Пристрій для визначення сили притискання пружної клеми рейкового скріплення до рейки

Реферат: Пристрій для визначення сили притискання пружної клеми рейкового скріплення до рейки містить двоплечий важіль, у якому одне менше плече (А) виконане з можливістю його зачеплення за допомогою захвата з носиком пружної клеми, що закріплена в анкері, який замонолічений в шпалі, і контактує з ізолюючим вкладишем, який спирається на підошву рейки, друге більше плече (В) призначене для прикладання сили навантаження. Опорний елемент важеля виконаний з можливістю встановлення на нерухому опору рейкового скріплення, а також засіб вимірювання пружної деформації клеми при її навантаженні відтискною силою захвата важеля. Захват і опорний елемент жорстко скріплені з важелем. Опорний елемент важеля має точкову головку, що контактує із нерухомою опорою рейкового скріплення. Як опора використана головка анкера. Як засіб вимірювання пружної деформації клеми використовують щуп, для вимірювання зазору між ізолюючим вкладишем і носиком пружної клеми або між ізолюючим вкладишем і підошвою рейки при навантаженні клеми відтискною силою захвата важеля. UA 107360 U (12) UA 107360 U UA 107360 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі залізничного транспорту, зокрема до засобів інструментального контролю, здійснюваного при обслуговуванні верхньої будови залізничної колії, а саме до елементів скріплення рейок зі шпалами і може бути використано при визначенні сили притискання пружної клеми рейкового скріплення до рейки, переважно у випадку використання рейкового скріплення типу КПП. Відомим аналогом є пристрій для визначення сили притискання пружної клеми рейкового скріплення до рейки, що містить двоплечий важіль, у якому одне менше плече виконане з можливістю його зачеплення за допомогою захвата з носиком пружної клеми, що закріплена в анкері, який замонолічений в шпалі, і контактує з ізолюючим вкладишем, який спирається на підошву рейки, друге більше плече призначене для прикладання сили навантаження, а опорний елемент важеля виконаний з можливістю встановлення на нерухому опору рейкового скріплення, а також засіб вимірювання пружної деформації клеми при її навантаженні відтискною силою захвата важеля "Устройство для определения усилия прижатия пружинной клеммы к рельсу" RU49833U1, (Общество с Ограниченной Ответственностью научнопроизводственное предприятие "Прикладные перспективные технологии – АпАТэК") (ООО НПП "АпАТэК") (RU), E01B35/00, 10,12.2005, найбільш близький аналог – прототип [1]. У аналогу як опорний елемент передбачена проміжна опора з шарніром, що встановлюється на нерухому опору - головку рейки. Захват з'єднаний з меншим плечем важеля за допомогою шарніра. Захват виконаний у вигляді гачка. Індикатор зусилля виконаний знімним у вигляді мікрометра і налаштований на визначення сили притиснення клеми до рейки з моменту появи пружної деформації клеми (0,1÷0,2 мм). Недоліками аналога [1] є невисока точність визначення сили притискання пружної клеми до рейки за рахунок наступного: - сполучення захвата і опорного елемента з важелем за допомогою шарнірних з'єднань, з зазорами в них, а також у випадку появи зношення головки рейки підвищує похибки при визначенні сили притискання пружної клеми до рейки; - рейка, з якою контактує опорний елемент важеля приймається за "нерухому" опору, що встановлена на шпалі через прокладку і тому, при вимірюванні пружної деформації клеми при її навантаженні відтискним зусиллям захвата важеля, накладається похибка, за рахунок появи пружної деформації прокладки; - як засіб вимірювання пружної деформації клеми використаний індикатор зусилля – мікрометр, встановлений на більшому плечі важеля, що вимірює переміщення рукоятки при навантаженні зусиллям руки оператора, а зусилля на клемі визначається по переміщенню важеля за допомогою індикатора, тобто використовується залежність "зусилля на клемі-прогин важеля", в результаті чого, вимірювання переміщення такими засобами не забезпечує необхідну точність визначення сили притискання пружної клеми до рейки. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення пристрою шляхом: - сполучення захвата і опорного елемента з важелем жорстким з'єднанням, що унеможливлює появу зазорів і знижує похибки у визначенні сили притискання пружної клеми до рейки і забезпечує незмінність коефіцієнта передачі навантаження; - використання як "нерухомої" опори замоноліченого в шпалу елемента - анкера; - використання щупа як засобу вимірювання пружної деформації клеми для достовірного вимірювання зазору між ізолюючим вкладишем і носиком пружної клеми або між ізолюючим вкладишем і підошвою рейки при навантаженні клеми відтискною силою захвату важеля. Технічний результат, що досягається при вирішенні поставленої технічної задачі, полягає у підвищенні точності визначення сили притискання пружної клеми до рейки неруйнівним способом. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для визначення сили притискання пружної клеми рейкового скріплення до рейки, що містить двоплечий важіль, у якому одне менше плече виконане з можливістю його зачеплення за допомогою захвата з носиком пружної клеми, що закріплена в анкері, який замонолічений в шпалі, і контактує з ізолюючим вкладишем, який спирається на підошву рейки, друге більше плече призначене для прикладання навантаження, а опорний елемент важеля виконаний з можливістю встановлення на нерухому опору рейкового скріплення, а також засіб вимірювання пружної деформації клеми при її навантаженні відтискною силою захвата важеля, згідно з корисною моделлю, захват і опорний елемент жорстко скріплені з важелем, опорний елемент важеля має точкову головку, що контактує із нерухомою опорою рейкового скріплення, як опори використана головка анкера, а як засіб вимірювання пружної деформації клеми використовується щуп, для вимірювання зазору між ізолюючим вкладишем і носиком пружної клеми або між ізолюючим вкладишем і підошвою рейки при навантаженні клеми віджимною силою захвату важеля. 1 UA 107360 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Жорстке з'єднання захвата і опорного елемента з важелем унеможливлює появи зазорів, знижує похибки у визначенні сили притискання пружної клеми до рейки і забезпечує незмінність коефіцієнта передачі навантаження. У зв'язку з тим, що опорний елемент важеля має точкову головку здійснюється точкове його обпирання на нерухому опору, що також підвищує точність визначення сили притискання пружної клеми до рейки. Завдяки тому, що опорний елемент важеля має точкову головку, яка контактує із нерухомою опорою рейкового скріплення, за яку використана головка анкера, забезпечується підвищення точності визначення сили притискання пружної клеми до рейки у зв'язку з тим, що головка анкера, замоноліченого в шпалу, є дійсно нерухомою опорою для опорного елемента важеля, оскільки не містить ніяких пружних елементів типу прокладок, які своїми пружними властивостями підвищують похибки у визначенні сили притискання пружної клеми до рейки. Як засіб вимірювання пружної деформації клеми використовується щуп, який забезпечує високу точність вимірювання істинної величини зазору між ізолюючим вкладишем і носиком пружної клеми, або між ізолюючим вкладишем і підошвою рейки при навантаженні клеми відтискною силою захвата важеля, що також знижує похибки вимірювання і одночасно підвищує точність визначення сили притискання пружної клеми до рейки. Додатковими особливостями використання пристрою є наступні вдосконалення його конструкції. На кінці більшого плеча двоплечого важеля закріплений гак, на який навішується вантаж відповідної ваги. За рахунок цього забезпечується стабільність точки прикладання розрахункового навантаження на гак, що також підвищує точність визначення сили притискання пружної клеми до рейки. Корисна модель пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображено пристрій для визначення сили притискання пружної клеми рейкового скріплення до рейки в роботі, загальний вигляд; на фіг. 2 зображено пристрій для визначення сили притискання пружної клеми рейкового скріплення до рейки в робочому положенні, фрагмент; на фіг. 3 зображено пристрій для визначення сили притискання пружної клеми рейкового скріплення до рейки, вигляд збоку; на фіг. 4 зображено пристрій для визначення сили притискання пружної клеми рейкового скріплення до рейки, вигляд зверху; на фіг. 5 зображено пристрій для визначення сили притискання пружної клеми рейкового скріплення до рейки, вигляд ззаду; на фіг. 6 зображено схему завершального етапу установки в робочий стан пристрою для визначення сили притискання пружної клеми рейкового скріплення до рейки. Перелік позначень 1) двоплечий важіль 2) захват 3) клема 4) анкер 5) шпала 6) опорний елемент 7) засіб вимірювання пружної деформації клеми 3 при її навантаженні відтискною силою захвату 2 важеля 1 8) точкова головка опорного елемента 6 9) ізолюючий вкладиш 10) рейка 11) гак Пристрій для визначення сили притискання пружної клеми рейкового скріплення до рейки (фіг. 1-6) містить двоплечий важіль 1 (фіг. 1-5), у якому одне менше плече (А) виконане з можливістю його зачеплення за допомогою захвата 2 з носиком пружної клеми 3, що закріплена в анкері 4, який замонолічений в шпалі 5, і контактує з ізолюючим вкладишем 9, який спирається на підошву рейки 10, друге більше плече (В) призначене для прикладання сили навантаження, а опорний елемент 6 важеля 1 виконаний з можливістю встановлення на нерухому опору рейкового скріплення, а також засіб 7 вимірювання пружної деформації клеми 3 при її навантаженні віджимною силою захвату 2 важеля 1. Головними особливостями пристрою для визначення сили притискання пружної клеми рейкового скріплення до рейки, є наступні вдосконалення його конструкції. Захват 2 і опорний елемент 6 жорстко скріплені з важелем 1 Опорний елемент 6 важеля 1 має точкову головку 8, що контактує із нерухомою опорою рейкового скріплення за яку використана головка анкера 4. 2 UA 107360 U 5 10 15 20 Як засіб 7 вимірювання пружної деформації клеми 3 використовується щуп, для вимірювання зазору між ізолюючим вкладишем 9 і носиком пружної клеми 3 або між ізолюючим вкладишем 9 і підошвою рейки 10 при навантаженні клеми 3 відтискною силою захвата 2 важеля 1. Для здійснення навантаження на пружну клему 3 відтискною силою (Р, кН) захвата 2 пристрою, на кінці більшого плеча (В) двоплечого важеля 1 закріплений гак 11, на який навішується вантаж відповідної ваги. Пристрій для визначення сили притискання пружної клеми рейкового скріплення до рейки (фіг. 3-5) використовують наступним чином. Менше плече (А) важеля 1 пристрою (фіг. 3-5), розміщують між прутками пружної клеми 3 проміжного рейкового скріплення, наприклад типу КПП (фіг. 1, 2). Тримаючи двоплечий важіль 1 під кутом, близьким до 45°, що має менше плече (А) і більше плече (В), захват 2 пристрою підводиться під носик пружної клеми 3 на ізолюючий вкладиш 9 тим самим забезпечуючи жорстке зчеплення захвату 2 важеля 1 з носиком клеми 3 рейкового скріплення типу КПП. Після підведення захвата 2 важеля 1 пристрою під носик клеми 3 важіль 1 одночасно обпирають його (1) точковою опорою 8 опорного елемента 6 на головку анкера 4, що замонолічений у шпалу 5, і служить нерухомою точкою опори (фіг. 6). Після установки пристрою в робоче положення до більшого плеча (В) важеля 1 на гак 11 прикладають відоме статичне навантаження (F, кН). Відповідна відтискна сила (Р, кН) (фіг. 6) на другому кінці важеля 1 в точці контакту захвата 2 пристрою з носиком клеми 3 створюється через коефіцієнт передачі навантаження, величину якого отримують з виразу: (1) 25 де А – менше плече важеля 1, в мм; В – більше плече важеля 1, в мм. Звідси: P=F·k, (2) 30 35 де F - відоме статичне навантаження в кН; k - коефіцієнт передачі навантаження. При навантаженні клеми 3 відтискною силою (Р, кН) захвата 2 важеля 1, коли носик клеми 3 відтиснувся, одночасно щупом 7 вимірюється зазор (δ, мм) між ізолюючим вкладишем 9 і носиком пружної клеми 3, або між ізолюючим вкладишем 9 і підошвою рейки 10 (фіг. 5). Зменшення сили притискання пружної клеми 3 рейкового скріплення до рейки 10 відносно відтискної сили (Р, кН) знаходять з виразу: ΔP=δ·ЖК, 40 45 (3) де δ – зазор між ізолюючим вкладишем 9 і носиком пружної клеми 3, або між ізолюючим вкладишем 9 і підошвою рейки 10, при навантаженні клеми 3 відтискною силою (Р, кН) захвата 2 важеля 1, в мм; Жк – жорсткість нової клеми, в кН/мм. Фактична величина сили притискання (Рк, кН) пружної клеми 3 рейкового скріплення до рейки 10 визначається по формулі: (4) 50 де Р – відтискна сила (фіг. 6) на другому кінці важеля 1 в точці контакту захвата 2 пристрою з носиком клеми 3, в кН; ΔР - величина зменшення сили притискання пружної клеми 3 рейкового скріплення до рейки 10 відносно відтискного зусилля, в кН. Таким чином удосконалення пристрою для визначення сили притискання пружної клеми 3 рейкового скріплення до рейки 10 шляхом: 3 UA 107360 U 5 10 15 20 25 30 35 - сполучення захвата 2 і опорного елемента 6 з важелем 1 жорстким з'єднанням, що унеможливлює появу зазорів і знижує похибки у визначенні сили притискання пружної клеми 3 до рейки 10 і забезпечує незмінність коефіцієнта передачі навантаження (k); - використання як "нерухомої" опори замоноліченого в шпалу 5 елемента – анкера 4; - використання щупа 7 як засобу вимірювання пружної деформації клеми 3 для достовірного вимірювання зазору (δ, мм) між ізолюючим вкладишем 9 і носиком пружної клеми 3, або між ізолюючим вкладишем 9 і підошвою рейки 10 при навантаженні клеми 3 відтискною силою (Р, кН) захвата 2 важеля 1 забезпечує досягнення технічного результату, що полягає у підвищенні точності визначення сили притискання пружної клеми 3 до рейки 10 неруйнівним способом. Удосконалений пристрій для визначення сили притискання пружної клеми рейкового скріплення до рейки, що заявляється, має просту, нероз'ємну моноблочну конструкцію, що складається із жорстко з'єднаних між собою зварюванням складових деталей. Запропонований пристрій надійний та простий в експлуатації, має хорошу точність визначення сили притискання пружної клеми до рейки неруйнівним способом а також промислову придатність, у зв'язку з чим він може знайти широке застосування в галузі залізничного транспорту при визначенні сили притискання пружної клеми рейкового скріплення до рейки, переважно у випадку використання рейкового скріплення типу КПП. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Пристрій для визначення сили притискання пружної клеми рейкового скріплення до рейки, що містить двоплечий важіль (1), у якому одне менше плече (А) виконане з можливістю його зачеплення за допомогою захвата (2) з носиком пружної клеми (3), що закріплена в анкері (4), який замонолічений в шпалі (5), і контактує з ізолюючим вкладишем (9), який спирається на підошву рейки (10), друге більше плече (В) призначене для прикладання сили навантаження, а опорний елемент (6) важеля (1) виконаний з можливістю встановлення на нерухому опору рейкового скріплення, а також засіб (7) вимірювання пружної деформації клеми (3) при її навантаженні відтискною силою захвата (2) важеля (1), який відрізняється тим, що захват (2) і опорний елемент (6) жорстко скріплені з важелем (1), опорний елемент (6) важеля (1) має точкову головку (8), що контактує із нерухомою опорою рейкового скріплення, як опора використана головка анкера (4), а як засіб (7) вимірювання пружної деформації клеми (3) використовують щуп, для вимірювання зазору між ізолюючим вкладишем (9) і носиком пружної клеми (3) або між ізолюючим вкладишем (9) і підошвою рейки (10) при навантаженні клеми (3) відтискною силою захвата (2) важеля (1). 2. Пристрій для визначення сили притискання пружної клеми рейкового скріплення до рейки за п. 1, який відрізняється тим, що на кінці більшого плеча (В) двоплечого важеля (1) закріплений гак (11), на який навішується вантаж відповідної ваги. 4 UA 107360 U 5 UA 107360 U 6 UA 107360 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 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 7