Пристрій для вимірювання зусилля притискання рейки до шпали клемою пружинного кріплення

Реферат: Пристрій для вимірювання зусилля притискання рейки до шпали клемою пружинного кріплення містить один силосприймаючий пристрій зі встановленим на ньому одним тензометричним датчиком, пов'язаним з пристроєм прийому сигналу, виконаним з можливістю оброблення сигналу і відображення отриманих результатів вимірювань зусилля. силосприймаючий пристрій складається в цілому з взаємно перпендикулярного вертикально орієнтованого елемента з висотою (a) 30-50 мм і шириною (b) підстави, що не перевищує 15 мм в самій вузькій його частині, і нероз'ємно сполученого з ним в цілому горизонтально орієнтованого елемента, виконаного з можливістю розміщення на підставі рейки і віддаленого від підстави вертикально орієнтованого елемента на відстань (с) 0-15 мм, при цьому на його верхній стороні виконано поглиблення для встановлення клеми пружинного кріплення. UA 113895 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ВИМІРЮВАННЯ ЗУСИЛЛЯ ПРИТИСКАННЯ РЕЙКИ ДО ШПАЛИ КЛЕМОЮ ПРУЖИННОГО КРІПЛЕННЯ UA 113895 U UA 113895 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель відноситься до силовимірювальної техніки і може бути використана персоналом лінійних підприємств служби колійного господарства, що здійснює збірку рейкових шляхів, поточне обслуговування і ремонт верхньої будови колії на залізницях. На сьогоднішній день одним з найважливіших елементів скріплення верхньої будови колії на залізницях є пружинне кріплення, яке, як правило, крім іншого, містить клему, ізолюючий вкладиш і підрейкову прокладку. Підрейкова прокладка сприяє рівномірному розподілу навантаження, що передається від рейки до шпали, забезпечує пружність підрейкової підстави і є електричним ізолятором між рейкою і шпалою. Ізолюючий вкладиш встановлюється між клемою і підставою рейки, знижує бічне динамічне навантаження, що передається від рухомого складу на шпалу, і є електричним ізолятором між рейкою і анкером. Клема, в свою чергу, забезпечує пружне прилягання рейки до шпали, утримуючи шпалу з одного боку через вмонтований в неї анкер, з іншого - через ізолюючий вкладиш. При цьому ізолюючий вкладиш має спеціально спроектовану форму і розміри, які залежать від форми і розмірів застосовуваної клеми і дозволяють у встановленому стані вкладиша не перешкоджати створенню клемою нормального зусилля притискання, утримує шпалу і рейку разом. При первинному будівництві залізничних колій і при періодичних перевірках їх технічного стану необхідною є перевірка і контроль зусилля притискання рейки до шпали клемою пружинного кріплення. Таку перевірку і контроль для підвищення точності вимірювань доцільно здійснювати пристроями для вимірювання зусилля, конструкція яких спеціально розроблена для таких цілей і безпосередньо залежить від розмірів і форми вищезазначених елементів, які входять до складу пружинного кріплення. На даний момент одним з популярних видів клем, що застосовуються у складі пружинного кріплення, є клема КП-5 (або її аналог), при цьому актуальним є розроблення пристрою для вимірювання зусилля притискання клемою такого виду, який має конструкцію, котра враховує вищевказані аспекти. Найбільш близьким аналогом корисної моделі, що заявляється, є пристрій для вимірювання сили, описаний в патенті на винахід Російської Федерації №2396527, який містить пружний силосприймаючий пристрій і з’єднаний з ним електронний пристрій приймання сигналу. Недоліком вказаного пристрою є відсутність можливості проведення за допомогою нього коректних вимірювань зусилля притискання рейки до шпали клемою КП-5 (або її аналогом) пружинного кріплення. Відсутність вищезгаданої можливості обумовлена специфікою форми такої клеми і конструктивним виконанням пружинного кріплення в цілому. Очевидно, що для проведення вимірювань і отримання достовірних і коректних результатів силосприймаючий пристрій повинен бути виконаний в необхідних розмірах і відповідної форми, тобто таким, який безперешкодно в повній мірі сприймає зусилля притискання клемою рейки до шпали. Таким чином, проведення вимірювань електронними пристроями, що містять силосприймаючі пристрої з тензометричними датчиками, які не підходять по формі або за розміром, буде неминуче тягти за собою проблеми з їх встановленням і, як наслідок, неможливість проведення коректних вимірювань. В основу корисної моделі поставлена задача розробити пристрій для вимірювання зусилля притискання рейки до шпали клемою пружинного кріплення, конструктивне виконання якого забезпечить досягнення технічного результату, що полягає у забезпеченні можливості проведення коректних вимірювань зусилля притиснення рейки до шпали клемою КП-5 пружинного кріплення або її аналогом зазначеним пристроєм, а також в простоті та зручності його експлуатації. Поставлена задача вирішується тим, що розроблено пристрій для вимірювання зусилля притискання рейки до шпали клемою пружинного кріплення, що містить щонайменше один силосприймаючий пристрій зі встановленим на ньому щонайменше одним тензометричним датчиком, пов'язаним з пристроєм прийому сигналу, виконаним з можливістю оброблення сигналу і відображення отриманих результатів вимірювань зусилля, при цьому силосприймаючий пристрій складається в цілому із взаємоперпендикулярних вертикально орієнтованого елемента з висотою 30-50 мм і шириною підстави, яка не перевищує 15 мм в самій вузькій його частині, і нероз'ємно сполученого з ним в цілому горизонтально орієнтованого елемента, виконаного з можливістю розміщення на підставі рейки і віддаленого від підстави вертикально орієнтованого елемента на відстань 0-15 мм, при цьому на його верхній стороні виконано поглиблення для встановлення клеми пружинного кріплення. Було встановлено, що для проведення необхідних вимірювань виконання силосприймаючого пристрою зазначеної форми і з дотриманням зазначених вище розмірів забезпечить легке і єдине правильне його встановлення між клемою пружинного кріплення і підставою рейки, тобто простоту і зручність експлуатації пристрою для вимірювання в цілому. Дотримання зазначених діапазонів розмірів є основною умовою, оскільки виключає наявність у 1 UA 113895 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 складі силосприймаючого пристрою елементів, які обмежують правильне притискання клемою рейки до шпали, а також забезпечує таку посадку силосприймаючого пристрою, при якій підстава вертикально орієнтованого елемента не спирається на елементи кріплення або інші конструктивні елементи розглянутого вузла (наприклад, шпалу, підрейкову прокладку), а знаходиться «у повітрі», внаслідок чого забезпечується проведення коректних вимірювань зазначеним пристроєм. Тензометричний датчик може бути пов'язаний з пристроєм прийому сигналу, наприклад, за допомогою кабелю або за допомогою бездротового зв'язку. Виконання горизонтально орієнтованого елемента з можливістю розміщення на підставі рейки може бути забезпечено за допомогою виконання його нижньої сторони з ухилом, що відповідає похилу похилої частині підстави рейки. Переважною є така реалізація корисної моделі, при якій одна з бічних сторін горизонтально орієнтованого елемента, прилягає до вертикально орієнтованого елементу, виконана округлою або скошеною на щонайменше частині, яка межує з поглибленням для встановлення клеми пружинного кріплення. Зазначені округлення або скіс дозволяють легко монтувати і демонтувати силосприймаючий пристрій підчас його експлуатації, не розтягуючи клему до зміни її геометричних і фізичних параметрів. Зазначені зміни можуть спричинити втрату пружиною своїх первинних властивостей, а, отже, незабезпечення нею необхідного зусилля притискання. Доцільною є реалізація корисної моделі, при якій на верхній стороні горизонтально орієнтованого елемента виконаний уступ, розташований на протилежному вертикально орієнтованого елементу кінці і, який утворює площадку для встановлення тензометричного датчика. Переважною є така реалізація корисної моделі, при якій на верхній стороні горизонтально орієнтованого елемента в місці його з'єднання з вертикально орієнтованим елементом виконаний виріз, а на нижній стороні горизонтально орієнтованого елемента виконано поглиблення для забезпечення можливості деформації частини горизонтально орієнтованого елемента під впливом встановленої клеми. Зазначена деформація сприймається тензометричним датчиком, таким чином забезпечуючи виконання силосприймаючим пристроєм своєї основної функції. При цьому виконання зазначеного поглиблення забезпечує утворення двох площадок на нижній стороні горизонтально орієнтованого елемента, на які спирається силосприймаючий пристрій при його встановленні на похилу частину підстави рейки. Доцільною є реалізація корисної моделі, при якій силосприймаючий пристрій містить два тензометричних датчика. При цьому другий тензометричний датчик може бути встановлений у поглибленні на нижньому боці горизонтально орієнтованого елемента. Доцільною є реалізація корисної моделі, що заявляється, при якій пристрій прийому сигналу виконаний з можливістю відображення результатів вимірювань зусилля в ньютонах і кілоньютонах. Переважною є реалізація корисної моделі, при якій силосприймаючий пристрій виконаний з можливістю сприйняття зусиль в діапазоні від 0 до 2000 кілограм-сили. Корисна модель, що заявляється, пояснюється за допомогою графічних матеріалів, які наведені нижче. Фіг. 1 - загальний вигляд пристрою для вимірювання зусилля притискання рейки до шпали клемою пружинного кріплення. Фіг. 2 - вид силосприймаючого пристрою в перспективі знизу. Фіг. 3 - вид силосприймаючого пристрою без тензометричного датчика в перспективі зверху. Фіг. 4 - вид силосприймаючого пристрою зі встановленим тензометричним датчиком збоку. Фіг. 5 - вид горизонтально орієнтованого елемента силосприймаючого пристрою збоку. На фіг. 1 представлений загальний вигляд пристрою для вимірювання зусилля притискання рейки (1) до шпали (2) клемою (3) пружинного кріплення (на фігурі не позначено), що містить силосприймаючий пристрій (4), пов'язаний з пристроєм (5) прийому сигналу, виконаним з можливістю обробки сигналу і відображення отриманих результатів вимірювань зусилля. На фіг. 2 представлений вид силосприймаючого пристрою (4) в перспективі знизу. Силосприймаючий пристрій (4) складається з взаємоперепендикулярних вертикально орієнтованого елемента (6) з шириною (b) самої вузької частини його підстави (7) і нероз'ємно сполученого з ним в цілому горизонтально орієнтованого елемента (8), віддаленого від підстави (7) вертикально орієнтованого елемента (6) на відстань (с), при цьому на нижній стороні горизонтально орієнтованого елемента (8) виконано поглиблення (9) для забезпечення можливості деформації частини горизонтально орієнтованого елемента (8) під впливом встановленої клеми, з боків котрого утворено дві площадки (на фігурі не позначені) для обпирання силосприймаючого пристрою (4) при його встановленні на похилу частину підстави 2 UA 113895 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 рейки. На фіг. 3 представлений вид силосприймаючого пристрою (4) в перспективі зверху. Силосприймаючий пристрій (4) складається з взаємоперпендикулярних вертикально орієнтованого елемента (6) з висотою (а) і шириною (b) самої вузької частини його підстави (на фігурі не позначено) і нероз'ємно сполученого з ним в цілому горизонтально орієнтованого елемента (8), віддаленого від підстави вертикально орієнтованого елемента (6) на відстань (с). На верхній стороні горизонтально орієнтованого елемента (8) в місці його з'єднання з вертикально орієнтованим елементом (6) виконаний виріз (10) для забезпечення можливості деформації частини горизонтально орієнтованого елемента (8) під впливом встановленої клеми (на фігурі не відображено), а на протилежному від вирізу (10) кінці горизонтально орієнтованого елемента (8) розташований уступ (11), який утворює площадку для встановлення тензометричного датчика (на фігурі не показаний). Також на верхній стороні горизонтально орієнтованого елемента (8) виконано поглиблення (12) для встановлення клеми. Бокова сторона (13) горизонтально орієнтованого елемента (8), прилегла до вертикально орієнтованого елементу (6), яка межує з поглибленням (12), виконана округленою. На фіг. 4 представлений вид силосприймаючого пристрою (4) збоку. Силосприймаючий пристрій (4) складається із взаємоперпендикулярних вертикально орієнтованого елемента (6) з шириною (b) самої вузької частини його підстави (на фігурі не позначено) і нероз'ємно сполученого з ним в цілому горизонтально орієнтованого елемента (8), віддаленого від підстави вертикально орієнтованого елемента (6) на відстань (с). На верхній стороні горизонтально орієнтованого елемента (8) виконані виріз (10), який прилягає до поверхні вертикально орієнтованого елемента (6), і уступ (11), в який встановлений тензометричний датчик (14). На фіг. 5 представлений вид горизонтально орієнтованого елемента (8) силосприймаючого пристрою з боку, протилежного вертикально орієнтованого елементу (на фігурі не показаний). При цьому бокова сторона (13) горизонтально орієнтованого елемента (8), прилегла до вертикально орієнтованого елементу, виконана округленою. На нижній стороні горизонтально орієнтованого елемента (8) виконано поглиблення (9) для забезпечення деформації частини горизонтально орієнтованого елемента (8) під впливом встановленої клеми. Корисна модель, що заявляється, реалізується у такий спосіб. Заявлену корисну модель застосовують для проведення вимірювань зусилля притискання рейки (1) до шпали (2) клемою (3) КП-5 або аналогічної їй клемою пружинного кріплення. Для цього на діючій ділянці залізничної колії або на випробувальному стенді із пружинного кріплення демонтують ізолюючий вкладиш, розташований між підставою рейки (1) і клемою (3) пружинного кріплення, замість нього встановлюють силосприймаючий пристрій (4) зі встановленим на ньому щонайменше одним тензометричним датчиком (14). Розташовують клему (3) пружинного кріплення в поглибленні (12) на верхній стороні горизонтально орієнтованого елемента (8). Під впливом динамічних зусиль встановленої клеми (3) деформується частина горизонтально орієнтованого елемента (8). Вказану деформацію вимірюють за допомогою встановленого на горизонтально орієнтований елемент (8) щонайменше одного тензометричного датчика (14), сигнал з даними від якого передається в пристрій (5) прийому сигналу, де останній обробляється, і результати вимірювання відображаються у вигляді числового значення. Таким чином, корисна модель, що заявляється, являє собою пристрій для вимірювання зусилля притискання рейки до шпали клемою пружинного кріплення, конструктивне виконання якого забезпечує досягнення технічного результату, що полягає в забезпеченні можливості проведення коректних вимірювань зусилля притискання рейки до шпали клемою КП-5 пружинного кріплення або її аналогом зазначеним пристроєм, а також в простоті та зручності його експлуатації. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Пристрій для вимірювання зусилля притискання рейки до шпали клемою пружинного кріплення, що містить один силосприймаючий пристрій зі встановленим на ньому одним тензометричним датчиком, пов'язаним з пристроєм прийому сигналу, виконаним з можливістю оброблення сигналу і відображення отриманих результатів вимірювань зусилля, який відрізняється тим, що силосприймаючий пристрій складається в цілому зі взаємно перпендикулярного вертикально орієнтованого елемента з висотою (a) 30-50 мм і шириною (b) підстави, що не перевищує 15 мм в самій вузькій його частині, і нероз'ємно сполученого з ним в цілому горизонтально орієнтованого елемента, виконаного з можливістю розміщення на підставі рейки і віддаленого від підстави вертикально орієнтованого елемента на відстань (с) 0-15 мм, 3 UA 113895 U 5 10 15 20 25 при цьому на його верхній стороні виконано поглиблення для встановлення клеми пружинного кріплення. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що нижня сторона горизонтально орієнтованого елемента виконана з ухилом, що відповідає похилу похилої частини підстави рейки. 3. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що одна з бокових сторін горизонтально орієнтованого елемента, прилегла до вертикально орієнтованого елемента, виконана округленою або скошеною на щонайменше частині, яка межує з поглибленням для розміщення клеми пружинного кріплення. 4. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що на верхній стороні горизонтально орієнтованого елемента силосприймаючого пристрою виконаний уступ, розташований на протилежному вертикально орієнтованому елементі кінці і утворює площадку для встановлення тензометричного датчика. 5. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що на верхній стороні горизонтально орієнтованого елемента в місці його з'єднання з вертикально орієнтованим елементом виконаний виріз, а на нижній стороні горизонтально орієнтованого елемента виконано поглиблення для забезпечення можливості деформації частини горизонтально орієнтованого елемента під впливом встановленої клеми. 6. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що силосприймаючий пристрій містить два тензометричних датчики. 7. Пристрій за пп. 4-6, який відрізняється тим, що другий тензометричний датчик встановлений в поглибленні на нижній стороні горизонтально орієнтованого елемента. 8. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що пристрій прийому сигналу виконано з можливістю відображення результатів вимірювань зусилля в ньютонах і в кілоньютонах. 9. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що силосприймаючий пристрій виконаний з можливістю сприйняття зусиль в діапазоні від 0 до 2000 кілограм-сили. 4 UA 113895 U 5 UA 113895 U 6 UA 113895 U 7 UA 113895 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8