close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY11795

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2009.04.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 11795
(13) C1
(19)
B 61K 9/00
G 01G 19/02
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАГРУЗКИ КОЛЕС НА РЕЛЬС
(21) Номер заявки: a 20031118
(22) 2003.11.28
(43) 2005.06.30
(71) Заявители: Дубина Юлия Анатольевна; Дубина Анатолий Владимирович (BY)
(72) Авторы: Дубина Юлия Анатольевна; Дубина Анатолий Владимирович (BY)
(73) Патентообладатели: Дубина Юлия Анатольевна; Дубина Анатолий Владимирович (BY)
(56) BY а 20010601, 2003.
SU 221748, 1968.
SU 742221, 1980.
ЕР 1288638 А2, 2003.
US 2003/0089530 A1.
BY 11795 C1 2009.04.30
(57)
1. Устройство для измерения нагрузки колеса на рельс, содержащее измерительный
рельс, блок обработки сигналов, установленный на измерительном рельсе, чувствительный элемент, выполненный из пассивной и активной частей с возможностью их относительного перемещения, в котором пассивная часть прикреплена непосредственно к
измерительному рельсу, а активная часть укреплена на жесткой балке, установленной на
измерительном рельсе на двух шарнирных опорах, отличающееся тем, что каждая из
шарнирных опор оснащена амортизатором в виде резиновой катушкообразной втулки, сопряженной с осью шарнира и жесткой балкой с гарантированным натягом, а пассивная
часть измерительного датчика посредством регулировочной винтовой опоры и двойного
шарнира с взаимно-перпендикулярными осями соединена с крепительной планкой, установленной на измерительном рельсе.
Фиг. 1
BY 11795 C1 2009.04.30
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что жесткая балка выполнена корытообразного профиля из ферромагнитного материала, активная и пассивная части чувствительного элемента размещены внутри корытообразного профиля и закрыты со свободной
стороны крышкой из ферромагнитного материала.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что торцы измерительного рельса в обоих
стыках выполнены под равными углами к продольной оси рельса в диапазоне от 30 до
60°.
Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к устройствам
для измерения весовой нагрузки колес подвижного состава на рельс в эксплуатационных
условиях.
Известно устройство для измерения давления колеса на рельс, содержащее установленные на рельсе чувствительные элементы с тензорезисторами и соединенный с ними
блок обработки сигналов [1]. Ось деформации тензорезисторов ориентирована вдоль оси
рельса. При воздействии нагрузки от колеса происходит деформация тензорезисторов
вдоль оси рельса и пропорциональное изменение электрического сигнала. Однако малые
величины линейных деформаций рельса вдоль его продольной оси не позволяют добиться
высокой точности измерений.
Известно устройство для измерения давления колеса на рельс [2], содержащее установленный на рельсе чувствительный элемент с тензорезисторами и блок обработки сигнала, чувствительный элемент выполнен в виде закладываемого в укрепленную в
отверстии шейки рельса и выполненную с внутренним конусом втулку болта, в конической части которого расположена упругая перемычка из электроизоляционного материала, на которой закреплены тензорезисторы, а в полости головки - клеммная панель, к
которой подключены выводы тензорезисторов.
Недостатком данного устройства является низкая точность измерений, обусловленная
тем, что активное плечо измерительного моста, расположенное внутри болта, имеет малую измерительную базу и малую относительную деформацию этой базы.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по конструктивным признакам и функциональному назначению является устройство для измерения нагрузки колеса на рельс,
содержащее измерительный рельс с установленным на рельсе чувствительным элементом
и блок обработки сигналов, в котором чувствительный элемент выполнен из пассивной и
активной частей с возможностью их относительного перемещения, пассивная часть прикреплена непосредственно к рельсу, а активная часть укреплена на жесткой балке, установленной на рельсе на двух шарнирных опорах, равноудаленных вдоль рельса от
пассивной части чувствительного элемента [3].
Недостатком данного устройства является низкая помехоустойчивость к динамическим ударам, вызываемым неровностями поверхности катания колес рельсового транспорта. Динамические ударные воздействия колеса по рельсу возбуждают колебания
системы "колесо-рельс", которые у устройства-прототипа передаются на жесткую балку,
вызывают ее вынужденные колебания, последние воспринимаются чувствительным элементом и затрудняют обработку информации для регистрации весовой нагрузки колеса на
рельс.
Вибрация жесткой балки снижает также эксплуатационную надежность размещенного
на балке чувствительного элемента.
Задачей настоящего изобретения является повышение точности измерений и эксплуатационной надежности устройства. Технический результат достигается устройством, содержащим блок обработки сигналов, установленный на рельсе чувствительный элемент,
выполненный из пассивной и активной частей с возможностью их относительного перемещения, в котором пассивная часть прикреплена непосредственно к рельсу, а активная
2
BY 11795 C1 2009.04.30
часть укреплена на жесткой балке, установленной на рельсе на двух шарнирных опорах,
отличающееся тем, что каждая из шарнирных опор оснащена амортизатором в виде резиновой катушкообразной втулки, сопряженной с осью шарнира и жесткой балкой с гарантированным натягом, а пассивная часть измерительного датчика соединена с крепительной планкой, установленной на рельсе, посредством регулировочной винтовой опоры и
двойного шарнира с взаимно-перпендикулярными осями.
Жесткая балка выполнена из ферромагнитного материала корытообразного профиля,
активная и пассивная части чувствительного элемента размещены внутри корытообразного профиля и закрыты со свободной стороны крышкой из ферромагнитного материала.
Общий вид конструкции устройства показан на фиг. 1 (разрез по оси шарнирной опоры), на фиг. 2 - разрез по пассивной части чувствительного элемента.
Устройство для измерения весовой нагрузки от колеса на рельс содержит закрепленные на измерительном рельсе 1 две оси цилиндрических шарнирных опор 2, оснащенные
катушкообразными резиновыми втулками 3, которые соединяют с гарантированным натягом оси 2 с жесткой балкой 4 посредством гайки 5. На жесткой балке 4 на середине расстояния между осями 2 цилиндрических шарнирных опор укреплена активная часть
чувствительного элемента 6, в направляющих втулках корпуса которой размещается пассивная часть 7, которая соединена с измерительным рельсом 1 посредством винтовой регулируемой опоры 9 со стопорной гайкой 8 и двух шарнирных соединений 10 и 11 с
взаимно-перпендикулярными осями шарниров. Крепление к рельсу осуществляется крепительной планкой 12. Торцы измерительного рельса и смежных с ним рельсов в обоих
стыках выполнены под равными углами к продольной оси рельса в диапазоне от 30 до
60°.
Жесткая балка 4 изготовлена из ферромагнитного корытообразного профиля, внутри
которого размещены активная часть 6 и пассивная часть 7 чувствительного элемента. Со
стороны отсутствующей стенки корытообразный профиль закрывается крышкой из ферромагнитного материала, что обеспечивает экранирование чувствительного элемента от
электромагнитных полей.
Работает устройство следующим образом. При движении колеса по измерительному
рельсу 1 на участке между цилиндрическими шарнирными опорами 2 происходит деформация измерительного рельса 1, вызывающая смещение пассивной части чувствительного
элемента 7 по отношению к активной части 6, которое регистрируется активной частью
чувствительного элемента 6. При наличии неровностей поверхности катания колеса - выщербин, раковин, смещений металла, вызывающих ударное воздействие на измерительный рельс в вертикальной плоскости и колебания системы "колесо-рельс" с частотой, на
порядок более высокой, чем деформационные перемещения измерительного рельса 1 под
весовой нагрузкой колеса, основная часть высокочастотных виброперемещений вследствие упругости резиновой втулки 3 и значительной массы жесткой балки 4 демпфируется
резиновыми втулками 3 и не регистрируется активной частью чувствительного элемента
6. Горизонтальные деформации, вызванные воздействием от гребня колеса на головку измерительного рельса, демпфируются тарельчатой частью резиновых катушкообразных
втулок и не передаются шарнирными соединениями 10 и 11 от измерительного рельса
пассивной части чувствительного элемента 7. Торцы измерительного рельса 1 и смежного
в стыке с ним рельса, выполненные под углом к продольной оси рельса, исключают разрыв линии контакта колеса с рельсом и обеспечивают безударное прохождение стыкового
соединения, снижая динамическое раскачивание кузова вагона на пружинах.
Устройство практически реализовано на прямолинейном участке железнодорожного
пути, оснащенном рельсами типа Р65 на железобетонных шпалах со скреплением типа КБ,
расстояние между осями шпал 500 мм. Длина измерительного рельса 25 м, чувствительный элемент размещен на его середине. Жесткая балка изготовлена из стандартного прокатного профиля - швеллера № 8, концевые части которого усилены до коробчатого
3
BY 11795 C1 2009.04.30
сечения, в котором выполнены отверстия для шарнирных опор: с одной стороны - цилиндрическое отверстие, с другой стороны - овальное, со сквозным продольным пропилом и
стяжными болтами. Упругие элементы в виде резиновых катушкообразных втулок выполнены для удобства монтажа сборными, из двух полукатушечных втулок. На середине
расстояния между осями опор укреплен корпус чувствительного элемента 6, на узких сторонах коробчатого профиля балки просверлены отверстия для выхода пассивной части
чувствительного элемента 7.
Со стороны отсутствующей стенки швеллера корпус балки закрыт крышкой из ферромагнитного материала.
Ввод кабеля информационных сигналов и питания расположен на торцевой стенке
балки. Блок обработки сигналов удален на 5 метров от чувствительного элемента. Окончательная обработка информации и формирование протокола о весовой нагрузке производились на персональном компьютере, удаленном на 50 м от измерительного участка.
Чувствительный элемент позволял производить замер деформаций с дискретностью
2 мкм, нагрузки от колеса на рельс изменялись в диапазоне от 4000 до 11000 кГ. В диапазоне скоростей от 5 до 20 км/час погрешность измерения не превышала 1 %.
Источники информации:
1. А.с. СССР 221748 // БИ № 22. - 1968.
2. А.с. СССР 742221 // БИ № 23. - 1980.
3. Описание заявки РБ № а 20010601 // Официальный бюллетень РБ. Изобретения, полезные модели, промышленные образцы. - 2003. - № 1.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
287 Кб
Теги
by11795, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа