Установка для випробування на контактну взаємодію залізничних рейок і коліс “stream”

Реферат: Установка для випробування на контактну взаємодію залізничних рейок і коліс містить основу із закріпленими на ній захватами для закріплювання зразка-фрагмента рейки та захвата для притискного ролика, що встановлений з можливістю його реверсивного перекочування з визначеним зусиллям по робочій поверхні зразка-фрагмента рейки, які кінематично з'єднані з натискним брусом та з рушієм. Установка доповнена джерелом електричної енергії, призначеним для генерування і пропускання через зону контакту зразків-фрагмента рейки і натискного ролика - фрагмента залізничного колеса електричного струму, параметри якого відповідають експлуатаційним. При цьому захвати для закріплювання зразка-фрагмента рейки та натискного ролика - фрагмента залізничного колеса - електрично ізольовані від основи та підключені до відповідних виходів джерела електричної енергії. UA 93376 U (12) UA 93376 U UA 93376 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Пропонована корисна модель належить до галузі механічних досліджень деталей машин, а саме до установки для випробування на контактну взаємодію залізничних рейок і коліс, призначеної для досліджування взаємодії натурних залізничних рейок і коліс при основних реальних параметрах їх експлуатації. Найбільш близькою до пропонованої за технічною суттю та за кількістю суттєвих ознак є установка для випробування на контактну взаємодію залізничних рейок і коліс, що включає основу із закріпленими на ній захватами для закріплювання зразка-фрагмента рейки та захвата для притискного ролика, що встановлений з можливістю його реверсивного перекочування з визначеним зусиллям по робочій поверхні зразка-фрагмента рейки, які кінематично з'єднані з 7 натискним брусом та з рушієм [Патент на винахід № 2253112 Росія, МПК G01N 33/20, G01N 3/56, G01M 7/00, Опубліковано: 27.05.2005]. Більшість залізничних доріг електрифіковано, а тому під час руху і рейки, і колеса одночасно з дією механічного навантаження піддаються дії електричного струму, що суттєво впливає і на ресурс рейок, і на ресурс рухомого складу через підвищене деформування у момент проходження електричного струму через ділянку контакту рейок і колеса. Згадана установка не дозволяє отримати дані щодо впливу електричного струму під час контактної взаємодії залізничних рейок і коліс на їх ресурс, а тому такі дані є недостатньо достовірними. В основу пропонованої корисної моделі поставлена задача створення такої установки, яка б дозволила отримати більш достовірні дані під час випробування на контактну взаємодію залізничних рейок і коліс, за рахунок створення умов для отримання даних щодо впливу електричного струму під час контактної взаємодії залізничних рейок і коліс на їх деформацію та ресурс. Пропонована, як і відома установка для випробування на контактну взаємодію залізничних рейок і коліс, включає основу із закріпленими на ній захватами для закріплювання зразкафрагмента рейки та захвата для притискного ролика, що встановлений з можливістю його реверсивного перекочування з визначеним зусиллям по робочій поверхні зразка-фрагмента рейки, які кінематично з'єднані з натискним брусом та з рушієм, а, відповідно до пропонованої корисної моделі, установка доповнена джерелом електричної енергії, призначеним для генерування і пропускання через зону контакту зразків-фрагментів рейки і натискного ролика фрагмента залізничного колеса електричного струму, параметри якого відповідають експлуатаційним, при цьому натискний брус виконаний діелектричним, а захвати для закріплювання зразка-фрагмента рейки та натискного ролика - фрагмента залізничного колеса електрично ізольовані від основи та підключені до відповідних виходів джерела електричної енергії. Суть пропонованої корисної моделі пояснюється схематичним кресленням установки для випробування на контактну взаємодію залізничних рейок і коліс. Установка для випробування на контактну взаємодію залізничних рейок і коліс включає основу 1. На основі 1 закріплені захвати для закріплення зразка-фрагмента рейки 2 та захват для натискного ролика 3, що встановлений з можливістю його реверсивного перекочування з визначеним зусиллям по робочій поверхні зразка-фрагмента рейки 2. При цьому довжина дуги L натискного ролика 3 відповідає виразу L  10К, де К - розмір контактної зони при максимальному навантаженні. Згадане співвідношення винайдено авторами експериментально. Захвати для зразків 2 і 3 кінематично з'єднані з натискним брусом 4 та з рушієм 5. Установка забезпечена джерелом електричної енергії - генератором 6, призначеним для генерування і пропускання через зону контакту зразків-фрагментів рейки 2 і натискного ролика - фрагмента залізничного колеса 3 електричного струму, параметри якого відповідають експлуатаційним. Згадані захвати та зразки 2 і 3 електрично ізольовані від основи 1 та підключені до відповідних виходів джерела електричної енергії - генератора 6. Установка забезпечена системою управління, що включає блок управління, як такий використано персональний компьютер з відповідним програмним статком та датчиків деформації і навантаги, встановлених на відповідних захватах /не показано/. Установка забезпечена також пристроями для охолодження та нагрівання ділянки контакту зразків-фрагментів рейки 2 та колеса 3 (від -50 °C до +50 °C), 2 створення вологості (від 20 % до 100 %) та дії на зразки 2 і 3 піску та пилу (до 5 г на см ), що дозволяє відтворювати реальні параметри чинників експлуатації залізничної колії /не показано/. Пропонована установка працює так. Попередньо вибирали довжину зразка-фрагмента рейки 2 з умови, щоб вона була рівною або більшою за відстань між шпалами. Виготовляли натискний ролик у вигляді зразка фрагмента реального залізничного колеса 3 із збереженням параметрів його робочих поверхонь, довжина дуги L, якого відповідала виразу L  10К, де К - розмір контактної зони при максимальному навантаженні. Зразок-фрагмент рейки 2 циклічно зворотно-поступально 1 UA 93376 U 5 10 15 обкочували зразком - фрагментом реального залізничного колеса 3 при заданому значенні навантаження, яке здійснювали через натискний брус 4 за допомогою рушія 5. Одночасно з навантаженням через зону контакту зразків-фрагментів рейки 2 і колеса 3 пропускали у напрямку перекочування або по нормалі до площини контакту електричний струм з генератора 6. Випробування проводили за допомогою пристроїв, які забезпечували відтворення реальних параметрів експлуатації фрагменту залізничної колії: температуру від -50 °C до +50 °C, вологість - 20-100 %. При цьому параметри механічного навантаження та струму відповідали експлуатаційним. Згадані параметри механічного навантажування та параметри електричного струму задавали блоком управління. Періодично протягом експерименту відомими, зокрема оптичними, засобами контролювали і реєстрували стан контактної зони і фіксували ознаки руйнування. Пропонована установка за рахунок створення умов для отримання даних щодо впливу електричного струму під час контактної взаємодії залізничних рейок і коліс при основних реальних параметрах експлуатації, дозволяє підвищити достовірність випробувань і одержати коректні дані для прогнозування ресурсу та надання обґрунтованих пропозицій по вдосконаленню, зокрема, рухомого складу залізниці та режимів його експлуатації. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Установка для випробування на контактну взаємодію залізничних рейок і коліс, що містить основу із закріпленими на ній захватами для закріплювання зразка-фрагмента рейки та захвата для притискного ролика, що встановлений з можливістю його реверсивного перекочування з визначеним зусиллям по робочій поверхні зразка-фрагмента рейки, які кінематично з'єднані з натискним брусом та з рушієм, яка відрізняється тим, що установка доповнена джерелом електричної енергії, призначеним для генерування і пропускання через зону контакту зразківфрагмента рейки і натискного ролика - фрагмента залізничного колеса електричного струму, параметри якого відповідають експлуатаційним, при цьому захвати для закріплювання зразкафрагмента рейки та натискного ролика - фрагмента залізничного колеса - електрично ізольовані від основи та підключені до відповідних виходів джерела електричної енергії. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2