поперечный брус 304 соединен с ходовым винтом 309 через гайку 311 ходового винта. Во время испытания произвольной нагрузкой, нагрузочная рама произвольной нагрузки располагается на одном конце подлежащего испытанию корпуса транспортного средства, нижняя часть нагрузочной рамы фиксируется с рельсом на грунте, опорная плита 305 на нагрузочной раме произвольной нагрузки регулируется в соответствии с требованиями модели подлежащего испытанию корпуса транспортного средства, так что нагрузочный гидравлический цилиндр опирается в правильном положении корпуса транспортного средства, выполняется нагрузочное испытание с использованием нагрузочного гидравлического цилиндра, который обычно снабжен шпалой и который приходит в контакт с корпусом транспортного средства через шпалу, приложенная нагрузочная сила измеряется с помощью датчика силы, и информация передается в систему обработки информации, одновременно корпус транспортного средства снабжен деформируемой фольгой и датчиком смещения, которые соединены оба с системой обработки информации и используются для обнаружения напряжения и деформации корпуса транспортного средства, и система обработки информации получает информацию и анализирует характеристики корпуса транспортного средства при произвольной нагрузке в соответствии с полученной информацией.
(2) Устройство для испытания непроницаемости для воздуха корпуса транспортного средства содержит систему подачи газа из источника газа, при этом система подачи газа из источника газа соединена с герметичным корпусом транспортного средства и содержит камеру сжатия воздуха, баллон для хранения газа, устройство для очистки источника газа, регулирующее давление трубное соединение и датчик давления, и датчик давления соединен с системой сбора данных.
(3) Устройство для испытания прочности сцепки транспортного средства соединяет испытываемую сцепку транспортного средства с нагрузочным эжекторным стержнем 106 подвижного поперечного бруса 103 посредством использования продольного нагрузочного устройства для приведения в подвесное соединение со сцепкой транспортного средства тягового стержня, установленного на передаточном брусе 104, при этом испытание выполняется с использованием силы тяги, создаваемой группой нагрузочных гидравлических цилиндров 105, при этом соединительный стержень, соединенный с испытываемой сцепкой транспортного средства, снабжен датчиком нагрузки, и датчик нагрузки соединен с системой сбора данных.
(4) Устройство для испытания состояния корпуса транспортного средства содержит опорное устройство для опоры корпуса транспортного средства, возбудитель вибраций, установленный на корпусе транспортного средства и систему сбора данных, соединенную с возбудителем вибраций, при этом опорное устройство содержит колесную пару 401, раму 402 транспортного средства и пневматическую рессору, расположенную на раме 402 транспортного средства, при этом опорная пружина 403 расположена между колесной парой 401 и рамой 402 транспортного средства, нижняя часть рамы 402 транспортного средства снабжена опорными стойками 404, каждая из которых снабжена резьбовым отверстием, при этом регулирующее поперечную опору устройство 405 расположено между пневматической рессорой и рамой 402 транспортного средства, пневматическая рессора неподвижно установлена на регулирующем поперечную опору устройстве 405, и во время испытаний корпус транспортного средства падает на пневматическую рессору и одновременно сжимается вниз опорная пружина 403, и опорные стойки 404 рамы 402 транспортного средства приходят в контакт со вспомогательным рельсом и фиксируются с помощью болтов. Рама 402 транспортного средства снабжена подъемной скобой 406 и соединена с валом колесной пары через вал 407 подъемной скобы.
Несколько групп возбудителей вибраций расположены в соответствующих местах корпуса транспортного средства, система сбора данных получает информацию от возбудителей вибраций, деформируемой фольги и датчика смещения, с целью измерения характеристик корпуса транспортного средства, и одновременно в испытательном оборудовании расположено устройство 5 подвески с учетом требований других испытаний средних и небольших по размеру моделей.